Vad är begreppet 18% grå i fotografering?

Det dynamiska området för det verkliga ljuset utanför är så otroligt stort och detaljerat att det helt enkelt finns för mycket data för en organism att bearbeta i tillräckligt snabb takt.

Så våra hjärnor var tvungna att anpassa och fördela deras processorkraft på ett sådant sätt att vi kunde märka mer subtila skillnader i luminans där det var viktigast för vår överlevnad och i mindre grad där det betydde mindre.

På grund av hur ljuset sprids naturligt märker vi också att det för två gånger avståndet från en ljuskälla blir ett objekt alltid fyra gånger mindre ljus:

Så i exemplet ovan är det första torget vid 1 yard fyra gånger så ljust som någon av dessa fyra rutor på 2 yards. Men rutorna på 2 meter är inte fyra gånger så ljusa som fyrkanterna på 3 yards: vid 2 yards är de faktiskt fyra gånger så ljusa som rutorna på 4 yards (dubbelt så långt). Så om våra hjärnor hade behandlat ljus linjärt skulle vi inte märka många av dessa subtila skillnader på den högra halvan av en bred scen som denna.

Denna typ av influenser utvecklade våra hjärnor och ögon på ett sådant sätt att det gav oss en erfaren vision som lägger mer tonvikt mot de mörka områdena (och mot färgen grön). Vi upplever medvetet ett dynamiskt intervall på cirka 10–14 EV-stopp när som helst. När vi också tar hänsyn till våra ögons förmåga att förtränga eller utvidga våra elever genom tiden har vi faktiskt ett mycket större dynamiskt omfång än så. Vi fuskar faktiskt våra kameror till HDR-bilder med det tricket.

Men detta skapade en ljusupplevelse för oss det känns att vara ungefär 50% grå (vilket av uppenbara skäl inte är lätt att sätta ett hårt tal på), där faktiskt bara cirka 18% av maximal ljusstyrka reflekterades tillbaka från något objekt:

Vet att det händer mycket mer inne i den visuella processorn i våra hjärnor än bara en gammakorrigering. Till exempel tenderar vi att känna att kvadrat B är ljusare än kvadrat A, även om de har exakt samma ljusstyrka:

Men på grund av vår tonvikt på att märka subtila skillnader inom mörka områden kodas JPEG-filer med en gammakurva (gamma 2.2), något som liknar vårt visuella svar, och därmed använder vi halv av alla luminansvärden för endast de första 22% (mycket nära 18%) av luminansen, så vi skulle inte lätt märka någon posterisering där. JPEG-filer lagrar endast 256 ljussteg i sina 8-bitarsfiler (2 ^ 8 = 2x2x2x2x2x2x2x2 = 256 steg).

För att intuitera detta är följande bild hur en normal 8-bitars JPEG med en normal gamma 2.2-kodning ser ut som en grå ramp som har placerat 18% grå precis i mitten, liknande vår erfarenhet av vad vi känna att vara 50% grå:

Om detta istället kodades linjärt (istället för gamma 2.2) i en 5-bitars (istället för 8-bitars) JPEG-fil som därför bara har 32 steg (2 ^ 5 = 2x2x2x2x2 steg), skulle det se ut så här:

Följande är också en 32-stegs 5-bitars (istället för 8-bitars) fil men nu med en normal gamma 2.2-kod:

Du kommer att märka att gamma 2.2-stegen är mycket närmare vad vi känna för att vara lika steg för ökad ljusstyrka. Jämför bara de första stegen med de sista stegen i den andra och tredje bilden (din skärm kan faktiskt krossa de svarta eller klippa höjdpunkterna eller helt enkelt inte visa dem exakt). Men även med endast 5 bitar märker vi mindre dramatisk posterisering mellan steg som var fallet under första hälften av den linjära kodade grå rampen (andra bilden). Linjär kodning lägger bara för mycket tonvikt på ljusa områden för våra mörka partiska hjärnor.

Men naturligtvis vår skärmar måste fortfarande visa 18% grå på samma sätt som det ursprungliga fotograferade objektet var 18% grått. Det spelar ingen roll att denna 18% grå nu har varit lagras inuti en JPEG-fil med RGB-värden nära hälften av de maximala värdena (117 av 255, för att vara exakt). Därför måste dessa filer bearbetas med en invers 2.2 gamma för att återigen kunna presentera den på skärmen som den var i verkliga livet.

Å andra sidan är RAW-filer kodade linjärt (men med mycket, mycket högre bithastigheter på vanligtvis 12-bitars eller till och med 14-bitars!), Eftersom dessa kamerasensorer helt enkelt räknar fotoner, varav RAW-filerna är en "digital negativ". När vi fotograferar RAW är det därför viktigt att fotografera med ”höger förspänd exponering” för att säkerställa att vi tar det första fullstoppet av bilddata och lagrar tillräckligt med detaljer i dessa områden.

Vid efterbehandling kan vi alltid mörkna utan problem, men ljusning ger problem om vi har underexponerat för långt.

Korrekt exponering:

Underexponerad:

Korrigering vid efterbehandling:

Exakt tonåtergivning

Den berömda grå stegkilen Kodak Q13 delade första platsen bland de mest fotograferade föremålen i världen, tillsammans med Macbeth ColorChecker:

Kvadrat A är tryckt för att återspegla 89.13% av allt ljus det träffar. Kvadrat M (för mitten) reflekterar tillbaka 17,78% (så nästan 18% grå) och kvadrat B endast 2.24% av det mottagna ljuset.

I tryckvärlden översätts dessa reflektionsprocent tillbaka till ett värde som representerar den optiska bläckdensiteten, där en hypotetisk 100% reflektion (som reflekterar tillbaka hela källans ljus) är lika med 0D, 10% reflektion 1D, 1% reflektion 2D och 0,1% (1/1000: e) reflektion a 3D värde.

A-plåstret i Q13-kortet är inställt på 0.05D och varje nästa plåster är 0.1D högre, så först 0.05D, 0.15D, 0.25D, 0.35D, upp till 1.95D för patch 19.

Men i fotograferingsvärlden tänker vi generellt inte i termer av reflekterad procentandel av ljus eller bläckdensitet, men när det gäller EV stannar vi under klippningens ljusstyrka. Om maximal ljusstyrka för ett foto ställs in vid klippningspunkten är varje halvdel ytterligare ett EV-stopp lägre. Så halvera den maximala ljusstyrkan som är lika med 1 EV stoppa lägre. Hälften av detta (vilket resulterar i 25% eller 1/4 den maximala ljusstyrkan) är 2 EV slutar, hälften av det, 1/8, är 3 EV stopp, etc.

Detta resulterar i 10 EV stannar under maximal ljusstyrka för att vara 1/1024: e 1 / (2x2x2x2x2x2x2x2x2x2) av maximal ljusstyrka, vilket är mycket, mycket nära 1/1000: s ljusstyrka på 3D i densitet i tryckvärlden. Så, 10 EV stannar [matematik] approx [/ matematik] 3D, om det är relaterat till maximal ljusstyrka.

Därför kan vi säga att varje 0.1D-steg mellan varje patch är ungefär 1/3 EV, där det första patchet är cirka 1/6 EV från klippning. Detta översätts tillbaka till RGB-värden (maximalt 8-bitarsvärde 255 dividerat med 10 ^ (bläckdensitet / 2.2)) som skrivs under kolumn 2.2:

Nu, inom Adobe Camera Raw, genom att välja profil "kamera neutral" och sedan gå till fliken "kalibrering" där vi väljer kalibreringsprocess "version 1", kan vi nu ställa in alla skjutreglage till noll för att avbryta alla dolda anpassningar som Camera Raw gjorde i bakgrunden. Vi kan nu gå tillbaka till vår senaste kalibreringsversion (för närvarande version 5), där vi kan vitbalansera för att lappa “M” och ändra exponering och svarta så att histogrammet passar med bara ett lite andningsrum (särskilt höjdpunkterna):

Nu kan vi gå till fliken "tonkurva" och välja "punktkurva" istället för parametrisk, så att vi kan <Ctrl> -klicka på dessa fläckar och ange de RGB-värden som dessa fläckar ska innehålla, enligt tabellen:

Detta är nu en mycket, mycket exakt tonåtergivning, något som vi vanligtvis inte siktar på alls inom fotografering, för det är uppenbarligen en fri form av konst.

Men jag tycker personligen att det alltid är användbart att veta var vi flyttar ifrån när vi är kreativa.

Lämna en kommentar