「過曝」是畫面中同時出現(xiàn)高亮度和低亮度的部份時，高亮度的部份淹沒了感光元件，形成一片死白的現(xiàn)象。如果想像成感光元件是一個桶子，進(jìn)來的光是水的話，那每個桶子的存水量是有上限的，一旦超過這個上限，桶子就只能是「滿的」，而不知道實際上是落了多少水進(jìn)來。解決這個問題最簡單的方法，就是傳統(tǒng)的 HDR -- 一次拍三張不同曝光的照片，讓亮部和暗部的信息都能紀(jì)錄在一張照片里。

然而，拍三張照片就意味著有可能在連拍的過程中被攝物有所偏移，而且也不能保證三張照片就能涵蓋畫面所有亮部和暗部(用術(shù)語說，就是動態(tài)范圍不一定夠大)，而這個由 MIT 所開發(fā)的「Modulo」余數(shù)相機技術(shù)，就是只要拍一張照片就能取得 HDR 信息的神奇辦法。

余數(shù)相機的祕訣，在于「水桶」(感光元件)只要滿了就倒掉，重新累積，最后不管累積到多少，就都直接輸出出去，再從最后的結(jié)果去重新建構(gòu)原圖。我們想像有一組線型的感光器，進(jìn)光量長這樣：

1,2,3,4,5,6,7,8,9,8,7,6,5,4,3,2,1

中間最亮，兩邊最暗。如果是傳統(tǒng)感光器能紀(jì)錄的最大進(jìn)光量為 5 的話，那記下來的文件會長這樣：

1,2,3,4,5,5,5,5,5,5,5,5,5,4,3,2,1

中間超過記錄上限的部份，就全部只剩下飽和的「5」，而失去了任何有意義的數(shù)據(jù)。然而，如果是每次滿了就倒掉，只留最下最后剩余的值的話，記下來的信息就會變成：

1,2,3,4,5,1,2,3,4,3,2,1,5,4,3,2,1

這也就是 Modulo 相機的文件。因為在自然界中，大部份的色階都是平滑過度的，像 5 接著 1 這種極度的數(shù)字變化發(fā)生的可能性微乎其微，所以 Modulo 的演算法就會斷定 5->1 的過程中，一定是進(jìn)了一階，1 實際上應(yīng)該是 6 才對。同理，1->5 這樣的變化也是不自然的，顯然在這里是降了一階才對。從這樣的知識，就可以還原出原本紀(jì)錄的信息。

使用這樣的技術(shù)，需要特別支持能在滿的時候清空重來的感光器，所以 Modulo 團(tuán)隊就借了隔壁實驗室一個名為 DFPA(Digital Focal-Plane Array)的感光器來用。我們順便翻了一下 DFPA 的信息，發(fā)現(xiàn)... DFPA 不僅有清空的功能，而且還會記錄清空了幾次 @@。這意思也就是說，Modulo 需要靠演算法來還原的信息，DFPA 本身就記錄著。以上面的例子來說，DFPA 記下的會像這樣：

1(0),(0)2,3(0),4(0),5(0),1(1),2(1),3(1),4(1),3(1),2(1),1(1),5(0),4(0),3(0),2(0),1(0)

括號中的數(shù)字表示滿了幾次。這功能可是比 Modulo 還強啊!也就是說如果 DFPA 的技術(shù)能商用的話，其輸出本身就足以建構(gòu) HDR 文件，而且只要能一直紀(jì)錄水桶被清掉幾次，曝光還沒有上限呢。當(dāng)然，DFPA 要應(yīng)用化還有一段不小的距離要走(現(xiàn)有的分辨率僅有 256 x 256，但它未來的發(fā)展性極高...)，反而是 Modulo 的方式應(yīng)該現(xiàn)有的技術(shù)就能辦到(就是要在感光元件上加一個感光元件的電容滿了就自動歸零的機制)。

就不知道哪間相機廠要第一個下來實作看看一張照片搞定的 UHDR 啰，這種方法不僅僅具備無上限的特色，其一次快門就可以完成的 HDR 效果，還可能直接應(yīng)用在錄影之中，讓一些像是無人機 / 自動駕駛車場景辨識的場合下，不會因為明亮變換太大而失去了感知能力，對于攝影師而言，無論是 Modulo 或者是 DFPA 都可說是再度大幅度降低了攝影的門檻，可以輕松拍出富含大量細(xì)節(jié)的影像呢!