0分

樓主

個人積分：0分

文章編號：17140119

什麼叫色階連續

請問各位大大
常常聽許多前輩說啥相機拍出來的照片色階連續又綿密，很有立體感，很有臨場感…
但是什麼叫色階連續呢？從google查來的資訊是說，直方圖如果是連續的丘狀就是連續，如果是一根根的就是不連續。
但在照片上呢？連不連續如何判斷呢？
可以的話，可否請大大show兩張圖，一張連續，一張不連續的。因為很多大大都說底片色階連續，X3 CMOS也很綿密，馬賽克CMOS就次之，但這到底怎麼分辨的呢？
(恕小的牛眼，真的不會分，又或許不會分辨是一種幸福嗎？

)

2010-01-22 18:47 #1

文章關鍵字

叫色階

timy555000

40分

2樓

timy555000

個人積分：40分

文章編號：17140354

erir wrote:
請問各位大大常常聽許...(恕刪)

黑>灰>白
黑>深灰>淺灰>白
.............

是這樣的意思嗎?
像漸層那樣,同一種相近的顏色越多越"色階連續"??

Winston, Lin

8分

3樓

Winston, Lin

個人積分：8分

文章編號：17140916

這張是色階不連續的範例嘛?
比較低階的CMOS單眼拍的

imaverygoodboy

58分

4樓

imaverygoodboy

個人積分：58分

文章編號：17141105

erir wrote:
請問各位大大常常聽許...(恕刪)

低通濾鏡RGB的排列方式不同而造成的
X3也有缺點，低光處落弱光處會有問題

至於連續性，14bit的色彩連續性好過12bit

tomzhu

0分

5樓

tomzhu

個人積分：0分

文章編號：17141370

楼主问到一个比较关键的问题了。

什么是色阶连续？首先要谈一下什么是色阶。光线其实是没有色阶这一概念的，因为光线的亮度本身就是连续的。但是当我们进行摄影，特别是数码摄影，我们实际上是将现场的光线进行采样（sampling），CMOS参数中的8bit，12bit或者14bit，指的就是采样精度，而采样之后的图像亮度，肯定就已经不是连续的了，以数学的方式说明，即是将采样空间里的无数个点，变成有限个点，以此来节省样本数据量。（题外话，这也是为什么说任何东西经过数字化之后就丢失了绝大部分细节的原因，也正是因为数字化丢失了巨量的细节，因此数码的处理速度远远高于模拟的处理数度）。

那么，为什么丢失了绝大部分细节的数字化处理方式，仍然能够得到流行？除了处理速度快意外，主要是因为人类肉体本身的弱点决定的。

以摄影来说。

其一，即使我们观察自然光线，巨量的信息向我们铺面而来，但注意，人类肉眼的分辨率是有极限的，人类大脑处理的数度也是有极限的，因此我们在观察的过程中，本身就进行了取样，亦即是说，丢掉细节。

其二，即使我们将自然光线一丝不漏地保存下来，然是当我们进行输出的时候，不论是在显示器上输出，还是在打印机上进行输出，现时现代的技术决定了，输出阶段也必然丢失大量的细节。

那么，按照木桶原理，最终的效果是取决于最短的那块木板，如果摄影技术最后总是要人来看的话，那么无论如何我们也无法得到完整的细节，从成本的角度而言，技术发展的高度只要超过人眼就好了，如此一来，对肉眼来说，取样和现场其实毫无分别。

-------------------------正式解答分割线--------------------------------------------

上面说了一些背景知识，现在进入正题。

按照现时的商用电子感光技术，已经能做到14bit的取样率，而我们绝大部分的显示器输出都是在8bit以下的（32位色），因此，照道理来讲，我们在照片上应该很难分辨照片亮度的不正常才对。

但实际上，有几点限制了电子感光片发挥最大功效：

1，摄影镜头。所有的光线都是经过镜头然后汇聚到感光片上，在镜头上不可避免会损失一些光线，造成的影响是，某些颜色在某些亮度上无法被底片感光。

2，马赛克CMOS的滤光片，以及低通滤镜，以及微透镜，这些都是会损害现场颜色的纯净度的。

3，CMOS的质量也会造成某些部分的亮度与现场不符。

总之这些工艺和技术原因污染了采样之前的光线。

意即，本来有一些光线的，在底片上可能却无法感光，或者是本来有某些颜色的，在底片上却无法感光。诸如此类的污染。因此最后的成像实际上是有了一种“色阶压缩”的效果，即黑色被记录成深灰色，白色被记录成浅灰色，RAW原片往往看起来发灰，就是这个原因。

由于色阶压缩的影响，实际上，标称14bit的CMOS，往往可能只能利用到10bit以下的色阶。

那么在进行后期显像处理时，往往会进行反向操作，即色阶扩张。在Photoshop里面有一个功能大家一定要多使用，即“Auto Level”，这个功能将被压缩了的色阶重新插值扩张到完整的亮度域，因此经过auto level之后，照片看起来会通透得多。

-------------------重点分割线-------------------------------

重点来了，既然是插值，那么肯定会不准。

已实际环境做例子，现场的光线从0线性增加到255，被CMOS记录了6个点，即30,70,110,150,190,230，那么原片看起来肯定是发灰的，因为已经丢弃了0-29和231-255的色阶。那么再经过auto level扩展到0-255，那6个点的色阶变成了0,51,102,154,205,255。

这时照片看起来就通透多了。但大家注意到没有，6个点之间的亮度差异变大了。

因此原来我们肉眼看起来觉得连续的亮暗过渡，现在也许就不再那么连续了。

以上就是所谓的色阶连续问题。

timy555000

40分

6樓

timy555000

個人積分：40分

文章編號：17141641

tomzhu wrote:
楼主问到一个比较关键...(恕刪)

翻譯如下:

樓主問到一個比較關鍵的問題了。

什麼是色階連續？首先要談一下什麼是色階。光線其實是沒有色階這一概念的，因為光線的亮度本身就是連續的。但是當我們進行攝影，特別是數碼攝影，我們實際上是將現場的光線進行採樣（sampling），CMOS參數中的8bit，12bit或者14bit，指的就是採樣精度，而採樣之後的圖像亮度，肯定就已經不是連續的了，以數學的方式說明，即是將採樣空間裡的無數個點，變成有限個點，以此來節省樣本數據量。（題外話，這也是為什麼說任何東西經過數字化之後就丟失了絕大部分細節的原因，也正是因為數字化丟失了巨量的細節，因此數碼的處理速度遠遠高於模擬的處理數度）。

那麼，為什麼丟失了絕大部分細節的數字化處理方式，仍然能夠得到流行？除了處理速度快意外，主要是因為人類肉體本身的弱點決定的。

以攝影來說。

其一，即使我們觀察自然光線，巨量的信息向我們鋪面而來，但注意，人類肉眼的分辨率是有極限的，人類大腦處理的數度也是有極限的，因此我們在觀察的過程中，本身就進行了取樣，亦即是說，丟掉細節。

其二，即使我們將自然光線一絲不漏地保存下來，然是當我們進行輸出的時候，不論是在顯示器上輸出，還是在打印機上進行輸出，現時現代的技術決定了，輸出階段也必然丟失大量的細節。

那麼，按照木桶原理，最終的效果是取決於最短的那塊木板，如果攝影技術最後總是要人來看的話，那麼無論如何我們也無法得到完整的細節，從成本的角度而言，技術發展的高度只要超過人眼就好了，如此一來，對肉眼來說，取樣和現場其實毫無分別。

-------------------------正式解答分割線--------------------- -----------------------

上面說了一些背景知識，現在進入正題。

按照現時的商用電子感光技術，已經能做到14bit的取樣率，而我們絕大部分的顯示器輸出都是在8bit以下的（32位色），因此，照道理來講，我們在照片上應該很難分辨照片亮度的不正常才對。

但實際上，有幾點限制了電子感光片發揮最大功效：

1，攝影鏡頭。所有的光線都是經過鏡頭然後匯聚到感光片上，在鏡頭上不可避免會損失一些光線，造成的影響是，某些顏色在某些亮度上無法被底片感光。

2，馬賽克CMOS的濾光片，以及低通濾鏡，以及微透鏡，這些都是會損害現場顏色的純淨度的。

3，CMOS的質量也會造成某些部分的亮度與現場不符。

總之這些工藝和技術原因污染了採樣之前的光線。

意即，本來有一些光線的，在底片上可能卻無法感光，或者是本來有某些顏色的，在底片上卻無法感光。諸如此類的污染。因此最後的成像實際上是有了一種“色階壓縮”的效果，即黑色被記錄成深灰色，白色被記錄成淺灰色，RAW原片往往看起來髮灰，就是這個原因。

由於色階壓縮的影響，實際上，標稱14bit的CMOS，往往可能只能利用到10bit以下的色階。

那麼在進行後期顯像處理時，往往會進行反向操作，即色階擴張。在Photoshop裡面有一個功能大家一定要多使用，即“Auto Level”，這個功能將被壓縮了的色階重新插值擴張到完整的亮度域，因此經過auto level之後，照片看起來會通透得多。

-------------------重點分割線---------------------------- ---

重點來了，既然是插值，那麼肯定會不准。

已實際環境做例子，現場的光線從0線性增加到255，被CMOS記錄了6個點，即30,70,110,150,190,230，那麼原片看起來肯定是髮灰的，因為已經丟棄了0-29和231 -255的色階。那麼再經過auto level擴展到0-255，那6個點的色階變成了0,51,102,154,205,255。

這時照片看起來就通透多了。但大家注意到沒有，6個點之間的亮度差異變大了。

因此原來我們肉眼看起來覺得連續的亮暗過渡，現在也許就不再那麼連續了。

以上就是所謂的色階連續問題。

JEFFiso

234分

7樓

JEFFiso

個人積分：234分

文章編號：17142909

樓上已有詳細理論說明, 我用相片來呈現實際現象~
請注意禮車前方的地面差異, 醬子應能瞭解連續色階的重要性~

www.jeffchen.tw

erir

0分

樓主

erir

個人積分：0分

文章編號：17145233

tomzhu wrote:
楼主问到一个比较关键...(恕刪)

感謝大大精闢的解說，也謝謝JEFFiso及其他前輩的指導
再深入請教，所以tomzhu大大的意思是，由於鏡頭的原因，因此14bit可能只能收到10bit以下的細節，所以會有黑變成灰黑的現象，您所舉的例子，在沒有AUTO LEVEL前是比較連續的，但使用後亮度差異更大，雖然更通透些，但色階卻更不連續了嗎？