現在的你我都是成了業餘攝影師，各種會場、遊樂場、風景區，幾乎人手一機，捕捉值得紀念的一刻。但無論室內或是戶外、是否用閃光燈，對明暗反差較大的景物，拍出來的照片難免亮的地方太亮、或是暗的地方太暗，損失景物細節，也失去景物原來的風貌。但下面這幅照片，山洞裡面與遠處的風景，都很清晰的維持原貌，如果你我業餘攝影師拍攝這個景致，拍出來的照片不是山洞清楚、但外面太亮，就是外面風景清楚、但山洞裡是黑的。

（照片取自 icewof08.com 網站）

   用一般的數位相機、平板電腦、手機按鈕拍攝，拍出來的照片雖然很好，但在特殊的情況有只能拍出上面的業餘效果。懂得攝影技術的人，都知道用「動態範圍」來設定景物最亮與最暗部份的取光，上面這幅照片是專業攝影用 HDR (High Dynamic Range)「高動態範圍」技術拍攝出來的，也就是把景物最亮與最暗的範圍延長，所以即使山洞內外遠近的明暗反差很大，都能拍攝的很清楚。（請點擊上面照片到原網站照片，然後點擊照片任一部位即可放大，可以看到遠處的山崖仍然清晰。）

   數位攝影與以前底片攝影的最大不同，在拍攝以後的處理，遠多過底片拍攝後的處理。把感光晶片的數據轉換成影像，要經過複雜的計算程序，凡是能照相的數位工具，都安裝有計算的軟體，在學術上有人稱為計算攝影 (Computational Photgraphy)。

   以數位彩色攝影取像為例，感光晶片每一個像素上有一個微小濾光鏡片，分別為三元色之一的紅綠藍 (RGB)，呈馬賽克間隔排列，因為我們眼見的綠色最多，所以綠色濾光鏡片占二分之一、紅色與藍色各占四分之一。經過濾光鏡片濾色，每一像素只有一色，但需要 RGB 三色混合才能製造完全的彩色，其餘的兩色是靠鄰近像素的彩色，用插項計算出來的，這樣三色加在一起才是完全的彩色。以下三圖為 Bayer 取像流程示意圖，可點選放大。

   美國麻省理工學院 (MIT) 的微系統技術實驗室，最近發展出來一個有「高動態範圍」取景的功能晶片，如果放在手機裡，就都能拍出山洞風景水準的照片。採用的原理，是自動拍攝三張「低動態範圍」的影像，也就是明暗反差縮小的取像，一張是正常光線、一張是曝光不足、一張是曝光過剩，曝光不足是針對景物的明亮部位，曝光過剩是針對景物的黑暗部位，然後把三張取像結合成一張照片，所以景物裡的明暗各部位都很清晰，而且靠正常光線取像那張，來維持景物的風貌。

   晶片的另一個功能，是消除取像時候的雜質，用周遭的像素把雜質塗抹模糊，看起來就與周遭一致。為了不把景物的主題塗抹模糊，軟體製造了一個立體過濾器，把影像分成多小格子，每個小格子呈立體結構，除了 XY 座標，還紀錄這個格子影像的亮度，在塗抹的時候，僅塗抹與周遭亮度相同的像素，因為不同亮度的像素可能是影像裡物件的邊緣，如果塗抹會影響清晰度，所以藉這個立體濾過器，保留影像各主要物件的清晰。

   這個晶片的雛形，經台積電與 MIT 學術交流計畫的合作，用 40 奈米 CMOS 的技術製成，速度非常快，通常這樣的運算需要幾秒鐘，這個晶片不到一秒鐘就能處理 10 Mega 像素，而且比目前使用的 CPU 與 GPU 處理器更節省能源。

   晶片已經安裝在相機裡，在上週的 Solid-state Circuits 國際會議上發表，獲得相當好評。下一步就是大量製造，安裝在你我的相機、平板電腦、手機裡面，讓你我都立刻成了攝影專家。下圖是晶片的放大圖，取自 MIT 網站。