“自动曝光”在数码相机中工作的潜在方式

在胶片相机时代，胶片的灵敏度是摄影师选择的胶片类型的特征。这种胶片类型是按照指定的灵敏度生产的。薄膜处理对改变薄膜的灵敏度和特性曲线的影响有限。为了获得最佳效果，假设平均场景的整体反射率为入射光的 18%，对图像进行曝光。

为了获得正确的曝光，相机能够测量图像中不同位置的反射光，并根据曝光测光背后的算法计算曝光。过去和现在，许多摄像机都存在运动测光、积分测光、中央重点积分测光或矩阵模式等模式，在这些模式下，摄像机分析场景并对不同位置使用特定于场景的加权因子。测光模式背后的想法是找出哪个部分最适合用于确定 18% 灰度假设，从而确定曝光。

  彩色负片的相对较低的斜率与在相纸上的印刷/复印过程相结合，能够处理不准确的曝光或预期的曝光变化。然而，幻灯片胶片没有复制过程和或多或少预定义的斜率，因此它能够再现预定义的对比度范围。该范围通常仅限于 6 到 8 档对比度变化。对于高动态范围场景，摄影师必须通过改变曝光来选择他想要在幻灯片中再现和可见的场景部分。在这些场景中，高光或阴影细节都被剪裁了。


  现代数码相机的自动曝光 如今，相机能够捕捉到超过 10 个光圈的对比度范围。该范围通过增加等于信号放大电平的ISO感光度设置来减小。放大也会影响信号低端的噪声。因此，摄影师应尽可能使用尽可能低的ISO感光度，而不会因物体运动或握手（曝光时间长）而使物体模糊，并且不会进入太小的景深（大光圈）。根据场景内容（需要场景分析）或相机所处的场景模式，可以计算出ISO感光度、曝光时间和光圈的正确组合的自动评估。为了测量照度水平，相机可以使用成像传感器或专用于此任务的单独传感器。


   现代自动曝光的潜在工作方式 除此之外，场景照明和对比度对于找到正确的曝光也很重要。阴影的色调增强增加了图像中可见噪点的数量：最佳曝光是当高光暴露在几乎最大数字输出电平下并且阴影只需要最少的校正时。为此，每个场景都需要在曝光前进行分析，以分析对比度并调整曝光，以使高光达到最大输出。如果场景的对比度超过相机能够在所需的ISO感光度水平下拍摄的对比度，则相机本身或用户必须选择是否以及剪切多少高光或阴影。明显低于相机动态范围的场景对比度水平将暴露在高光位，然后在相机的图像处理中拉伸色调范围以利用给定的输出范围。当然，在对比度极小的低调或高调场景中，不应在图像上使用色调范围的拉伸，尤其是低调场景也不应暴露在最大输出下水平。在某些情况下，可以利用三维信息来暴露到正确的水平。例如，图像是明亮窗户前的纵向图像。通过对焦测量可以识别出该人处于前景中，面部检测告诉相机这是一幅肖像。因此，摄影师很可能希望以清晰可见且不曝光不足的方式曝光该人。高亮显示的背景并不重要，如果场景对比度过高，可以剪裁。


调整曝光的潜在逻辑分步程序。

1. 相机为用于测量曝光的传感器选择给定或自动选择的ISO感光度级别的开放光圈和曝光时间。

2. 它捕获图像并分析场景内容（人脸和其他），并借助焦点信息。此信息可用于将图像划分为多个部分。

3. 根据步骤 2 的结果，分析图像或图像部分的直方图（最大值和最小值）。

4. 如果高光未达到最大输出水平，它会分析照片中的最大值并增加曝光，以便第二张图像显示接近最大输出的曝光

5. 如果第一张图像的高光处于最大输出状态，并且达到该值的像素量很大，则相机会以较短的曝光时间拍摄第二张图像，然后返回步骤3。

6. 以这种方式调整高光后，如果大量像素达到最小输出水平，则分析暗部，曝光将增加，直到像素数量下降到少量。此信息可能来自步骤 3 至 5 拍摄的图像。在这种情况下，场景的对比度会超过相机的对比度，因此需要根据场景分析来决定最终曝光是剪切高光还是阴影。

7. 如果在正确的高光曝光下没有或没有多少像素达到最低输出值，则可以使用根据高光确定的曝光指数，并在捕获后对图像处理应用潜在的色调拉伸。

8. 确定的曝光指数需要根据焦距、物体运动和所需的景深转换为适当的ISO感光度、光圈和曝光时间设置。