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篇名: 仙劍奇俠傳
作者: 晉承	日期: 2012.11.25　　天氣: 　心情:

http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=256&t=3043836&r=3&last=39921191

寬(高)動態指的是 Wide Dynamic Range (WDR)又稱 High Dynamic Range (HDR)，要瞭解什麼是「寬動態」，必須先瞭解什麼是「動態範圍」。

動態範圍指的是最大值和最小值的比值，比如某個設備可以輸出最小 50mV 到最大 50V，則其動態範圍為50V/50mV=10,000=80dB。依此類推：1萬倍=80dB，10萬倍=100dB，100萬倍=120dB。若以二進位 bits 來表示的話，80dB 約在 13~14bits 之間。

而「寬動態」指的是「動態範圍」比較大，同一個影像畫面中，可以同時分辦出亮部和暗部的細節。一般感光元件的動態範圍大約 80dB，可以用 14bits 來表示，所以我們可以發現這樣的 Sensor 的 Data Output Pin 都是14隻腳位。若要達到人眼 100dB 則需要使用 17bits，若要達到 120dB 則需要 20bits 才行。

人眼對光線感知的動態範圍大約是 100dB。白天的太陽光對比於晚上的月亮大約 90dB，但事實上人眼無法「同時」看到這麼大對比的亮度變化，當目光焦點從亮處移到暗處時，眼睛需要花一點點時間去調節才行。一般的感光元件也是同樣的道理，可以拍到亮部細節很清楚的影像，也可以拍到暗部細節很清楚的影像，就是無法拍到局部亮且局部暗而亮暗部細節都很清楚的影像。如下圖，以不同快門拍攝的結果 (影像取自http://zh.wikipedia.org/wiki/ 高動態範圍成像)：

那要怎麼做到寬動態呢？有許多方式，常用的有四種，分述如下：

1: 使用一般的感光元件，在拍攝時儘可能不要讓亮部過曝，取得影像後用軟體把暗部調亮一點。這種做法就像在 Photoshop 中調S曲線一樣，乍看之下好像不錯，但仔細看的話細節已經損失很多了。這種方法又稱為「Gamma-WDR」，因為調整對比等同調整 Gamma 曲線，在一般影像處理器內的 ISP (image signal processing) 都可以調整 Gamma。

2: 使用一般的感光元件，從「慢速」到「快速」快門拍2~4張，「慢速快門」可以取得暗部細節，「快速快門」可以取得亮部細節，再將這2~4張合成一張就可以得到兼顧亮暗部細節的影像。聽起來好像不錯，但實作上不容易，除了因為這 2~4 張劃面會有時間差，不是同一時間點的影像畫面可能已經有了變動。再者，需以 2~4 倍的速度取像再做合成運算，對感光元件和 ISP 的性能來說都是考驗。

3: 直接使用寬動態的感光元件，這種感光元件的內部原理和第2種相同，不一樣的是由感光元件內部直接合成一張以 100~120dB 的動態範圍輸出，所以需要使用 20bits 來輸出資料。問題是一般的 ISP 只能處理 14bits，所以需要用一個專門把 20bits 對應到 14bits 的 IC 來先作處理，這個動作就叫做「Tone Mapping」。

4: 和第3種相同，但把 Tone Mapping 的動作也在感光元件內做完，直接輸出 14bits 的資料。這種方式對系統設計而言最理想，但對感光元件的設計最為困難。

V737W 及 V747W 的做法屬於第3種方法，是真正的WDR，動態範圍可以達到 100~120dB。而許多市售號稱有 WDR 的機種其實只是使用第1種方法，動態範圍一般不會超過 80dB。兩者的實際效果差很多，當然成本也差很多。

WDR 是機率性嗎？

由於V747W 的設計是多楨合成 WDR，訊號先由 [多楨 CMOS CIS] 以 20bits
輸出至 [ToneMapping IC]，Down Sample 處理成 14bits，然後輸出至
[安霸 A2S70 SoC] 處理成 H264 影片。

其它車錄就只有 [CMOS] 8Bit 訊號直接輸出至 [SoC] 處理成影片。

意思是說由於 V7xxW 系列是多楨影像處理 WDR。需要更多的灰階影像與色彩(20bits)去運算。
因此表現出來的影像明暗層次會比由「非多楨影像」的 WDR 多。而之前有傳說
WDR 出現是有機率性的。其實 WDR 一開機就已經啟動。並沒有機率性的。

http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=621&t=3018644&m=f&last=39964293

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