在描述一个场景的时候,动态范围(Dynamic Range)指的是其最亮部与最暗部的亮度比值。高动态范围的场景(High Dynamic
Range Scene)指的是场景里同时存在非常明亮和非常暗淡的部分。
图像传感器所能捕捉的动态范围是有限的,它受到两个因素的限制,一个是满阱容量(Full Well
Capacity,FWC),另一个则是它的本底噪声。
* 满阱容量越大,CMOS
就越不容易饱和。如果场景里明亮的部分释放出太多光子,那么图像传感器就会饱和,超出这个容量的光子无法被捕捉,这些高光信息也就无法被保存下来。
* 类似地,对于太过暗淡的部分,那些光子的信号强度不够,那么就会淹没在图像传感器的噪声(Noise Floor)中,无法被记录下来。
要想在一张照片里记录尽可能多的明暗细节,就需要尽可能扩大传感器的
FWC,并尽可能地抑制其本底噪声,然而,受制于使用场景所能容纳的传感器尺寸,以及当前可用的技术,传感器能获得的提升是有限的。
因此,工程师们另辟蹊径,通过其他的方法来捕捉这种高动态范围的场景,这就是高动态范围成像技术(HDR Imaging)。