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峰火技術之監聽頭動態范圍

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       動態范圍是指音響系統重放時最大不失真輸出功率與靜態時系統噪聲輸出功率之比的對數值,又指一個多媒體硬盤播放器輸出圖像的最亮和最暗部分之間的相對比值。 單位為分貝(dB)。一般性能較好的音響系統的動態范圍在100(dB)以上。
  在音頻工程中,人們利用壓縮/擴展器件來達到動態范圍壓縮或擴張的目的,而可以將120dB的CD唱片灌到65dB動態范圍的磁帶中而不削定或失真。主要原理是采用了可變增益放大器的原理。而如何提高成像系統的動態范圍一直是研究者的目標,采用兩幅圖片疊加的方法來提高DSLR的動態范圍,這種技巧很多人都已經了解。目前已經有采用WDR技術(Wide Dynamic Range)的芯片出現,而富士的S3 Pro相機據說采用的高動態范圍有可能就是類似的技術。WDR就是采用的兩次曝光原理來將兩張曝光時間不同的圖象合成一幅,以此來提高動態范圍。
  動態范圍最早是信號系統的概念,一個信號系統的動態范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實際用途中,多用對數和比值來表示一個信號系統的動態范圍,比如在音頻工程中,一個放大器的動態范圍可以表示為:

  D = lg(Power_max / Power_min)×20;

  對于一個底片掃描儀,動態范圍是掃描儀能記錄原稿的色調范圍。即原稿最暗點的密度(Dmax)和最亮處密度值(Dmin)的差值。

  我們已經知道對于一個膠片的密度公式為D = lg(Io/I)。 那么假設有一張膠片,掃描儀向其投射了1000單位的光,最后在共有96%的光通過膠片的明亮(銀鹽較薄)部分,而在膠片的較厚的部分只通過了大約4%的光。那么前者的密度為:

  Dmin=lg(1000/960)= 0.02;

  后者的密度為:

  Dmax=lg(1000/40)= 1.40

  那么我們說動態范圍為:D=Dmax-Dmin=1.40-0.02=1.38。

  只要是掃描儀的動態范圍能夠大于膠片的動態范圍,就可以真實的表現原稿上的信息,包括真實的反映出一些細微的暗部細節。

  實際上掃描儀和膠片不同,可以把掃描儀看作一個完整的信號系統,包含輸入、DSP、輸出多個部分。那么最后的動態范圍大小由其中最小值的的單元來決定。這時就需要提位數概念。

作者:峰火編輯部 修訂時間:2012-04-24 點擊:

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