想得到一张自己满意的图片,光会使用单反还不行,还需要一个合格的显示设备,这决定了拍摄的图片表达是否精准,颜色对不对,接下来简单介绍一下这个小知识。
用单反记录是一个采样过程,拍摄好的图片由一个一个的像素点组成,每个像素点包含了对应位置的所有信息,包括颜色(光谱)、亮度等,最后由显示器来显示。
在选购显示器时经常会看见说支持8bit、12bit等,现在来了解一下这些到底是什么意思。
一、亮度、灰阶
在显示器中,要显示某一个像素点的信息,需要3个不同颜色的led一起工作,这三个led分别是:红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)。每个led单独施加电压,电压的值不同,这颗led发出的光的光强就不同,光强越大,这颗led就越亮,亮度就是衡量led有多亮的,就是它的字面意思,这个亮度就是显示器的一个上限。
要控制一颗led的亮度很简单,改变它的电压,但是麻烦的是,电压和亮度的关系,不是线性的,不是y=ax,所以想要还原准确的亮度时,就需要进行矫正,在二维坐标系上找到亮度和电压的对应曲线,这个曲线叫gamma(伽马曲线),每一台显示器的曲线不一样,所以想要达到最好的显示效果,需要对显示器进行gamma矫正。
亮度的变化也不是线性的,led的亮度是一格一格变化的,不是平滑的变化,就相当于是gamma曲线上面的采样点,从亮度为0 到亮度最大,看这个led最小能细分成多少个采样点,每个采样点的亮度不同,变化的亮度叫做灰阶。
假设gamma曲线上一共有256个采样点,也就是28,那么这就是一个8bit的显示器,如果是210=1024,那就是10bit,如果是212=4096,那就是一个12bit的显示器。
图1 1bit
图2 2bit
图3 8bit
假设一个led的亮度在两个相邻的采样点之间变化会怎样呢?由于人眼的视觉残留现象,快速变化时,人眼会感受到一个中间的亮度,这个亮度是凭空多出来的,并不是led本身精度有这么高,也正是这个技术,让很多显示器厂商将8bit的显示器说成10bit,将10bit的显示器,说成12bit,本质上,并不是真正的10bit、12bit。
二、直方图
图4 直方图
大家或许见过图4,图4中有一条直线,还有一个像山峰一样的图形,这个山峰就是直方图。在一张图片中,每个led都有一个单独的亮度,对于一张8bit的图片来说,上面的直方图横坐标是0-255,纵坐标是数量,这张图的意思是每一个亮度的led对应有多少个,如8阶的直方图(图5):
图5 8bit灰度图及其直方图
对于灰度而言,显示器上有:R、G、B三种颜色的led,对于一张彩色图片,经常看到的是图6:
图6 直方图:2
图6是由3个颜色的直方图叠加形成,这种直方图广泛使用在单反拍摄与后期图像处理上,当拍完一张图片要预览时,可能会因为单反屏幕亮度高低,或者室内、户外光强不一样而影响判断。当打开这张图时,就知道细节有没有拍清楚,亮的地方有没有过曝了。
图7 直方图:3
以上面图片的直方图为例,可以看到DSC1明显亮度低的地方比较多,DSC2亮度高的地方比较多,尤其是横坐标255,这种情况明显过曝,而AND就更加合适。
三、曲线
图8 直方图、曲线
在图8中,除了直方图以外,还有一条直线,取其中一点来看,横坐标、纵坐标都是灰度(亮度),8bit的情况下都是0-255;在调整图片时,将曲线上某一点往上移动10,假设移动前这一点是(128,128),移动后这一个点是(128,138),通过移动使图片上原来灰度为128的所有led都调整为138,曲线在后期处理中十分重要。考虑一种极端情况,将这条曲线由:y=x变为:y=-x+255;这种情况非常常见,如果看两端,其实就是将原来灰度为0的点变为255,原来灰度为255的点变为0,这种情况原来图片中亮的地方会变暗,暗的地方会变亮,将亮度反了过来。
四、总结
本期介绍了灰度图和一些简单的彩色图的相关内容,彩色直方图,就是三个维度的灰度直方图叠加,曲线就是三个维度的灰度简单叠加。除此之外还有一些是彩色图独有的特性,比如:色彩空间,常常看到的,72%NTSC、100%sRGB,adobeRGB等到底是什么意思,有什么区别,还有图片的后缀:JPEG、png、bmp、tiff等里面还有不少内容等着我们探究。
审核编辑:刘清
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