[转贴]RAW详解(二)

    

第七课:曲线与色阶的区别与应用。(必修课程)各位同学早上好!大家看了今天的题目,一定心知不妙,如此沉闷的课题,肯定是另一课比古典音乐,更有催眠效果副作用的了。同学们错了,本章节不会催眠,反而带有xx效果,接下来请大家用心听课。

今天,我尝试用图片去形像化我的课题,让照片说话,让你们对色阶(Levels),与曲线(Curves)的进一步探讨,而且让你通过照片调试后的实际效果,让大伙儿容易明白掌握色阶曲线的应用。学会了基础理论以后,自个儿面对照片作实际的调试,用心琢磨和练习,调试出一张专业而满意的照片,{jd1}xx不催眠。

我尝试拿一张雪景片儿,是我前几年在波兰的“前纳粹德国奥斯维辛集中营”拍摄的。照片中的景物显然占有1/3的篇幅是白雪,虽然不是一张xx的照片,正好作为范例说明的用途。


图一:一张正常曝光的雪景范例照片

首先,我们必须学会怎么样去鉴赏一张照片。以本照片做个范例,是一张雪地的景色,天空是蔚蓝的,白雪当然应该表现得雪白,而且白雪的纹路和质感清晰可见。阳光下的阴影区的暗部细节,尽量保留下来,集中营围墙的灰区也保留着细节,而房子的砖墙纹路和质感必须是条理分明。这明显是一张典型“到此一游”的风光片。基本上,这张片儿是无须做后期PS的。

我在这儿不提及色调与色彩,因为色彩与调子的取向,纯属个人的偏爱,而且是非常主观的,因此我认为必须尊重其他人的偏爱,有人喜欢胖的,也有人偏爱瘦的,大家必须学会尊重别人,以及包容别人的色彩取向。

摄影本来是一门多元化的视觉艺术,不同的层次和不同的表现手法,确立了摄影的艺术框架。我从来不赞成在摄影品牌上争强好胜,假能有假能的优势,泥炕有泥炕的亮点。战斧就偏向弱光和暖和的色调取向,因此我最终上了P家的贼船,以前我用O记,古代我使用假能EOS胶片,也曾经用了一下泥炕。将来,我没准儿会上徕卡的贼巢,我这样说是想表达出作为一个摄影爱好者,你决不能拘泥于某一个兵器品牌上,只要你拥有了摄影的基础,你尽可能去寻找你心中的摄影路线,毕竟兵器只是一种工具,你的双眼,你的脑袋(思维),才是真正的摄影机。

摄影在乎人!

战斧的肺腑之言(即废话)说完了,咱们再继续下去。。。


图二:上图照片的直方图显示

直方图显示了从左边的暗部,到右边的高光位,说明此照片的高光与暗部尚算平均,显然暗部会多一些,这是可以接受的,因为照片里的建筑物暗部确实不少,高光是白雪,于蓝色通道的直方图右边,已经显示出来了。


图三:色阶调试

这是原汁原味未经调试Levels的直方图,与图2相同。我随即把色阶的中位(Mid-point)从1.0调暗至0.80,见下图。。。
这样的做法,于某程度上可提高照片的对比度。


图四:色阶变化的直方图

从1.0调暗至0.80,整个色阶频谱向左飘移,出现了大量的色阶撕裂和挤压,也就是说,大量的中段色阶与高光色阶被拉阔和撕裂,色阶漂移就意味着失去了部分细节,白色变得扁平,中段的色彩被“同化”,而暗部显然被挤压,出现了针状的高峰,暗部色阶混合了一起,也就是暗部开始变得一片黑,细节丢失!


图五:色阶转移后的实际成像效果

大伙儿比对一下图五,与原汁原味的图一。图五是色阶转移后的成像效果,惨不忍睹,看看屋顶的白雪,看看墙身,看看围墙,对比度增大了,而高光和暗部的细节都作出大量的丢失。

容许战斧唠叨,这种所谓的“惨不忍睹”现象,究竟是对还是错?其实摄影并无规限,的确从某一些的艺术表现手段来说,这是可以允许的。我曾经看过一张“作品”,黑人黑夜黑衣服,整个画面一片漆黑,啥就是黑呗,还有的就是黑黑黑的非常黑,我始终无法看懂,而且不敢苟同。

然而,在我这张风光照片类别来说,如果用上述漆黑一片的表现手法,我只能说敢情是你对摄影艺术的一种侮辱。


图六:调试高对比度的曲线

好了!再说曲线。从原图的基础上,把曲线推拉一个”小S“型的高对比度的成像。(成像效果看下图)


图七:改变曲线色阶分离与挤压的直方图

中段的色阶作出大量的拉阔与撕裂,高光与暗部的色阶被挤压,也同样丢失了大量的细节。大伙儿得注意Levels的调试,和Curves的调试,它们于Luminance明度上有区别,然而结果都是让色阶变异和丢失,PS都是损耗性的调试。


图八:调试曲线后的实际成像效果

把曲线推拉一个”小S“型的高对比度的成像,大伙儿仔细验尸,我在照片上标注了不少枪靶,显示丢失细节后的成像效果。请大家用原图去对比一下两者之间的区别。


章节总结:
既然Levels与Curves的调试必然让照片成像丢失细节,难道我们就不能应用更佳的方法吗?

因此:
1. 尽量拍RAW,然后使用RAW软件环境下,处理Levels与Curves,原始RAW数据下的调试,损失可是最少的。
2. 如果一不小心在PS下调试,记得把Working Space转成16-bit通道。
3. 校正你的芒,必须使用色彩校正仪,校正显示器的White Point与Black Point,也校正Gamma值。
4. 仔细严谨地PS, PS之时不可大大咧咧的去推拉曲线和色阶功能,留意当时直方图的色阶变化。


今天大家辛苦了,到此为止。
第八课:伽玛与“向右曝光”的见解。第八课:伽玛与“向右曝光”的见解。

同学们,早上好!首先战斧得向你们致歉,圣诞节之前一直过完元旦节,我就一直忙了好几个星期,放假期间在忙放假的事情,假期完毕以后,老天爷的现眼报奏效了,于长假期里躲懒而积压下来的事情,长节假后我就必须逐一完成,睡眠已经变成了一种xx的行为。

元旦后美国华尔街,没有{yt}是过着好日子的,战斧天天忙于撰写金融分析报告书,实在无法安顿下来把第八课的章节完成,我让大家荒废学业了。战斧说一声,对不起。

闲话少说,今天让我们回到课堂里,继续探讨一些重要的课题:【伽玛与“向右曝光”的见解】。

同学们之中有不少曾经翻阅过国内某知名摄影论坛,发表了一篇名为“向右曝光”的技术文章。战斧也于匆忙之间阅读过这一篇关于数码摄影理论,阐述曝光得向右移(直方图)的做法。

“向右曝光”是错的!

或许,原作者于文章中阐述了许多正确的论点,然而原文作者为着吸引读者的眼球,显然变成了"标题党",而且更会让一部分同学,误导于拍摄之时,直方图全然倾向右侧,一个美丽的误会,造成千百万人误认向右曝光,让全中国人民的照片,就这样地曝光于右侧,最终就是过曝,成像变成了遍地死白了。

首先,让我解释关于正确的数码曝光理论,这里涉及【线性伽玛】,与【动态范围】。

古代的时侯,我们是使用银盐感光胶片,由于胶片的感光模式,是稍为接近人类肉眼对应光线的非线性感光处理方式,从最弱光的暗黑明度,跨越到最明亮的高光明度水平,于这个可接受感光范围里,这就是称谓感光 "宽容度" ,也就是伽玛Gamma 1.0。古代称为 "宽容度" ,而今天是新中国了,与国际接轨了,数码时代的今天,我们已经把这个古时伟大的专业名词,改称为 "动态范围" (Dynamic Range),因为 "动态范围" 一词儿,更能真实地反映数码曝光的真确性,以后请大家记住,"动态范围" 。请大家跟我读一遍,"动态范围" 。

现代科技的数码感光模式,有别于传统银盐感光胶片的处理方式,而数码感光处理模式(曝光)是线性的,Linear Gamma。

让我说一下线性(Linear)与非线性(Non-linear)。我现在举一个例子模拟非线性,光线与声音的物理属性很相似,当然,两者于运动速度上而言,相距甚远,但其本身的物理架构是类似的。

假如咱们面前有一套音响系统,播放着流行歌曲。咱们把功放的输出功率,调高了一倍(+{bfb}),耳朵的听觉感知力度也是非线性的,因此,所接收的音量水平,{jd1}达不到原来输出音量水平的一倍儿(+{bfb})。

再说一个非线性例子,色彩的浓度。一罐红色颜料的颜色浓度,同时多添加一罐相同红色颜料调和在一起,最终红色的浓度并不是先前的一倍儿。

以上2例,并不是1+1=2,说明了非线性的属性。

好了。让我们继续探讨线性(Linear)的原理。我刚才说到线性伽玛,今天的数码单反机,主流是12-bit RAW的记录成像方式,12-bit也就是以4096个色阶总量的动态范围成像。(新方向发展的机种是14-bit RAW,即等同16,384个色阶,而宾记K10D的22-bit ADC数码转化类比,以4,194,304个色阶换算,数码成像记录,还是主流的12-bit RAW)

4096个色阶的动态范围里,50%的2048个色阶预留作高光频谱记录成像(青、蓝、紫,白光谱),再50%的1024个色阶作中段记录成像(黄、青绿、绿光谱),再50%的512个色阶作中低段记录成像(红、洋红、橙、橙黄光谱),剩下来的再微分50%的256个色阶作暗部与阴影的记录成像(灰光谱),再分50%的128个色阶,以及所余无几的64个色阶,作为纯暗部的记录成像,{zh1}是纯黑阶8、4、2。。。如此类推,一共4096个色阶总量。这种以线性伽玛处理的感光模式,就是今天数码影像的主流线性感光处理方式。

既然12-bit RAW的记录成像,系4096个色阶总量,而JPEG的物理限制只局限于8-bit成像,也就是动态范围只有256个色阶总量,可想而知,于物理定律的不变原则下,8-bit JPEG的256色阶成像质量,相对地显得惨不忍睹。惨不忍睹的现实演译,就是照片上的蓝色天空,出现了Banding效应,假设天空成像可以实现2048个渐变色阶组成的成像,于可怜的JPEG,仅余256色阶的限制下,天空的色调出现梯阶效果的成像断层,显然是无法接受了,这就是所谓的Banding效应。

有见及此,请大家以后坚持选取RAW模式拍摄。

图一:说明一张照片范例,我随手拿来一瓶洗发水,黑人黑夜黑衣服,去说明动态范围里的暗部与线性伽玛,再进一步说明向右曝光标题党式的误导原理。


照片中约60%强是暗部,不足1%是高光。照片的成像色调几乎{bfb}准确无误,让大家仔细看得一清二楚。瓶盖颜色和炭丽石字体,都是金黄色调,如果你是使用一台优质的液晶芒,你应该能够分辨出不同的黑色、灰色、深灰、深蓝、深紫的色阶,甚至于"丽"字之下方,还有水渍的细节。

如果遵循"向右曝光",全部的暗部细节,从理论上的256个色阶,会增添至1024个暗部色阶,也就是说,暗部的层次和细节,会自然地大幅提升,理论上是正确的。

可惜,现实中不是如此美好,由于线性伽玛的处理,与有限的动态范围(一般{zd0}是6级光圈的{zg}动态范围),向右偏移的曝光,高光位会相对地逐级减少,高光的动态范围会相对地大幅度减少,于这张实拍照片来说,金黄色的瓶盖开始出现高光溢出(Blooming),以及过曝(Over),金黄色变成白色,白色变成死白,这就是为着向右曝光增加暗部色阶的动态值,而牺牲了高光动态范围,最终导致高光过曝,这也是"向右曝光"的误导性了。请看图2...


图二:向右曝光下的严重过曝(+2.0EV曝光)
照片中显示的红班区域,是过曝警告。



如果大家是实拍户外风光片,强制当时偏向右侧曝光,高光位与天空背景等成像,必然会出现曝光过度。我不厌其烦地说了N遍,曝光过度出现的死白,目前地球上任何图像处理软件,都是无法恢复已过曝的原貌,{jd1}无法挽救的。惟一解决的办法,重拍!

至于同学们之间流传的【宁曝勿欠】的做法,我是不作鼓励的。相反地【宁欠勿曝】的拍摄手法,我于上述章节中,亦阐述了欠曝的情况下,等同减少了暗部和阴影的细节,于作后期把暗部和阴影的细节提亮,显然一并把噪点放大与强化,也是不智的。

因此,"向右曝光"是误导的,正确的数码摄影观念,应该是《中间曝光》,于有限的动态范围下,既增添了暗部的扩展动态,表现更多的暗部细节,而不丢失高光的动态范围,不至于过曝。

记住【中间曝光】!


总结的关键词:【线性伽玛】【动态范围】【线性】【非线性】【向右曝光】【中间曝光】【Banding】
第九课:高光溢出(Blooming)与暗部噪音(Noise)第九课:高光溢出(Blooming)与暗部噪音(Noise)

专心听课的请坐xx沙发,迟到的自个儿端来板凳坐后边儿,潜水的同学就罚站门外听课。

同学们,咱们开课了!

经过几个月的长假期,喜欢放养的战斧浪人,终于收拾心情又回到战斧学堂了。今天,让我们继续探讨数码摄影基础课程。

战斧这回奔约旦,以色列,和西岸放养,虽然放养是非常疲惫,但身心还保持着完好无缺的状态,实在得感谢阿拉真主的伟大眷顾。

好了,废话又终于说完,接下来咱们来探讨一个趣味性的课题,《高光溢出(Blooming)与暗部噪音(Noise)》的课题。对于数码摄影成像方面来说,这环节是非常非常关键的,也是直接影响数码成像的质量(画质)其中的一个因素,这个与数码相机本身的“动态范围”(古时叫做宽容度),存在着息息相关的冠希。噢。。不是冠希,应该是“息息相关的关系”。

Blooming,英语解作花开盛放,含璀璨的意思。可惜这儿不是英语学堂,咱们摄影专用名词,就解读为“高光溢出”。blooming基本上是一个不受欢迎的现象,也就是说,于一般情况下,“高光溢出”也是一个贬词。

再说,Noise,噪音也。但这个噪音是听不见的,因为是可视的图像噪音,摄影界一般把Noise称为“噪点”。噪点是分布于成像的暗部,和比较难注意到的颜色噪点(Color Noise),以及明度的噪点(Luminance Noise)。

CCD和CMOS图像传感器,本身就是一块电子元件,于工作状态下发热就会产生噪音。虽然市场上所有的数码相机都内置了降噪功能,但图像噪音仍然是无法彻底被消灭的。尤其是于欠缺正常曝光的成像下,暗部的噪点是最明显不过的,这些噪点其实就是图像传感器本身发热而产生的电子噪音,相信大家都理解这种不爽的经验。

数码摄影与传统银盐胶片摄影,是两种截然不同的成像效果概念。数码摄影追求的是通透感强,空气感浓,干净的数码成像。战斧发现坊间许多的摄影人,手持数码相机拍摄,以讹传讹的误认噪点为传统胶片的颗粒感,这是啼笑皆非的误导说法,也是自欺欺人的误导。大家得弄清楚,颜色噪点就是噪点,明度噪点就是噪点,噪点决不是胶片的颗粒,数码摄影也不存在什么颗粒感来着。所谓数码成像的仿似颗粒,其实就是废片里,整个照片充满着惨不忍睹的暗部噪点和颜色噪点。我得批判这个误导,显然只是贻笑大方的闹剧而已。

允许战斧举例说明一下“高光溢出”与“暗部噪音”的共存关系。

我在前课已经讲述过关于CCD和CMOS图像传感器的基本物理架构。容许我举例说明一下,图像传感器就是一个硕大的游泳池,而这个CCD游泳池是由一千万个方形小水桶(感光元件),以阵列方式并排而成。此时天上下着滂沱大雨,雨水把一部分的方形小水桶灌满了,也等同光线通过镜头,抵达数码相机内的图像传感器的感光元件上一样。

由于图像传感器以线性方式接收外来的光子,基于光线也是同步进入的,一部分的方形水桶被雨水(强光)一下子灌满了,而其它(弱光)水桶还在等待而继续盛载雨水,显然弱光的水桶还未曾被灌满之际,滂沱大雨的强光水桶,早就已经被灌满了,并且开始满溢。满溢的水桶开始溢出过剩的强光,把满溢隔壁的水桶也同样淹了,形成了一个连动的满溢现象。结果,一大遍的水桶都全部溢出过剩的强光,成像变得一片死白,本来高光的成像是有细节的,现在溢出了让高光细节全白,这就是典型的“高光溢出”现象了。

范例一:照片显示窗外于“过曝”的情况下,导致高光溢出以至窗框成像不完整,而窗外细节全白了。


我得说明一下,大家无须诚惶诚恐高光溢出的成像,溢出的情况于某程度上是可以接受的。上图是一张正常成像,和正常曝光的照片。主体不是窗外的景色,而主体是整个室内的幽暗环境,表现出城堡里从窗外照射进来的光影效果,因此,窗外的过曝,就让它顺其自然地爆开吧。然而,如果是真正的过度曝光(Over Exposure)的失准曝光,成像会导致整个窗口线条,以及整个窗台轮廓,都变成全白一块,毫无高光细节可言,这样显然变成了一张无法接受的废片了。

再说一下暗部的噪点,由于曝光不足,或画面的强光与弱光的大反差同时并存,为着保留记录高光的细节,只能牺牲了暗部的表现力。因此,暗部显然已经因为欠曝而出现了噪点,我得强调的是,暗部除了黑色和灰阶的部分,还夹杂着许多颜色的色阶与阴影。当然,我们都比较着眼于灰阶的噪点,其实颜色噪点(Color Noise)也同时存在于整个成像画面的。

我在上一节的课程里提及暗部色阶的可贵,“宁欠勿爆”就是宁愿欠曝,保障不会过度曝光,然而不知不觉地你已经损失了许多暗部色阶,也就是损失了大量暗部细节,而且还会增加不少暗部杂讯噪点。因此,正确的曝光才是正道,既有高光细节同时也减低暗部噪点的浮现。

高光溢出的现象,其实还有一些“副产品”状况,就是大家最熟悉不过的紫边效应(Purple fringing,或Chromatic Aberration)。紫边效应基本上是镜头里的镜片组的影像失焦效应(Color Waves Shifting)。紫边相对容易出现于树影婆娑,以及高反差的成像边缘处。生成紫边的原理基本上与上述的“游泳池水桶”有类似的雷同,于高反差的成像边缘,一边是高光的成像,另一边是暗部(弱光)的成像,也就是树叶和树干与天空的反差成像,或主体边缘与天空或强光的接合处。树叶边缘的是高光位,高光已经满溢,光子开始流向相对弱光区的树叶(当然元凶是镜片的color waves shifting),结果这个高光“侵略行动”与树叶弱光边缘的对冲,导致了“偏色”,而紫边就是于这种情况下形成了。

我补充一下,“紫边”不一定是紫色的,也有紫蓝色,浅蓝色,深蓝色,和深紫色的。只是我们一般统称为“紫边”。


范例二:好了,让我们看一下紫边的图片。。。


以上的图片,显示着放大了400%的照片里的一小块,椰枣树的针叶出现了不同颜色的紫边现象,有紫色,洋红色,紫蓝色,浅蓝色,深蓝色,青色,和深紫色的。

说了大半天,究竟如何避免高光溢出?答案是于大部分的实拍情况下,实施“正确曝光”。其次,使用一台高动态范围的兵器,拥有动态范围越高越好,最少有6~7档光圈的兵器,8档以上的更佳,目前数码后背也达不到10档光圈的动态范围,随着科技大跃进,相信未来几年的兵器,会提供超过10档光圈的动态范围,那时候大家会拍得更惬意,高光溢出的机会相对可减少。

高光溢出并不可怕。偶尔,我们会利用高光溢出的效应,去拍摄一些特别成像效果。

至于兵器的动态范围与图像传感器的总像素,并无直接挂钩的关系(但存在着间接共存的关系)。一台数码相机的有效像素,确实无法反映实际的有效动态范围,大家记好了。有效像素越多,“显示分辨率”越高,以及成像的输出面积越大而已。而。。动态范围越高,提供有效高光与暗部细节的表现能力越强。

{zh1},究竟如何避免紫边效应?败一枚优质的“数码优化”镜头,可以有效减低紫边效应。避免直接拍摄高反差的场景或主体(虽然这是不现实的),尽量避免逆光拍摄。广角头和鱼眼头相对紫边会比较多,这是光学物理的定律。长焦头的紫边相对会比较少。数码摄影搭载“数码优化”镜头是相对有优势,数码优化镜头处理紫边的能力,相对比传统的35mm全幅镜头,有明显的帮助。


今天总结的关键词:【高光溢出】【暗部噪音】【颜色噪点】【游泳池】【方形小水桶】【满溢隔壁】【紫边效应】
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