为什么在RAW拍摄时相机如此宽容曝光过度?


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我发现我的相机(Sony A99)在RAW拍摄时在过度曝光方面非常宽容。我的意思是,我可以停止曝光约一个时间,当我回家进行后期处理时,可以将其曝光不足并取回所有细节。

当然,这在jpeg中不起作用。直方图最右边的区域之外没有任何数据。但是与RAW不同,数据神奇地回到了直方图中。为什么?如果我弄错了,相机会保留我的直方图区域吗?如果是这样,这是否意味着如果我正确拍摄(完全曝光)会失去一些纬度?

另外,为什么只适用于过度曝光?但不是曝光不足吗?我认为我将无法从破碎的黑色区域中提取细节。

Answers:


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这是从原始拍摄中获得的好处之一。

您无法从JPEG恢复突出显示或阴影细节,因为每个颜色分量具有8位色深(1),并且已对其进行映射,因此最低像素值被解释为“黑色”,最高像素值被解释为“白色”。根本没有任何东西低于黑色或高于白色。JPEG的创建者之所以这样做是因为8 bpc足以使人类感知正确曝光的全彩色图像。2人眼的动态范围大于JPEG所允许的范围,但它始终无法看到完整范围。3

大多数具有原始功能的相机能够捕获至少10 bpc。12 bpc +很常见,最好的传感器可能达到14 bpc +。诀窍是,如何利用这个额外的动态范围?在几个设计空间中可以找到一个解决方案:

  • 全范围捕获和显示

    相机的曝光计可以尝试捕获尽可能多的动态范围,并且可以尝试将其全部显示在相机背面的小屏幕上。您的原始处理软件可能会同样尝试在屏幕上显示图像文件中的所有动态范围。保存JPEG时,相机可以以明显的方式映射整个动态范围,从而有效地丢弃传感器中的最低有效位。

    没有人这样做。4

    如果您在日落时拍摄背光灌木的照片,则相机可能会尝试在浓密的深绿色树叶下捕获深灰色阴影中的黑蚂蚁,同时在太阳光碟中捕获太阳光斑细节。

    相机不会这样做,因为生成的图像看起来像条纹的泥浆。人眼无法同时看到蚂蚁和太阳斑的动态范围,因此人脑不会期望看到这些东西。5我们也没有足够好的显示技术来再现物理上正确的图像。6

  • 从中间切

    相反,摄像机可以简单地将其“正确”曝光的概念放在范围的中间,然后从范围的中间提取8位JPEG和屏幕预览。如果您的相机具有12位传感器,则可以有效地为您提供±2档曝光调节范围,因为每1 bpc转换为1档摄影效果。

    我认为这并不是一个完全糟糕的方法,但它不会提供最令人愉悦的图像。这样做的相机公司不会卖很多相机。

  • 黑点和伽玛曲线

    更好的计划是在图像中选择一个亮度级别来调用黑色7,然后选择伽玛曲线以将原始传感器数据重新映射到该8 bpc范围内。

    使用此方法,相机和原始处理软件可以选择将某些原始数据保留在映射范围之外,以便原始图像文件编码的颜色比黑色更黑且比白色更亮。这是您的原始处理软件恢复高光或阴影细节时要从中拉出的区域。

没有通用的授权来强制使用哪种方法,即使存在,现有技术也有很多变化,并且还有更多的空间可以进一步变化。例如,有损DNG使用8 bpc的色彩空间,但是将输入图像数据映射为输出值的非线性方式,您仍然需要一些动态范围,以在通常可见的显示范围之外使用。


脚注:

  1. 那些喜欢一起考虑彩色成像所需的所有三个通道的人也将8 bpc称为“ 24位”。

  2. 在任何时刻,人眼的动态范围都比8 bpc的动态范围小。我们每个通道甚至使用那么多位的唯一原因是,计算机就像数字显示一样,喜欢以8位块的形式处理数据。数十年的历史惯性迫使我们坚持使用8,而不是JPEG 7 bpc或9 bpc变体的所有值。

  3. 如果您的眼睛始终可以使用其全部动态范围,则您无需在中午从昏暗的房屋中走到外面时,或者在黑暗中醒来时打开床头灯时,就不需要斜视一下。

  4. 毫无疑问,这已经在研究实验室中进行了多次尝试。我什至不惊奇地知道,已经公开提供了执行此操作的软件。如果我想准确无误,则必须将句子改写为不太刺眼的内容,例如“没有人在商业上成功地生产出使用这种方法呈现图像的软件或硬件。”

  5. 这是很难制作出优质HDR的部分原因。

  6. 如果我们确实拥有这样的技术,那么您将无法在复制的图像中看着太阳,这比拍照时要多得多。

  7. 或白色,如果您愿意。真的没关系。您可以通过任何一种方式进行数学运算。


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更好的是,索尼A99具有Exmor传感器,该传感器基本上没有ISO。就是说,在后期以几个档位拉动或推动曝光,对噪声的影响与在相同数量的档位处改变ISO相机内对噪声的影响基本相同。
2013年

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更新的答案非常出色!

迷人。如果我拍摄RAW然后导入到Lightroom中,则在使用各种滑块进行调整时是否会自动使用全部原始数据,还是需要更多地使用高级选项?
提请

有时,相机制造商会发明一些奇怪的新原始变体,其中包含与第三方原始处理软件中的功能不符的“功能”,从而迫使您使用专有的第一方软件来使用新功能。Adobe在Lightroom和ACR中增加了一些功能,以适应我的知识几次,但我可能没有做更多的事情。通常,使用Lightroom不需要感到任何重要的事情。
沃伦·杨

@AndrewHeath是的。当我使用佳能在室内进行无闪光拍摄时,通常会在初始默认图像和jpeg相机版本中看到白色的窗户,但随后我向下滑动“突出显示”,突然看到外面的花园里所有的绿色和蓝天。
迈克尔·尼尔森

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相机显示的直方图基于保存RAW文件时生成的相机内jpeg预览。在预览中,数据消失了,无法恢复。但是,该信息仍在RAW文件中。

大多数相机在每个彩色通道中使用12到14位附近,但是JPEG标准仅允许每个通道8位。当您在计算机上显示RAW文件时,每个颜色通道的显示也限制为8位。在计算机上发生的事情与在相机的预览屏幕和直方图中发生的事情相同。通过在后期处理中更改曝光,可以更改每个色彩通道12-14位中的哪8个实际显示在监视器上。通过调整色调曲线,您甚至可以将更多的动态范围压缩为8位。


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动态范围是图像最暗部分和最亮部分之间的差异。JPEG必须用8位信息来表示每种颜色,而原始信息可能会使用更多位(因此可能使用的值也更多)。

相机如何解决位深差异有两个选项。它可以表示每个值的较小变化(较小的步长),也可以表示较大的动态范围。它也可以在两者之间做一些组合。

对于传感器具有较大动态范围的相机,通常会将jpeg聚焦在动态范围的一部分周围,以提供具有有限数量值的平滑渐变。但是原始文件将覆盖传感器的整个动态范围,因此能够存储原本超出JPEG范围的信息(因为它超过了最大8位值)。

RAW文件中的额外净空允许您将点向下移动到可以由JPEG表示的范围内,稍后您可以通过RAW实用程序手动生成该JPEG。


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底线?您正在询问使用相机的动态范围的全部分配,实际上,该范围超出了A99的JPEG调整直方图框架的宽度所建议的范围。

这是在UglyHedgehog上发布的教程,它解决了这个确切的问题。

http://www.uglyhedgehog.com/t-372364-1.html

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