RAW格式的详细介绍

第一课：图像传感器与RAW 战斧应该说明清楚，如果您期待使用RAW拍摄，可以演变成一位大师级的摄影师，这显然会让您失望而回。但是参加本班课程，我可以保证您会深切体会使用RAW拍摄的灵活性，以及于后期RAW转片的优越操作流程。 我始终无法翻译"RAW"这个英文词汇，似乎每一个摄影人都懂得RAW一词儿，而且让我认为大伙儿都懂得使用RAW模式拍摄。但不幸地，事实并不如此，最后我发现懂得RAW原理与操作流程的摄影人，其实不属于大多数的。 于数码摄影而言，RAW是一个纯数字的记录原生图像文件。RAW不是一种文件格式，而TIFF，JPEG，GIF，PNG，BMP等等，是一种文件格式，属于损耗式压缩图像的格式。战斧希望于本课程中，集中描述RAW原生文件的属性。 话说数码摄影，容许战斧先描述一下数码相机的物理架构。我得使用最简易的说明原理，因为数码相机的光学成像架构，是一个复杂的课题，而我们不是开发相机的专业人员，因此无须花上大量篇幅去讨论。 数码相机的核心零部件，除了CPU，当然就是CCD或CMOS图像传感器，而这些图像传感器都几乎归类为Mosaic Sensor（马赛克感光元件），或称为Color Filter Array（彩色滤镜阵列）元件。还须说明的是Foveon X3成像技术的图像传感器，不属于上述的类别。 图像传感器是由数百万、以及上千万数量小方块的CCD或CMOS感光元件（简称像素），以平面阵列方式排列组成，并且于感光元件表层上，成功整合了RGB（红、绿、蓝）三原色的滤镜。如果一台拥有一千二百万像素的数码相机，明显地就是最少12,000,000小方块的感光元件了。 图一：Bayer Pattern 再说，图像传感器的彩色滤镜阵列元件，基本上是采用了Bayer图样的排列方式（图一），实现RGB三原色滤镜依序，以Striped Array（条状阵列）形式，红、蓝、绿相互交替，各施其职，分别去 "捕捉" 三原色的光能量。以光学的角度而言，应该说成是光线通过镜头的不同镜片组，投射抵达至整合了Bayer图样的条状阵列RGB滤镜的图像传感器，而图像传感器记录了进光量的电荷，转成数字参数，成为了RAW文件的图像信息。 下课前，战斧必须补充一点，Bayer图样的条状阵列形式图像传感器，RGB三原色，也就是红、绿、蓝三原色，其中所搭载的绿色滤镜元件，是红、蓝的2倍，只因人类眼睛识别颜色不是线性的，我们的眼睛对于绿色，显然是比较敏感。因此护眼常识都在鼓励人们多看绿色的缘故。理论上RGB的3原色滤镜数量比例是1: 2: 1。上述的当然不能包括色弱或色盲的同学，某部分同学会出现了对应某种颜色的过敏或色弱，这是无须过于担忧的，然而色盲就爱莫能助了。 第二课：数码相机拍摄的成像不是彩色的，是黑白。 我们于前一课探讨关于一块典型图像传感器的基本架构概念，相信各位同学都对图像传感器的运作原理，有一个初步的认知了。 今天就让我们再深入探讨，图像传感器捕捉了从镜头投射而来的光线处理概念，也就是我们不厌其烦地讨论的话题-- "成像" 。这是一个比较趣味性的课题。 数码相机拍摄的成像不是彩色的，是黑白。严格来说，应该说是灰阶。数码图像处理有别于传统通过光学与化学反应的银盐感光胶片，两者明显是不一样的成像处理方式与步骤。而数码成像处理的过程，我认为是更为惊心动魄。 我已经提到图像传感器的感光元件表层，嵌入了RGB（红、绿、蓝）三原色的滤镜（条状阵列），光线投射至红、绿、蓝条状阵列滤镜上，三原色的滤镜分别记录所感测到的光子电荷水平，简单说就是Luminance Level（明度）的参数值。 或许我尝试举一个例子去说明，魔龙是R－红色滤镜，魔狒是G－绿色滤镜，魔瓶是B－蓝色滤镜，而战斧面前就有3个RGB彩球，光线就是三原色彩球。战斧同时把3个RGB彩球扔向他们仨，魔龙把R－红色彩球没收了，魔狒把G－绿色彩球没收了，而同步地魔瓶也把B－蓝色彩球没收了。至于魔瓶会否失手而接不上他的B－蓝色彩球呢？答案是有可能接不上的，因为B－蓝色滤镜由于一些原因烧毁挂掉了，没准儿接球过多而出现了 "溢出" 状态，这个Blooming（高光溢出）的课题，战斧留待以后再说明。 虽然上述的例子有点儿牵强，但仍然说明了三原色滤镜的工作原理，而三原色滤镜分别记录下来的明度电荷水平，并不含任何颜色数值，明度电荷不是彩色的，充其量只是灰阶数值。这些RGB明度感测数值，存储于RAW文件里，让后期转化软件（C1 PRO，Aperture等等），负责去读取每一个像素的RGB明度色彩信息，通过demosaicing（去马赛克处理）的插值方法，实现RGB颜色的 "还原"。 因此，RAW后期转换图像软件，责任重大，而且相对耗用电脑的芯片资源，所以同学们需要配置一台高速电脑，以提高RAW处理的效率。 下课前我再补充： De-mosaicing（去马赛克处理）就是RAW转换软件于读取RGB明度灰阶信息，R值是多少，G值究竟是多亮，B值还是多暗，把每一个像素所属的色彩数值，以数字色阶的方式实施插值，实现还原色彩的过程称为de-mosaicing。（De-mosaicing是专业词汇，英语字典是没有的）。第三课：RAW格式文件的秘密。 大伙儿于第一课探讨了数码影像传感器，与Bayer条状阵列滤镜的物理架构，以及其工作原理。同时于第二课讨论关于三大魔法师没收彩球的比喻。今天，让我们继续探讨RAW文件的属性与个中鲜为人知的秘密。 RAW文件是容易辨认出来的，RAW文件的后缀.CRW是佳能专用标签，后缀.NEF的是尼康，后缀.PEF是宾得，奥林巴斯是.ORF的后缀标签。每一家的RAW文件属性是独一无二，相互之间水火不相容，单一而独特，而且近乎疯狂地不加以开放，不识别不兼容不对应非我族类的封闭，明显是业界的一种商业信息资产。 虽然市场上推广了不少笫三方专业RAW图像转换软件，成功读取以及解析大部分不同派别的RAW文件，不幸地各家各派的RAW精髓和色彩处理技巧，尤其是不同派别风格的独特色彩调子，笫三方转换软件仍然是无法100%真情演译的。 容许我说一则实例，熟悉使用RAW转换的尼康家弟子们，都异口同声地诉说，只有NIKON CAPTURE最管用，色调处理最恰当。宾得弟子们也不难发现原装PENTAX LAB软件最是色彩高保真。当然，PENTAX LAB软件采用了著名的SILKYPIX图像核心引擎，因此，笫三方的SILKYPIX Developer Studio是最匹配宾得的色彩，毋庸置疑。 于这种扭曲现像下，我们轻易发现使用不同的RAW图像转换软件，于同一参数设定下，转换同一个RAW图像文件，生成的成像并不是一致的，起码于风格和调子上，彻然不同。 同学们都知道我一直使用Phase One公司的Capture One PRO图像转换软件，我得承认C1 PRO是一个非常卓越的RAW转换软件，无论于操作流程，色彩处理都是优秀和专业的，硬件配置门槛低，工作效率高。然而在于成功处理RAW转换成像色调的背后，明显释放出略带偏红的风格，C1 PRO仍然相信释放一点儿偏红调子，对于肤色比较讨好（柯达公司也认同此论调）。我转念之间，让我意识到咱们是黄皮肤的炎黄子孙，略带偏红的皮肤调子风格，貌似更合适对应白种人的雪白肌肤。我敢情相信，这显然是不同地域色彩的偏爱和色彩取向各异，并不存在对与错的论调。 大家不妨尝试应用不同的RAW图像转换软件，Photoshop Camera Raw，iPhoto，C1 PRO，Bibble PRO，Aperture，Adobe Photoshop Lightroom，SILKYPIX Developer Studio，等等...。这些著名而专业的RAW图像转换软件，让你有良好的机会去实践后期RAW转换，并且让你体会不同的笫三方软件所生成的数码图像效果。坦白说，每个人的风格偏爱和色调取向都不一样，正好提供了一个寻找符合个人需要的RAW图像转换软件，至为重要。 上述申明了一个现像，各家各派的RAW图像处理，是保守封闭的。 各自为政的RAW原始文件规格是紊乱的，虽然以Thomas Knoll先生为首的Photoshop开发团队，不畏艰辛积极推广DNG文件格式（Digital Negative Specification），并且罕有地提供免费的DNG转换工具软件。伟大的DNG宏愿试图统一战国时代的RAW规格，只是各门派似乎把DNG置诸脑后，采取爱理不理的冷漠态度看待，各方门派都在试探Adobe公司是否藉着DNG的玩意，藉词统一大业而笼断市场利益，并且尝试窥探各门派于RAW背后的宝藏，看来Thomas Knoll先生需要走上的路途，仍是漫长和崎岖的。宾得K10D是支持DNG格式的。 战斧再说RAW。RAW既然不是一种文件格式，是一种规格，只是记录了大量像素元件的RGB灰阶数值和信息的资料库文件，继而让RAW图像转换软件，读取数以千万计的参数，成功地实现了De-mosaicing插值的繁复工序和Anti-Aliasing边缘柔化。事实上，RAW除了记录所述的数字信息，RAW文件里还记录了许多建设性的数字信息，大家记好了。 RAW文件里包含了White Balance白平衡，Gamma Correction珈玛校正，Level色阶，Exposure Value曝光值，Contrast对比度，Color Saturation色彩饱和度，Sharpening锐化，和最关键的De-Noise降噪。当然还记录了不可或缺的EXIF信息。至于ISO感光值是既定不可变更的，也就是说，假如你先前已设定了ISO-3200进行拍摄，成像以后于后期妙想天开地把ISO-3200调回优质的ISO-100感光值，这显然是无能为力的，因此正好说明RAW不是万能的，也存在着一定程度上的限制。 敬爱的同学们，下课前我必须再唠叨几句，年纪老迈的老师，用心良苦，于华尔街被残酷的过山车，折磨得死去活来之际，也不忘于讲课解答笑谈RAW。当然希望你们用心听课，课外也不忘自习，重温一下前几课的材料，这些基础理论虽然让人昏昏欲睡，但对于你往后摄影创作有莫大裨益的。 不学无术，摄影不是摁几下快门那么简单，倒不如去摁鼠标来得爽快。 摄影在乎人，"摄影先决"才是硬道理，后期只是锦上添花。 第四课：RAW与JPEG拍摄模式的对决（上集） 各位同学中午好！今天让我们探讨一下RAW模式拍摄的优势。 战斧首先声明，拍RAW也好，拍JPEG也罢，取决于个人的偏爱与成像画质的需求，也就是说，直接选取JPEG模式拍摄，不等于不恰当，反而于某些场合下，拍JPEG是无可避免的。 既然我们在探讨的是数码摄影，让我们先了解一下数码RAW原始（照片）文件，与JPEG（照片）文件的属性与区别。 于照片的画质而言，RAW成像几乎可以肯定优于直出JPEG。起码在LPI（Line Per Inch）每英寸线数的图像解析力上，RAW片显然尽占优势。LPI越高，成像越细腻，解析力越强，斜线的梯阶效果越不明显。大家都理解了数码成像是由数以百万或千万颗正方型像素，密集结合以阵列方式显像，如果以图像不同色阶的边缘，或一条简单的斜线成像，显像的方式当然是以积木的形式拼凑成形，一条斜线就明显是小积木 "叠" 出来的一条 "模拟" 梯阶线了。我们可以打开Photoshop放大1600%，看一下斜线的梯阶式结构就明白了。 但由于LPI越高，解析力越强的原则效果下，容许了Anti-Aliasing （边缘柔化）过程处理得更有效率，梯阶效果减低了，斜线演译得更完美，更顺滑。而整体成像的质量，和画质就相对地有所提升了。 数字成像，难免又探讨一些数目字，请大家专心听课了。 RAW，基本上以12-bit记录图像的数据。而JPEG，是一个8-bit损耗式压缩的记录数据。 于一个灰阶的记录信息中，分别是RGB三原色的像素，一个像素捕捉了光子，最终转化成数字色阶数据，RAW以12-bit，也就是记录了4,096个色阶，分别是R＝4096，G＝4096，B＝4096。 而JPEG，刚才我已提到JPEG只有8-bit，也只能分别记录了R＝256，G＝256，B＝256的色阶。 8-bit＝256色， 10-bit＝1,024色， 12-bit＝4,096色， 14-bit＝16,384色， 16-bit＝65,536色， 因此，大家已经得出了一个比对，RAW记录了更广阔的色域，色阶数量越多，颜色当然是更丰富更自然，而JPEG的8-bit记录方式，明显于颜色数量上作出了裁减和妥协。 于此，战斧还须说明一下，大家都非常熟悉Photoshop的应用，没准儿你们当中使用Photoshop已经达至臻境。Photoshop里分别提供8-bit通道、16-bit通道、与32-bit通道。战斧先说32-bit通道，基本上是 "英雄无用武之地"，因为不管是色彩空间，显示器性能，或输出配套，今天的科技还无法达到32-bit全彩的对应，因此您无须于Photoshop里转至32-bit通道去处理照片。这个32-bit色阶通道，有别于显示器上的全彩显示，显示器的色彩是可视色彩，而这里说到是色阶通道里的色彩数字信息。 Photoshop里的16-bit通道，理论上应该是65,536色阶组成的通道，然而Photoshop只使用32,769个色阶的处理方式，姑且算是15-bit的色阶数量。Adobe的Thomas Knoll先生解释为15-bit的色阶处理方式，更能容易找出黑与白之间的中心点。 大伙儿相信有点儿头晕，或许我得加以说明这个色阶概念，让大家进一步了解。 我在第一课已提及了 "人类眼睛识别颜色不是线性的"。RGB三原色的不同组合生成千万，以及亿万的颜色，以肉眼来辨认实在难以标识那么广阔的色彩。每一个人对颜色的理解不一样，甚至乎有许多色弱（不是色盲）的同学，对于某段色域有不一样的理解。简单而言，我说是 "红色"，总会有人说是 "浅红色"，魔狒他没准儿说是 "深红色"。 如果以全彩的16,777,216色彩信息来说，红色通道已经存在着256个色阶，也就是0-255的色阶标识，0是"全黑"的红色，而255是"全白"的红色。任何人都无法用语言或文字去形容256个色阶的名称，因此我们只能使用色阶编码去识别任何一个通道里的颜色。 大家都听得辛苦了，让一些同学提早离开课室。今天到此为止，让大家先消化一下课程内容。 第五课：RAW与JPEG拍摄模式的对决（下集） 各位同学早上好，今天华尔街挺繁忙，战斧提早几个小时开课。 于上一课，同学们当中已经有不少人举起白旗投降，我是可以理解的。理论课程几乎可以说是乏然无味的，然而也是非常重要的基础知识，因为战斧与你们探讨的课题，在于往后应用于RAW转换，以及Photoshop里作后期PS的过程中，发挥着一定的优势。 我非常幸运地在美国一所大学提供的专题课程里，学习了Photoshop的原理与后期应用，而且这些年以来，战斧不断更新与实践相关方面的知识，以至于应用在摄影的范畴里，显然让我获取了不少好处，起码在时间和效率，与照片成像的后期处理上，得到了更明显的优势。 上集说到色阶，通道，RAW与JPEG的属性。今天让我们继续探讨下集.... 请各位同学准备好枕头，失眠的同学也诚意邀请列席听课.... 目前市场上的数码单反机，可选取的拍摄记录模式，大致区分为2类别，RAW与JPEG。于RAW还没有普及之前，专业机种会提供TIFF与JPEG的记录模式。个儿个，某些品牌除了RAW与JPEG，更添加了Adobe力推的DNG规格。然而专业摄影和发烧色友们，都会乐意采用RAW模式拍摄，只因RAW拍摄的确提供了大量灵活后期的调试空间，而且是无损耗的。 虽然RAW模式拍摄拥有许多优势，但在于存储上RAW原始文件是硕大的，占用十几二十兆一张的RAW片，彼彼皆是。TIFF更糟，占用存储空间最大，TIFF是无损LZW压缩的图像格式。而且，RAW片必须通过RAW转换，转化成为TIFF或JPG，或其它图像格式。这里涉及一个时间因素，与电脑硬件配置的门槛，RAW转换的过程中，需要耗用大量的CPU资源，配置高性能电脑也是一个开销的问题。 例：这一张RAW原始文件照片，容量是9.9MB。（参阅下图的Meta信息） 选取JPEG模式拍摄，成像通过数码单反机内置的转换，直接生成8-bit压缩的JPEG照片，效率牺牲了画质。我于前几课已经提及了JPEG是一个伟大的图像格式，JPEG导入电脑，打开任何一个图像调试软件，例如神圣的Photoshop，立马可以实施后期PS，无须顾及和实施RAW转换生成JPEG的冗长过程，JPEG是直接，效率高，并且JPEG的照片文件容量，相对只是RAW原始文件的1/3容量，一般都是2~6兆，取决于成像的有效像素的总量，与生成RGB通道的色阶总量而定。 例：JPEG压缩的原片，只有3.9MB。 由于JPEG的高效率与方便性，的确在一些摄影应用上大派用场，报社的记者们可以享受JPEG连拍的优势，快速高速抓拍大量纪实片。一些专业级数码单反机，例如富士S5 PRO，内置了优质的JPEG生成模式，直接出片，直接于Photoshop里调试一下就可以收工了。试想一下，专业摄影师一天之内，没准儿拍摄上几百张数量的RAW片，加上需要花大量时间去转换RAW片，显然是不现实，除非你拥有一个团队的书僮去干RAW转换，帮你去完成粗活儿。 战斧必须强调，8-bit JPEG是损耗压缩的属性，以及Photoshop本来就是一个 "破坏性" 的图像调试过程，我在下一个课程里，会尝试探讨这方面的应用课题。 今天华尔街非常热闹，容许我先下课。同学们有发问的，请备文房三宝，跟帖得了。 第六课：魔鬼身材的曲线美 各位同学好，经过了一个漫长的感恩节假期，咱们又回到课堂了。 今天让我们探讨曲线，这个曲线不是人体曲线，也不是魔鬼身材的美女曲线，而是决定一张数码照片的成与败的关键性曲线（Curve），对于数码摄影师来说，曲线是至为重要的。 由于数码RAW成像有别于传统胶片的处理步骤，我们必须面对RAW片处理和使用Photoshop作后期生成数码照片。于处理RAW生成照片的过程中，几乎无可避免会碰上 "调试曲线" 的流程。虽然我一直鼓励 "摄影先决" 的拍摄手段，毕竟于某些场景下，或客户的特殊要求，原始图片的对比度（Contrast）不一定满足指定的要求，因此我们可以通过调试曲线，作出恰当或相应的调准照片，提供充足的对比度。 许多人不断向我提出疑问，究竟应该使用RAW图像软件里的Curve，还是使用Photoshop里的Curve功能？哪一个是恰当的选择？ 这是一个议论纷纷，众口难调的问题。我为着这个问题，思考了许久，最后我始终认为，答案应该是"使用RAW图像软件里的Curve"，并且尽量避免使用Photoshop里的Curve功能，明显地Adobe的谭马士先生不会欣赏我的论调。尽管我是这样的建议，然而惯性使然，我偶尔还在Photoshop里动了一下Curve，因为PS的确于操作上很方便。 Photoshop，是一个损耗性的图像调试工具软件，而且深具破坏力，尤其是Curve与Levels的功能，隐藏着许多调试陷阱。我敢情相信，许多初学者尝试使用Photoshop调试照片，而绝大部分同学们都会把原始照片，最终弄得体无完肤，惨不忍睹，这种恐怖情况我几乎每一天都在摄影班里体会得到。因此我们都理解，咱们都是照片凶手，而且曾经是强奸了不少原来已经是美好的照片。我得承认我的双手（或右手），曾经沾满了美好照片的鲜血，直至我学会了Photoshop的基础应用原理，我认清了不再滥杀无辜的照片。 认识Curve的正确调试和应用，我在前述的课文里，已经提及色阶架构的原理。8-bit JPEG的R、G、B、三个原色通道里，分别各自拥有256个色阶，即0-255色阶，0号色阶是全黑的色阶，而255号色的色阶显然是全白色了。256 X 256 X 256＝16,777,216色阶，这是8-bit JPEG全彩数值。0-255色阶之间，当然还存在着254个不同的渐变灰阶。我再强调一遍，RAW片原始照片里的R、G、B、三个原色通道里的各自256个不同色阶，都是没有颜色的灰阶数值。于生成的过程中，通过de-mosaicing和anti-Aliasing，插值"填"上了颜色的Luminance（明度）值，于是我们就看见了一张玄妙的彩色照片了。 说到这里，我得再表扬一下数码成像是伟大的，而且数码照片的产生是惊天动地的。 再说Curve曲线，为了增加（减少）照片的对比度，我们得 "推Curve"，或"拉Curve"，殊不知于这个连动过程中，把照片的原始色阶数量变更了，导致 "色阶挤压"，或 "色阶分离"，专业名词叫做‘Posterization’，而Posterization明显是一种成像质量的损害。假设第123、124、125位的色阶，因为出现了色阶挤压的现像，强逼变成了第120、124、128色阶移位，个中损失了第123和125位的色阶。反之，拉Curve之下，原始的第123、124、125位的色阶，也变成了只有第123与125位的色阶，而拉阔撕裂了第124色阶而损耗丢失了。现在说的是Curve处理Posterization的原理，现实里的色阶丢失，显然更为灾难性的。（大伙儿参照图五：撕裂与挤压） "色阶挤压"，或"色阶分离"的状况下，实际丢失了大量有用色阶，用摄影的专业惯用语来说，就是损失了成像的细节，色彩变得呆板了，尤其是暗部的细节丢失得更是明显。 图一：Photoshop里的Curve调试界面：（原始曲线处于正常状态） 图二：Capture One 4.0b2下的Curve调试界面（原始曲线处于正常状态） 从上至下：Histogram直方图，Exposure曝光，High Dynamic Range高动态范围，Levels色阶，Curve曲线。 图三：Photoshop里的Histogram直方图显示界面：（原始曲线处于正常状态） 图四：Photoshop里的Curve调试界面：（高对比度的曲线状态） 图五：撕裂与挤压（Posterization） 高对比度的曲线状态下，色阶移位，撕裂而严重丢失色阶，高光位呈现被挤压。半透明的灰色区是原始状态，黑色区域是推拉曲线撕裂后的现状。再下面分别是红绿蓝三原色通道的个别显示，原理相同。 上图的垂直的白线，显示着被撕裂后丢失的色阶。高光位（右恻）竖立的直线，是被挤压后合成出来的色阶。 既然调试曲线的功能遗害至深，难道就没有一个圆满解决方案吗？ 我们目前于没有比Photoshop更先进的图像处理技术之前，可实施以下2点的解决手段..... 1.只拍RAW模式，事实证明RAW成像的线条密度（LPI）更高，RAW是以12-bit成像（相比JPEG=8-bit），细节更佳。 2.RAW导出TIFF 16-bit，每个原色通道就拥有65,536色阶（相比JPEG=256色阶）。调试空间扩大量化，色阶损耗总量比例可相对减少，容许了色彩和细节尽量保留下来。 调试曲线是适用于RAW片，和其它压缩JPEG照片。因此，不管你是使用RAW导出的软件，或Photoshop下的TIFF、JPEG原片，都必须谨慎从事，仔细应用调试曲线。 我常常鼓吹 "摄影先决"，通过一切有效的光学手段，拍摄一张美丽的RAW照片，基本上是不需要使用Photoshop作后期调试的。尽量减少PS，不用推拉曲线，光学产生的天然对比度，就可以避免于后期PS中的大量损耗。拍摄之时善用机背的Histogram直方图，显示了正确的曝光状态，凭借摄影技术的拿捏，雪地拍摄+1~+1.5EV，上了CPL偏振镜也适当的加+EV曝光补偿，记住上罩，调节取景位置和拍摄角度，一张自然的天然高对比的照片，胜过调试PS千百倍。 我任意挑选了一张冬天雪景的照片作为范例，照片是我于2005年初，于波兰的奥斯维辛纳粹集中营拍摄。（原汁原味无PS） 下图是此照片于Photoshop里的Histogram（直方图），又名 "色阶分布图"。直方图的左边部分显示了暗部的色阶，而右边部分就是高光色阶的显示。 让我们先探讨一下，左边的暗部呈现高耸的波幅，意味着暗部的影像是丰富的，而中间的中段位置略为平坦，高光部分与中段色阶呈现均等水平，而于最右侧的边缘位置出现另一个不明显的高光波幅，显然是肉眼无法看见的可见光以外的光谱频段。 直方图的平面显示方式，不是表现照片的光影位置，大家千万勿弄错，勿对号入座。直方图是显示整个光谱的色阶曝光水平，从左至右，从暗部到高光。黑色的直方图是显示RGB三原色混合色阶，而下面分别是R、G、B通道的独立色阶通道。 本课内容需要你用心学习，同学们应该反复多温习几遍，自个儿试调一下曲线，领悟以及用功琢磨个中的成像效果。 现在下课！ 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，反而带有催情效果，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，绝对催情不催眠。 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，虽然不是一张完美的照片，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。 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奢侈的行为。 元旦后美国华尔街，没有一天是过着好日子的，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（+100%），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，绝对达不到原来输出音量水平的一倍儿（+100%）。 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，最后是纯黑阶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100%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（一般最大是6级光圈的最高动态范围），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，绝对无法挽救的。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。 记拙中间曝光】！ 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】 今天同学们辛苦了，下一节课：高光溢出（Blooming）。 与此同时，请大家重温前几课的内容。 第九课：高光溢出（Blooming）与暗部噪音（Noise） 专心听课的请坐真皮沙发，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。 最后，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】 下课！

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