称心常识网一直以来想写下这个题目，但是没有动笔。很大原因是有很多朋友精通于这个方面的研究，在公众号的作者中也有好几个在这方面的研究远超于我。这篇文章纯属一个技术普及的探讨。如有不对的地方大家进行探讨。
首先HDR是什么技术呢？HDR的英文全称是High-DynamicRangerendering也就是高动态范围的意思。动态范围是什么呢？学术术语上，动态范围（英语：dynamicrange）是可变化信号（例如声音或光）最大值和最小值的比值。学术上的术语总是有些难以理解，其实对于动态范围就是图像亮部和暗部的对比所能记录的细节的多少。提升细节的体现其实还是对比度。因此再看下什么是HDR，实际上HDR指的是一种效果，一种可以表现更多图像细节的效果。在之前SFR和MTF文章中说的解析力也是指对比度，那么动态范围和解析力的区别是什么呢？首先动态范围的提高会提升解析力，但是解析力更多的是指图像空间的上表达能力，动态范围更多是指从亮部到暗部之间的对比。现在更多时候HDR被片面的认为是能够更好现亮部和暗部的细节的技术。但是这只是HDR的最容易被用户察觉到的效果。在这里最容易产生误区的是有些算法公司通过整体图像提亮的方式来冒充HDR效果。不能同时兼顾亮部，暗部和正常区域的HDR算法都是耍流氓。下面是一些不同风格的HDR效果。
首先是比较自然的
然后是色调稍微变化的
最后是颜色变化比较大的情况
既然HDR只是人眼看到的一种效果，这也就是为什么我们可以看到现在无论照相机，电视，甚至于显卡和图片都有提到HDR技术。最终这些技术想要实现的HDR的效果都是为了能够体现更多的图像细节。最终目地也是让用户得到更好的显示效果。而对应的HDR技术即包括HDR图像的获取，存储，显示也包括图像后处理技术。在手机成像技术中更多的讲的是HDR图像的获取和处理技术。
下面是一张经过HDR技术处理的纽约中央公园的图像，图像的细节很丰富。在其它条件类似的情况下，动态范围大的图像更让人感觉愉悦。
既然HDR作为一种被观察到的效果，那么它就和观察者离不开关系。实验表明，人眼对于动态范围的感应更多的来自与图像的亮度，在观察图像的细节的时候人眼更多看到是亮度信息。那是不是图像上如实的记录了现实中不同的明暗度就能达到一个好的动态范围呢？
首先要看下人眼的一些特性
人眼类似于一个光学系统，但它不是理想的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性
(1)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。
(2)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。
(3)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。
(4)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同
把两个不同亮度的物体相临的放在一起，为了区分它们的不同，其亮度应该有一定的差异，小于这个差异，就区分不出来。当亮度大于1尼特时，只要有1.5%或更小的亮度差异，人眼就可以分辨出来。在0.1尼特时，需要5%的差异才能分辨，在0.01尼特时，需要10%的差异，在1毫尼特时，需要25%的差异，而0.1毫尼特就需要60%的差异了。到了最极限的情况，就是一个全黑的物体和一个30微尼特的物体，人眼刚刚能够分辨，因此，这30微尼特也就成为人眼绝对灵敏度的一种表示方法。尼特是一种亮度单位。从下图中我们可以看到人眼对于亮部和暗部的对比并不敏感，因此如果想得到相同的观察效果亮部和暗部的对比度要加强。这也是很多简单的单张HDR的算法利用的方法，并不是图像本身没有信息，而是用户看不清楚。
正是由于人眼的这些特性，所以多数的HDR处理方法都是在图像的灰度（亮度）信号部分进行处理。通过不同办法增强图像亮部和暗部的细节。但是这并不是绝对，有些HDR算法
因此为了得到更好的动态范围，就会希望所拍摄的大部分场景属于中间人眼敏感亮度区域。因此在很多文章中拍照都会十分重视直方图的分布。一张好的图像多数图像细节都处于人眼比较敏感的亮度范围。
但是很多时候拍摄场景中总有些场景是有些部位是过亮或者过暗的，这些区域是无法通过只是简单通过调整曝光来解决的。
无法通过简单的方法得到的很多时候就要利用特殊的HDR后处理方法来得到。
其实要得到HDR的效果的后处理方法不止一种，目前主要的相机拍摄方法都是通过拍摄多张图不同曝光的图片。然后利用后处理算法从不同的曝光图片中选取不同亮部的细节进行合成。这是比较常见的方法，甚至于很多HDR的技术介绍简单的就介绍了以这个方法发代替了相机上HDR处理方法。这个处理方法利用了不同的曝光参数得到了更多的亮部和暗部的信息。但是这个处理方法在实际实现中有很多问题需要软硬件的结合的很好。
1调整曝光的幅度
2由于每张照片的拍照时间不一样，所以图片中的运动物体可能发生变化，导致鬼影效果
3在拍照过程中得到三张照片的时间。
大多数现在的手机上只是有了这个功能，所以大家经常可以看到一些手机的HDR合成出现奇奇怪怪的现象。而且多数是在拍摄运动物体，或者大面积的单一颜色平面。
另外有一些单张处理算法也可以提高图像的动态范围。其实平时常见的直方图均衡和gamma曲线的调整，当然一些更好的算法在RAW图像上就可以进行，甚至一些比较先进的做法直接就在ISP上进行了对应的算法集成。
目前手机上有两种对HDR的使用方法:
其中一种是在目前手机上经常可以看到的将HDR作为一种基本拍照的效果的提升。这种应用对HDR合成之后的颜色偏差要求很高。最终是希望合成效果和非HDR拍照下风格和颜色保持一致性，最好用户只能看到HDR提高的细节而不引起其它变化。
另外一种HDR的常见形态是作为一种滤镜效果。如Snapseed软件中的HDR效果，在这种形式下，颜色的失真反而有的时候作为一个特殊的效果。而多数情况下这种处理效果都是基于单张处理的效果。如下图的整个颜色已经有些类似于钢笔画的感觉，但是这不妨碍这是一张出色的照片。
这两者说不上哪个是以后的主要发展方向，个人觉得还是以能够是用户的认可作为最后的标准，两者并不矛盾。
但是个人认为HDR拍照最主要的问题是所见非所得，在用户最终拍摄出最终的图片之前无法真正看到最终的效果。这让用户在拍摄过程中缺少了很多创作感。如果这个问题能够解决，HDR可能会更加普及。
最后附上某未婚没有男朋友的有才女同事使用Snapseed处理过的两张HDR照片。个人觉得很有大片的感觉。
