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高动态范围影像——数码摄影的扩展分区系统
假如场景中的亮度范围超过了传感器的动态范围，直方图会与两个边界碰在一起，如图11-13所示。这时候，高动态范围影像就登场了。
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图11-13：
另一张场景亮度超出相机动态范围的直方图
虽然拍摄主题的亮度范围不可以由一次曝光记录下来，但你可以拍摄一系列照片，将它们整合到一幅图像中，把整个亮度范围记录下来，这就是高动态范围图像（HDRI）。其制作过程是，先拍摄一系列快门速度不同的照片，而且这些照片在合并后可以记录场景的完整亮度范围。然后，把这些照片（2张或者更多）合并成一张拥有完整的阴影、中间调和高光细节的照片。
以下是一个为最佳效果寻找良好起点的好办法。将相机安装在三脚架上，使用遥控器、快门线或相机的自拍器，如果可以的话，设置反光板预升，这样可以减少震动，让所有照片能够配准。根据需要设置好相机的方向（向着静止物体），然后设置为手动对焦，确保相机的焦点不会在连续的几次拍摄中改变。设置手动曝光（景深不可改变），根据你需要的景深选择光圈，然后拍摄一张测试片。根据测试片的直方图调整快门（不要改变光圈或者重新对焦，因为这会影响景深和图像的放大率），让直方图的高光侧（右侧）落在距离右边界1/4的地方。现在，拍摄一系列曝光的第一张。
把曝光提高1挡，然后重新曝光（注：虽然你可能喜欢更大或更小的增量，但1挡的等量曝光递增一般会取得不错的效果）。再回放直方图，你会发现它向右移动了。重复提高曝光和回放直方图，直到直方图的阴影侧（左侧）进入显示范围内，并落在距离左边界大概1/4的地方。这就完成了！现在你已经记录下场景的完整亮度范围。
即使没有三脚架，你也应该尝试用连拍和自动包围曝光（相机自动拍摄一系列不同曝光的照片）来拍摄。握紧相机，抱住手肘，稳住呼吸，轻轻地触发快门。较短的焦距和较高的ISO会对图像稳定有所帮助。
现在，你已经记录下了完整的动态范围，你将要把这些照片合并成一幅包含整个场景亮度范围的最终照片。你也许不需要所有的照片，因为其间可能会有重叠的地方。也许2张就够了，也可能是3张或者更多，但大多数情况都不必用到这么多张。把几张照片合并成一张有很多方法，而且把不同数量或者不同曝光值的照片进行合并，其效果也会不一样，所以如果对某种合并方式不满意，你可以尝试不同的方式。
以下，我会讨论4种不同的多次曝光合并方法。对于方法#1和方法#2，你应该直接用RAW文件来处理。对于方法#3和方法#4，你需要从TIFF或PSD文件开始处理。如果打算用后面的两种方法，你需要先用转换器的默认设定把RAW图像转换成TIFF或PSD格式。用适当的描述来命名这些文件，例如阴影细节丰富的文件命名为“森林_阴影”，中间调细节丰富的文件命名为“森林_中间调”，而高光细节丰富的则命名为“森林_高光”。下面讨论的技术，要求所有的图像都是相同像素的，所以请使用未经裁剪的图像。
现在，文件准备好了，4种合并照片的方法如下。
1．使用Photoshop软件的“合并到HDR”功能。
2．利用两张照片，以及Photoshop软件的亮度选择功能。
3．使用Photoshop软件的图层。
4．第三方软件。
1．使用Photoshop软件的“合并到HDR”功能
我们首先讨论Photoshop CS4，然后在这一节的结尾讨论CS5中的HDR Pro。在Photoshop CS4中，高动态范围（HDR）图像是分两个步骤生成的。第一步，用“合并到HDR”功能，把两张或以上的曝光会合并成一个32位／通道的文件。第二步，把生成的32位／通道文件降低采样成16位／通道的文件，然后保存。然后，16位／通道的文件可以在Photoshop软件中进一步处理。Photoshop CS5引入了新的特性，HDR Pro。它可以提供更多的操控，而且把上述的两个步骤合二为一。
在Photoshop CS4中，你首先要把若干张RAW照片合并成一个32位／通道的HDR图像，它实在太庞大了，几乎可以提供无限制的数字等级，让任何场景的动态范围都容纳在其中。在第二步中，你要通过设置，采用Photoshop软件提供的4种方法，把32位／通道文件转换成可编辑的16位／通道文件。
实现第一步，合并文件，要从“文件”菜单中选择“自动”，然后选择“合并到HDR”，随后会弹出“合并到HDR”对话框。在对话框中，单击“浏览”按钮，选择你希望合并的RAW文件，如果这些文件是手持拍摄的，那就点选“尝试自动对齐图像”选框，然后单击“确定”按钮。Photoshop软件会载入文件，进行一系列处理，然后打开另一个“合并到HDR”对话框。你要确保对话框中的位深是设置为“32位／通道”。图片框会显示文件的大致效果，如果这个大致效果显得太亮，而且色彩失真，请不要灰心，降低采样会调整影调，你会有充足的数据来进行稍后的调整。单击“OK”按钮，Photoshop软件会把所有被选文件的数据合并为32位／通道的HDR文件。
如果你需要的话，32位／通道文件也能保存下来，但它必须被降低采样为16位／通道文件，才能使用大部分Photoshop工具。要把32位／通道文件转换为完全可编辑的16位／通道文件，你要从“图像”菜单中选择“模式”，然后选择其中的“16位／通道”。随后，一个HDR对话框会打开，你可以从4种方法中选择一种进行转换。大部分情况下，默认的“曝光和灰度系数”是最好的，但你可以试验其他3种方法。在“曝光和灰度系数”方法中，通过“曝光”和“灰度系数”滑块进行调节；在“局部适应”方法中，通过“半径”和“阈值”滑块进行调节。改变方法和设置的时候，观察图像窗口，采用你喜欢的效果，单击“确定”按钮，Photoshop软件就会把图像降低采样至16位／通道。保存16位文件，然后对它进行编辑，就像编辑其他文件一样。
为了演示这个方法以及多次曝光对高动态范围场景的拍摄，我把图11-14a、图11-14b和图11-14c这三张照片合并为下面的最终HDR照片（见图11-14d）。这座教堂内部的亮度范围几乎达到了15挡，远远超过传感器的动态范围，所以一次拍摄无法把阴影、中间调合高光的信息都记录下来。图11-14a用于记录丰富的阴影细节，尤其是长凳后面的镶嵌工艺；图11-14b用于记录教堂中主导性的中间调；而图11-14c则用于记录极端高光部分的信息，包括透明玻璃窗的框架。合并后的HDR图像效果见图11-14d。
图11-14a：
教堂内部，奥地利罗伊特，记录阴影细节的曝光
图11-14b：
教堂内部，记录中间调细节的曝光。注意窗户和最暗的室内区域的影调丢失
图11-14c：
教堂内部，记录极端高光的曝光。只有透明的起泡艺术玻璃窗及其窗框可以看到细节
图11-14d：
教堂内部——高动态范围合成图。把上面三次曝光组合，形成了饱含所有必要细节的图像，并突出了魔法般华丽的室内装饰
在Photoshop CS5中，多次曝光合并为16位／通道文件的处理是用新的“合并到HDR Pro”功能实现的。在“文件”菜单中，选择“自动”，然后选择“合并到HDR Pro”。在对话框中，你可以从面板顶部的下拉菜单中选择4种模式中的一种。选择好模式后，你可以在面板中看到参数。“局部适应”提供了最多的控制设定和选项，因此它往往最可能为你提供需要的效果。但你可以分别尝试各种模式，选择能提供你喜欢的效果的模式。在“局部适应”模式中，你可以调整选择对话框右下角“曲线”标签，调节整体反差，设定黑点和白点，然后调整曲线。
你要注意，这里没有任何规则，根据需要的影像来调整设置吧。别指望每张图像的设置都一样。每张图像都必须根据其特性来决定设置，这应该不会让你感到惊讶。最后，你要注意两个技术要点：如果你的照片是手持拍摄的，那就勾选“移去重影”复选框来消除任何可能的相机移动，然后把“模式”设置为16位，取得16位／通道文件。
2．利用两张照片，以及Photoshop软件的亮度选择功能
很多情况下，HDR场景的完整亮度范围可以由两场相差2～3挡的两张照片记录下来。如果这两张照片的直方图完全包含了整个亮度范围的细节（完全包含了直方图的左边，同时右边没有出现剪切），那就让电脑根据亮度的比例来选择吧，并把这个选择应用到图层蒙版的遮挡中。当你进行亮度选择的时候，Photoshop软件会按照亮度比例来选择像素，白色的像素会被100％选择，而中灰像素会被50％选择，而黑色的则不被选择。
先在RAW转换器中准备好两张图像：调整具有较好高光曝光的照片，让较亮的区域有恰当的还原效果，并以含有“高光”两字的名字保存（见图11-15a）；调整另外一张照片的较暗部分，以含有“阴影”两字的名字保存（见图11-15b）。
图11-15a：
晴天下，太平洋西北部针叶林的一幅高光曝光。这张照片拍摄于我的后院的高地上，高光曝光保留了最明亮的高光细节，以阴影细节的丢失为代价
图11-15b：
同一场景的阴影细节，所有高光细节都被剪切了，但阴影区域有完整的细节
在Photoshop软件中打开两张图像，把它们排好，让两张都能看得到，确保“图层”面板可视（如果看不到，按“F7”键）。下一步，复制两张图片的背景，你可以激活其中一幅图片，在“图层”菜单中选择“复制图层”，然后对另一幅图片重复相同的操作。现在把“背景副本”分别命名为“高光”和“阴影”。
现在，是时候把高光图层放到阴影图片中了。选择“移动工具”（快捷键“V”），激活高光图像，用“移动工具”把高光图像拖到阴影图像上，释放鼠标按键。这样，高光图像就会出现在阴影图像的顶部图层中。如果想把阴影图层放在在高光图层上，那就在图层面板上把高光图层往下拖。现在，同一个图像文件里有两张照片的图层，把这个组合另存为一个新文件，文件名包含“合成”二字，然后关闭阴影文件。如果照片是手持拍摄的，选择所有图层，然后从“编辑”菜单中选择“自动对齐图层”，Photoshop软件会移动图层进行对齐。
现在，已经有一个包含两幅图像的Photoshop文件，我们的目标是要创造一幅包含阴影图层的阴影信息，以及高光图层的高光信息的合成影像。在下一段介绍的步骤中，你会对阴影图层进行亮度选择（即选择最明亮，并因而曝光过度的部分），并用选区在高光图层上生产一个蒙版。亮度蒙版会遮挡高光图层中较暗（曝光不足）的部分，让阴影图层中良好的阴影细节进入画面并改善构图。如果你觉得听起来有点混乱，那就用一些照片来试验一下的步骤，你的思路会变得清晰。
以下是操作步骤。在“图层”面板中新建高光蒙版，单击眼睛标志使其不可视。接着，激活阴影图层，并使其可视，按快捷键“Command-Option-2”（Mac）/“Ctrl-Alt-2”（PC）进行亮度选择。 Photoshop会按照亮度比例来选择阴影图层的像素，也就是说，选择曝光过度和较亮的部分。图像显示框中的虚线会钩出阴影图层中亮度高于50％的部分。最后一步，为高光图层创建蒙版，让高光图层中较亮的部分显示出来，并遮挡较暗的部分。创建图层蒙版要先激活高光图层，并让它可视，然后在“图层”菜单中选择“图层蒙版”，然后选择“显示选区”。Photoshop软件会创建一个显示高光图层明亮区域、遮挡其他区域的图层蒙版。
处理的结果是，两个图层的可视性会按亮度比例分布。你可以在图层面板上降低高光图层的透明度，微调两个图层之间的关系，你也可以直接在高光蒙版上涂抹来调整选区，就像下文的方法#3一样。亮度蒙版只是在Photoshop软件中使用蒙版，把调整效果限制图像中某些区域的其中一个例子。把图像保存下来，然后采用与处理其他图像一样的方式来处理它（见图11-15c和图11-15d）。
图11-15c：
彩色合成图像，使用选择#2所描述的方法，将两次曝光的所有细节饱含在图像中。合成后的图形在Photoshop软件中进行进一步的调整，调节了高光和阴影之间的关系，并稍微改变了色彩平衡和饱和度。这幅图像表现的是树干和树叶的图案，照片的所有地方都没有出现松树的顶部和基部
图11-15d：
我觉得这张照片的色彩没有实质意义，所以我创建了黑白调整图层，调节其中的滑块，把它转换成了黑白照片。现在，影调成为了图像的主导，我觉得这让照片的表现力变得更强。你的视线会被引导，经过左边的三棵树干，去到明亮的树叶和远处的树木上，这产生了强烈的纵深感，同时表现了所有地方的细节
在前面的例子中，我们由电脑基于亮度进行选择。在下面一节，我们将讨论涂抹图层蒙版，从而调节每个图层的选择。
3．使用Photoshop软件的图层
应用这项技术，你会把不同的曝光叠加成一张多图层的Photoshop图像，创建透明（黑色）图层蒙版，然后通过在图层蒙版上涂抹白色来选择每张曝光的需要部分，让其在合成图像中变得可见。在Photoshop软件中合成图像的方法有很多，这只是其中一种。做过一些合成处理后，你会掌握合并图像的过程，以后你就可以从Photoshop软件的Adobe Bridge中找到“将文件载入Photoshop图层”命令，自动将若干张照片叠加成多图层组合。和Photoshop软件的大部分功能一样，你可以对这项技术进行修改，让它最好地帮助你。由于我们将会用图层来操作，所以在过程中都要确保图层面板可见。如果你看不到它，那就按“F7”键（或者在“窗口”菜单中选择“图层”）。
首先，打开你想合并的每个TIFF或PSD文件。当你打开每个文件的时候，那幅图像的图层面板都会显示一个名为“背景”的图层。当所有文件都打开后，把它们排列好，使其都能被完整看到。在“窗口”菜单中，选择“排列”中的“层叠”，然后用鼠标拖曳图像，让它们都能被完全看到。照片的显示尺寸并不重要。选择你认为占构图最大比例的图像，在“文件”菜单中选择“存储为”，把它保存为名字包含“合成”二字的文件。我们把这个文件称为合成图像。其他的所有图像则称为贡献图像。
现在，激活任意一张贡献图像，复制背景图层，在“图层”菜单中选择“复制图层”命令。新图层会出现在“图层”面板的上面，缩略图的右边是默认标记“背景副本”。双击默认标记，把它重命名为类似“阴影”（有良好阴影细节的图像）、“中间调”（有良好中间调的图像）和“高光”（有良好高光细节的图像）的名称。对所有贡献图像重复以上步骤。在这一步的最后，每幅贡献图像的上层图层都是背景的复制副本，而且都有一个描述性的名称。
下一步，把刚重命名的图层从贡献图像移动到合成图像中。每次移动，Photoshop软件都会把移动的图层复制到合成图像上，形成带有描述性名字的新图层。移动第一幅贡献图像时，单击任意一幅贡献图像将其激活。在图层蒙版中，单击选择最新命名的图层，确保图层的可视性（图层面板的左边有显示眼睛的标志），然后选择移动工具（按“V”键或者单击“工具栏”的交叉双箭头标志）。把移动工具放在贡献图像的中间附近，按下鼠标左键和“Shift”键，把贡献图像拖到合成图像的中间附近，释放鼠标左键。在移动过程中一直按住“Shift”键，Photoshop软件会将移动的图层与合成图像完美配准。
移动后，贡献图像的副本会马上作为新图层显示在合成图像中，“图层”面板会显示描述性的名称，由于刚移动的图层位于图层面板的顶部，它会显示在图像窗口中。为了避免显示器太拥挤，你可以把移动后的贡献图像文件关闭。重复激活贡献图像、单击新命名图层、用移动工具和“Shift”键把图层移动到合成图像、关闭贡献图像，直到所有贡献图像都被移动到合成图像。这时，打开的只有合成图像。
每次移动后，刚移动的图像都会变成合成图像的顶层图层，并成为Photoshop显示的图层。其他所有图层都在文件中，但你看到的只有最顶层的一个，也就是最后移动的一个。所以，现在你可以忽略合成图像的影像效果。当你把所有贡献图层拉到合成图像后，它会包含你希望合并的所有图像。你可以通过关闭图层可视性，观察任意图层或任意图层组合对新图像的贡献。这时，保存组合图像，确保“保存”对话框的“图层”复选框被勾选，以保存所有图层。
用这种方式创建一两张合成图像后，你可以直接从Adobe Bridge中把照片组合成一个Photoshop文件。在Bridge中，选择你希望合并的图像，用“Command/Ctrl”键选择不相邻的照片。当你选择所有照片后，从Bridge的“工具菜单”选择“Photoshop”，选择“将文件载入Photoshop图层”。Bridge会让Photoshop软件打开一个单独的文件，而每张照片都在其中以图层的形式出现。然后你可以命名这些图层，并保存合成图像。
有了多图层的合成图像后，如果你的照片是手持拍摄的，没有完全对齐，你可以用Photoshop软件的自动对齐工具把图层配准，按下“Shift”键并单击选择所有图层，然后从“编辑”菜单中选择“自动对齐图层”，Photoshop软件会移动这些图层，把它们对齐，然后你再次保存。
接下来，在每个图层上创建蒙版，隐藏除背景图层外每个图层的内容。隐藏图层内容，可以单击“图层”面板中的目标图层，然后从“图层”菜单中选择“图层蒙版”，然后选择“隐藏全部”。然后，图层缩略图的右边会出现一个黑色的蒙版缩略图。重复操作，为所有贡献图层（即除了背景之外所有图层）创建“隐藏全部”蒙版。这时，图层面板中除了背景之外的所有图层都会显示黑色图层蒙版。这时候，图像窗口只显示背景图像，因为黑色蒙版把其他图层的所有内容都隐藏了。
现在，是时候把每个图层中你希望贡献于最终图像的部分显露出来了。对于任何有蒙版的图层，你可以选择它的图层蒙版，然后在图像上涂抹（前景颜色设为白色），从而显露出该图层的内容，而如果要隐藏其中的内容，你可以先选择图层（单击图层蒙版缩略图），然后用黑色涂抹蒙版。在Photoshop的原理中，一个图层中被隐藏的部分会保持隐藏，不会变成最终图像的一部分，而该部分以下的图层如果没有被蒙版隐藏，就会显露出来。由于你选择“隐藏所有”蒙版，所有的蒙版都会被黑色填充，你必须用白色涂抹才能显示出每个图层的所需部分。
先单击“图层”面板上的图层缩略图，把它激活，确保图层可视，然后点击图层蒙版缩略图。你会看到缩略图变成高亮状态。每个图层的可视性是由图层左边的选框控制的，出现眼睛标志说明图层是可视的。
选择“画笔工具”（“B”键），用左中括号（“[”键）和右中括号（“]”键）来控制画笔大小，把前景颜色设为白色（按“D”键把前景和背景颜色设置为默认的黑色和白色，按“X”键交换黑色和白色，确保前景颜色是白色），把图像上面的流量值设置为20％左右。现在，直接在图像中你所需要贡献于最终图像的区域上进行涂抹。在一个位置上反复涂抹，会让图层显露的更多。你可以直接涂抹，或者结合选区工具来涂抹。你也可以按需要增加或降低流量。如果显露得过多，你可以按“X”键把前景色换成黑色，然后在像隐藏的区域进行涂抹。图层蒙版缩略图会显示涂抹的效果。要查看某个图层的贡献，可以关闭该图层之上的所有图层的可视性，然后关闭和打开该图层的可视性进行对比。
重复上述的步骤，显露每个图层所需的部分。点击图层的可视性，看看每个图层的贡献效果，然后进行调节。如果某个图层显露得过多，你可以用黑色涂抹它的蒙版来隐藏显露的部分，并用白色来显露其他部分。你可以用中括号键改变画笔的大小，也可以改变流量来微调渐变效果。当你取得最终的合成图像后，你还可以在“图像”面板中，改变透明度值，降低任意图层的透明度。为了便于处理多个图层，你可以在“图层”面板中把某个图层拖曳到面板的其他位置，从而改变图层的叠加顺序。
在图层蒙版上涂抹，从而精确选择图像中需要修改的区域，这类似于可以在传统暗房中用数量不受限制的、指定形状的加光和遮挡工具。在这项技术中，图层蒙版来的作用是创作HDR图像。而在Photoshop软件中，图层蒙版可以用于所有调整图层，例如“色阶”、“曲线”、“黑白”图层，把调整限定在特殊的图层或区域中。
对效果满意后，保存一份合成图像的副本：在“文件”菜单中选择“存储为”命令，用新的文件名保存合成图像。为了让你在日后的处理中保留更多的选择，不要合并图层，并确保“存储为”对话框中的“图层”复选框被勾选。如果你想节省硬盘空间，你可以合并图像，但是你以后就无法调节选区和图层透明度了。无论是否合并，你都可以进一步编辑图像，就像编辑任何Photoshop图像一样。
4．第三方软件
自动合并多次曝光的快速方法，是使用第三方HDR软件，例如HDR Soft发行的Photomatix、或者Unified Color Technologies发行的HDR Photo Studio。你可以找到试用版和使用指南。 HDR Photo Studio的特点，是它的32位原理可以让亮度的改变而不产生相应的色彩偏移。
Photomatix提供了一些Photoshop没有的操作，而你要在“强度”和“色彩饱和度”的设置之间进行选择。为了更真实的表现效果，你应该降低“强度”和“色彩饱和度”，因为夸张的局部反差会产生超现实的效果。和Photoshop软件一样，合并不同的曝光或额外的曝光会产生不同的效果，你可以尝试各种不同的组合。
