# 超采样扫描

_研究项目_

超采样扫描不是把文件简单放大，而是在采集阶段先取得高于最终交付规格的信息量，再通过拼接、对齐、降噪、锐化和色彩管理输出到目标尺寸。

我们曾用一张纹理丰富的白纸做测试：对同一对象拍摄 206 张图像，经过全景式景深覆盖扫描和合成，得到约 13.5 亿像素的图像；再把它缩小到约 5000 万像素，与单张约 5000 万像素照片比较。即使最终像素数量相同，超采样版本仍然保留了更连续的纸纤维纹理、更低的采样噪声和更少的边缘破碎。

## 超采样样片图注
- 超采样扫描演示，可放大查看纸张纤维细节
- 全景拼接样片
- 由 miscLab 制作

## 13.5 亿像素白纸实验

这组实验的对象是一张实际尺寸并不大的白纸，但纸面有大量细密纤维。普通拍摄得到约 5000 万像素图像；超采样扫描则通过 206 张局部图像合成约 13.5 亿像素文件。原始超采样文件的体量达到数 GB 级，说明它在输出前确实采集了远高于普通照片的信息量。

![白纸纹理实验的被摄对象](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/paper-overview.webp)
_实验对象：一张纹理丰富的纸。_

![普通 5000 万像素文件与 13.5 亿像素合成文件的信息对比](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/file-info.webp)
_左：约 5000 万像素单张文件；右：约 13.5 亿像素合成文件。_

## 为什么缩回同样尺寸后仍有差异

把 13.5 亿像素图像缩小到 5000 万像素之后，它并不会变成普通 5000 万像素照片。较高的原始采样密度让每个输出像素都来自更多真实样本，纸纤维的方向、边缘和微小亮度变化被平均得更稳定，摩尔纹、随机噪声和插值错误也更少。

![约 5000 万像素单张照片 100% 视图](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/a-50mp-100.png)
_A：约 5000 万像素单张原图，100%。_

![13.5 亿像素图像缩小到约 5000 万像素后的 100% 视图](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/b-1350mp-to-50mp-100.webp)
_B：13.5 亿像素图像缩小到约 5000 万像素，100%。_

![约 5000 万像素单张照片 200% 视图](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/a-50mp-200.webp)
_A：约 5000 万像素单张原图，200%。_

![13.5 亿像素图像缩小到约 5000 万像素后的 200% 视图](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/b-1350mp-to-50mp-200.png)
_B：13.5 亿像素图像缩小到约 5000 万像素，200%。_

## 细节比例与实物尺度

从 33%、50% 到 100% 的细节观察可以看到，超采样并不是制造不存在的纹理，而是在更高采样密度下把纸面细节记录得更完整。对于需要大幅输出、局部放大、颗粒和纸基结构研究的项目，这种余量会直接转化为更从容的后期空间。

![超采样白纸图像的 33% 细节](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/detail-33.webp)
_33% 细节。_

![超采样白纸图像的 50% 细节](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/detail-50.webp)
_50% 细节。_

![超采样白纸图像的 100% 细节](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/detail-100.png)
_100% 细节。_

![白纸实验被摄物的实际大小](https://www.misclabheritage.com/assets/supersampling-scan/actual-size.webp)
_被摄物的实际大小。_

## 胶片的空间超采样

在胶片扫描中，超采样可以通过分区扫描实现：把同一张底片拆成多个重叠区域，以更高放大倍率采集，再进行几何对齐和拼接。不同画幅的可行倍率取决于片幅、镜头、平台行程、拼接余量和最终用途。

- 135 胶片可以做到约 2 倍空间超采样：把一张 135 底片分成 4 个区域扫描，再拼接成完整画面。
- 120 胶片可以做到约 12 倍空间超采样：常见方案是分 16 区扫描，以覆盖更大的片幅并保留足够拼接重叠。
- 4x5 与 8x10 底片可以做到 24 倍以上空间超采样，适合大幅输出、作品档案和需要观察胶片颗粒、乳剂结构的项目。

## 色深超采样与 HDR

超采样也可以发生在色彩和动态范围上。我们可以对同一画面进行多曝光或多次采样，合成为 HDR 数据，再输出为 32bit Linear ProPhoto RGB 等工作格式。这样做不是为了让画面显得夸张，而是为了在后期保留更大的数值空间。

- 暗部会有更充分的层次：高密度负片、暗调纸本和反差较大的透明稿在提亮时更不容易断层。
- 色彩细节会更稳定：细小色差、染料层变化和纸面色偏在更宽色域、更高精度的线性空间中更容易保留下来。
- 分辨率超采样与色深超采样可以组合使用：空间上获得更高有效细节，色彩上获得更大的后期调节余量。