Hello，大家好，我是狗菌。文章很長，閱讀全文需要20分鐘，建議先收藏~

狗菌今天來講講完美曝光，本來以為很簡單，最后卻參考了大量網絡資料，勉強整合出一些看法從原理上來解釋完美曝光，第一次有玩攝影變成搞科研的感覺，可能自己沒救了。

完美曝光要區(qū)別于準確曝光，準確曝光是指片子中無死黑，無死白，在直方圖中表現為高光部分不溢出，陰影部分不截止，相關內容可以看看這篇分享關于直方圖，你必須知道的幾點。完美曝光是在準確曝光的前提下，實現片子的最佳畫質。

提到完美曝光，伴隨而來的有寧欠勿曝、寧曝勿欠、向右曝光，不清楚的小白很容易搞混這三個概念，甚至可能覺得這不是矛盾么？？？

狗菌最開始接觸完美曝光時，就弄清了它們之間怎么回事，但是自己寫出來發(fā)現好像有點問題，再次研究完美曝光，發(fā)現網上的講解多半是用結果去解釋寧欠勿曝和向右曝光，就是通過拍片子比較畫質來解釋向右曝光可以獲得最佳畫質。

對攝影而言，知道怎么拍其實就行了，所以網上相關內容并沒有從原理上探討問題，但是作為科研人員，對原理的探索還是很感興趣的，手動狗頭，為什么向右曝光就能獲得最佳畫質呢？

狗菌結合自己的理解整合網上大神的言論簡單講講為什么會有寧欠勿曝、向右曝光和寧曝勿欠？原理會比較枯燥，狗菌并非專業(yè)人士，也不一定對，想看結論的朋友可以直接跳到文末。

區(qū)域曝光法

提到準確曝光，就必須提到區(qū)域曝光理論，在還是黑白膠片攝影的年代，想要準確曝光并不容易，當時并沒有液晶屏，也沒有直方圖，并不能按下快門馬上就看到片子的效果，但是——

安塞爾·亞當斯提出了區(qū)域曝光法，這是半個多世紀以來攝影科學的基本理論之一。這一理論為攝影曝光建立了標準操作流程，以保證能在任何環(huán)境下，包括逆光等能完全欺騙測光系統的極大光比場景，都能夠準確曝光。

盡管區(qū)域曝光法最初是基于黑白膠片攝影建立起來的，不過這種方法同樣適用于當前的數碼攝影，也沒有很高深，狗菌保證大家肯定都用過，那么什么是區(qū)域曝光法呢？

區(qū)域曝光法將一個場景按影調從黑到白劃分為11個部分，其中每一部分即為一區(qū)，用羅馬數字標注。區(qū)域 V呈中灰調，反射率18%，這是非常重要的區(qū)域，也是準確曝光的基礎。

18%灰色是怎么來的呢？場景中的光線經過平均后得到一個約18%的灰色影調，稱為中性灰，同時只反射18%的光線。測光系統會以18%灰色作為曝光標準，如果采用矩陣測光，拍的片子影調平均后會得到18%的灰色影調。

通常大部分場景都不會出現問題，但是碰上白雪和煤炭，18%的灰色影調明顯就會欠曝和過曝，這就是所謂的白加黑減——白色的主體，反射率高于18%，需要增加曝光量；黑色的主體，反射率低于18%，需要減少曝光量。

區(qū)域曝光法的本質是啥呢？簡單來說，就是找準拍攝場景中的中間調。拍人像時，咔嚓一聲，得到一張還不錯的片子，為啥曝光這么準，因為多數人的皮膚反射約18%的光線。

很顯然，跟區(qū)域曝光法最搭的是點測光，逆光人像中，只要對人像測光，也能得到不錯的片子，這也是采用中心對焦點對焦的一大優(yōu)勢，所對即所測。關于區(qū)域曝光法了解這些就足夠了，畢竟現在數碼相機還有直方圖，科技在進步。

在當時的黑白膠片年代，熟練掌握區(qū)域曝光法就相當于掌握了片子的直方圖，ACR中將直方圖分成五個區(qū)域也是參考了區(qū)域曝光原理。

寬容度和動態(tài)范圍

當遇上大光比環(huán)境，就算采用區(qū)域曝光法，也無法記錄下場景中的全部信息量，這是由于環(huán)境的動態(tài)范圍超過了膠片的寬容度。

很多相機廠商會混淆寬容度和動態(tài)范圍的概念，將動態(tài)范圍作為評價相機的指標，這是不對的，僅談談自己的看法，不一定對，因為這里的高動態(tài)范圍主要由HDR實現，文末會有解釋。

動態(tài)范圍是可變化信號（例如聲音或光）最大值和最小值的比值，也可以用以10為底的對數（分貝）或以2為底的對數表示。根據百度百科，動態(tài)范圍應該是一個物理概念，類似于速度。

寬容度是指膠片能夠記錄由最暗到最亮光線強度范圍的能力，現在也用來衡量數碼相機的CMOS，簡單來說就是相機記錄環(huán)境動態(tài)范圍的能力。

相機的曝光級數是由進光量控制的，曝光加一檔意味著感光元件多接受一倍的光，所以曝光級數與光比并非線性關系，以2為底的對數表示動態(tài)范圍應用于攝影會更加方便，單位為EV。寬容度跟動態(tài)范圍相關，單位也為EV。

大自然中的動態(tài)范圍特別高，從刺眼的陽光到微弱的星光之間光強整整相差了10^8數量級，簡單計算一下，Log2（10^8）= 26.6，即自然界中的動態(tài)范圍大約在27 EV這個數量級。

大伙肯定很好奇，這么高的動態(tài)范圍，相機能記錄下來么？肯定不能，分享一些數碼相機的寬容度數據，圖片來源于網絡，可以看到目前數碼相機的寬容度都已達到14 EV上下的水準。

但是平常大部分的場景大概只有9?EV左右的動態(tài)范圍，所以數碼相機完全夠用，那是不是數碼相機寬容度越高越好呢，先留下一個懸念。

目前膠片的寬容度也很高，尤其是黑白負片，跟一些主流數碼相機不相上下，但是總有人覺得膠片的寬容度是好過數碼相機的，在寫這篇文章之前狗菌也是這么想的，還是先留個懸念。

其實人的眼睛才是相機之王，人眼既可以分辨強烈日光下的物體細節(jié)，也能在夜晚看清楚天邊微弱的星光。通過瞳孔調整，人眼能識別一百萬動態(tài)范圍的環(huán)境，Log2（10^6）= 20.0，即20 EV，所以眼睛能看到的相機未必能拍到。

那如果遇到大光比環(huán)境，動態(tài)范圍超過相機的寬容度，又該如何處理呢？第一，補光或中灰漸變鏡，降低光比；第二，HDR，包圍曝光；第三，根據區(qū)域曝光法，選擇性的舍棄部分細節(jié)。

寧欠勿曝和寧曝勿欠

一般情況下，是不會去考慮寧欠勿曝的，能準確曝光為啥不準確曝光呢，還去提倡寧欠勿曝？所以只有當環(huán)境的動態(tài)范圍超過相機的寬容度，并決定選擇性的舍棄部分細節(jié)時，才有意義。

那寧欠勿曝和寧曝勿欠又是怎么回事呢？一個是針對數碼相機，一個是針對膠片，只是現在膠片用得比較少，所以寧欠勿曝才會聽得比較多。

以數碼相機為例，寬容度為14 EV，是不是意味著可以接受7檔的曝光不足和7檔的曝光過度呢？其實不是的，數碼相機對曝光不足的寬容度大于曝光過度的寬容度，而膠片剛好相反。

圖片來源于網絡，在正常曝光情況下，通過控制快門分別對片子欠曝10檔和過曝10檔，得到數字底片和黑白負片后，再通過后期恢復到正常曝光。在畫質可以接受的情況下，數碼相機似乎欠曝一點也能拉回來，而膠片則剛好相反。

數碼相機和膠片對欠曝和過曝的寬容度是不同的，對于數碼相機，欠曝可以拉回來，過曝就歇菜了，即寧欠勿曝；對于膠片，過曝可以拉回來，欠曝就歇菜了，即寧曝勿欠。

CMOS和膠片

如果講到這里就結束了，似乎跟網上講的也沒什么區(qū)別，OK，那么接下來講的絕對是高潮，為什么對于數碼相機寧欠勿曝，而膠片則完全相反呢？這是由于兩者的成像原理不同導致的。

目前數碼相機的主流是CMOS圖像傳感器，CMOS將光信號轉變?yōu)槟M信號，模數轉換器ADC再將模擬信號轉變?yōu)閿底中盘栍涗浵聛?，最終得到了數字底片，即RAW格式文件。

影響RAW文件質量的因素有很多，那是不是數碼相機的寬容度越高越好呢？顯然并不是，眼尖的朋友一眼就能發(fā)現佳能頂級全畫幅5D4，寬容度僅排倒第四，畫質會很差？？？

相機寬容度像是眼睛，能看到很高的動態(tài)范圍，但是能不能完美的記錄下來卻是相機芯片干的事，用寬容度來衡量相機出片畫質是不對的，再高的寬容度也要有相應的處理能力才行。

相機芯片的核心就是前面提到的CMOS和ADC，全畫幅和殘畫幅畫質的差別主要在于CMOS的尺寸不同，CMOS尺寸越大，畫質自然越好。

ADC用于模數轉換，目前主流數碼相機的ADC都是14 bit的，可能有誤，意味著可以記錄2^14種不同的光強信息，即14 EV的動態(tài)范圍。

如果相機的寬容度在13 EV左右，使用14 bit ADC是沒有問題的，仍然有1倍的余量；?但是如果某相機的寬容度為14 EV，仍使用14 bit ADC，那就屬于滿打滿算，可能會有比較大的量化噪聲影響，所以最好使用15或16 bit ADC。

圖中尼康相機的寬容度都超過14 EV，很可能采用了15或16 bit ADC，但是找不到相關資料，所以接下來還是以14 bit ADC相機為例講解。

最開始的時候，數碼相機的CMOS輸出信號與光強呈線性變化，但是人的眼睛感覺到亮度增加一級的時候，光強將增加一倍。如果按照線性方式編碼，大量的二進制編碼將用來記錄高光，而少的可憐的編碼用來記錄中間調和陰影。

14 bit ADC相機能記錄14 EV的動態(tài)范圍，那么第13~14 EV用2^13個編碼值，第12~13 EV用2^12個編碼值，以此類推，到第0~1 EV只有2個編碼值，圖像陰影怕是要出現馬賽克。

所以需要對CMOS輸出信號在模-數轉換時做一種變換，使得較暗的分區(qū)占有的編碼量級多一些，較亮的分區(qū)占有的編碼量級少一些，從而不至于使圖像陰影出現馬賽克，也使亮部占有的量級剛好滿足人眼的最大識別能力。

文件Gamma是表示這種變換的度量參數，一般情況下，當用于Gamma矯正的值大于1時，圖像的高光部分被壓縮而陰影部分被擴展。

經過Gamma調整后，數碼相機的CMOS輸出信號與光強呈非線性變化，可以看到較暗的分區(qū)占有的編碼量級增多了，但是跟較亮的分區(qū)比起來還是差很多，所以暗部細節(jié)不如亮部細節(jié)細膩。

為什么相機噪點總是出現在陰影，高光卻很少會有噪點出現？為什么白天拍照感覺還不錯，一到晚上畫質就這么感人，尤其手機拍照？

因為用來組裝陰影的編碼量不如用來組裝高光的編碼量多，編碼量不足的情況下，暗部漸變自然沒有高光漸變細膩，就有可能出現色彩斷層、馬賽克、噪點等一系列畫質問題。

一旦光強超過14 EV，超過的部分將會以滿阱信號表示，即出現信息缺失，所以過曝會導致高光大量信息缺失，拉不回來，片子非常難看，但是欠曝的話陰影總歸會有信息記錄。

膠片是用鹵化銀晶體來作為感光材料，AgX在光的作用下生成銀顆粒，生成銀顆粒的量與光強成正比，銀顆粒的量增加一倍，最后得到的片子將亮一級，所以膠片的記錄方式符合人眼的視覺原理，也就不需要做什么Gamma調整。

仔細觀察膠片特性曲線，只有中間CD這段，膠片對光線的響應是線性的，而始端和末端則是非線性的，這就是膠片和CMOS的不同。

在光線很弱的情況下，AgX沒法進行反應，同樣膠片上也不會記錄任何信息，只有當光強超過膠片的曝光量閾值，克服AgX的惰性，膠片才開始感光，所以欠曝會導致陰影大量信息缺失。

在光線很強的情況下，AgX基本反應完全，但是并不會像CMOS一樣，超過2^14就無法記錄信息，畢竟還是會有沒反應完全的AgX繼續(xù)反應，所以高光之間仍有一定的區(qū)分度，不是死白一片。

所以對于數碼相機和膠片，兩者對于高光和陰影的表現能力是不一樣的，這也是為什么數碼相機寧欠勿曝，而膠片卻寧曝勿欠，那么膠片的寬容度是不是就好過數碼相機呢？

其實膠片的寬容度不一定有數碼相機高，但是對于相機，高光只要過曝就歇菜了，而對于膠片，高光過曝上的表現并沒有相機那么慘，所以造成了膠片寬容度比相機高的錯覺，這應該是把高光表現能力和寬容度的概念搞混淆了。

可能有人不信，覺得膠片的畫面非常細膩，畫質非常好。這是毫無疑問的，35 nm的膠片能包含數十億的AgX顆粒，其中每一個顆粒都能記錄信息，極限情況下，膠片能記錄數十億的信息。

反觀現在全畫幅數碼相機，擁有3000萬左右的像素，極限情況下僅能記錄3000萬信息，跟數十億遠遠沒法比，所以畫面上肯定不如膠片細膩，但是這跟寬容度又有什么關系呢？沒關系！

完美曝光？向右曝光？

完美曝光是在準確曝光的前提下，實現片子的最佳畫質。有人會想，準確曝光不就夠了么，為什么還要這么麻煩，去追求什么最佳畫質的最佳曝光呢？可能這就是對攝影的熱愛吧，追求極致。

一般來說，每張照片能做到準確曝光就可以了，但是為了達到最佳畫質，網上經常會有攝影師提倡向右曝光。那么什么是向右曝光？為什么向右曝光可以改善片子的畫質呢？

向右曝光就是在準確曝光的前提下，增加曝光量，同時片子依舊沒有高光溢出，從直方圖上來看就是集中在中間的色階值向右偏移。

至于向右曝光為什么可以改善片子畫質，其實上文已有回答，對于數碼相機，較暗的分區(qū)占有的編碼量遠小于較亮的分區(qū)，所以暗部細節(jié)不如亮部細節(jié)細膩，向右曝光是為了彌補編碼不足。

還有一個問題很關鍵，就是這里的增加曝光量一定只能是通過改變快門和光圈，而不能通過提高感光度，這是很多攝影師容易忽略的一點，為了向右曝光，不惜提高感光度，這是不可取的，因為提高感光度會降低相機的寬容度。

以14 bit ADC相機為例，ISO為100（最低）時，ADC能記錄2^14的光比；但是ISO為200時，ADC會將輸入信號放大一倍記錄，2^13的光比將記錄為2^14，超過2^13的光比也將記錄為2^14，相當于相機寬容度從14 EV降為13 EV。

所以在使用數碼相機拍照時，盡可能使用最低的感光度，除了噪點的因素，還有寬容度的因素。為了追求片子最佳畫質，數碼相機需要向右曝光，那么對于膠片呢？說了半天一直都是數碼相機，可見向右曝光并沒有這么簡單。

膠片的成像原理符合人眼的視覺原理，所以對于圖像的細節(jié)還原能力是強于數碼相機的，但是在高光和陰影分區(qū)，膠片與光線的響應是非線性的，只有在中間調分區(qū)才是線性的，這就意味著中間調分區(qū)的信息量多于高光和陰影分區(qū)。

所以對于膠片而言，想要得到最佳畫質，即完美曝光，并不是向右曝光，而是居中曝光，回頭想想區(qū)域曝光理論，好像就是用來居中曝光。

只談向右曝光，不談條件的攝影師都是耍流氓。向右曝光只針對數碼相機，是在準確曝光的前提下，通過改變快門和光圈而不是提高感光度來增加曝光量，進而獲得最佳畫質的完美曝光手段。

8位通道 Vs 16位通道

其實寫到這里，相關內容差不多講完了，文章確實也相當長了，但是狗菌本著負責的原則，還是把這節(jié)內容加上，不然很多可能前期辛辛苦苦拍出的片子，后期處理就廢了。

8位/通道和16位/通道會在PS的圖像模式里看到，很多人可能并不重視，一直默認使用8位/通道來處理片子，效果肯定不如16位/通道精細。

JPEG格式的圖片就是8位通道圖像，所以只能記錄2^8 = 256種灰度信息，亮度從0到255總共256級，最多只能記錄8 EV的動態(tài)范圍。

而14 bit ADC相機能記錄14 EV的動態(tài)范圍，得到14位通道圖像的RAW格式圖片，看到這里請務必記住，拍照一定要用RAW格式，如果想得到畫質比較好、后期空間大的底片。

RAW記錄的是片子的原始數據，JPEG則經過有損壓縮。一張原圖的動態(tài)范圍越大，后期處理的余地也就越大，輸出的圖像質量也就越好。

OK，得到RAW格式底片后這還不夠，如果拍人像肯定不能直出，否則不會有人再找你拍了，肯定要進入PS后期處理，那選擇8位/通道還是16位/通道應該很明顯了吧。

RAW格式底片是14位通道圖像，8位/通道顯然不夠用，所以導入PS中一定要選擇16位/通道！這樣才能發(fā)揮RAW格式的作用，其實處理JPEG格式的圖片也可以用16位/通道。

說說缺點，某些濾鏡針對8位通道圖像來運算，在16位/通道模式下無法使用；另外由于增加了運算量，PS處理速度變慢，對硬件配置要求高。

有人可能會不解，為什么JPEG格式的圖片看起來和RAW格式的圖片沒有什么區(qū)別？其實是有區(qū)別的，認真比較，就會發(fā)現JPEG格式的圖片比RAW格式的圖片要鮮艷一些。

另外看不到細節(jié)上的區(qū)別，是因為目前大部分顯示器都是8位通道的，根本無法顯示超過8 EV的動態(tài)范圍，專業(yè)的顯示器有10位通道的，先別急著傻高興，看一眼價格，溜了~再見。

有人還會問，既然顯示器啥的都是8位通道，網上分享也都是JPEG格式，那么RAW格式圖片有意義么？當然有意義，后期不就一直干這事么，提亮陰影，壓暗高光，恢復片子細節(jié)。

準確來說，是把14 EV動態(tài)范圍的RAW文件信息，映射到8 EV動態(tài)范圍的JPEG文件中，讓只有8 EV動態(tài)范圍的片子顯示了環(huán)境中14 EV動態(tài)范圍的信息，其實還可以更多。

對于大光比環(huán)境拍攝，狗菌前面有提到HDR和包圍曝光，這不也是將更高動態(tài)范圍的環(huán)境信息映射到只有8 EV動態(tài)范圍的片子中么，所以通過曝光合成獲得高動態(tài)范圍片子的說法是不對的，畢竟JPEG成片最多只有8 EV的動態(tài)范圍。

總結?

回到完美曝光，如果你從頭看到這里，可以看看是否和狗菌結論一致——

1、當環(huán)境的動態(tài)范圍超過相機的寬容度時，對于數碼相機，欠曝可以拉回來，過曝就歇菜了，即寧欠勿曝；對于膠片，過曝可以拉回來，欠曝就歇菜了，即寧曝勿欠。

2、向右曝光只針對數碼相機，是在準確曝光的前提下，通過改變快門和光圈而不是提高感光度來增加曝光量，進而獲得最佳畫質的完美曝光手段。

狗菌這里偷個懶，直接從文章中節(jié)選部分文字作為結論，如果你對攝影相當感興趣，強烈安利這篇文章，雖然又臭又長，也沒講后期調色，但是狗菌舉爪保證，絕對絕對會有收獲！

最后非常感謝網上大神的言論，給狗菌很多靈感，部分圖片來源網絡，侵刪。狗菌并非專業(yè)人士，文中難免會有不對的地方，歡迎指出糾正，如果有什么問題，也歡迎留言交流~