细说高感“五宗罪”

蓝色

说起如今的相机性能，很多时候用户最关心的一项指标不是分辨率的高低、不是连拍快慢、也不是镜头光圈大小，而是更留心相机在高感光度下的拍摄性能好不好。无疑，高感性能正在被越来越多的用户所关注，我们对好相机以及高性能相机的要求，很大程度上都会以其高感光度下的成像表现作为一项很重要的衡量标准。那么，高感光度究竟给我们带来了哪些问题，为什么我们总会和大家说感光度能用低不用高？这次，我们就来探讨一下高感的“五宗罪”。

相机高感 想说爱你不容易

其实，说起高感光度的拍摄能力，可以算得上是在数码时代相机技术飞跃式进步的一个重要标志。在胶片时代，胶卷（尤其是最常用的彩色胶卷）的可用感光度范围通常止步于ISO 800，当然黑白胶卷到ISO 3200也能买得到，只是普通消费者基本很难买到。显然，对于普通用户而言，这些高感光度胶卷的实用度不及现在的数码相机。而正是数码相机高感光度下的优势，让它们很快的赢得了普通用户的青睐，能方便地在暗光下拍摄，这绝对是拍摄者所追求的。

可是话说回来，尽管现代的感光元件和数字处理技术有了跨越式的进步，但是在很多时候，我们还是会强迫症似的要求自己用尽量低的快门速度来换取更低的感光度设置，从而获得更好的画质；或者是选购更大画幅的相机，甚至是更新款的相机，来提升高感光度下的画质表现。那么，既然我们的相机拥有了更高的感光度，我们为什么还会有这么多烦恼呢？

那这些烦恼来自何处呢？这就要提到我们说到的高感“五宗罪”了。相信有过拍摄经历的朋友都知道，用高感光度设置拍摄的照片总会有以下这些感觉：不那么清楚，图片模模糊糊，满张照片都是噪点，颜色奇怪。当然，不同的用户还会有各种不同的主观感受，这里我们将其归纳为：分辨率下降，宽容度降低，偏色问题，照片观感下降，文件体积增加。那么，上面描述的这些问题是如何在高感光度下“毁掉”我们的照片的呢，接下来我们就来揭开它神秘的面纱。

分辨率，无奈地眼看着降低

先来说说高感这“五宗罪”中最为明显，最为严重，同时也是最为让人感到无奈的问题——分辨率。我们知道，随着如今传感器技术的发展以及镜头光学技术的提升，数码相机（尤其是数码单反相机）的画质表现越来越好，可以说已经达到甚至超越了人们所预期的分辨率水平。但是这里往往有一个前提——在最低原生感光度下。很多相机都能在低感光度下拥有非常优异的分辨率表现，但是随着感光度的提升，分辨率实际上是在不断降低的。这种下降会是怎样？我们就用现在数码135单反中分辨率和解析力最强的D810做个例子来看一看。

先来介绍一下我们的展示方式，在这里，我们采用了最传统的拍摄分辨率标版的方式来测试相机的分辨率随着感光度的提升所发生的改变。测试中，固定相机，固定拍摄所用镜头及镜头光圈值，并尽量避免其他可能对分辨率产生影响的因素。最终根据读数来列出分辨率随感光度提升的变化曲线。

从实际拍摄的分辨率测试图中我们就可以看到，虽然我们采用了同样镜头的同档位光圈拍摄，但是相机的分辨率却有着明显的变化。当然，不同的传感器，这种变化曲线是会有所不同的（通常情况下传感器越小，下降出现得越早，曲线越陡）。但是可以肯定的是，无论是任何传感器，这种下降趋势是无法避免的。对于这样的问题，要么是提升传感器技术让这种下降趋势减缓，要么是提升基础分辨率值，这时即便分辨率下降了，但在高感光度仍有较高的分辨率值可用。除此之外暂时的确没有什么其他办法。

宽容度，后期调整“杀手”

说过了分辨率，我们再来谈谈高感对画质影响的另一大“杀伤力”来源——宽容度降低。随着感光度的提升，我们失去的不只是画面细节的表现力和刻画能力。我们还失去了对于后期处理非常重要的宽容度。如果说分辨率降低是对拍摄照片造成的最直接影响，那么宽容度的流失则是造成我们后期处理空间减少的最主要元凶。

宽容度的流失，最直接的影响是画面的高光和暗部区域（尤其是欠曝和过曝的部分），这些原先在RAW格式的记录下我们可以通过后期处理来挽回的部分，现在由于感光度的提升和宽容度的降低，会直接导致这些我们在低感光度下可以挽回的细节无法找回（这是由于这些细节在高感光度下传感器本身并未记录）。当然，光说没意思，咱们还是实拍来看看宽容度随着感光度提升的变化吧。

这里我们采用了宽容度展示测试中使用到的一些测试方法，我们通过在不同感光度下，欠/过曝3EV进行拍摄。而后列出后期调整至正常曝光下看其还原效果（RAW格式文件），从而对比在感光度升高后，相机宽容度表现的变化。

从我们的对比测试中可以看到，相机的宽容度随着使用感光度的提升而出现了衰减。无论是欠曝还是过曝都会出现刻画细节减少的问题；欠曝下出现了更多的彩噪，而过曝下则会发现“死白”无记录区域随着感光度的增加而增大。当然，我们在举例中使用了现在135数码单反中最好的D810，如果是其他型号机型（尤其是画幅更小的机型），这种宽容度劣化的现象会出现得更加明显，且劣化出现更早。而这种宽容度的降低将无疑对我们的后期处理造成影响。因此，可以说，相机的高感问题会明显地影响到我们的前期拍摄和后期处理过程。当然，我们已经看到更好工艺和技术的传感器，可以让这种衰减发生的越晚（更高的感光度ISO值下才出现明显衰减），但衰减本身仍是不可避免的。

造成偏色，小画幅极端感光度最明显

接下来我们说说关于偏色的问题。首先要说明一下，这里说到的偏色和相机的白平衡判断无关，相机的白平衡识别造成的色彩、色温漂移问题我们在此不做讨论。这里我们只涉及感光度的提升造成的色彩偏差问题。

可以说，随着影像技术的发展，这种高感光度造成的偏色问题，已经得到了很大程度上的缓解（尤其是APS-C画幅和全画幅级别），但是在很多小画幅机型以及在较大画幅相机在极端感光度下，这种色彩上的偏移仍然是无法避免的。这里，我们通过拍摄色板来看看相机的色彩会出现哪些变化。在测试中，我们截取拍摄色板照片的相同位置，而后在Photoshop中通过吸管工具来吸取色彩对比照片的RBG色彩变化值。endprint

其实，这种偏色在很大程度上和高感光度下大量的彩色噪点有关。这些大量而“均匀”地出现在画面上的彩色噪点会让照片有明显的可视感下降，而作为相机的制造商为了处理这些彩色噪点，通常会采用一些算法进行降噪，在计算处理后就会出现一定程度上的偏色。

除了提到的这点外，还有一个原因也可能是色彩增益的问题。正如我们所知道的那样，现在相机的CMOS传感器较为普遍地采用了拜耳传感器（也就是马赛克传感器），相机的色彩实际上是通过猜色实现的。随着相机感光度的提升这就涉及到对色彩增益的问题了。可以说对于色彩的增益，三原色上基本会出现增益提高比例不同的问题。而这个增益提高的差异会随着感光度的提高而被放大，自然也就会导致其最终呈现的色彩的偏差，因此我们在一些极端感光度下会看到偏黄或者偏绿的问题。

观感下降，要细节还是低颗粒感？

接下来，我们来看看另一个高感所带来的痛苦问题——照片观感下降。其实照片观感的下降，一方面是一个主观的感受问题，同时也可以说是以上三种问题综合下产生的结果。而这种观感下降也就是我们在看照片时，最为直观和明显的一个感受。这里能说到的问题很多，我们主要来探讨一下前面没怎么提到的照片涂抹感的问题。

涂抹感在现在的数码相机照片拍摄（JPEG格式）中是一个非常明显的问题，但实际上，这个问题是处理器为了解决另外两大类问题而进行处理的结果。那么处理器是为了解决哪两类问题呢？其实就是照片的颗粒感以及彩色噪点问题。

我们知道，随着相机的感光度提升，照片的细腻度会明显地下降，随之而来的是照片上会出现明显的颗粒感（无论是胶片时代还是数码时代都是如此）。而除了颗粒感外，彩色噪点（这主要指数码相机）更是会明显的出现。这些都会直接造成照片观看者对高感光度照片的“厌恶”，为此处理器会对这些问题进行处理，处理的结果自然是将颗粒“抹平”，将大量的彩色噪点“调匀”。这就形成了我们常说的涂抹感。

涂抹的好处在于它能让照片看起来更加细腻，但是这样处理的结果是进一步“恶化”了相机在高感光度下的分辨率表现。这就是为什么我们总会发现同一台相机JPEG画质下的高感表现总是弱于RAW格式。因为JPEG格式下图片会经过相机处理器的处理，高感光度下的细节等都被涂抹掉了，而RAW格式由于是无处理的数据，颗粒感虽然会高一些，但是细节表现力会好一些。

同时，由于涂抹时会有“调匀”颗粒表面的光影，因此高感下JPEG的涂抹感也会让人觉得照片比较“脏”，而RAW格式虽然颗粒感较强，但是会给人感觉比较干净。但是无论是JPEG还是RAW格式，照片在高感光度下的观感的确是要明显差于相机低感光度下的表现。

而除了涂抹感之外，我们还能感受到的高感带来的变化是色彩变得暗淡而干涩。例如我们在使用Photoshop的Camera Raw时就会发现，如果我们开启色彩降噪功能并进行调整，就会发现，随着画面中红绿噪点的减少，照片本身的宽容度和色彩饱和度都会出现明显地降低。这也是我们得到的照片可视效果下降的一个因素。可以说，为了不同的照片需求取向，我们总要在高感照片的调整中作出选择和妥协。细节和细腻只能选一个，想要兼得？不好意思，那只有调低感光度了。

越高越大，文件体积跟着增加

除了以上提到的四点外，最后还有一点大家在日常拍摄时可能并不觉得，但实际上却在影响着拍照的问题。这就是高感带来的文件体积的变化，很多人可能会觉得诧异，高感会影响文件大小吗？答案是肯定的，而且你会发现，随着感光度的增加，同一台相机拍摄照片的文件体积会越来越大（主要指JPEG格式文件）。

那么文件体积变化的差距有多大呢，我们还是拿出实际拍摄的照片来做个简单对比。测试中，我们以一组D800相机在同场景拍摄一组ISO 100、ISO 1600和ISO 3200的照片对比，看看不同感光度下照片的体积变化。

可以看到，同一场景同一相机拍摄的照片，ISO 100时照片的文件大小是6.45MB，而在ISO 3200时则达到了16.2MB，ISO 3200时的文件体积几乎达到ISO 100时的3倍。这样的体积增加量可以说是相当恐怖的。那么这个问题又是怎么造成的呢？这又要说到照片的处理算法了。

按现在的图形学算法概念来说，画面越平滑，需要解释的信息量就越少，这时的算法就更简单。而越是粗糙的画面，需要解释的信息量就越多。那么这个怎么来理解呢？我们还是用一个简单的图像对比来简单解释一下。下面我们可以看到，一个是平滑的直线，一个复杂的折线。显然，用来形容这个折线所需要的信息明显要多于上边的直线。

而对于照片也是如此，我们知道随着照片感光度的提升，照片的颗粒感和红蓝噪点会明显增加，这些颗粒感就可以理解为使得原有的平滑表面变得粗糙，这就意味着相机需要解释的信息量就更多，这就是为什么我们会看到高感光度的照片会更加占用存储空间的原因所在。这也就意味着，如果你每次都是按照自己平时低感光度下拍照的量来准备存储卡的话，面对大量的低光源下的拍摄场景，则需要多准备1-2倍的存储空间才更妥帖。

谁都跑不了，数码胶片都愁于此

说过了高感的“五宗罪”后，我们再来聊一聊一个摄影爱好者间流传的理论：高感光度拍摄，胶片的拍摄效果要优于数码相机。这其实是一种误读，无论是数码相机还是胶片相机，高感光度都是一个瓶颈。而实际上胶片的表现只会比数码相机的传感器更弱，只是二者呈现在照片上的方式稍有不同而已。

对于数码相机而言，高感光度的问题会直接呈现在画面上，更为明显的颗粒感，分辨率的降低，彩色噪点的出现等等。优势在于，这些问题可以通过后期来得到一定程度的优化，从而提升相机的感光度可用范围，同时，随着相机技术的发展，相机的高感可用范围在越来越广，因此高感对于数码相机的困扰可以说并没有那么大（尤其是和胶片同尺寸输出对比时，数码的优势会很明显）。同画幅尺寸下，可以说数码相机的高感性能是可以秒杀胶片的。endprint

而对于胶片而言，高感光度带来的问题相比数码机型其实一点儿都不少。首先最严重的问题是有没有感光度分级，对于彩色胶片而言，通常我们能找到的ISO 800就到头了，再高很难购买到甚至可以说是没有。这时用户就只能依靠降低快门速度或者增大光圈来解决问题。这也是为什么我们在胶片时代能见到更多的超大光圈镜头，因为想要保证暗光环境的拍摄成功率，大光圈几乎是唯一的解决方案。

至于噪点的问题，其实胶片相机也有噪点，但不同于数码相机，胶片相机的噪点是以颗粒感的形式表现出来，它不会出现如数码相机那样的彩色噪点。这就是为什么大家觉得胶片相机的高感似乎更好。何况，我们常见的高感光度胶片照片基本都是黑白作品，换做数码相机，如果同样调整为黑白拍摄效果，那真是高感好到让人感动了。

解决“五宗罪”，技术革新创新是出路

当然了，眼看着高感光度带来的五宗罪，人们自然要寻求解决之道。事实上，随着技术的革新，高感问题带来的影响正在逐渐降低。而最直接的表现就是，相机的可用感光度范围正在变得越来越大。高感光度五宗罪所带来的限制之锁，正在被打开。

这里我们需要说明的是，我们在举例说明过程中使用的是拥有现今最新感光元件技术和最新处理器技术的D810相机。我们日常见到的相机无论是从传感器工艺、传感器尺寸上相较于这台D810都会有着不小的差距（当然，拿着1DX，D4S这样相机的朋友除外）。那些更普通的相机高感画质劣化的问题会出现在更低ISO值上，同时劣化现象也会更加明显。毫不夸张的说，大部分小相机在ISO 1600时甚至达不到D810在ISO 12800时的水平。

对于感光度带来的问题，其实也可以分为“硬解”和“软解”。我们最常见的解决方法就是直截了当的提升传感器工艺并不断开发新型号，使之拥有更高信噪比的传感器。另外，使用更大画幅的传感器，也能有效的增加传感器的感光面积和感光效率，让相机拥有更好的高感控噪表现，这可以认为是相机高感光度的“硬解”模式。

至于“软解”，则是另寻渠道来解决高感问题。我们现在最常见的方法就是引入防抖系统。既然低感光度控噪好，我们就用低感光度拍摄，至于画面抖动造成的模糊就用防抖系统来解决。因此，我们看到了现在性能越来越好的防抖系统，而近年来在小型相机上流行起来的机身防抖系统也做到了越来越好的防抖表现。降低3-4档快门速度，这就能让相机需要使用的拍摄感光度从ISO 3200降低到ISO 400甚至ISO 200。而“软硬兼施”之下，我们可以看到现在相机的暗光拍摄能力已达到了前所未有的高度。

综上所述，我们看到所谓的高感“五宗罪”对拍摄的实际影响变得越来越低，短短十余年时间，数码单反的高感可用范围已经从当初的区区ISO 400提升到如今甚至是ISO 12800这样的程度（这可是胶片时代百年都不曾达到的高度）。更不用说现在更为普及的防抖系统和恒定大光圈镜头。高感带来的烦恼正在渐渐离我们远去，而身为拍摄者的我们，也将能更加方便、更加舒适地在暗光环境中拍摄到自己满意的作品。□endprint