什么是宽(高)动态？

宽(高)动态指的是Wide Dynamic Range (WDR)又称High Dynamic Range (HDR)，要了解什么是「宽动态」，必须先了解什么是「动态范围」。

动态范围指的是最大值和最小值的比值，比如某个设备可以输出最小50mV到最大50V，则其动态范围为50V/50mV=10,000=80dB。依此类推：1万倍=80dB，10万倍=100dB，100万倍=120dB。若以二进位bits来表示的话，80dB约在13~14bits之间。

而「宽动态」指的是「动态范围」比较大，同一个影像画面中，可以同时分办出亮部和暗部的细节。一般感光元件的动态范围大约80dB，可以用14bits来表示，所以我们可以发现这样的sensor的data output pin都是14只脚位。若要达到人眼100dB则需要使用17bits，若要达到120dB则需要20bits才行。

人眼对光线感知的动态范围大约是100dB。白天的太阳光对比於晚上的月亮大约90dB，但事实上人眼无法「同时」看到这么大对比的亮度变化，当目光焦点从亮处移到暗处时，眼睛需要花一点点时间去调节才行。一般的感光元件也是同样的道理，可以拍到亮部细节很清楚的影像，也可以拍到暗部细节很清楚的影像，就是无法拍到局部亮且局部暗而亮暗部细节都很清楚的影像。如下图，以不同快门拍摄的结果 (影像取自http://zh.wikipedia.org/wiki/高动态范围成像)：

那要怎么做到宽动态呢？有许多方式，常用的有四种，分述如下：

1. 使用一般的感光元件，在拍摄时尽可能不要让亮部过曝，取得影像后用软体把暗部调亮一点。这种做法就像在Photoshop中调S曲线一样，乍看之下好像不错，但仔细看的话细节已经损失很多了。这种方法又称为「gamma-WDR」，因为调整对比等同调整gamma曲线，在一般影像处理仪内的ISP (image signal processing)都可以调整gamma。
2. 使用一般的感光元件，从「慢速」到「快速」快门拍2~4张，「慢速快门」可以取得暗部细节，「快速快门」可以取得亮部细节，再将这2~4张合成一张就可以得到兼顾亮暗部细节的影像。听起来好像不错，但实作上不容易，除了因为这2~4张划面会有时间差，不是同一时间点的影像画面可能已经有了变动。再者，需以2~4倍的速度取像再做合成运算，对感光元件和ISP的性能来说都是考验。
3. 直接使用宽动态的感光元件，这种感光元件的内部原理和第2种相同，不一样的是由感光元件内部直接合成一张以100~120dB的动态范围输出，所以需要使用20bits来输出资料。问题是一般的ISP只能处理14bits，所以需要用一个专门把20bits对应到14bits的IC来处理，这个动作就叫做「tone mapping」。
4. 和第3种相同，但把tone mapping的动作也在感光元件内做完，直接输出14bits的资料。这种方式对系统设计而言最理想，但对感光元件的设计最为困难。

V737W及V747W的做法属于第3种方法，是真正的WDR，动态范围可以达到100~120dB。而许多市售号称有WDR的机种其实只是使用第1种方法，动态范围再怎么做都不会超过80dB。两者的实际效果差很多，当然成本也差很多。

使用第1种方法

使用第2/3/4种方法