【专题】用光圈档来理解HDR

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除了看上去相当复杂的nit尼特单位之外
我们还可以用光圈档来理解HDR
前面我们已经简单提到，HDR实际上是指画面的亮度动态范围，从千分之一级别nit(尼特)的亮度扩展到10000nit的亮度，那么究竟这样的亮度变化范围有多宽，恐怕并不是每一个人都能够有一个很好的认识。其实，10000nit的亮度在户外也并不算十分高，例如说中午太阳照射在花朵上，再反射到人眼中的亮度就可能会是10000nit的数十倍。也就是说，就算是家庭影院投影机系统有朝一日真的能够实现10000nit的画面峰值亮度，但与我们在户外晴朗的日子里所看到的各种缤纷的色彩亮度还是有一定的差距。那么我们为什么还要以10000nit作为HDR标准的峰值亮度呢？这就要从摄像机光圈档数的方式来理解动态范围了。
要拍摄一部HDR的电影大片，我们当然就需要选择支持HDR拍摄设备了。以目前好莱坞HDR拍摄常用的Arri ‘s Alexa 65这款摄像机为例，它的镜头动态范围大概是16档光圈，那么也就意味着采用这款HDR摄像机拍摄与制作的HDR电影的原生动态范围也是16档光圈。而目前峰值在1000nit左右的平板电视，大概动态范围在14档光圈左右，而峰值10000nit的动态范围则能够覆盖16档光圈的范围，满足目前HDR拍摄的需求。由于镜头的光圈大小主要是控制镜头进光量的大小，前后两级光圈的进光量刚好是2倍关系，那么16档光圈可以转换为65536:1的对比度。
那么SDR标准动态范围的光圈档数是多少？大概是在7-10档左右，也就是对比度小于1024:1。尽管很多家庭影院投影机标称对比度都远远不止65536:1，但如果从投影机帧内对比度的角度来要求，65536:1并不是一个小数字。一般来说，如果一台家庭影院投影机的帧内对比度能够超过250:1，就已经算是相当不错了。这里主要的问题还是因为现阶段家庭影院投影机的峰值亮度还有一段很大的提升空间。
如果你本身就是一个摄影发烧友，应该不难理解其实我们人眼所能够接收光的动态范围，要远远超出现阶段的各类摄像设备。尽管目前HDR高动态范围所设立的主流标准，对于家庭影院投影机来说还是有点遥不可及，但事实上与人眼的极限亮度动态范围相比还是有不少的距离。我们相信现阶段的HDR高动态范围只是技术发展的起点，未来还有很长一段要走。
（未完待续）

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