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- 中文名
- HDR
- 外文名
- High Dynamic Range Imaging
- 别 名
- 高动态范围成像
- 用 途
- 照片编辑
- 所属领域
- 图像处理
简介
高动态范围成像最初只用于纯粹由计算机生成的图像。后来，人们开发出了一些从不同曝光范围照片中生成高动态范围图像的方法。随着
数码相机
的日渐流行以及桌面软件变得易于使用，许多业余摄影师使用高动态范围成像的方法生成高动态范围场景的照片，但是，不要将这作为它唯一的用途，实际上高动态范围还有许多其它的应用。
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发展历程
在SIGGRAPH 98一年之后，Debevec又提交了一篇论文“将人造物体渲染成真实场景：沟通基于图像的传统图形与全局照明以及高动态范围照片”。在这篇论文中，他使用以前的技术对光滑的铬球照相以生成他所称作的“light probe”，即本质上的高动态范围环境图。然后将这个light probe用于合成场景的渲染。与普通的环境图简单地提供反射或者折射信息不同，light probe还提供了场景中的照明，实际上，这是唯一的光源。这种方法实现了一种前所未有的真实感效果，为整体照明模型提供了真实世界的照明数据。
[3]
一些数码相机的生产商近年来不断地研发HDR技术，在相机中内置能够拍摄出高动态范围的硬件与软件。日本的富士公司早在2004年就推出了高动态范围的SuperCCD SR，这款影像传感器使用一半像素来记录正常亮度，另一半用来记录画面的暗部，使画面获得更多的细节，这项技术也应用于富士旗下的数码单反。随后其他品牌的数码单反也都各自推出自己的提高影像动态范围的技术，例如佳能公司的高光优先模式、尼康公司的Active D-Lighting技术、索尼公司的D-Range Optimizer、宾得公司的动态范围扩大功能等。现在各厂家的很多小型数码相机也开始置入了这项功能。
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2022年01月30日，中国国家广播电视总局发布《高动态范围电视系统显示适配元数据技术要求》（GY/T 358—2022）行业标准。HDR作为高新视频领域的一项关键基础技术，过去只有少数国外企业能够提供。国家广播电视总局组织国内产学研用机构开展科技攻关，实现技术突破，填补了国内空白。
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HDR范围
色调映射
相关比较
通常保存在高动态范围图像中的信息对应于真实世界可以观察到的
亮度
（luminance）或者
radiance
值，这与传统的
数字图像
保存的在显示器或者打印纸上显示的颜色不同。所以，高动态范围图像格式也经常成为“与场景相关”，以区别于传统的“与设备相关”或者“与输出相关”的数字图像。另外，传统图像通常经常针对人类
视觉系统
进行编码（最大化保存在固定数据位中的可视信息），这些编码通常称作“伽玛编码”或者“
gamma校正
”。保存在高动态范围图像中的数据经常是
线性
的，这就意味着它们表示亮度或者radiance的相对或者绝对值（gamma 1.0）。
[7]
高动态范围图像每个颜色通道需要比传统图像更多的数据位，这是因为它的线性编码以及需要表示从10
-4
到10
8
人眼可见亮度范围甚至是更大范围的数值。经常使用16位“half precision”或者32位
浮点数
表示高动态范围像素。但是，如果使用合适的
传递函数
进行变换，一些应用中的高动态范围像素可以用10-12位表示亮度，用8位表示
色度
，并且不会带来任何可见的量化误差。
[7]
