Hello~大家好，我是狗菌。上一篇中讲到了宁欠勿曝和宁曝勿欠，其实这是针对数码相机和胶片来说的，那么就来看看两者的区别。
CMOS和胶片
如果讲到这里就结束了，似乎跟网上讲的也没什么区别，OK，那么接下来讲的绝对是高潮，为什么对于数码相机宁欠勿曝，而胶片则完全相反呢？这是由于两者的成像原理不同导致的。
目前数码相机的主流是CMOS图像传感器，CMOS将光信号转变为模拟信号，模数转换器ADC再将模拟信号转变为数字信号记录下来，最终得到了数字底片，即RAW格式文件。
影响RAW文件质量的因素有很多，那是不是数码相机的宽容度越高越好呢？显然并不是，眼尖的朋友一眼就能发现佳能顶级全画幅5D4，宽容度仅排倒第四，画质会很差？？？
相机宽容度像是眼睛，能看到很高的动态范围，但是能不能完美的记录下来却是相机芯片干的事，用宽容度来衡量相机出片画质是不对的，再高的宽容度也要有相应的处理能力才行。
相机芯片的核心就是前面提到的CMOS和ADC，全画幅和残画幅画质的差别主要在于CMOS的尺寸不同，CMOS尺寸越大，画质自然越好。
ADC用于模数转换，目前主流数码相机的ADC都是14 bit的，可能有误，意味着可以记录2^14种不同的光强信息，即14 EV的动态范围。
如果相机的宽容度在13 EV左右，使用14 bit ADC是没有问题的，仍然有1倍的余量； 但是如果某相机的宽容度为14 EV，仍使用14 bit ADC，那就属于满打满算，可能会有比较大的量化噪声影响，所以最好使用15或16 bit ADC。
图中尼康相机的宽容度都超过14 EV，很可能采用了15或16 bit ADC，但是找不到相关资料，所以接下来还是以14 bit ADC相机为例讲解。
最开始的时候，数码相机的CMOS输出信号与光强呈线性变化，但是人的眼睛感觉到亮度增加一级的时候，光强将增加一倍。如果按照线性方式编码，大量的二进制编码将用来记录高光，而少的可怜的编码用来记录中间调和阴影。
14 bit ADC相机能记录14 EV的动态范围，那么第13~14 EV用2^13个编码值，第12~13 EV用2^12个编码值，以此类推，到第0~1 EV只有2个编码值，图像阴影怕是要出现马赛克。
所以需要对CMOS输出信号在模-数转换时做一种变换，使得较暗的分区占有的编码量级多一些，较亮的分区占有的编码量级少一些，从而不至于使图像阴影出现马赛克，也使亮部占有的量级刚好满足人眼的最大识别能力。
文件Gamma是表示这种变换的度量参数，一般情况下，当用于Gamma矫正的值大于1时，图像的高光部分被压缩而阴影部分被扩展。
经过Gamma调整后，数码相机的CMOS输出信号与光强呈非线性变化，可以看到较暗的分区占有的编码量级增多了，但是跟较亮的分区比起来还是差很多，所以暗部细节不如亮部细节细腻。
为什么相机噪点总是出现在阴影，高光却很少会有噪点出现？为什么白天拍照感觉还不错，一到晚上画质就这么感人，尤其手机拍照？
因为用来组装阴影的编码量不如用来组装高光的编码量多，编码量不足的情况下，暗部渐变自然没有高光渐变细腻，就有可能出现色彩断层、马赛克、噪点等一系列画质问题。
一旦光强超过14 EV，超过的部分将会以满阱信号表示，即出现信息缺失，所以过曝会导致高光大量信息缺失，拉不回来，片子非常难看，但是欠曝的话阴影总归会有信息记录。
胶片是用卤化银晶体来作为感光材料，AgX在光的作用下生成银颗粒，生成银颗粒的量与光强成正比，银颗粒的量增加一倍，最后得到的片子将亮一级，所以胶片的记录方式符合人眼的视觉原理，也就不需要做什么Gamma调整。
仔细观察胶片特性曲线，只有中间CD这段，胶片对光线的响应是线性的，而始端和末端则是非线性的，这就是胶片和CMOS的不同。
在光线很弱的情况下，AgX没法进行反应，同样胶片上也不会记录任何信息，只有当光强超过胶片的曝光量阈值，克服AgX的惰性，胶片才开始感光，所以欠曝会导致阴影大量信息缺失。
在光线很强的情况下，AgX基本反应完全，但是并不会像CMOS一样，超过2^14就无法记录信息，毕竟还是会有没反应完全的AgX继续反应，所以高光之间仍有一定的区分度，不是死白一片。
所以对于数码相机和胶片，两者对于高光和阴影的表现能力是不一样的，这也是为什么数码相机宁欠勿曝，而胶片却宁曝勿欠，那么胶片的宽容度是不是就好过数码相机呢？
其实胶片的宽容度不一定有数码相机高，但是对于相机，高光只要过曝就歇菜了，而对于胶片，高光过曝上的表现并没有相机那么惨，所以造成了胶片宽容度比相机高的错觉，这应该是把高光表现能力和宽容度的概念搞混淆了。
可能有人不信，觉得胶片的画面非常细腻，画质非常好。这是毫无疑问的，35 nm的胶片能包含数十亿的AgX颗粒，其中每一个颗粒都能记录信息，极限情况下，胶片能记录数十亿的信息。
反观现在全画幅数码相机，拥有3000万左右的像素，极限情况下仅能记录3000万信息，跟数十亿远远没法比，所以画面上肯定不如胶片细腻，但是这跟宽容度又有什么关系呢？没关系！
这一篇主要涉及纯理论知识，比较难懂，未完待续~
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