HDR技术最常见的运作方式是拍摄（捕获）具有不同曝光的多个画面，并合成出完美的HDR图像。其中，最原始的是Multi-frame HDR（多帧异曝光HDR），由于曝光时间的不同，它所用的原理是相机连续拍摄多张不同曝光的照片，并叠加这几张照片，从每张照片中提取最好的部分进行合成，示意图如下：

iHDR（Interlaced HDR，行交织HDR）的诞生是为了解决运动伪影的问题（例如上面Multi-frame HDR图中在运动的马，合成后会出现多条腿的问题）。

iHDR将传感器划分为行，并以两行间隔设置长曝光和短曝光。当按下快门时，长曝光和短曝光同时开始。

这种技术可以一次拍摄长曝光和短曝光图像，并最终获得一张HDR图像。不过，行交织的原理使得iHDR损失了一半的分辨率，图片也时常不够自然。

由于种种缺点，导致iHDR未能批量生产。

紧接着，索尼推出了像素排列的另一种可能—-Zigzag HDR（Z字形HDR），这个是iHDR的升级版本。

传感器上同时存在长曝光和短曝光设置，以 Z字交叉分布。

与iHDR相比，分辨率损失得到了有效降低，并且画面也更自然，还能引用于视频拍摄。

2014年，谷歌推出了HDR+技术。

传感器至少8次连续拍摄同样曝光的画面，将其叠加分辨出暗部中的细节与噪点，从而利用算法实现宽广的动态范围。

Google Camera的Burst Capture能够在按下快门前即自动还是预拍（ZSL），以实现HDR效果的快速抓拍，这与当初的Multi-Frame HDR已不可同日而语。

QHDR（Quad HDR，四像素HDR）与Zigzag HDR相比，不仅在行对齐方面有所不同，而且在传感器中像素的排列上也有所不同。

在QHDR中，每2×2的四像素区域为一个单元，以不同曝光设置共同工作。

这项技术，效果好，非常适合应用在视频拍摄中。

在Staggered HDR（单帧逐行HDR）功能中，快门以滚动逐行读取信息的特性，由上到下滚动输出长、短曝光的数据。

在长曝光行数据输出的过程中，短曝光行数据也同时生成 ，这使得两行图像之间能够紧密衔接，从而解决了iHDR图像不自然的问题，也有效减少了运动鬼影。