相机的宽容度是怎么回事？宽容度大小跟谁相关？－摄影早自习第2127天

早安，我是叶梓，今天是摄影早自习陪伴大家的第2127天。今天是在外面录音，稍微有点噪音，请大家见谅。

今天我们想跟大家谈一个非常技术的问题，但是也跟我们的摄影非常相关，就是宽容度到底是怎么回事，它跟谁相关？

大宽容度范例 © 叶梓

首先所谓的宽容度就是这个拍摄的数码设备，它对最亮的光线和最暗的光线的这么一种宽容能力。如果这里有一个阳光灿烂的场景，亮的地方特别亮，是太阳本身，然后暗的地方特别暗，是草地上的一个耗子洞里边的黑色。那么如果一个宽容度极大的相机手机呢，它就能够同时拍清楚太阳上的细节，甚至能看得到太阳黑子，但同时它又有能够拍得到耗子洞里边那个小耗子的毛发，这个叫做大宽容度。

小宽容度范例 © 叶梓

但如果是小宽容度一点的相机手机呢，它就很可能会在太阳及太阳周边比较亮的天空部分都曝光过度，变成一片纯白，没有任何细节可言。不仅是看不到太阳黑子，你就连太阳的轮廓在哪你都是看不见的，因为它跟它周围的天空已经混在一起了。那耗子洞也是一样的，里边就变成一片纯黑，更不要说耗子在哪了。

这就是宽容度的作用，理论上我们需要越大的宽容度越好，因为这样的话曝光越自由，越容易留下更多细节，印出照片来或者显示在屏幕上呢，也有更多的细节可供观众去观赏，而不会面临一片刺眼的纯白或者一片死黑的这么一种情况。

相机里的感光元件 Photo by Mulyadi on Unsplash

那为什么我们不去生产一个极大宽度的相机呢？这个道理非常简单，因为宽容度的大小其实是跟相机的像素的面积很有关系的。我说的不是你拍出来照片里的像素啊，是说感光元件上的单个像素点——感光元件的最小组成单位，它的面积越大，宽容度理论上就应该会越大。

为什么呢？也很简单，你可以闭上眼睛跟我想象一个场景，假设我们就站在了相机的感光元件上，它是一个大地板，然后从天上随机的会掉落一些乒乓球，这个乒乓球就是我们的光子。这个时候如果你手边有一个大脸盆，是不是有些光子会撞到那个脸盆里面啊？那么只要掉进脸盆的，咱就算是它进入了这个像素点，光子进了像素点，被转化成了电信号。因为一个脸盆够大，所以它可以捕捉一颗光子，也可以捕捉10颗光子、100颗光子，对不对？就是一个感光元件的单位像素越大，那么它在单位时间内能够容纳的光子的数量就越大。但是如果这个脸盆已经装满了，比如说容纳了1000个光子以后，它装满了，那是不是剩下的1001个、1002个光子，它其实都是浪费了？就是它落进来了也没用，它反正还是一个满的盆，那里面就只有1000个小球，明白我的意思吧？所以这种情况就叫曝光过度。

感光元件由一个一个的像素点构成，图右为一个像素点 图片来源网络

所以一个比较大的面积的单个像素点，它的曝光过度的上限就比较高，它对亮色的事物的容纳能力比较强。但是如果我把你手边那个大脸盆换成一个小杯子呢？唉，这就会出现两种情况：第一这个杯子里只能装10颗乒乓球，然后就溢出了，就记录不了了。所以当别人，当大的单位像素能容纳1000个光子的时候，你这只能容纳10个光子，剩下的就全都是一片曝光过度纯白，没有记录下任何信息。你看，它对亮的事物的宽容能力就比较小。那对于暗色事物，它和脸盆的宽容能力是一样的吗？还真不一样。因为人家脸盆的面积大嘛，所以脸盆更容易接到那些比较稀疏的那些乒乓球，是吧？只要有一两个掉进去，它就算是有信息了，能够记录一些东西了，但是你那个小杯子吧，就是天上掉那么几颗，也不一定会砸中你的杯子，对不对？所以在这个时候，你那个杯子还是空的，还是零，还是没有任何信号，还是在图形上的一片纯黑，完全的曝光不足。这样一来你应该就彻底明白了，原来单位像素面积越大，这颗感光元件的理论上的宽容度就越大，这个其实是非常好理解的。

那么接下来我们就想到了同等的面积的感光元件，比如索尼的这个数码相机都是全画幅的，那么有一个感光元件是2,000万像素，有一个是4,000万像素，你猜谁的宽容度会更大一些？理论上应该是2,000万像素那个，因为感光元件总面积相同，所以像素数量越少，反而每一个像素的面积就越大，宽容度就越强，这么说来谁的画质更好那还不一定呢。

Photo by Fotis Fotopoulos on Unsplash

当然了，实际的情况比这个要复杂得多，我们还要考虑上算法的演化，考虑上芯片的这种计算能力等等，还有手机的自动HDR的功能，对吧？有各种各样的小的因素咱们没有放进来谈，都放进来就太复杂了。所以今天的这期早自习只是做一个极简单的科普，或许不严谨，但或许能够帮助你初步的了解这个宽容度和感光元件的单位像素面积，以及像素的多少之间的关系。

好了，今天的早自习我们就聊这么多，希望您能有所收获。更多摄影好课，包括器材方面的各种详细的课程，都在底部的“阅读原文”中，那是我的“自由摄影师 Plus”摄影大课。

今天是摄影早自习陪伴大家第2127天，我是叶梓，每天早上6:30，微信公众号“摄影早自习”，不见不散。