双原生ISO是什么黑科技?详解该技术如何实现图像高动态范围

昨天小米发布的小米10至尊纪念版超强的性能表现让不少用户都留下了深刻的印象,而且其DxOMark的评分排名第一也说明其相机实力也相当了得,这其中既有120倍的潜望式变焦的功劳,大底主摄的双原生ISO黑科技也同样发挥了重要作用,想必不少不太懂摄影知识的用户对这个技术不太了解,它有哪些作用,此前在哪些方面应用了该技术,这次就为大家作一番详细解答。

相机不同于我们人的眼睛,在一个大光比的环境下,我们人眼能看清许多高亮区域画面的同时,还能看清许多昏暗光线下的内容,而相机只能对对焦点区域进行测光,拍清楚那部分的画面细节,而要是对高光区域的画面准确曝光就必然暗部区域画面更暗,对暗部区域准确曝光时,则高光区域就死白一片了。但是如果我们把这两张照片叠加到一起,各取一个想要获得的局部画面,不久获得了一张高动态范围的照片了吗?这就是相机包围曝光功能的由来,也是多帧合成堆栈算法的目的。

不过我们是可以通过拍摄几张不同的曝光策略从而获得一张高动态范围的照片,但是这个技术有一个局限性,那就是拍摄动态画面的内容时,由于画面不同导致合成的照片画面内容有所差异,这时候堆栈策略就不好用了。

而我们都知道数码相机的拍摄控制曝光由3个参数组成,分别是光圈,快门速度和ISO感光度,在其中两个参数不变的前提下,变更第三个参数都能起到改变曝光策略的目的,要是在相机按下快门时,能同时拍下2个不同曝光的照片,那我们不也就同时获得了一张高亮区域清晰,一张阴影细节丰富的照片吗。但是按下快门时相机的光圈和快门都是固定的,并不能在技术上实现拍摄的同时出现2个快门速度或不同的光圈值,只能通过对CMOS放大信号器改变电压的方式实现2个感光度进行拍摄,于是就出现了Dual双原生ISO技术来实现动态画面的高动态范围。

这项技术通过设计两套电路来针对ISO数值进行。一套电路针对较低的ISO,负责采集高亮区域,另一套电路针对较高的ISO数值进行调校,采集阴影区域的图像数据,并通过图像处理器的算法拼接成细节丰富的照片,而由于是实时堆栈运算,因此这项技术也被广泛应用在视频拍摄方面,像松下的Lumix GH5和S1H无反相机以及BPMCC摄像机都用上了这项技术实现了高动态范围的视频拍摄功能,佳能早期的单反相机也可通过魔灯软件实现类似的功能。

当然由于手机先天的物理硬件限制,像素分辨率的提升有着显著的边际效应,大部分用户对于高动态范围的追求要远高于图像分辨率,这也是为什么这次小米10至尊纪念版采用了双原生ISO的大底主摄,而非此前小米10 Pro上一亿像素主摄的原因。尽管这颗后置主摄是OV的4800万像素,但相信还是有很多用户愿意为这个技术而买单的。

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