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云漫:如何用平均降噪技术消除随机噪点

作者: | 发布时间:2019-07-12 00

单就风光摄影来说,大部分时候我们不需要担心传感器的噪点问题,因为认真的风光摄影师,绝大多数时候一定是用三脚架和低ISO去拍摄。

 

但是近年来,随着技术的发展,弱光风光摄影开始流行。 很多摄影师喜欢在极暗的光线条件下(星空下或北极光的照耀下)拍摄风光作品。这时噪点问题就称为最大挑战之一。

 

散粒噪音这种随机噪声是最主要的噪点来源,向右曝光(前期故意让画面过曝一点,然后在后期处理里降低曝光)是降低散粒噪音的最好办法,但有时我们没法使用这个技术。

 

因为如果拍摄现场的光线很暗,要实现向右曝光,我们必须使用很长的曝光时间,可长时间曝光会带来一系列别的问题。如果画面里包含运动物体(如星空),那么我们的曝光时间不能过长,大部分时候曝光时间不能超过20-30秒。

 

另外,长曝光会大大增加暗电流噪点,这些噪点可能会把向右曝光带来的好处完全抵消掉。

 

多张平均降噪是另外一种有效的降低随机噪点的技术,这个技术本身已经在深空摄影领域被使用了很久。在普通摄影领域,约10年前我也开始利用Photoshop以及PhotoAcute软件提供的类似功能进行降噪。但是总体来说,在风光摄影领域,多张平均降噪只是在最近几年才开始在少数摄影师里进行流行,绝大部分摄影师以前从来没有听说过它。不过这个技术以后会慢慢普及,很多新机器甚至手机已经集成了这个功能。

 

多张平均降噪从原理上说非常简单,其原理完全类似于我们测量长度、温度或别的物理量的时候采用多次测量然后对结果进行平均那样。散粒噪声,还有其它传感器带来的热噪音,本质上是随机噪音。如果我们用完全相同的曝光参数连续拍摄多张照片,然后在后期软件里进行平均处理,就能有效地消除随机性。在进行处理的时候,最终照片的每一个像素,都是其它所有照片在同一个位置上像素值的平均。

 

多张平均降噪实现起来其实非常简单,不需要复杂的软件或数学计算。大部分新版本的Photoshop都有一个统计脚本功能,可以用它轻易地实现降噪。

这个技术要求在前期拍摄的时候,用同样的参数连续拍摄多张照片。拍摄的时候要避免相机的移动。拍摄张数越多效果越好,但代价是前期会消耗很多时间。一般来说,拍摄7-8张效果就明显可见。16张效果就非常好了。

 

下面的例子是我在一次带摄影团的时候,在一个餐厅吃饭的时现场和学生表演讲解多张平均降噪拍摄的样品。

 

当时我用ISO6400连续拍摄了15张完全一样的照片。 5千万像素的佳能5DSR机身,在室内昏暗情况下,噪点非常严重(在书中我们讨论过,这样的弱光情况,噪点和硬件关系很小,主要原因是因为光子随机到达而导致的散粒噪音,因此任何其他类似像素的机器,其噪点情况也不会好到哪儿去)。

 

好, 让我们来看看多张平均降噪的步骤和效果。

 

Photoshop的统计脚本功能打开这15张照片。在Photoshop里选择脚本统计

 

 

在弹出的对话框里,把选择堆栈模式设置为平均值

 

 

然后点击“浏览”,选择15张原始照片。如果三脚架不够稳定,这些照片可能没有完全对齐。这时候可以选择这个对话框里的“尝试自动对齐源图像”选项。不过在处理有星空的照片的时候,由于星空不断旋转,星星和银河在每一张照片里的位置都不同,软件会试图旋转每一张照片来对齐星空,结果是地面景物模糊成一团,因此一般不能打开这个选项, 除非我们用蒙板来只选择地面(具体技术请参见《极致之美》专题篇里“星空篇拍摄技术”的星空降噪一节。如果我有时间的话,以后在这里也会讲)。最后我们点击“确定”按钮。

 

 

经过数分钟或更长的运算后(时间长短取决于电脑的运算速度,内存大小,照片的数量和像素等),屏幕上出现了结果。

 

 

当我们把降噪后的照片放大后,可以看到景物的噪点情况有了非常明显的改善。

 

它恢复了大量在原始图片里被噪点彻底淹没的细节,这些细节通过普通降噪技术是不可能恢复的。

 

 下面是100%截图(单张原始文件

 

 

15张平均降噪后的结果(注意织物和皮革上的细节):

 

 

多张平均降噪为风光摄影师们提供了一种崭新的降噪思路和办法,它尤其适合改善夜间和弱光摄影的地面景物的信噪比。但是如果景物中有天空的话,由于天空中的星星的位置不断移动,平均后的天空中的银河会变得模糊。因此我们必须对天空分开处理,然后和降噪后的地面景物合成。最简单的办法,是选择其中一张照片的天空,用软件降噪后然后和地面合成,但是更好的办法,是对天空也进行多张平均降噪。


多张平均降噪(又称为堆栈平均降噪)技术还有另外一种用途,就是模仿ND镜进行长曝光。


比如你去拍海,你希望用30秒曝光时间来让海面雾化。 可是由于种种原因你没有用ND镜(比如你没有带ND镜,或者你的大灯泡镜头前装滤镜非常麻烦), 这时候怎么办?


你可以用短一点的曝光时间,多拍几次。然后后期平均。 比如你每一次曝光时间是1秒,连续拍30张,后期用同样的办法把这30张平均一下,其结果将会类似30秒长曝光的效果。


下面是一个例子:


单张曝光(曝光时间1/30秒)

 

 

多张平均之后:

 

 

这样的堆栈平均可以在一定程度上代替ND滤镜。

 

不过我个人认为如果可能的话,还是用物理滤镜吧。用堆栈每次要拍几十张几百张照片,太麻烦。

 

此外,堆栈只能模仿长曝光让水面平静或雾化。 拍水更多的时候,我们需要特定的快门速度来表现水的形态(比如让海浪拉丝)。 这个时候,唯有ND滤镜才能很好地控制快门速度, 堆栈对此是无能为力的。


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作者丨摄影师@云漫

文章为作者独立观点,不代表色影无忌立场