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【试读】速度造成数码照片噪点的原因

[美]Ron White
guxuechang
2008-07-29

我们或许都有过夜间开车驰骋于乡间小道(已经位于电台信号边缘的乡村),打开收音机搜台听节目,使自己保持清醒的经历。但是接收到的节目由于信号的原因却始终不是很清楚,总是有类似于用平底锅煎炸食物或静电所发出的“吱吱”声干扰着电台所播放的音乐或主持人甜美的声音。收音机的静电主要是由宇宙中电子的不规则运动和电磁微波感应流引起的。引起数码摄影产生杂点的是一种可见静电,其性质类似于电磁。我们将这些杂点称之为噪点(这与声音的吵噪或安静无关)。在本章节我们将要讲述噪点的来源以及如何避免,有些时候你会很需要这些知识。

照片噪点是由于胶卷对光的敏感度被调到了拍摄的极限,其效果就像是照片中的颗粒物。在使用胶卷相机拍摄时,照片的颗粒物像黑色的块状物一样替代了原本照片中正常像素的位置。在使用数码相机拍摄时,由于超过了正常的曝光量,它们会侵蚀存在于阴影中的细节,从而替代原本像素的位置。噪点以白色或暗淡的斑点的形式存在于照片之中,给照片形成一种肌理感或分散人们对主体物的关注。噪点的种类和来源主要有以下几种:

暗电流噪点主要由影像传感器和与其相匹配的电圈所产生的。因为这些电机会散发出热量,会使徘徊在暗电流周边的电子脱离出来直到进入光敏器件,在那里它们和从镜头进入的光子一同被测算。根据相机中应用的影像传感器的类型,其温度每增加6~10度,噪点的数量就会增加一倍,我们通常称之为热像素。有些光敏器件产生的暗电流比影像传感器还要多,所以就会产生更多的噪点。



信号噪点是存于成像和电磁传送中的噪点,它们是一种信号。光子降落到光敏器件上形成一个被称之为泊松统计的统计学图形。它们统计出光子到达光敏器件的比率,以及延长像素记录时间使更多的像素降落到光敏器件上,从而不可避免地产生噪点。简单地讲,噪点就像每天发生在你身后的各种杂音,你无法躲避它们。因为世上没有像纯信号一样安静的东西存在。电信号就如同现实生活中汽车声、鸟鸣声和孩子玩耍时发出的声音。 有些信号噪点是必要的,因为它可以使被摄物产生一种肌理效果。用Photoshop修改出的背景和电脑制作出的艺术作品效果很平整但不够真实。

去除照片中的噪点

了解噪点形成的多种原因,对于拍摄照片是非常有用的。 如左图所示,照片的阴影中有很多可见的噪点,你或许会想到很多方法来去除它们,但迄今为止没有一种万能的办法能去除各种情况下所产生的噪点,除非你采用长时间的曝光和高感光值来拍摄夜景,只有这样你才不用担心噪点的问题。如果你在一种十分容易产生噪点的情况下拍摄照片,你或许能拍出清晰的照片,因为有些相机生产商生产的电圈能处理掉一些可被预测出方位的噪点(相机自带的降噪功能)。相机的微处理器会减去噪点并把它们并入成像较好的光敏单元中。如被放大的左图所示,此图是经过相机自身的降噪处理后的效果,如果相机没有降噪的功能,大多数图片编辑软件可以进行降噪处理。

信号解读噪点是使用高感光胶卷拍摄而产生的斑点,特别是通过曝光来逼迫胶卷实现高感光度(超出胶卷本身的感光度)的时候就会产生放大噪点。当你在数码相机中设定高感光度拍摄,但是影像传感器并达不到所设定的感光度时,相机就会增大由光束光子产生的信号。当扩大信号时,电子系统中的电子噪点也会被相应地扩大。即使没有特意的扩大信号,在解读信号并转变成数码数值时仍然需要与信号进行接触,所以在信号扩大器中仍然会产生噪点。它们也被称为解读噪点或偏差噪点。

低照度噪点与信号解读噪点十分相似。当你采用很慢的快门速度并在光量很低的情况下拍摄照片时,你为噪点的产生提供了各种途径以及使它有更多的时间去积累,最后就像放大噪点一样出现在照片上。




本文摘自
探索数码摄影的奥秘(第二版)
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