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——手機也能拍出亮度適中的好照片
照片拍好的第一步就是把焦對好,畫面亮度也恰到好處,當然做特別的藝術創作偶爾可能會有例外。但即便是這兩個基本步驟,也會由於客觀因素的種種制約很難做到最佳,所以周圍小伙伴所拍的照片,失焦、過曝或太暗的成片都不在少數。
雖然現代的數碼相機和手機攝像頭在拍照時基本都做到了完全傻瓜式,無需用戶調整參數,任意按下快門就能照出還不算差的照片。但某些場景,例如逆光、夜晚等,往往不是成像設備靠內部算法和自動調節就能有令人滿意的照片呈現的。當然這與設備本身的成像素質與性能有關,但實際與拍攝者也有很大的關系。
(手機攝像頭模塊外觀)
這篇文章,我們就僅從“測光”的角度,從理論和實際兩方面來談談如何人為掌控成像亮度,拍出更好的照片。鑒於大部分小伙伴掃街或出游都更愛用手機拍照,所以我們主要談的是手機攝像頭的“測光”系統和操控方式。
一、什么是測光與曝光
不管是何種成像設備,單反、微單、普通DC抑或手機,若要在成片階段對最終所拍照片的亮度做控制,那么在用戶按下快門之前,首先就要對用戶所需拍攝的場景或事物進行測光。只有在測光之后,成像設備才能對所攝內容進行明暗調節。
(手機攝像頭模塊的構造,最右端為感光元件)
數碼相機和手機攝像頭內部都藏有一個被稱作感光元件(或稱圖像傳感器)的受光傳感器。這顆感光元件在扮演的角色上就好比膠片相機時代的底片——感光元件可感知進入攝像頭內部的光亮。攝像頭正是通過感光元件對外界光的感知,得到最終的成像。
當代的數碼相機和手機攝像頭產品中,除了單反的測光系統偏復雜,其他大部分成像設備的測光工作也都是由這枚感光元件配合圖像處理器完成的。也就是說,感光元件不僅擔負最終的成像工作,而且也擔負在成像之前對所攝畫面的測光工作。
在此,我們可以對手機測光做個簡單的定義:感光元件感知用戶所需拍攝畫面光量多少的過程,即是測光。
(不同手機在測光的傾向性上也有不同,有些偏保守,寧可欠曝也不過曝,有些偏激進,寧可過曝也不欠曝)
不過測光實際上只是讓手機攝像頭知道了外界進入內部感光元件的光有多少,進入感光元件的光過多或過少都是不行的,都會讓最終成像的明暗度無法達到用戶預期。如果抵達感光元件的光過量,就會讓最終成像“曝光過度”(或稱過曝);抵達感光元件的光太少,則會讓成像“曝光不足”(或稱欠曝)。這里所謂的“曝光”,即是指感光元件暴露在光照下的這樣一種狀態。
成像設備在測光過后,需要完成的就是調節所拍畫面的亮度,達到人眼的最佳觀感。不管這種調節是用戶手動操作還是經由圖像處理器自動設置,其實質都是調整曝光參數的過程。需要特別指出的是,這種調節和照片后期的PS是不同的,因為PS是對數字圖像既有信息的后期調整,而曝光參數的調整是基於所拍畫面,在按下快門之前的前期調整。曝光參數的設置往往可以決定由於亮度關系導致的畫面細節的去留,而PS顯然是無法達成這一點的。
1.決定曝光的幾個參數
我們上面已經談到,測光后對所拍畫面亮度做預調節,實質就是設置幾項曝光參數。換句話說,這幾項參數實際上就決定了成像的亮度。
大部分對手機拍照略有研究的用戶就多多少少有機會與這些參數接觸,它們分別是光圈值、ISO值和快門速度(或稱曝光時間)。這3個變量的此消彼長,不僅可以決定最終的成像亮度,而且也是進行各種攝影創作的核心基礎,不過這里我們主要談這三者對亮度的影響。
(諾基亞N86是為數不多光圈值可變的手機產品,當然它也沒有采用實體多葉光圈)
由於當代手機講究輕薄性,而且不太可能在攝像頭上耗費太高的成本,所以這3個變量中的光圈值在手機中實際是個固定的量。光圈值是由物理焦距和光圈大小決定的——大部分手機的物理焦距和光圈孔徑大小都不可變(可實現光學變焦的N93i一類手機是例外)。所以我們用手機拍照時,無需考慮光圈值的影響。
(相機鏡頭通過光圈葉片的開合來改變光圈孔徑,但手機攝像頭沒有這樣的條件)
普通用戶僅需了解的是,光圈值是用類似F/1.4,F/2,F/2.8,F/4,F/5.6這樣的方式表述的。因為光圈值是焦距與光圈直徑的比值,所以后面的這個數字越小,反而表示進入攝像頭內部的光越多(注意:此數字越小,並不一定表示光圈就越大)。
因此,如果僅考慮光圈值這一參數,那么標稱F/2.0的手機攝像頭(如Lumia 920),一般在暗光環境下會比標稱F/2.4光圈值的手機攝像頭(如Xperia Z)更有優勢,因為在快門速度不變的情況下,F/2.0的鏡頭通光量更多。
(小米發布會上,雷軍對光圈的注解,不過景深可沒有好壞之分哦)
有人會問,既然把鏡頭內部的光圈做大可以增加通光量,為什么手機這樣暗光拍攝能力較弱的成像設備不考慮把光圈再做大一些呢。實際上,若考慮將光圈進一步做大,手機攝像頭的鏡頭(即由鏡片組成的鏡組)制造工藝要求就會更高,用料與成本也更多,並且還會增加整個攝像頭模塊的體積。市面上雖然已經有不少標稱F/2.0光圈的手機出現,但實際其鏡片的光學素質遠達不到優質標准。
另一方面,光圈大小不僅影響通光量,而且還影響着景深——很多媒體在評測時將能否呈現淺景深作為衡量手機攝像頭成像素質的標准之一,這就是相當大的誤解。不同深淺的景深有各自應用的拍攝場景,如拍攝需要同時將前后景都清晰表現的場景時,我們就需要范圍較廣的景深,此時就要求盡量小的光圈。此外,光圈確實能夠影響景深,但並不能看作是景深的決定因素,景深還受其他因素的影響,如感光元件的尺寸。很多媒體在評測Lumia1020時將其出色的背景虛化效果歸結在F/2.2光圈上,這顯然是錯誤的。景深是另一個比較大的話題,這里不做過多展開。
(1)ISO值(感光度)
ISO值可以理解為描述攝像頭內部感光元件感光能力的值。ISO值本身是不影響外界進入攝像頭內部並最終抵達感光元件的通光量的,但當感光元件的ISO值提高時,其感光度也就更高,畫面也會更亮,將ISO值降低則會讓畫面更暗。
(Xperia Z支持最高ISO值1600)
一般的手機攝像頭與成像設備,都會標稱一個ISO值區間,即感光元件可在這個ISO值的范圍內做感光度的調整,達到調節最終成像亮度的目的。2年前的手機攝像頭,ISO值還普遍限定在800乃至400以下,現如今像iPhone 5/Lumia 920這樣的手機攝像頭已經支持最高3200的ISO值,也就意味着它們可以令成像更亮。
但感光元件的感光度最高上限受到其本身性能的影響,例如目前大部分單反的感光元件ISO上限已達25600,這是手機攝像頭望塵莫及的;而且,越高的ISO意味着畫面更多的噪點,噪點多也就意味着畫質損失嚴重,畫面臟,觀感差。
所以iPhone 5雖然能夠將許多暗環境的畫面拍得更亮,但它是純粹靠提升ISO值來實現這一目的的,於是整個畫面的噪點會顯得非常多,幾乎到了令人無法忍受的地步。事實上,雖然越來越多的手機攝像頭開始支持最高ISO3200,但許多手機在ISO大於800時,畫質就已經到了不可用的地步。僅有類似索尼RX1這樣的高端數碼相機,成像在ISO5000時才有一定的可用度,許多中低端單反在ISO超過2000時也基本已經失去了意義。
反之,ISO值越低,就越能保證畫面的純凈度,成像看起來也會越干凈。這是許多攝影師寧可用低ISO,也要保證畫質不受影響的根本原因。
(Xperia Z拍攝,ISO1600,快門速度1/640秒)
(Xperia Z拍攝,ISO100,快門速度1/50秒)
(100%截圖,ISO值為1600時的成像相比ISO100有明顯的畫質劣化)
除了iOS設備一類純傻瓜式的成像設備之外,大部分Android、Windows Phone等設備在相機應用中通常都一定限度地支持用戶進行ISO感光度設置。讓用戶自行在亮度和純凈度之間做抉擇。
一般情況下,相機應用的自動模式都是由系統自動設定ISO值的。不過,相比另一個可對亮度做調節的變量:快門速度,ISO值的提高通常擁有最低的優先級,因為畢竟快門速度的升降不會直接影響畫質,而ISO值的升高就意味着畫質的嚴重劣化。
(2)快門速度
所謂的快門,可以理解為感光元件前方能夠一開一合的幕簾,而這扇幕簾的開合速度就是指快門速度。用戶在按下拍照應用中的拍照按鈕后,系統就會根據預設的快門速度來控制這扇幕簾的開合。快門速度所控制的是感光元件的曝光時間,快門幕簾開啟時,感光元件接收到來自外界的光,幕簾關閉時,感光元件曝光結束。
不難理解,快門速度也直接影響外界進入攝像頭內部的光的多少。快門速度越快,也就是幕簾開合越快,那么抵達感光元件的光也就越少,反之快門速度越慢,則抵達感光元件的光越多,成像亮度也會相應更高。
這里為了便於理解,我們將快門單純地理解成有幕簾開合的機械快門。但實際上,大部分便攜式DC和手機攝像頭的感光元件前方是沒有這樣開合的實體機械組件的,系統是通過控制感光元件的通電與斷電來達到曝光時間的控制——這種快門被稱作電子快門。有極少數手機,例如808PureView、Lumia 1020這樣較注重成像質量的設備用到了鏡前的實體機械快門(Lumia1020結合了機械與電子快門)。
(808PureView與Lumia1020都配備了鏡間機械快門,不拍照和按下拍照按鈕時快門會降下)
按此理解,要控制通光量,調節快門速度就可以了。雖然機械快門存在最高快門速度的極限,但快門速度的控制相較另外兩個同樣能控制成像亮度的參數ISO值和光圈值而言,是最經濟和沒有過高技術難度的一個值。比如,大部分手機拍照應用會將最低快門速度限定在1/17秒這個水平上,但實際上,這些手機也可輕易將快門速度再行降低到1秒(不考慮感光元件問題),這樣就可以獲得更多的通光量,暗光環境拍攝能力可直線上升。可是手機廠商卻沒有這么做,為什么?
快門速度如果降低到一定程度,比如在手機上降至1/17秒以下,那么手持拍攝的成功率也會隨之大大降低。這是因為手持拍攝時,人手總無可避免地抖動位移,快門速度一旦降下來,例如降到哪怕1/10秒的程度,在快門幕簾開合的這0.1秒里,最終的成像都會因為可感知的手抖造成最終畫面的抖動模糊。
應對這種問題,一是可以用外部穩定輔助,如三腳架讓成像設備處在穩定不會有位移的環境中。另外,也可以在攝像頭內部集成光學防抖系統,像Lumia 920/HTC One那樣,可有效提升低速快門下的拍攝成功率。但這些都需要額外耗費資源對低快門的不穩定做彌補,甚至需要付出類似犧牲手機輕薄度這樣的代價,況且我們用手機拍攝更不可能每天帶着三腳架出門。
(低速快門可令畫面產生運動模糊,而高速快門則能捕捉瞬間畫面)
另一方面,就算有可靠的穩定系統做助力,設定1秒的快門速度,用於拍攝運動中的物體,哪怕被攝物體只是小幅度運動,那么最終的成像,被攝物體在畫面中也會產生運動模糊。或許,有些攝影師在進行創作時偶爾需要這樣的運動模糊,但大部分情況下,我們只是希望能拍到清晰、銳利的瞬間,而不希望對方的腳或手有個奇怪的拖影。可見快門速度的控制也存在很大的局限性。
低速快門與高速快門都有各自的應用領域,例如要呈現道路上車輛穿梭的運動感,那么就需要選擇低速快門;如果需要拍攝水滴濺起的瞬間,就必須使用高速快門了。在決定這樣的創作方式之后,畫面的亮度就只能靠光圈值和ISO值的調整來權衡了。
(諾基亞專業拍攝應用,為用戶提供了從1/16000秒~4秒的快門速度選擇)
一般很少有手機的拍照應用會將快門速度的手動調節下放給用戶。某些第三方拍照應用,如諾基亞專業拍照、ProShot等,能夠提供快門速度調整。比如Lumia 1020就支持用戶手動設定最慢4秒的快門速度——但這也並不意味着諾基亞Lumia 1020的光學防抖組件牛叉到可在4秒的快門速度下讓用戶手持拍攝,而是主張用戶采用三腳架進行拍攝。
在光圈、快門速度和ISO值的收放都存在各自局限的情況下,如何對三者進行參數上的配合調節就成為曝光量控制的關鍵。三者的取舍與創作的場景也有很大關系,而我們暫且停留在知道他們都可對曝光量形成影響的層面上即可,畢竟手機攝像頭的創作空間還是相當有限。
(3)有關曝光補償
要將曝光補償的概念解釋清楚實際上並不簡單,如果要用通俗的話來說,即是:在自動模式下,攝像頭的整個測光與曝光參數設置過程是自動完成的,攝像頭每次拍下一張照片都是使用它認為最合理的曝光參數進行的。但攝像頭並沒有智能到足以應付所有場景,我們會看到有很多照片仍然過暗或過亮,此時就需要我們人為地對其曝光標准做調整。
(Xperia Z提供±2檔的曝光補償設置)
例如我們在曝光補償中設置-0.3,即表示告訴攝像頭:你的測光與曝光參數設定過於激進,致使拍出來的照片都太亮,可以保守一點,讓畫面再暗一點。如果將曝光補償固定在-0.3的位置上,那么攝像頭就會始終以比平時稍暗的呈現方式安排ISO值和快門速度的匹配方式。
手機攝像頭曝光補償的實現,不管是讓整個畫面變亮還是變暗,也都是通過ISO值與快門速度的調整實現的。
如果我們以純手動模式來控制每項參數,那么曝光補償自然也就不存在太大意義(這里的曝光補償需要和包圍曝光補償有所區分)。對於喜歡用自動模式(或者相機中的光圈優先、快門優先等半自動模式)拍照的用戶,曝光補償可比較快捷地控制畫面亮度,人為干預應對各種特殊場景,令逆光、大面積純色畫面的拍攝也可有較為滿意的效果。
(特別值得一說的是,在暗光環境下,比如夜拍,若由於成像設備本身的制約,在已經將ISO升至最高,並且快門速度最慢的情況下,如果即便如此也依然無法令畫面亮度有所提升並到達人眼可接受的程度,則成像的硬件可提供的資源已達極限——此刻的曝光不足無法通過硬件手段彌補。唯有廠商進一步提升硬件用料或是研發新技術才能讓此刻的成像達到令人滿意的水平。)
二、感光元件的寬容度
1.亮部與暗部細節往往無法得兼
記得有人在黑Lumia 920夜拍能力時說,Lumia 920不過是通過讓整個畫面的亮處過曝,來強行獲得整體畫面亮度的提升,亮部細節是有嚴重丟失的,根本就不合理。這種提法本身就是個偽命題,因為其他沒有采用光學防抖系統的智能手機,在普遍限定最低快門速度1/17秒的情況下,根本沒有行之有效可提升暗光環境畫面拍攝亮度的手段,就算他們想要“讓整個畫面的亮處過曝”也根本做不到。更重要的是,這一說法完全無視了感光元件是有寬容度極限的,在感光元件寬容度所不及的高反差場景下,暗部或亮部細節只能擇其一。
寬容度更專業的說法是“動態范圍”,意思是說畫面最亮到最暗處的范圍。而感光元件的寬容度,則表示該感光元件能夠在一個畫面(一次快門)中呈現的最亮處到最暗處的極限范圍區間。
(上Lumia920,下Lumia900,樣張能夠明顯看出920與900感光元件的寬容度差異)
美國著名攝影師兼導演Jon Fauer曾在誇贊柯達Vision2膠片的時候大贊其寬容度表現出色,並強調了寬容度的重要性。在日系相機大行其道的今天,因為日本廠商極少將寬容度作為賣點進行宣傳,加上許多媒體在評測手機攝像頭時根本不會提“寬容度”這一概念,導致人們並不關注感光元件的寬容度表現。實際上寬容度也是一款感光元件是否出色的重要指標。
這里,我們通過Lumia900和Lumia 920同一場景同一時間的樣張來說明問題。Lumia 920是筆者所接觸的手機產品中,感光元件寬容度相當出色的一款設備,單論寬容度基本達到了iPhone 5s的水平。而Lumia900顯然在感光元件用料上差得比較遠,寬容度相較Lumia920有較大差距。不難發現,Lumia920呈現出無論是明處還是暗處的細節都比Lumia900多出許多,Lumia900丟失了更多的細節,就因為其感光元件所能在同一畫面呈現的最亮與最暗部分的區間范圍更小,也就是寬容度更小。
上面的樣張是比較典型的高反差場景。所謂的高反差場景是指,該場景的最亮處與最暗處,在亮度值上差得比較遠。成像設備在應對這種場景時通常都會顯得比較吃力,主要就是因為感光元件的寬容度不夠。如果將亮部細節完整呈現出來,那么暗部細節就會有很大損失;而如果將暗部細節完整呈現出來,那么亮部細節又會有很大損失。
其實我們人眼也有寬容度,不過人眼的寬容度即便與現在市面上最先進的感光元件相比,都還要優秀得多。如果人眼等效100dB的寬容度水平,那么目前高級單反就約僅有84dB的理論動態范圍(14bit色深輸出)。所以人眼在應對即便是大逆光場景時,觀察世界仍然游刃有余,暗部與亮部細節都能看清楚,可感光元件就沒有這樣的本領了。不過人眼也並非萬能,我們開車時,若對方會車啟用遠光燈,迎面開來,人眼就會出現短時視盲,因為此時,人眼的寬容度也已經不足以再看清暗部細節。
(犧牲亮部或暗部細節,有時也可以拍出具有美感的照片)
這也從很大層面反映出,目前的成像設備還完全沒有到理想的程度。於是類似逆光這樣的環境,人們就只能有所取舍,要么呈現亮部細節,要么呈現暗部細節,無法令兩者得兼。不過也因為感光元件在寬容度上這樣的限制,令攝影師能夠創作出類似夕陽下僅把前景輪廓勾勒出剪影的圖景——這即是放棄暗部細節的靈活拍攝方式。
2.彌補感光元件寬容度不足的后期手段
雖然在硬件工藝和手段上,成像設備的寬容度遠不能滿足人們的需求,但萬能的人類仍發明了一些后期的軟件手法來彌補這方面的不足,其中行之有效,並且廣為人知的解決方案之一就是HDR。
HDR的英文全拼為High-Dynamic Range,譯為中文即是高動態范圍。HDR在手機行業被熟知應當是2010年,iPhone 4在拍照應用中對這項技術的采用。直到現在,iPhone拍照應用的可自定義選項都不多,HDR功能的開啟和關閉就是這其中為數不多的項目之一。
(HDR的實質就是多次曝光后的照片合成)
開啟HDR后拍攝的照片,其畫面動態范圍會比不開啟HDR功能的畫面動態范圍高不少。但這種技術並不是通過提升感光元件的寬容度來獲得更好的明暗部細節兼顧的。靜態HDR照片拍攝的實現原理也相當簡單:在用戶選擇啟用HDR功能后,當用戶按下拍照按鍵,系統會在短時間內連續開合快門兩次,即進行相隔時間很短的兩次曝光,也就是拍攝兩張照片。其中一張照片以呈現暗部細節為主,另一張則以呈現亮部細節為主,最后處理器通過后期算法將兩張照片合成一張,最后得到的這張照片也就可以兼顧亮部和暗部細節了。
因此,在拍攝高反差場景時,例如逆光下,通常用戶都可以嘗試開啟HDR功能,以期獲得不錯的拍攝效果,避免前景一片死黑,或是后景的嚴重過曝。
(Xperia Z支持HDR功能,在開啟HDR后,成像動態范圍能夠獲得顯著提升)
不過HDR並非萬能靈葯,本身也存在一些無法解決的問題。首先,開啟HDR后所拍的照片雖然在明暗部細節的兼顧方面做得更好,但相比關閉HDR功能的照片,其噪點會更多,畫面純凈度更差,這與后期合成算法有較大關系;其次,HDR需要通過拍攝兩張甚至多張照片進行照片的合成,也就意味着每張照片拍攝的時間總有間隔,無論這其間的間隔時間有多短,但凡遇上拍攝處於高速運動中的對象,由於每張照片捕捉到的畫面其實都有差異,所以最終合成的照片上就會出現奇怪的鬼影。
最后,使用過HDR功能的用戶也不難發現,開啟HDR后拍攝照片,那么拍攝速度就會明顯變慢,這是因為攝像頭不僅需要多次曝光,而且后期還需要耗費處理器資源進行照片合成,拍攝速度自然比普通模式慢半拍。
三、手機攝像頭的不同測光方式
某些強調拍攝自由度的手機拍照應用中會為用戶提供測光方式的選擇,這在手機中並不算多見,即便是如諾基亞這樣有專攻手機成像的廠商,也沒有在自家的Lumia手機中提供測光模式的選擇(當然可能和Windows Phone的限制也有關系)。不過我們依然可以談一談不同手機間測光方式的差異。
1.平均測光
對於初級用戶而言,有一類具有普遍適用性的測光方式叫做“平均測光”(或稱“全局測光”)。Windows Phone 8設備在GDR2固件更新之前,普遍都只支持平均測光。在這種測光方式下,圖像處理器會將攝像頭捕捉到的整個畫面分成若干個區塊,對微單一類的設備而言,其區塊划分有時可細致到成百上千個。隨后圖像處理器對這些划分出來的區塊進行分別測光,目標是盡量讓每一個區塊都能有合理的亮度顯示,不會過暗也不會過亮,並且將所有區塊測光得到的數據做整理計算,通過算法綜合得到最終的曝光參數。
(不懂測光的同學,一般使用平均測光會更靠譜)
這種測光方式的優點在於,對整個畫面做全局測光,得到能兼顧畫面每個角落亮度的曝光值,最終成像的亮度也會比較平均,不會出現大面積過曝或欠曝的情況。但缺點也十分明確,一是感光元件的寬容度有限,平均測光應對普通場景自然沒有問題,但如果是高反差場景,圖像處理器在通過這種折中的測光方式測光后,即便知道明暗部細節無法兼顧,也只能安排一個偏於中庸的曝光值,這樣往往令需要提高亮度的地方不夠亮;二是圖像處理器不夠智能,例如如果它偵測到整個畫面中出現了較大面積的白色區域,如雪地場景,就會認為畫面有過曝傾向,通過調整曝光參數來降低整個畫面的亮度,這樣也會令更多暗部細節有缺失,且整個畫面過暗。
可見平均測光欠缺靈活性。唯有與曝光補償配合使用,才能發揮其最大功效。
2.點觸測光
除了平均測光之外,比較常見的測光方式還有“中心測光”和“點測光”。這兩者都是令圖像處理器僅對畫面中心一個小范圍的位置進行測光,而不管除此范圍之外的其他區域的曝光情況。這兩者的區別主要在於,“中心測光”的測光區域比“點測光”更大,也就是說點測光擁有着更大的精度。此外,還有“中心重點測光”這樣的測光方式,這是指整個畫面仍然會進行平均測光,但更偏重畫面中心區域,重在令畫面中心區域的曝光量更准確。
(Lumia920在更新WP8 GDR2后也開始支持點觸測光)
由中心測光,我們也可引出在手機拍照應用中比較常見的“點觸測光”方式。當代智能手機拍照應用一般都會提供“點觸對焦”功能,即讓用戶在畫面上點選焦點。iPhone的拍照界面上就提供較為典型的點觸對焦操作方式,其上有一個對焦框,手指在畫面中點擊不同位置都能改變這個對焦框的位置,實現焦點的轉移。由於本篇主要講的是測光,所以不對對焦做深入探討。
然而實際上,有心的用戶會發現,改變這個方框的位置,整個畫面的亮度也會隨之發生或明或暗的變化。這是因為這個方框也擔任着“重點測光”選擇的職責。當我們用手指點選取景畫面中的一個點時,系統會認為用戶需要以這個點周圍的小范圍區域為測光重點——即最終曝光參數的設定目標是要首先保證用戶選擇的這個區域有較為准確的亮度。
(兩張照片均采用Lumia900拍攝,差異僅在於選擇的測光重點不同,高反差場景下,明暗細節僅可擇其一)
前面我們花了較大的篇幅說感光元件存在寬容度極限,於是我們會發現,支持點觸測光的成像設備,如果我們在取景畫面上點選某個較暗的區域為測光重點時,通常整個畫面都會亮起來,並且畫面的其他區域甚至還可能出現過曝。這是因為,在點選該區域時,系統認為需要最大程度保證這個位置的曝光量,要求此位置的亮度達到足夠明亮,於是強行提升整個畫面的亮度,致使周圍原本已經很亮的區域加亮后過曝,即亮部細節已無暇兼顧。
而點選取景畫面很亮的位置為測光重點,整個畫面的亮度都會降低,甚至某些區域出現了曝光不足,其原因和上面所述的大致相同。
這種點觸測光方式提供了比較自由的畫面曝光量調節方案,市面上許多手機都已經開始采用這類測光方式,如iPhone、Lumia 920/1020(WP8 GDR2固件更新后)、Lumia 900等。但其缺點和平均測光的優點恰好相對,比如像Lumia 900這樣感光元件寬容度本來就比較差的設備,在很多場景下,點觸測光都可能出現畫面大面積的過曝或欠曝。但在感光元件技術開發尚不完善的今天,這也是沒有辦法的事情,尤其是在遭遇逆光人像拍攝這樣的場景時,為了保證前景人像的亮度,唯有讓背景大面積過曝才不至於讓人的臉部一片漆黑。點觸測光對於逆光拍攝的優勢也正在於此,點選畫面中所要重點呈現的前景,系統也會不惜令背景過曝來實現對前景亮度的保證。
(vivo Xplay的拍照應用,支持焦點和重點測光區域分開選擇)
這里尤其值得一提的是,像Lumia 920、iPhone這類支持在取景畫面中點選焦點和測光重點的設定,經常被稱作測光與對焦的聯動,即點擊一個位置,既實現對該位置的對焦,也實現對該位置的重點測光。但這種測光與對焦的聯動實際也存在着很大的局限性,比如用戶可能希望焦點和測光重點區域處在畫面的不同位置之上。所以國內有類似vivo Xplay這樣的設備出現,在拍照應用中就支持用戶分別點選焦點和測光重點區域,分離了焦點與測光點,只不過這或許會令那些僅依賴自動模式拍照,不懂對焦測光為何物的用戶感到費解。
3.點觸測光與曝光補償的關系
現在市面上實際仍有不少旗艦智能手機的拍照應用不支持點觸測光,比如Galaxy S4、Xperia Z1等。這些設備在手機領域,都屬於成像素質方面的佼佼者。許多用戶為這些產品不支持點觸測光感到惋惜,其實這是完全沒有必要的,因為點觸測光的實質即是曝光補償。
用戶進行點觸測光時,圖像處理器通過重新設定曝光參數(包括我們前面提到的ISO值、快門速度)來改變畫面亮度,達到重點保證用戶所選畫面區域曝光量的目的;而用戶在增減曝光補償時,圖像處理器也是經過曝光參數的重新設定來改變畫面亮度,兩者的實現方式相同。只不過點觸測光需要系統更為智能化地對用戶點選的區域做測光分析,曝光補償則是系統完全根據用戶的正負補償級別來提升和拉低畫面亮度。
比如Xperia Z就不支持點觸測光,所以我們在畫面上無論怎么點選對焦框的位置,也不會改變畫面的整體亮度。按照Xperia Z的幾種測光邏輯,要拍攝逆光等高反差場景,顯然完全采用普通自動模式是沒戲的,因為這只會導致前景曝光不足,一片漆黑。這個時候,我們想,要是Xperia Z支持點觸測光該有多好,因為我們此時只要點選前景,系統就會智能地提升畫面亮度,就算犧牲背景的亮部細節,至少前景的亮度有了保證。
然而我們轉換思維,如果此時改變設置項中的曝光補償參數,實際也可達到一樣的效果,只不過在曝光補償中究竟要+0.3還是+1.0,就需要用戶根據經驗來判斷了,或者一個個都試一試,看看怎么增減最合適。於是,Xperia Z一樣可以應對這類逆光場景。
四、感光元件技術將繼續發展
(有機CMOS感光元件在寬容度方面會相較傳統硅光電二極管CMOS有顯著提升)
(近兩年比較主流的背照式與堆棧式感光元件技術為感光元件的感光性能提升不少)
如今手機攝像頭的成像素質越來越好,甚至已經趕超了前兩年的便攜式卡片機。近些年來,索尼比較著名的背照式、堆棧式感光元件技術就相當有效地提升了感光元件的感光性能;今年6月份,松下與富士宣布聯合研發有機CMOS感光元件技術,尤其在感光元件的寬容度表現上下功夫。這些都足以見得成像技術仍在進一步的飛速發展中。
雖然現在,我們仍在談論着測光時用戶需要注意和調整的選項,以期獲得更佳的拍照效果,這是因為當前的拍照應用仍顯得不夠智能,不過未來我們有理由相信,傻瓜式拍照方式終將成為大部分非專業用戶的選擇。iPhone從推出至今就在系統中相當大膽地去除了大部分可拍照設置選項,但其成像素質仍然非常穩定可靠,這就是傻瓜式拍照的典型代表,也是未來智能手機成像的發展方向。