第九课：高光溢出（Blooming）与暗部噪音（Noise）
专心听课的请坐真皮沙发，迟到的自个儿端来板凳坐后边儿，潜水的同学就罚站门外听课。
同学们，咱们开课了！
经过几个月的长假期，喜欢放养的战斧浪人，终于收拾心情又回到战斧学堂了。今天，让我们继续探讨数码摄影基础课程。
战斧这回奔约旦，以色列，和西岸放养，虽然放养是非常疲惫，但身心还保持着完好无缺的状态，实在得感谢阿拉真主的伟大眷顾。
好了，废话又终于说完，接下来咱们来探讨一个趣味性的课题，《高光溢出（Blooming）与暗部噪音（Noise）》的课题。对于数码摄影成像方面来说，这环节是非常非常关键的，也是直接影响数码成像的质量（画质）其中的一个因素，这个与数码相机本身的“动态范围”（古时叫做宽容度），存在着息息相关的冠希。噢。。不是冠希，应该是“息息相关的关系”。
Blooming，英语解作花开盛放，含璀璨的意思。可惜这儿不是英语学堂，咱们摄影专用名词，就解读为“高光溢出”。blooming基本上是一个不受欢迎的现象，也就是说，于一般情况下，“高光溢出”也是一个贬词。
再说，Noise，噪音也。但这个噪音是听不见的，因为是可视的图像噪音，摄影界一般把Noise称为“噪点”。噪点是分布于成像的暗部，和比较难注意到的颜色噪点（Color Noise），以及明度的噪点（Luminance Noise）。
CCD和CMOS图像传感器，本身就是一块电子元件，于工作状态下发热就会产生噪音。虽然市场上所有的数码相机都内置了降噪功能，但图像噪音仍然是无法彻底被消灭的。尤其是于欠缺正常曝光的成像下，暗部的噪点是最明显不过的，这些噪点其实就是图像传感器本身发热而产生的电子噪音，相信大家都理解这种不爽的经验。
数码摄影与传统银盐胶片摄影，是两种截然不同的成像效果概念。数码摄影追求的是通透感强，空气感浓，干净的数码成像。战斧发现坊间许多的摄影人，手持数码相机拍摄，以讹传讹的误认噪点为传统胶片的颗粒感，这是啼笑皆非的误导说法，也是自欺欺人的误导。大家得弄清楚，颜色噪点就是噪点，明度噪点就是噪点，噪点决不是胶片的颗粒，数码摄影也不存在什么颗粒感来着。所谓数码成像的仿似颗粒，其实就是废片里，整个照片充满着惨不忍睹的暗部噪点和颜色噪点。我得批判这个误导，显然只是贻笑大方的闹剧而已。
允许战斧举例说明一下“高光溢出”与“暗部噪音”的共存关系。
我在前课已经讲述过关于CCD和CMOS图像传感器的基本物理架构。容许我举例说明一下，图像传感器就是一个硕大的游泳池，而这个CCD游泳池是由一千万个方形小水桶（感光元件），以阵列方式并排而成。此时天上下着滂沱大雨，雨水把一部分的方形小水桶灌满了，也等同光线通过镜头，抵达数码相机内的图像传感器的感光元件上一样。
由于图像传感器以线性方式接收外来的光子，基于光线也是同步进入的，一部分的方形水桶被雨水（强光）一下子灌满了，而其它（弱光）水桶还在等待而继续盛载雨水，显然弱光的水桶还未曾被灌满之际，滂沱大雨的强光水桶，早就已经被灌满了，并且开始满溢。满溢的水桶开始溢出过剩的强光，把满溢隔壁的水桶也同样淹了，形成了一个连动的满溢现象。结果，一大遍的水桶都全部溢出过剩的强光，成像变得一片死白，本来高光的成像是有细节的，现在溢出了让高光细节全白，这就是典型的“高光溢出”现象了。
范例一：照片显示窗外于“过曝”的情况下，导致高光溢出以至窗框成像不完整，而窗外细节全白了。
我得说明一下，大家无须诚惶诚恐高光溢出的成像，溢出的情况于某程度上是可以接受的。上图是一张正常成像，和正常曝光的照片。主体不是窗外的景色，而主体是整个室内的幽暗环境，表现出城堡里从窗外照射进来的光影效果，因此，窗外的过曝，就让它顺其自然地爆开吧。然而，如果是真正的过度曝光（Over Exposure）的失准曝光，成像会导致整个窗口线条，以及整个窗台轮廓，都变成全白一块，毫无高光细节可言，这样显然变成了一张无法接受的废片了。
再说一下暗部的噪点，由于曝光不足，或画面的强光与弱光的大反差同时并存，为着保留记录高光的细节，只能牺牲了暗部的表现力。因此，暗部显然已经因为欠曝而出现了噪点，我得强调的是，暗部除了黑色和灰阶的部分，还夹杂着许多颜色的色阶与阴影。当然，我们都比较着眼于灰阶的噪点，其实颜色噪点（Color Noise）也同时存在于整个成像画面的。
我在上一节的课程里提及暗部色阶的可贵，“宁欠勿爆”就是宁愿欠曝，保障不会过度曝光，然而不知不觉地你已经损失了许多暗部色阶，也就是损失了大量暗部细节，而且还会增加不少暗部杂讯噪点。因此，正确的曝光才是正道，既有高光细节同时也减低暗部噪点的浮现。
高光溢出的现象，其实还有一些“副产品”状况，就是大家最熟悉不过的紫边效应（Purple fringing，或Chromatic Aberration）。紫边效应基本上是镜头里的镜片组的影像失焦效应（Color Waves Shifting）。紫边相对容易出现于树影婆娑，以及高反差的成像边缘处。生成紫边的原理基本上与上述的“游泳池水桶”有类似的雷同，于高反差的成像边缘，一边是高光的成像，另一边是暗部（弱光）的成像，也就是树叶和树干与天空的反差成像，或主体边缘与天空或强光的接合处。树叶边缘的是高光位，高光已经满溢，光子开始流向相对弱光区的树叶（当然元凶是镜片的color waves shifting），结果这个高光“侵略行动”与树叶弱光边缘的对冲，导致了“偏色”，而紫边就是于这种情况下形成了。
我补充一下，“紫边”不一定是紫色的，也有紫蓝色，浅蓝色，深蓝色，和深紫色的。只是我们一般统称为“紫边”。
范例二：好了，让我们看一下紫边的图片。。。
以上的图片，显示着放大了400％的照片里的一小块，椰枣树的针叶出现了不同颜色的紫边现象，有紫色，洋红色，紫蓝色，浅蓝色，深蓝色，青色，和深紫色的。
说了大半天，究竟如何避免高光溢出？答案是于大部分的实拍情况下，实施“正确曝光”。其次，使用一台高动态范围的兵器，拥有动态范围越高越好，最少有6～7档光圈的兵器，8档以上的更佳，目前数码后背也达不到10档光圈的动态范围，随着科技大跃进，相信未来几年的兵器，会提供超过10档光圈的动态范围，那时候大家会拍得更惬意，高光溢出的机会相对可减少。
高光溢出并不可怕。偶尔，我们会利用高光溢出的效应，去拍摄一些特别成像效果。
至于兵器的动态范围与图像传感器的总像素，并无直接挂钩的关系（但存在着间接共存的关系）。一台数码相机的有效像素，确实无法反映实际的有效动态范围，大家记好了。有效像素越多，“显示分辨率”越高，以及成像的输出面积越大而已。而。。动态范围越高，提供有效高光与暗部细节的表现能力越强。
最后，究竟如何避免紫边效应？败一枚优质的“数码优化”镜头，可以有效减低紫边效应。避免直接拍摄高反差的场景或主体（虽然这是不现实的），尽量避免逆光拍摄。广角头和鱼眼头相对紫边会比较多，这是光学物理的定律。长焦头的紫边相对会比较少。数码摄影搭载“数码优化”镜头是相对有优势，数码优化镜头处理紫边的能力，相对比传统的35mm全幅镜头，有明显的帮助。
今天总结的关键词：【高光溢出】【暗部噪音】【颜色噪点】【游泳池】【方形小水桶】【满溢隔壁】【紫边效应】
下课！
