張文欣

相信每個人第一次看到HDR色調(diào)映射效果的風(fēng)光圖片時，都會為它那豐富的色彩和層次砰然心動、驚愕不已，那神奇、華美而浪漫的畫面仿佛將人帶入一個超現(xiàn)實的世界之中。那么，HDR技術(shù)是否適合全景攝影呢？答案是：沒有比全景攝影更適合使用HDR技術(shù)的了。全景攝影亮度范圍的高動態(tài)性特點，決定了全景攝影應(yīng)用HDR影像技術(shù)的必然性。

一、高動態(tài)范圍的捕獲

（一）場景的選擇

所謂高動態(tài)范圍攝影，其實是一個相對的概念。很顯然，高動態(tài)范圍是超出數(shù)碼相機單次拍攝所能捕獲并重現(xiàn)的更大動態(tài)范圍。非全景攝影只是選取全景場景中的一部分作為表現(xiàn)對象，很少情況下才可能覆蓋全景場景中的最大動態(tài)范圍，而全景攝影任何時候都要面對這一特定場景中最大的動態(tài)范圍。當(dāng)全景場景中的動態(tài)范圍超出或大大超出數(shù)碼相機單次拍攝所能捕獲和重現(xiàn)的動態(tài)范圍時，使用 HDR 攝影技術(shù)就成為重現(xiàn)場景動態(tài)范圍的唯一之選。通過 HDR 技術(shù)，可以得到亮部和暗部都能很好地表現(xiàn)細節(jié)的逼真影像。

并不是所有的全景場景都適合于 HDR 技術(shù)。只有當(dāng)全景中的動態(tài)范圍超過數(shù)碼相機的可用動態(tài)范圍且又有重現(xiàn)的需要時，使用 HDR 技術(shù)才有真正的意義。就是說，大光比的場景才適合高動態(tài)范圍影像。當(dāng)然，也并不是所有的題材都適合用 HDR技術(shù)進行處理。紀實、新聞等以人為主要表現(xiàn)對象的全景題材不適于 HDR 影像。一方面是拍攝這類的題材很難使用包圍曝光，另一方面，通過 HDR 色調(diào)映射后，人物的膚色如同涂了一層厚厚的油彩，讓人難以接受。

（二）確定需要表現(xiàn)的動態(tài)范圍

在室內(nèi)場館這類的全景攝影中，應(yīng)該努力捕獲和重現(xiàn)場景中的全部動態(tài)范圍。而在戶外全景攝影中，情況就復(fù)雜很多。弱光下的全景，太陽及其周圍的云霞都是應(yīng)該重現(xiàn)的動態(tài)范圍。在晴朗的白天，太陽及其周圍的亮度非常高，以至于需要27擋以上的亮度范圍才能捕獲場景的全部動態(tài)。攝影師不可能、也沒有必要捕獲和重現(xiàn)這么高的動態(tài)范圍。拍攝夜景全景，一定要把最暗區(qū)域里的細節(jié)逼真地呈現(xiàn)出來嗎？合理確定捕獲和重現(xiàn)場景中的動態(tài)范圍，應(yīng)該是所用攝影器材的捕獲能力與攝影師表現(xiàn)動態(tài)范圍需要的結(jié)合，這樣既可以實現(xiàn)高動態(tài)范圍捕獲和表現(xiàn)全景影像的目的，又有取有舍，最大限度地節(jié)約資源，提高效率。

（三）HDR 全景攝影的測光

全景高動態(tài)范圍攝影，最佳的測光方法是使用點測光。拍攝時，根據(jù)需要捕獲和重現(xiàn)的動態(tài)范圍，選擇強光區(qū)和陰影區(qū)中某一點或幾點分別進行測光，然后加權(quán)平均，推算出需要包圍曝光的級數(shù)，確定中間一級的曝光量后進行包圍曝光。

（四）包圍曝光±EV值和拍攝張數(shù)的確定

HDR 攝影必須使用包圍曝光，至于使用多少曝光組合來包圍曝光，取決于整個畫面的亮度情況。嚴格地說，在一系列的包圍曝光圖片中，曝光量最大的那一張應(yīng)該很好地表現(xiàn)最暗區(qū)域的影像細節(jié)，而曝光量最小的那一張應(yīng)該保證場景中最亮的區(qū)域沒有高光溢出。只有這樣，才可能做到場景動態(tài)范圍的全部捕獲。做到這一點，對較高的動態(tài)范圍場景來說是相對容易的，但如果是極高的動態(tài)范圍，假如一定要把正午的太陽作為捕獲和重現(xiàn)的動態(tài)范圍，則可能需要連續(xù)包圍曝光十幾張甚至幾十張圖片才能實現(xiàn)。對于非全景攝影，只要攝影師愿意，這一點是能夠做到的，因為他所進行的是單幅攝影，拍攝的畫面只是當(dāng)前場景中的一部分。即便如此，有誰聽說過哪位攝影師包圍曝光幾十張圖片去捕獲一幅 HDR 影像呢？

全景高動態(tài)范圍攝影，許多情況下必須對場景中的動態(tài)范圍有所取舍。一般較高的動態(tài)范圍場景，±2EV 的包圍曝光便能獲得很好的高動態(tài)范圍影像。而一些極高的動態(tài)范圍場景，可能需要±4EV、甚至更高級數(shù)的包圍曝光，才能捕獲和重現(xiàn)令人滿意的動態(tài)范圍。不管是哪種情況，低于±1EV 的包圍曝光，捕獲的動態(tài)范圍就明顯不足，難以制作出優(yōu)秀的 HDR 色調(diào)映射圖片。如果±1EV 的包圍曝光便能捕獲場景的全部動態(tài)范圍，那么就沒有進行包圍曝光的必要，使用 RAW 文件格式單次拍攝就能滿足捕獲動態(tài)范圍的需要。

包圍曝光的±EV 級數(shù)確定之后，至于拍攝多少張圖片完成一組包圍曝光，則主要取決于相機包圍曝光模式下可以設(shè)定的 EV 值級數(shù)的大小。比如尼康D90 相機可以設(shè)定單次 ±2EV 的包圍曝光，而尼康D700則只有±1EV 的最大設(shè)定。這樣，同樣完成一組 ±2EV 的包圍曝光，D90 分別以 +2EV、0EV、-2EV 的級差間隔3張完成包圍曝光 （相機實際曝光序列為 0EV、-2EV、+2EV）。如果使用尼康D700相機，則需要分別以 +2EV、+1EV、0EV、-1EV、-2EV 的間隔 5 張完成包圍曝光（相機實際曝光序列為 0EV、-2EV、-1EV、+1EV、+2EV），后期 HDR 色調(diào)映射時，可以從中選用三張—0EV、-2EV、+2EV 曝光圖片來進行。

如果不使用相機的包圍曝光模式而改用手動包圍曝光，就沒有了這種限制。這對于非全景攝影當(dāng)然并無大的影響，但全景攝影需要旋轉(zhuǎn)一周拍攝多張圖片，手動包圍曝光就變得相當(dāng)麻煩和困難，特別是高機位拍攝時更難操控，因而不適合全景攝影使用。

（五）單張圖片能否進行HDR處理

捕獲并重現(xiàn)場景高動態(tài)范圍的圖片才能是 HDR 影像，如果單張圖片能夠捕獲并重現(xiàn)超出數(shù)碼相機單次拍攝所能捕獲和重現(xiàn)的動態(tài)范圍，當(dāng)然也是高動態(tài)范圍影像。這聽起來似乎有些自相矛盾，同一臺相機怎么可能單次拍攝就能捕獲并重現(xiàn)超過它自身的動態(tài)范圍呢？可事實是，在膠片時代就有人做到了，那就是美國風(fēng)光攝影大師安塞爾·亞當(dāng)斯。他用自己的分區(qū)曝光法，將本來只有7EV 寬容度的黑白膠片，擴展到10EV 甚至更高?，F(xiàn)階段的數(shù)碼相機能夠捕獲并重現(xiàn)的可用動態(tài)范圍恰好也在7EV 左右，我們能不能像安塞爾·亞當(dāng)斯那樣獲得10EV 以上可用的動態(tài)范圍呢？如果有興趣，不妨嘗試一下。如果如愿以償，那么這樣的單張圖片本身就是高動態(tài)范圍影像。從數(shù)碼相機技術(shù)的發(fā)展來看，數(shù)碼單反相機的動態(tài)范圍正在不斷提高，高動態(tài)范圍數(shù)碼相機的出現(xiàn)絕不是遙遠的事情。

就現(xiàn)階段的相機而言，很少有人在單次拍攝中能夠捕獲超過相機 動態(tài)范圍并能很好重現(xiàn)的影像。一般來說，至少需要兩張以上不同曝光量的圖片才能捕獲和重現(xiàn)真正的HDR影像。雖然我們可以使用單張圖片在HDR軟件里進行色調(diào)映射，但卻不能稱之為 HDR 影像。經(jīng)過這樣處理的低動態(tài)范圍圖片，其不同于一般圖片的區(qū)別并不是動態(tài)范圍發(fā)生了變化，而只是具有了色調(diào)映射的特殊效果。

數(shù)碼相機使用 RAW 格式有比JPEG 格式更大一些的動態(tài)范圍，因而用 RAW 格式拍攝的單張圖片在 HDR 軟件里進行色調(diào)映射，其動態(tài)范圍和表現(xiàn)效果會明顯高于單張 JPEG 圖片，但它畢竟在動態(tài)范圍上的擴展是有限的，很難稱之為真正的 HDR 影像。

這并不是一定要排斥使用單次拍攝的圖片進行 HDR 處理。當(dāng)時間緊迫或場景中有很多活動的物體或人物時，使用 RAW 格式單張拍攝并進行 HDR 技術(shù)處理，雖然是無奈之舉，卻也是明智之選，這樣能夠保證畫面中運動的物體和人物的影像清晰。

二、HDR 全景圖片的拼接

包圍曝光獲得的一組全景圖片，必須按不同的曝光序列拼接出不同曝光量 的全景圖片。有了兩張以上不同曝光量的低動態(tài)范圍全景圖片，然后才能選擇 適合的軟件進行 HDR 處理。

接片軟件 PTGui 能夠自動識別包圍曝光的圖片，并給以相應(yīng)的操作提示。而且，PTGui 拼接包圍曝光圖片的同時可以進行 HDR 色調(diào)映射處理。由于可供使用的 HDR 軟件很多，并不一定要使用 PTGui 進行 HDR 色調(diào)映射。

接片的方法和步驟與拼接一般的全景圖片沒有區(qū)別，需要注意的是，接片過程中對接片的質(zhì)量控制沒那么直觀，圖片的輸出也與單張全景圖片有不同的要求。

1.將包圍曝光的一組全景圖片導(dǎo)入PTGui。

2.對準圖像時會有“包圍曝光”對話框彈出，選擇“啟用 HDR 模式并鏈接到包圍曝光圖像”。HDR 方式選擇為“真的 HDR”。單擊“確定”（如果只是拼接出不同曝光量的全景圖片，也可以選擇“曝光融合”）。

3.優(yōu)化處理滿意后檢查拼接質(zhì)量。由于影像的重合 部分沒有混合，處在彼此覆蓋狀態(tài)，直觀地看影像重合部分可能會有“錯位”的情況。此時，不要在“細節(jié)查看器”或“在查看器顯示”中檢查，而轉(zhuǎn)到高級選項中使用“預(yù)覽”查看拼接的質(zhì)量。如有瑕疵、重影、錯位等，再使用前一章介紹的方法逐一修整，直至滿意。

4.創(chuàng)建全景圖時，在“LDR 文件格式”里，建議選 擇“TIFF 格式”文件。在輸出 LDR 選項里，勾選“混合平面”即可，軟件會為不同曝光量的影像分別創(chuàng)建一張全景圖片。

這是用接片軟件創(chuàng)作出的3張不同曝光量的圖片，每張依次減少2EV的曝光量。用上面獲得的幾張不同曝光量的全景圖片，就可以使用所選擇的軟件進行 HDR 色調(diào)映射處理。

在進行色調(diào)映射之前，必須作出決定：是修補天地之后再進行色調(diào)映射， 還是色調(diào)映射之后再修補天地。HDR 全景攝影，建議無論在什么情況下都要 補拍頂部和底部兩個部分，頂部在接片軟件 PTGui 里與旋轉(zhuǎn)拍攝的圖片一并拼接，底部部分當(dāng)然是先進行修補再進行色調(diào)映射為好，這樣更能保證整個圖片的質(zhì)量。只是這么做比較耗時費力，還必須保證每張圖片修補得完全一致—這是很難做到的。否則，只能先進行色調(diào)映射，再進行修補。

三、HDR 色調(diào)映射軟件

HDR 影像需要經(jīng)過色調(diào)映射處理，使之壓縮成為可以在低動態(tài)范圍的介質(zhì)上—諸如相紙、顯示器等能夠近似呈現(xiàn) HDR 影調(diào)效果的影像。就是說，經(jīng)過色調(diào)映射處理后，高動態(tài)范圍影像又重新變回了低動態(tài)范圍影像。

HDR 色調(diào)映射分為全局色調(diào)映射和局部色調(diào)映射兩種方法。全局色調(diào)映射給整個圖像運用一個影調(diào)曲線，將直方圖不同的部分一起擠壓，圖像中取值相同的像素統(tǒng)一映射為同一的結(jié)果，而不考慮像素在圖像中的位置以及周圍像素的信息。局部色調(diào)映射則不會給整個圖像使用同樣的影調(diào)曲線，在映射一個像素點的時候，會估算到與其相鄰的像素點之間的關(guān)系，有選擇地對某些區(qū)域提高曝光，而對其他區(qū)域降低曝光。這一映射技術(shù)更接近人的視覺局部適應(yīng)機理，因而處理的圖像有著更高的質(zhì)量。

需要注意的是，色調(diào)映射360°全景圖像，所使用的色調(diào)映射軟件和工具一定要具備360°全景圖像處理功能，以保證全景圖像接縫處影調(diào)的一致。否則，色調(diào)映射后的全景圖像會在接縫處出現(xiàn)影調(diào)分割。在使用局部映射工具時，這種情況特別容易發(fā)生。Photoshop CS3以上的版本雖然具有了很好的HDR色調(diào)映射功能，但其局部色調(diào)映射工具卻不能用于全景圖像的處理。

HDR 影像技術(shù)問世以來，面向高動態(tài)范圍攝影的后期處理軟件不斷推出，功能也不斷提高和優(yōu) 化。目前流行的 HDR 色調(diào)映射軟件很多，諸如 Photomatix、FDRTools、Oloneo PhotoEngine 等，都是很受歡迎的 HDR 色調(diào)映射工具。這里，重點介紹PTGui中的色調(diào)映射工具和Photomatix軟件的使用。

（一）PTGui 色調(diào)映射工具

軟件 PTGui 本身具有強大的 HDR 處理功能，其色調(diào)映射工具中的控件設(shè)置十分簡潔，操控方便。而且，在 PTGui 里進行 HDR 色調(diào)映射處理，可以與拼接全景圖片同時完成，減少了接片后再另作 HDR 色調(diào)映射處理的麻煩。 PTGui 在色調(diào)映射工具里，有基本和高級兩組控件可供使用。在基本設(shè)置里，有壓縮、亮度、半徑、飽和度和對比度五個可供調(diào)節(jié)的滑塊和一個動態(tài)半徑調(diào)整選項。

1. 將包圍曝光的一組全景圖片導(dǎo)入PTGui。

2. 對準圖像。在“包圍曝光”對話框里選擇“啟用HDR 模式并鏈接到包圍曝光圖像”。HDR 方式選擇為“真的 HDR”。單擊“確定”。

3. 對拼接質(zhì)量滿意后，單擊“曝光 /HDR”按鈕。在 HDR 欄下勾選“啟用 HDR 拼接”，在方式選項中點 選“真的 HDR”。單擊“色調(diào)映射設(shè)置”。

4.參數(shù)設(shè)置完成后單擊“確定”。

5. 創(chuàng)建 HDR 全景圖。確定合適的文件大小。 HDR文件格式通常選擇“HDR”或“TIFF”格式。在輸出選 項里勾選 HDR 下的“HDR 全景圖”，單擊“創(chuàng)建全景圖”。 這樣就得到一幅色調(diào)映射處理的全景圖片。如果同時勾選“HDR 混合平面”，那么就會得到一張 HDR 全景圖和三張 HDR 混合平面圖。

（二）Photomatix

Photomatix一直被認為是最優(yōu)秀和最成熟的HDR軟件之一，它提供了包圍曝光合成圖片的多種方法。在HDR色調(diào)映射工具中，Photomatix有兩種方法 可供選擇：一是全局映射工具—色調(diào)壓縮，二是局部映射工具—細節(jié)強化。色調(diào)壓縮工具使用簡便，但不適合具有很高動態(tài)范圍的影像，因此這里以使用細節(jié)強化工具為例，簡要介紹其基本方法和步驟。

在細節(jié)強化調(diào)整面板中，共有四組控件，其中最基本和最重要的是第一組， 包括：強度、色彩飽和度、明亮度、對比度微調(diào)、平滑度、光照模式等。

1. 運行 Photomatix。

2. 單擊“生成 HDR 圖像”，在彈出的對話框里單擊“瀏覽”，選擇一組拼接完成的不同曝光量的全景圖片。單擊“確定”?；蛘咴谖募吕藛沃?， 打開PTGui軟件生成的 HDR 格式的全景圖文件。

3. 在彈出的對話框中，根據(jù)圖片源的情況對源圖像對齊、減少色散、減少噪點等選項進行選擇，然后確定。

4. 此時生成一個未經(jīng)色調(diào)映射的 HDR 影像預(yù)覽，可以單獨將其另存，以備后用。

5. 單擊色調(diào)映射，選擇和調(diào)整各項控件和參數(shù)。

6. 在面板的最下方勾選“360°圖像”，單擊“圖像處理”。

7. 另存文件，推薦使用 TIFF 格式。

8.完成后的效果。

四 、HDR 色調(diào)映射

HDR 色調(diào)映射不僅僅是一門影像處理技術(shù)，它更是一種表達意象的工具和實現(xiàn)影像創(chuàng)意的平臺。就像畫家手中的畫筆一樣，可以任意拾取色彩自由進行創(chuàng)作。對于攝影師來說，高動態(tài)范圍攝影的前期—捕獲影像的方法和結(jié)果都基本相同，而色調(diào)映射處理的結(jié)果卻會千差萬別，即便是處理同一件作品，效果也會大相徑庭，迥然不同。高動態(tài)范圍影像向低動態(tài)范圍影像的這一轉(zhuǎn)換過程，就像讓人眼花繚亂的魔術(shù)戲法，雖然一經(jīng)出現(xiàn)便引起人們的一片驚詫，但它又像一個未經(jīng)馴服的怪獸，有人喜歡它，有人懼怕它，也有人干脆敬而遠之。這也難怪，在攝影領(lǐng)域，HDR 影像技術(shù)的應(yīng)用還處在探索階段，不僅沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范，而且在各個軟件中所用的術(shù)語、指標都各不相同，甚至有些用語讓人一頭霧水，摸不到頭腦。但不管怎樣，HDR 影像注定是現(xiàn)代攝影的發(fā)展方向之一，誰也無法逆轉(zhuǎn)。

不管是 Photomatix 還是其他 HDR 色調(diào)映射軟件，都有控制映射的強度、范圍、亮度、對比度和色彩飽和度等控件，不同組合的使用和參數(shù)設(shè)置會帶來不同的映射效果。至于使用什么樣的組合和參數(shù)設(shè)置，一方面取決于圖像源影像的捕獲狀況，更重要的取決于攝影師對全景意象的詮釋和表達。既可以將其映射為影像逼真、色彩真實的影像，也可以映射為影調(diào)分離，色彩夸張，如抽象繪畫藝術(shù)一樣的作品。

五、色調(diào)映射圖片的后期處理

對完成色調(diào)映射的全景圖片作進一步的處理，決不是一件可有可無的步驟，這不僅因為色調(diào)映射后的影像可能會出現(xiàn)或存在一些諸如局部色彩失真、偽影、噪點等問題，還因為用以色調(diào)映射的圖片源自于包圍曝光的多張圖片，當(dāng)場景中有活動的物體和人物時，圖片合成后幾乎不可避免地會出現(xiàn)重影、殘影等問 題，需要作進一步的修整和優(yōu)化。

下圖是故宮的中左門全景。當(dāng)時現(xiàn)場的光比極大，±2EV 的包圍曝光根本不能捕獲理想的動態(tài)范圍，因此使用了 ±4EV 的包圍曝光。

以上6張圖片中前5張分別為不同曝光量的全景圖片，最后一張為HDR色調(diào)映射處理的全景圖像。

1. 在 Photoshop 中將幾張 LDR 混合平面圖片打開，對將用于修整色調(diào)映射影像用的 LDR 圖片進行適當(dāng)調(diào)整，使之與色調(diào)映射圖片的色調(diào)、明暗程度相近。根據(jù)圖片的具體情況，可以選擇幾張或其中的一張。本例將第三、第四張適當(dāng)調(diào)整，作為修整色調(diào)映射的影像之用。

2.在 Bridge 中選擇完成色調(diào)映射的全景圖片和幾張或一張經(jīng)過調(diào)整的 LDR 混合平面圖。通過工具中的Photoshop選項將文件載入 Photoshop 圖層。

3.載入的幾張全景圖片分別作為一個圖層排列。

4.也可以將上述幾張圖片在 Photoshop 里依次打開。

5.將其中的幾張分別復(fù)制到另一張圖片上。

6.對齊圖層。如果采用手動加載，必須進行圖層對齊?？梢韵葒L試使用自動對齊圖層，如出現(xiàn)不同圖層間像素錯位現(xiàn)象，則改為手動對齊圖層。

7.將色調(diào)映射的全景圖片置于最上面，并為它添加一個蒙版。其他幾張圖片往下依次排列。

8. 在工具欄里設(shè)置前景色為黑色。選擇適中的畫筆，并設(shè)置合適的不透明度和流量，然后通過蒙版擦除色調(diào)映射全景圖層的重影、殘影等—提取下一圖層對應(yīng)部分的影像，直到滿意。

9. 合并最上面的兩個圖層，并為之添加蒙版。

10.如前一步，在需要提取更下一圖層影像的相應(yīng)部位用畫筆涂擦。

11.重復(fù)進行這一步驟，直到色調(diào)映射的圖層里的重影、殘影等全部擦除，然后合并圖層。

12. 如果上部和下部還沒有修補，上述步驟完成后便可進行。修補完成后，就得到了一幅完好的色調(diào)映射全景圖片。這時再進行相應(yīng)的校正偏色、降噪和相應(yīng)的潤飾就能得到一幅優(yōu)秀的作品。

（作者所著《360全景攝影從入門到精通》已由中國攝影出版社出版發(fā)行。）