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數(shù)字?jǐn)z影機(jī)動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試方法

2023-07-24

確定數(shù)字?jǐn)z影機(jī)動(dòng)態(tài)范圍的方法主要有兩大類：一類是使用傳感器和圖像處理器中基本電路的相關(guān)信息計(jì)算得出，另一類是使用灰階測(cè)試卡和實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)采集和分析圖像，并測(cè)量影像級(jí)別。第一類計(jì)算的方法得到的是傳感器動(dòng)態(tài)范圍的理論極限值，和實(shí)際使用值還有一定的差距，第二類更能反映數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的實(shí)際記錄能力。

在傳統(tǒng)膠片攝影時(shí)，曝光控制的實(shí)質(zhì)是控制亮暗分布，合理地將景物亮度范圍放到膠片特性曲線上。數(shù)字?jǐn)z影機(jī)感光原理不同，但是不管是CCD還是CMOS，也都有相應(yīng)的特性曲線。利用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)進(jìn)行拍攝時(shí)，曝光控制的基本原理相同。由于不同的攝影機(jī)感光特性不同，就和不同型號(hào)的膠片生產(chǎn)出來(lái)之后，其特性曲線不同一樣。因此需要在之前對(duì)數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的特性曲線進(jìn)行測(cè)定。

膠片時(shí)代，膠片的特性曲線通過(guò)感光測(cè)定測(cè)得。首先，將測(cè)試膠片在感光儀內(nèi)曝光，之后將曝光后的膠片按照標(biāo)準(zhǔn)洗印工藝沖洗，利用密度計(jì)測(cè)量密度，繪制亮度級(jí)數(shù)和密度之間的關(guān)系曲線，即該膠片的感光特性曲線。

通常所用感光儀的亮度等級(jí)為21級(jí)。感光儀光源照度均勻，前面放有21級(jí)亮度均勻變化的光楔，一般為石墨涂層，保證涂層均勻、極差固定并且為中性灰，并且曝光時(shí)間精確，能準(zhǔn)確計(jì)算出膠片的感光度。

由于數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的特點(diǎn)，感光測(cè)定不再需要在類似于感光儀的暗盒中進(jìn)行。利用下圖所示的亮度灰階：20檔的動(dòng)態(tài)范圍，形成21級(jí)灰階，只有相當(dāng)于第一級(jí)灰階的2的20次方即1048576分之一的光通過(guò)第21級(jí)灰階。該亮度灰階采用全封閉的調(diào)壓光源、光密設(shè)計(jì)、快門系統(tǒng)允許逐級(jí)測(cè)量與評(píng)估。木琴形狀，越亮級(jí)別的灰塊越窄，最大可能地減少較亮級(jí)別光對(duì)較暗級(jí)別光的影響。

我們?cè)趯?shí)際測(cè)試時(shí)，均采用高質(zhì)量的蔡司MP定焦距鏡頭。鏡頭焦距均為35mm標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。借助專用后焦調(diào)整裝置SharpMax精確調(diào)整鏡頭后焦，然后借助拉皮尺和利用高清監(jiān)視器監(jiān)看來(lái)監(jiān)視聚焦情況，保證焦點(diǎn)清晰。從拍攝得到的灰階影像主觀判斷，分析數(shù)字?jǐn)z影機(jī)動(dòng)態(tài)范圍。