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Nuke中对数的用途是什么?胶片特性曲线详解!

发布时间:2019-10-07 17:37:11

LOG是由Kodak公司研发的专门适用于胶片数字化的色彩空间定义。将12-14 bit的胶片扫描结果按照对数方式变换到10bit Log(对数)空间,可以在减小数据存储量的同时很好地保留原始底片的色彩信息。如图4.067所示,这两张图像都是电影《第九区》中的镜头,可以看到,两张图像的颜色都比较暗,而且显示效果比较灰,没有对比。这就是Log(对数)空间下的图像显示效果,但由于大部分制作系统都工作在线性空间下,所以10 bit log往往给制作环节造成了较多困扰。

1.胶片特性曲线(Characteristic Curve)

观察图4.068,我们会发现图中坐标系上有一条上下呈弧形而中间较为平直的红色曲线,这条曲线称为胶片特性曲线。这里来简单介绍一下这条特性曲线。


胶片感光材料的乳剂层经曝光和显影加工后,它的透明程度会由于金属银的积淀而降低。乳剂层透明度的降低又与许多因素有关,在标准冲洗过程的前提下,曝光量(H)就成了影响透明度最重要的因素。为了寻找乳剂层透明程度与曝光量之间关系的数学公式,19世纪90年代,英国两位学者(化学家H-Hurter和工程师V-Driffield)用了约十年时间,终于找到乳剂层中沉淀的金属银的密度与曝光量在适当条件下的显影程度之间的比例关系,并建议用曝光量的对数和密度的对数(即阻光率)作为横纵坐标描述它们之间的关系。这个坐标系后来被称为H-D曲线,也称为特性曲线,或者称为曝光量-密度曲线许多地方也直接叫密度曲线(Density Curve)。

由于曝光量通常用H来表示,特性曲线的横标就是1gH,所以H-D曲线实际是一语双关,既指Hurter Difield曲线,也可以理解为曝光量(H)-密度(D)曲线。

实际上,特性曲线描述的就是胶片显影后不同曝光量与相应密度的关系。密度值来源于一系列胶片试条,这些试条经精确校正的感光计(Sensitometer)曝光,然后按照严格标准进行冲洗。每个试条上的度(E,单位是勒克斯lux)乘以曝光时间(t,单位是秒sec)得到曝光量(H),即H等于乳剂层上所受光的照度(E)和照射时间(t)的乘积(H-E*t),单位为勒克斯-秒(lux-sec),也就是单位面积乳剂层上接受的总光量。

Tips:勒克斯(Lux)是指一支标准蜡烛在一米距离产生的照度。如果胶片在距离标准蜡烛一米曝光一秒钟,那么胶片接受的曝光量就是1 lux-sec.

将H除以10为底的对数(即IgH)绘制横坐标,以密度(D)绘制纵坐标得到的曲线即为测试胶片的特性曲线。

2.胶片特性曲线分解

胶片的特性曲线一般可以分为5区:最低密度区(D-min)、趾区(The Toe)、直线区(Straight lime)、肩区(The Soulder)和最高密度区(D-max)。可以参考图4.068中标识的区域

(1)最低密度区

最低密度区又称无响应区,是指胶片片基的密度与未曝光的卤化银显影后得到的密度,这个区的密是衡定的。

对于黑白胶片,这个区也被称为灰雾(Fog),指的是未经曝光而显影产生的净密度。

对于彩色胶片称为最低密度(D-min)。

(2)趾区

趾区又称曝光不足区。这个区曲线的斜率随等量增加的曝光而逐渐增加,换句话说,当曝光量以等量增加时,密度的增量却是逐渐增加的,增加的幅度与曝光量不同步。如果影像出现在这个区域,影像的密度将不能得到正确的再现,导致影像失真,层次也因为对比小而表现得较为平淡,暗部缺乏细节。

(3)直线区

直线区又称正常曝光区,这个区曲线的斜率是相对恒定的,密度随曝光量对数值增大而等速增加。

这个区可以正确地反映影像的影调、细节、层次,因此为了获得最佳影像效果,摄影师一般会把图像中所有重要的信息和细节都放在这个区。

(4)肩区

肩区又称曝光过度区,这个区随曝光量增加,曲线的斜率逐渐减小,当再增加曝光,密度不再增i,将达到胶片的最大密度(D-max)。这个区通常是景物的高光区,所以往往会造成高光部分没有细节,曝光过度的同时也会造成胶片颗粒变粗。

(5)最大密度区

最大密度区所有卤化银或者染料都已曝光,再增加曝光并不增加密度,这是一种胶片所能达到最大的密度,对于胶片,D-max一般不会超过4.0.

下表展示了胶片的密度D与曝光量H、场景亮度和快门速度,还有对制作最重要的Log Code之间的对照关系。通过这个列表可以更清楚各个数据之间的联系,知道在拍摄胶片时,如何控制好快门速度以得到正确的胶片曝光。通过标记区域所标记的名称,还可以知道胶片由暗到明,究竟分为哪些阶段与等级。


3.Log对数空间下的数值Log Code Value这里来看一下Log code值同密度之间的换算公式

Log code value = 95 + 500*density above base ensity above base = Log code value/500-0.19通过这个公式可以求出Log code值,这个值用于计算在Log(对数)空间下图像的数值。正如前面所介绍的,通常使用的电影扫描格式为Cineon或DPX,它们都是使用每通道10bits位深,数据(Log Code Value)分布在0-1 023之间。

Tips:在Nuke中可以通过单击Viewer[视窗]右下角的[向下箭头]菜单来选择使用何种单位模式来查看图像数据值。如图4.069所示,当前选择的就是Log-Log code value.

如图4.069所示,当选择使用Log code来查看图像数值时,Viewer[视窗]底部会显示光标所指当前像素的log值。