a《玩转RAW格式》——基础篇二

1、:玩转raw格式一一基础篇二【内容概要】一、人眼与传感器二、gamma三、不要被lcd欺骗了你的眼睛四、对曝光的指导意 义一、人眼与传感器“假如在一杯咖啡里放了两勺糖而不是一勺 糖,你并不会感觉甜了一倍;如果你把音量加大一倍,但并不会 感觉音响加了一倍."（引自b r u c e_f r a s e r, <r e a l_w o r 1 d camera raw with adobe photoshop cs）。对 于我们的眼睛而言，当有原来的两倍光线进入我们的眼睛时，我 们并不会感觉到比原来亮了倍，而是觉得更亮了。人的眼睛能 够对光线进行压缩，自动的适应各种不同环境下的光线

2、，并对此 环境下的颜色作出解释，也就是说人眼对光线的反应是非线性 的。也籍于人眼的这种机能，使得当我们从一间黑暗无比的房子 突然走出到个晴天烈日下时，不至于令我们的眼睛着火（想象 一下自己是否有过这样的经历，先是觉得非常耀眼，然后眼睛会 慢慢适应）。而胶片也有类似于人眼的这种对光线的非线性的反 应。但对传感器而言，可就缺乏了人眼的这种机能，它对光线的 反应是线性的，只用线性方式去计算进入的光子数量。所以，对 于数码摄影来说，很多东西都改变了，其中包括我们拍摄时的曝 光。如果继续沿用胶片摄影的曝光方式的话，极可能导致两个巨 大的危险：一是丢失大量的高光细节；二是暗部出现严重的燥点。 并且对于相机

3、的bits（位深）是种巨大的浪费。为什么会这样？ 那就让我们一起來了解一下关于传感器的线性gammao二、线 性 gamma 我们先来看两幅图： 图ichannel: rgb0navigator ' info' histogramsource;mean:entire image$25.94level:std devs33.05count:median:11percentile:pixels:180096cache level: 1curveslewcvhc lcwf 1qpicow atfvc"t <mg5.51 in0 m svurtt frvirp imar

4、me”5:d叶med ahzl« f-cmnnel： rcd&cancrlt2忙小8u5344图1是直接作线性转换(gamma 1.0)出16 bits/channel后的图;图2时经过curve作gamma校正后的结果。为什么会出现图1 的情形呢？这是缘于sensor只是记录到达英上的光子数量，然 后根据其数量作了一个正比例变换(如f(x)=2x),将得到的数据 进行gamma编码。传感器的这种对光线的线性反映被称为 gammal.o,而人眼对光线的非线性反映通常在gamma2.0到3.0之间。冃前的dslr大多数位深只有12 bits,专业机型可达到 14bitso据说目

5、前还没有真正的16 bits的传感器。如下图3,我 们以 12 bits 的传感器为例:图3线性分配gamma校正后传感器采用12 bits,即2a 12=4096个levels來对采集到的数据进 行编码。当有能够另到sensor溢出的光亮进入时，这时该sensor 上的电荷之上升到第4096的level,也就是说第4096的level就 表示光线刚好溢岀；当进光量减少一半，即降低一档，这吋另到 sensor上的电荷z上升到第4096的一半位置，即第2048的level 处，因此第2048的level就表示比过曝档的光量。而在过曝 档到过曝之间的光量就被记录在2049-4096之间（共有 2a

6、11=2048个不同的感应级别）；当光量再减低一档时，产生的电荷只达到第1024 level的水平，因此第1024 level就代表过曝 -2档的光量，而介于过曝2档与过曝档z间的光量就被记录在10242048之间（共有270=1024个不同的感应级别）以此类推，不断的递减，过曝6档的光量只用剩下的64个levels 来记录。因此，假如对某张照片而言，过曝3档是藥正确啷j曝光的话，那么整个图像中的大部分信息都被记录在512-1024的levels中，阴影区的信息记录在0-512 z间，高光和过曝的信息记录在1 （）244096之间。（到这里先喘口气，消化完了再接着下 去）接下来分两种情形：1）

7、16 bits/channel的输出。由于16 bits/channel每个通道有65536个亮度层次，而ps基于不知名的原因只使用032768共32769个亮度层次来处理16 bits/channel的图像。但这也关系不大。由于dslr只有12 bits的位深，即只有4096个亮度级别，因此raw数据如果不经gamma校正（或 线性转换）直出的话，那么止如下面的动画所示那样，所有数据 被搬到0 （黑）65536 （白），并对齐0起点。因此宜方图屮大 量的数据集中在前1/3处。这就是sensor所看到的样子（图1）。而图2时经过gamma校正后适合我们观看的“正常”的样子。图404096065

8、536 2 )8bits/channel的输岀。由于8 bits/channel每个通道只有256个亮度层次，因此将4096个levels数岀成256个levels的时候，必然要将4096个亮度级别进行压缩（2人12->2人8）。所以在这过程中造成的是几何级数的信息损失。并但，由于数据被压缩后，能够充满整个0255的区间，所以只转8 bits/channel的图像不会像转16 bits/channel世岀现那么暗的现象，看起来是“正常的图504096 0256三、不要被lcd欺骗了你的眼睛 按照前面的说法，为何我们在dslr6其实我们所看到的直方图是经过了加上的lcd看到的图案却不会偏暗

9、，而且直方图也很正常呢？图工的，也就是说源直方图真实的样子就像图1那样。可如果用家 看到图像是那个样子的话，谁还敢用呢？因此，在图像被显示到 lcd之前，绝大部分的dslr先对原数据进行curve变换（会 不会有些用linear profile,我不知道）后，将其“正常化"后显示 岀来。（所以拍jpg免不了要遭遇这一过程以及以上2）的一劫）。因此，把iso设置成100,拍出来的结果可能相当于使用iso 125 时的结果。花些时间好好地把原來的“iso 100",这绝对是有必要的。四、对曝光的指导意义 人的眼睛对高光区层次的敏感度要远低于暗部层次的敏感度。而如前所述，sens

10、or由于其线性感 应，使用了大量的levels （bits）来纪录高光区段的细节层次。这就是为什么国外的摄影师会提出一句话叫“expose to the right”,语意双关，right既指正确，也指右边。就是数码摄影里 要尽量向右曝光，让直方图中的右边部分获得尽可能多的信息。 如果曝光不足的话，原本应该被记录在中间王有的高光区信息被 压缩到了中间往左的区间纪录levels少了，层次当然少了；而 暗部信息由丁本身levels少，再加上曝光不足，加上记录到的信 息更少，因此不可避免的产生大量噪点。而为什么之前“基础篇（一），里说到在camera raw中的exposure宁减勿加（？ ？不 要弄混了喔！）假设张正常曝光的图像，其直方图两端边界均 有少量数据到达边缘，即图像中的极高光和极阴暗区。如果这时