关于直方图,曝光与影调 宽容度 精华 摘自色影无忌rivershaw

先看图4，光圈系数 F=镜头焦距/镜头光圈的直径，直径越大，光圈系数越小，光圈孔面积越大，进的光线越多。光圈系数F与直径相关所以每级差1.414倍面积才能差一倍。 快门速度、亮度、感光度每级都是两倍的关系。 对于初学者，光圈、快门、感光度的系列数字是要记住的。好记，就是光圈是1.4倍，其他是两倍的关系。有的照相机的数据是按1/3或1/2级调整的，只要记住基本差一级的数据就可以了。 他们与AV、TV、BV、SV的对应关系不需要记，用的时候查查就行。公式EV=AV+TV=BV+SV是要懂的，不然与别人无法交流。测光测出来的是BV，SV是自己预先选好的，根据BV+SV=EV就确定了EV，再根据EV=AV+TV确定光圈、快门。 对应同一个EV有多种AV、TV的组合，固定一种方式选就是P-程序曝光。自己选定AV，照相机选TV就是光圈优先。自己选TV，照相机选AV，就是快门优先。 如果测光决定了BV后SV、AV、TV都让照相机选就是AUTO。 SV感光度一般是预先设定的，此时EV=BV+常数，研究EV、BV相对变化时，可以忽略掉常数部分，所以在感光度SV确定的前提下，经常用EV直接代表BV来讨论问题，比如说亮度范围是5EV，或者说亮度范围EV是5。至于说是真正的从EV=3到EV=7，还是从EV=5到EV=9，就不关心了。再比如曝光补偿时经常说+1EV，-2EV等等，此时的1EV实际是使曝光量变化一级的意思。可以称之为相对EV值。 数码照相机的不是景物的亮度值，而是BV值，亮度值和BV是对数关系。这一点与传统照相机一样，因为这种关系不是由照相机决定的，是由人眼的视神经传导规律决定的。 数码照相机记录BV值后生成的数据不是线性关系，而是如图3的曲线关系，这一点与传统照相机的胶片密度曲线有些相似。 在图3中用相对EV来代替BV的变化范围。横轴的0是照相机的测光点的亮度值，1是亮度两倍，2是亮度4倍。纵轴是最终在数码照片中生成的亮度数据值，可以用PS的吸管工具测量。右侧是当数码照片用8位记录时的数据值0-255，左侧是归一化的数据0-100%。 在曲线的中部基本是直线，说明这部分的EV和生成的数据成线性关系，此时EV的范围就是常说的“宽容度”，如果按胶片的宽容度的标准，5D至少为3，G7至少为2。左下和右上为明显的非线性区，按胶片的传统叫法，分别称为趾部、肩部。肩部对应的EV范围要小于胶片，趾部要大于胶片。这就是数码照片暗部好，高光弱的原因。 与胶片的密度曲线相似，每个厂商的曲线不同，每个厂商的不同数码照相机的曲线也不相同，但所有数码照相机的数据转化曲线的原理都与图3相同。 根据数码照相机的数据转化曲线的原理，第一种方法把直方图划分成6个区域，如图1所示。直方图的横轴就是照相机记录数据的范围，8位机就是0-255，纵轴是照片中落在每个相同数据值（亮度）上的象素总数，峰越高，说明这个亮度的景物在照片中占的面积越大。根据数码照相机的数据转化曲线，能得出横轴的数据和EV的对应关系。 从10%（26，-2）到90%（230，2）的范围，数码照相机记录的数据是十分可靠的，直方图这部分的图象能客观、真实地反映出景物的原貌。这个范围用EV描述就是-2、-1、0、1、2，共5级，对应影调区分法的III、IV、V、VI、VII，被称为能表现出理想细节、纹理的影调范围。-3、3处于直方图的10%以下、90%以上，对应的影调为II，VIII，被认为有亮度区别，无法表现细节、纹理的影调。-4、4是I、IX，全黑和死白。 第二种方法把直方图划分成5个区域，如图2所示。这种方法强调-1.5到1.5是可靠的线性区域，20%以下和80%以上为非线性区域。 图5、6是两种照相机拍的不同影调的墙纸，基本能对应影调区分理论，可以用PS的吸管工具测量，或用选区工具选中后用直方图查看测量。 在屏幕上看不出纹理的照片，经过PS简单处理能看出细节，II级影调在处理后都能显示出很好的细节。   曝光、影调与直方图(续) [修改图片器材信息]   实战一、向右曝光 数码照相机有了显示屏后使摄影方法摆脱了传统的束缚，尤其是好的数码照相机有了直方图显示功能后，能极大地提高摄影的成功率。点测光是传统摄影的法宝之一，不会点测光很难拍出理想的照片，但数码照相机有了液晶屏和直方图后，完全没必要从头学习点测光的方法。 归纳数码摄影的方法，就是试拍、查看、调整、再拍。 1、试拍。试拍最好使用厂商推荐的测光方式，Canon叫评价测光，其他有的叫分区测光，有的叫矩阵测光，这种测光模式不用调整就能应付90%以上的情况。 2、查看。试拍后的查看是关键，首先放大到80%看焦点实不实。其次放大到100%看主体景深对不对，再缩小到满屏检查构图。最后，最重要的就是查看直方图、根据需要调整曝光。 照相机的液晶屏一般比较小，显示的照片亮度范围有限，色温也可能不太准确，过分相信照相机的液晶屏不是好习惯，而直方图要可靠得多。 3、调整。根据需要对照相机的光圈、快门、感光度、色温（白平衡）等等重新设定。 4、再拍。 从“试拍片”的直方图可以看出，面积最大的蓝天大约位于横轴70%的位置（影调VI左右），但阴影的数据用选区查看只有15，位于II。为更多的保留阴影的细节，增加一级曝光，提高暗部的数据饱满度。 增加1级曝光后，直方图的数据向右移了1/5左右，此时，蓝天影调为VII，暗部阴影处的数据提高到35，位为于III，能明显提高细节特征。 由于为了后期制作方便，所有锐化、色彩增强的功能都关掉，照片看起来灰蒙蒙的，但数据保留得很好。 这就是常说的“向右曝光”，基础就是对直方图的正确判读。 向右不能过分，尤其是当高光部分有重要内容时，峰中心不要超过90%，边界最好不要超过95%，因为超过95%的部分，即影调VIII只能记录明暗，不能表达纹理，从照片上看就是一片反光。 最后只要卡的容量够，保留试拍片是好主意，一是可以在后期提供参考，二是有利于自己分析提高。 [修改图片器材信息]   实战二、曝光过度的照片 天空高光部分溢出了。从直方图上看明显右侧的峰只剩下了一半，如果减一级曝光或一级半曝光，天空能保留细节，暗部也不会受影响。可惜拍的时候还不会用直方图，也不会用PS。 [修改图片器材信息]   实战三、曝光过度的照片的修正 用DPP减一级曝光，用PS把天空调蓝。比较原片，暗部层次、细节无大变化，天空好看了，但当时天空的云是永远找不回来了。 [修改图片器材信息]   实战四、光比过大的照片 我自己的光比过大的照片不好找，说明我碰上光比过大的情况不多，这张不典型，凑合着说明问题吧。当时减了一级曝光，减得还不够，减多了拍前面的树找不回来。不管怎么拍，这个光线、角度也出不了好片，旅游就是这样，没有时间等光线，也没有时间走到合适的角度，废片一张而已。 旅游没带三脚架，也没想尝试用PS的HDR合成高位深的照片。 实战五、手持相机拍夜景 搞清楚数码照相机的宽容度还是有意义的，比如拍夜景。夜景的亮度暗，往往要用低速快门，这就离不开三脚架，利用数码照相机的宽容度，有时不用三脚架也行。5D至少有三级的宽容度，就是曝光低三级的情况下，能找回来，当然噪声是会大一点。 比如某个夜景正确的曝光应该是在ISO100时F5.6、2秒，把ISO提高4级，用ISO800，快门就能用1/4秒。再利用宽容度，减小3级曝光，快门变为1/30秒。也就是可以用ISO800、F5.6、1/30秒拍，拍完以后用DPP、PS等软件强行提高3级曝光。 这种方法传统胶片时代叫迫冲，即对胶片的强迫冲洗。 拍这张照片的时候还不懂这些原理，现场没带三脚架，无奈只好提高ISO，比评价测光值欠曝两、三级，但从夜晶屏上看效果还行，当时还感叹数码技术之先进，没想到殊途同归，暗合了数码照相机的原理。 用DPP调曝光+2，对比度2，色彩3和锐度5，降噪照度低，色度高。PS加亮度，微调对比度，IMAGE NEAT再次降噪后缩小。原稿噪声很大，降噪处理后缩小，噪点看不太出来了。 [修改图片器材信息]   实战六、再谈过曝 传统摄影时代有个摄影师拍了一卷黑白胶片，拿到A图片社冲洗，B图片社扩印，结果照片大失所望，去吵，B说A没冲好，A说你没拍好。专家鉴定后说，曝光多了，显影过了，扩印又没纠正，总之大家都有责任。专家不是胡说八道，因为胶片灰雾度大，除去胶片的原因就是显影过度；胶片普遍厚，没有通透的部分，说明曝光过了；最后相纸的号数匹配错了是扩印的人不负责任。所以凡事都有标准，符合标准就是对的，未达到标准就是错的，不能凭主观臆断。 引用“yhbinguf”的一张图片（），众多的人认为白色的衣服过曝了，到底有没有过曝，过曝了多少，用数据说话。 从原图的直方图上看，好像并未超过90%的部分。仔细看看，用PS的选区工具选取三部分仔细查看直方图，如图所示。 衣领的高光部分中心值约为239，脸部的高光部分约为191，脸部阴影部分约为93。脸部的影调在IV到VI之间，衣领的影调在VII、VIII。 说明摄影师的影调控制能力很好，曝光是准确的。从直方图圆润的程度看此片的确未经处理，更能看出摄影师是有功力的，不是新手。 为什么有很多人认为过曝了呢？一个原因是影调VIII只能记录明暗，不能表现细节，而VII在显示器上看起来也不太能分清细节。要充分显示影调VII的细节、纹理，PS是少不了的。另一个原因是这件白衣服，这是个黑人总统和白人领袖的老问题了。把黑人总统的脸处理成影调VI，就成了白人领袖，把白人领袖的脸拍成影调III，就成了黑人总统了。正确的标准是，不管黑人、白人，他们的白眼球都是影调VII或VIII。 结论就是，这张照片没有过曝。 如果可能，让模特侧身坐，使衣服与灯光成个夹角，既有利于突出衣服的质感，更能有效地减少衣服的反光，让白衣服暗下来。 如果后期不想用PS之类的搞，直接出片，建议还可以减半级、一级曝光。 [修改图片器材信息]   实战六、再谈过曝（续图） 续图。 [修改图片器材信息]   O记E-510曝光宽容度测试   < 楼主：rivershaw 可以 将本主题收录到自己的博客 > 胶片的宽容度是有明确定义的，特指密度和曝光量的对数成线性的部分，曝光量的对数对应光圈、快门变化的级或档，通常说彩色负片的宽容度是2级，反转片的宽容度是1级。 数码照相机的宽容度，类似于胶片也有一段线性范围，也可以参照胶片的宽容度概念定义，但网友谈到数码照相机的宽容度实际上多数人指的是动态范围，是数码照相机能记录的景物亮暗的最大范围，而不仅仅是指线性的部分。 从严格意义上的宽容度上说，数码照相机的宽容度要高于传统胶片，至少能达到3级，但动态范围有可能小于专业胶片。 要简单地测试数码照相机的动态范围是非常容易的事，用手边现成的器材、设备，三十分钟就能搞定。 测试数码照相机的动态范围首先要解决景物亮度的问题，有网友测试时用大光比的景物拍摄，光比究竟多大，没有客观数据，主观因素不能排除。 换个思路解决这个问题，用同一亮度的景物，改变曝光参数，控制象场的照度，模拟景物亮度的变化。为操作方便，实际测试时固定光圈，改变快门速度，用曝光量的增减来模拟景物亮度变化。 找一个有图案细节的东西做背景，比如墙纸、窗帘、沙发靠垫，最好颜色不要太鲜艳，小碎花，粗糙些，这样拍出来的照片在直方图上是很陡的峰，方便测量，数据也更准确。用室内自然光，避免阳光直接照射，尽量保持光照均匀，把照相机架在三脚架上，用M（手动）曝光模式，用分区测光，测光数据是ISO100，F8，1/30秒。用这个数据拍，墙纸在照片上会达到50%的亮度，直方图上会在中心形成一个峰，不用怀疑，这是数码照相机的设计标准。此时相对EV值为0。 把F8，1/30秒作为基准点，拍一张，照片编号5，相对EV值0。为理解方便假定此时的亮度值为16。 然后快门慢一级，1/15秒，曝光增加一级，相对EV值1，相当于景物亮度增加一倍，为32，是基准点的二倍，再拍一张，照片编号6。 快门1/8，曝光再增加一级，相对EV值2，相当于景物亮度变成基准点的四倍，为64，照片编号7。 快门1/4，相对EV值3，亮度为128，照片编号8。 快门1/2，相对EV值4，亮度为256，照片编号9。 再比基准点提高快门，1/60秒，比基准点曝光减少一级，相对EV值-1，相当于景物亮度变成基准点的1/2，为8，照片编号4。 快门1/125，曝光再减少一级，相对EV值-2，相当于景物亮度变成基准点的1/4倍，为4，照片编号3。 快门1/250，相对EV值-3，亮度为2，照片编号2。 快门1/500，相对EV值-4，亮度为1，照片编号1。 共得到九张照片，编号从1到9，如图片一所示。 把照片处理成PS能识别的格式，在PS的直方图上测量每张照片的最高峰的亮度值。如图片二所示。 把测量出的数据列表，如图片三所示。描点就能做出图片三中的数据转换曲线。 从转换曲线可以看出，相对EV值的-1到2之间基本是线性关系，说明E-510的严格意义上的宽容度是3级。不做任何后期处理能直接表现景物细节的范围是相对EV值-2到2之间，共5级，对应影调III、IV、V、VI、VII。相对EV值-3（影调II）经过PS后期处理也能较好地表现细节，甚至相对EV值-4（影调I）也有一定的表达细节能力。而相对EV值3（影调VIII）已经接近过曝，记录细节很少，相对EV值4（影调IX）是死白。 结论： 1、E-510可用的动态范围，从相对EV值-4到3，共8级，对应影调I到VIII，对应景物的亮度比最大为128倍。 2、不经过后期处理能直接表达的范围为相对EV值-2到2，共5级，对应影调II到VII，对应景物亮度比为32倍。 3、严格意义上的曝光宽容度范围为相对EV值-1到2，为3级。