動(dòng)態(tài)范圍最早是信號(hào)系統(tǒng)的概念，一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實(shí)際用途中，多用對(duì)數(shù)和比值來(lái)表示一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，比如在音頻工程中，一個(gè)放大器的動(dòng)態(tài)范圍可以表示為:

D = lg(Power_max / Power_min)×10;

對(duì)于一個(gè)底片掃描儀，動(dòng)態(tài)范圍是掃描儀能記錄原稿的色調(diào)范圍。即原稿最暗點(diǎn)的密度(Dmax)和最亮處密度值(Dmin)的差值。

我們已經(jīng)知道對(duì)于一個(gè)膠片的密度公式為D = lg(Io/I)。 那么假設(shè)有一張膠片，掃描儀向其投射了1000單位的光，最后總共有96%的光通過(guò)膠片的明亮(銀鹽較薄)部分，而在膠片的較厚的部分只通過(guò)了大約4%的光。那么前者的密度為:

Dmin=lg(1000/960)= 0.02;

后者的密度為:

Dmax=lg(1000/40)= 1.40

那么我們說(shuō)動(dòng)態(tài)范圍為:D=Dmax-Dmin=1.40-0.02=1.38。

只要是掃描儀的動(dòng)態(tài)范圍能夠大于膠片的動(dòng)態(tài)范圍，就可以真實(shí)的表現(xiàn)原稿上的信息，包括真實(shí)的反映出一些細(xì)微的暗部細(xì)節(jié)。

實(shí)際上掃描儀和膠片不同，可以把掃描儀看作一個(gè)完整的信號(hào)系統(tǒng)，包含輸入、DSP、輸出多個(gè)部分。那么最后的動(dòng)態(tài)范圍大小由其中最小值的的單元來(lái)決定。這時(shí)就需要提位數(shù)概念。

這個(gè)概念廣泛應(yīng)用于模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換傳輸領(lǐng)域

并且是音樂(lè)，影像領(lǐng)域非常重要的概念。

拿一臺(tái)相機(jī)的技術(shù)參數(shù)來(lái)說(shuō)明的話，

動(dòng)態(tài)范圍表示圖像中所包含的從"最暗"至"最亮"的范圍。動(dòng)態(tài)范圍越大，所能表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。

數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍越大，它能同時(shí)記錄的暗部細(xì)節(jié)和亮部細(xì)節(jié)越豐富。請(qǐng)注意，動(dòng)態(tài)范圍與色調(diào)范圍(tonal range)是不同的。

當(dāng)我們采用JPEG格式拍攝照片時(shí)，數(shù)碼相機(jī)的圖像處理器會(huì)以明暗差別強(qiáng)烈的色調(diào)曲線記錄圖像信息。在這個(gè)過(guò)程中，處理器常常會(huì)省去一部分RAW數(shù)據(jù)上的暗部細(xì)節(jié)和亮部細(xì)節(jié)。而使用RAW格式拍攝，則能圖像保持感光元件的動(dòng)態(tài)范圍，并且允許用戶以一條合適的色調(diào)曲線壓縮動(dòng)態(tài)范圍和色調(diào)范圍，使照片輸出到顯示器或被打印出來(lái)后，獲得適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)范圍。

數(shù)碼相機(jī)的感光元件是由數(shù)以百萬(wàn)個(gè)像素組成的，這些像素在像素曝光的過(guò)程中吸收光子，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后成像。這個(gè)過(guò)程就像我們拿數(shù)百萬(wàn)個(gè)水桶到戶外收集雨水。感光區(qū)域越光亮，收集的光子量自然越多。感光元件曝光后，按照每個(gè)像素收集的光子量不同，賦予它們不連續(xù)的值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。沒(méi)有吸收光子和吸收光子至滿載的像素值分別顯示為"0"和"255"，即代表純黑色和純白色。

一旦這些像素滿載，光子便會(huì)溢出，溢出會(huì)導(dǎo)致信息(細(xì)節(jié))損失。以紅色為例，高光溢出使?jié)M載紅色的像素附近的其它象素的值都變成255，但其實(shí)它們的真實(shí)值并沒(méi)有達(dá)到255。換句話說(shuō)，畫(huà)面的細(xì)節(jié)發(fā)生了損失，這樣會(huì)造成高光部分的信息缺失。如果我們以減少曝光時(shí)間來(lái)防止高光溢出，很多用來(lái)描述昏暗環(huán)境的像素則沒(méi)有足夠的時(shí)間接收光子量，得出的像素值為0，這樣就會(huì)導(dǎo)致昏暗部分的信息缺失。

ISO:感光度（也叫曝光時(shí)間）

P·S：在不改動(dòng)設(shè)備的前提下，增加曝光時(shí)間是唯一可以提高信噪比的方法。

其通俗來(lái)說(shuō)就是最大值與最小值的差.。

寬容度：寬容度是指感光元件記錄景物量度范圍的能力，高寬容度給了后期處理充足的空間，去提高畫(huà)面的對(duì)比度

什么是HDR？

HDR，或者h(yuǎn)igh dynamic range，本質(zhì)是一種后期合成技術(shù)。對(duì)于前面提到的、場(chǎng)景光很弱的情形，HDR沒(méi)有意義，還是老老實(shí)實(shí)增加曝光時(shí)間為上；只有在場(chǎng)景中同時(shí)存在強(qiáng)光和弱光的時(shí)候，HDR才有意義。

當(dāng)然這些理論實(shí)際應(yīng)用只在光學(xué)無(wú)損信息領(lǐng)域，當(dāng)圖片和視頻信息被“像素化”甚至“二值化”

后就不再適用了。

而在音頻應(yīng)用領(lǐng)域

動(dòng)態(tài)范圍指的是受實(shí)驗(yàn)者的聽(tīng)覺(jué)范圍，是從純音聽(tīng)閾到不舒適閾，如一個(gè)正常人聽(tīng)閾為0dB SPL，不適閾為120dB SPL，則他的動(dòng)態(tài)范圍為120dB 。動(dòng)態(tài)范圍因人而異，兩個(gè)聽(tīng)力圖相同的患者，他們的響度增長(zhǎng)函數(shù)是不同的，對(duì)響聲的敏感程度也是不同的，對(duì)于比較嚴(yán)重的重振患者，他的動(dòng)態(tài)范圍比正常人要窄。

如果從音響播放和錄音設(shè)備去追溯 ，那就是技術(shù)參數(shù)上的db范圍大小。

每種電子設(shè)備都有一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍，它的值主要取決于電源限制和單元的殘余噪聲電平。如果設(shè)備的本底噪聲具有較強(qiáng)的窄頻帶分量，將限制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。

P·S：本底噪聲是指聲源停止發(fā)聲時(shí)周圍環(huán)境的噪聲。在噪聲測(cè)量中應(yīng)排除本底噪聲的影響，當(dāng)所測(cè)噪聲源的A聲級(jí)以及各頻帶聲壓級(jí)都高于本底相應(yīng)的噪聲級(jí)10dB以上時(shí)，則本底噪聲的影響可以忽略不計(jì)，當(dāng)相差在3~9dB之間則須進(jìn)行修正以得到實(shí)際的被測(cè)噪聲值。

信噪比指的是平均信號(hào)電平與平均本底噪聲電平之間的差。一般來(lái)講，某一設(shè)備，由常見(jiàn)節(jié)目源信號(hào)平均輸出電平，信號(hào)峰值通常比平均輸出電平大10至20dB。

因此，我們常在電平表“0”附近操作調(diào)音臺(tái)，將余下的可用電壓擺幅用于應(yīng)對(duì)節(jié)目源峰值?！捌骄彪娖椒浅Ｖ匾?，因?yàn)槲覀兟?tīng)者(及測(cè)試工具)正是根據(jù)它來(lái)判斷節(jié)目信號(hào)的響度。

如果使用電壓計(jì)測(cè)量設(shè)備殘余噪聲的R. M. S.值，信噪比就是該值與標(biāo)稱“零”輸出電平之差，這兩個(gè)值通常用dBV或dBu表示。這假定，設(shè)備被驅(qū)動(dòng)至“電平表零讀數(shù)”處，通常在這個(gè)范圍內(nèi)，我們可以得到最優(yōu)化的增益結(jié)構(gòu)，更好地操作調(diào)音臺(tái)。

系統(tǒng)(或某個(gè)部件)的動(dòng)態(tài)范圍不取決于出現(xiàn)的信號(hào)，它僅僅是可能的最大未失真電平與本底噪聲最高分量(通常為A計(jì)權(quán))之間的差。而信噪比需要一個(gè)信號(hào)，所以它必須在系統(tǒng)或部件使用的時(shí)候測(cè)量得出。

一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍大的系統(tǒng)，可能由于操作方式的問(wèn)題，擁有糟糕的信噪比。動(dòng)態(tài)范圍用于描述一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備可能達(dá)到的性能表現(xiàn)，而信噪比一般用以衡量事實(shí)操作時(shí)所能達(dá)到的水平。

現(xiàn)在，如果一個(gè)能量大的歌手在同一個(gè)系統(tǒng)中，產(chǎn)生120 dBA的輸出到手持話筒中(對(duì)近距離拾音的歌手而言并不罕見(jiàn))，信噪比將達(dá)到更合理的80 dB，因?yàn)?20 dBA-40 dBA = 80 dB。因此，我們經(jīng)常強(qiáng)調(diào)，好的話筒擺放技巧對(duì)實(shí)現(xiàn)好的系統(tǒng)性能至關(guān)重要，因?yàn)樗罱K決定系統(tǒng)的信噪比。

在一個(gè)禮堂音響系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)擁有最大的所需打開(kāi)話筒數(shù)量(NOM)時(shí)，我們使用的最低信噪比標(biāo)準(zhǔn)是25 dB。

在同一個(gè)系統(tǒng)中，我們假設(shè)在同一個(gè)聽(tīng)音位置，系統(tǒng)能夠線性產(chǎn)出的最響亮瞬時(shí)聲音是110 dBA。

即便系統(tǒng)以90 dBA的平均電平操作，還是可以應(yīng)付這種程度的峰值。最高的節(jié)目峰值取決于正在使用的音箱以及與音箱連接的可用功放。這是我們掌握該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的一個(gè)重要組成條件。

如果最大的本底噪聲分量是空調(diào)造成的窄頻帶“嗚嗚聲”，在實(shí)時(shí)分析器中測(cè)得是35 dBA，那么系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍并不可觀(110 dBA - 35 dBA = 75 dB)?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整空調(diào)，消除噪聲來(lái)提高動(dòng)態(tài)范圍。

從以上例子中可以看出，就觀眾而言，一個(gè)音響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比通常由環(huán)境決定。因?yàn)橄到y(tǒng)中大部分電子元件的動(dòng)態(tài)范圍約為100 dB或以上，當(dāng)聲音最終到達(dá)觀眾時(shí)，音響系統(tǒng)絕不能成為薄弱的一環(huán)。一個(gè)專業(yè)音頻系統(tǒng)，在所有設(shè)備運(yùn)行時(shí)，電子部件的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)至少為96 dB。

只有在錄音室或家庭影院中，設(shè)備的本底噪聲才成為影響特定聽(tīng)音位的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比的因素。因此，有可能設(shè)計(jì)出一個(gè)具有非常大動(dòng)態(tài)范圍的音響系統(tǒng)，但是由于房間等原因，總體的信噪比很不盡如人意。

有人可能設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，其中各個(gè)設(shè)備都有超過(guò)100 dB的動(dòng)態(tài)范圍，卻發(fā)現(xiàn)在實(shí)際操作中，由于系統(tǒng)校準(zhǔn)中增益結(jié)構(gòu)不佳，信噪比被大大降低。最常見(jiàn)的原因是功放被開(kāi)到最大，調(diào)音臺(tái)在-20 dBV處操作進(jìn)行補(bǔ)償。

這也是很多劇院的設(shè)計(jì)原理。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，我們應(yīng)選擇具有大動(dòng)態(tài)范圍的單個(gè)設(shè)備，然后在使用中應(yīng)以最大信噪比去調(diào)整及操作系統(tǒng)，以獲得最佳效果。