[老狐教程]之《玩轉RAW格式》——基礎篇
作者：Fox_moudle 發(fā)表時(shí)間：2005-3-3
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【關(guān)于本文】
DSLR現在已經(jīng)算是相當普及了，可是關(guān)于Raw格式的問(wèn)題，在國內的各種書(shū)籍里、或是網(wǎng)上，這方面的資料是少之又少。前段時(shí)間相當有幸地拜讀了B R U C E_F R A S E R大師的《R e a l_w o r l d_c a m e r a_r a w_w i t h_A d o b e_P h o t o s h o p_C s》
，并對其中的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際文件的多次驗證。將讀書(shū)筆記及心得整理成該文，希望能給廣大數碼攝影愛(ài)好者帶來(lái)一些有用的信息。另外，假如你對Gamma、Photoshop中的Level、Curve等問(wèn)題有深入了解的話(huà)，閱讀本文會(huì )更容易理解。
一、什么是RAW文件？ RAW文件主要是一種記錄了數碼相機傳感器的原始信息，同時(shí)伴隨著(zhù)一些由相機所產(chǎn)生的一些元數據（metadata，諸如IS0的設置、快門(mén)速度、光圈值、白平衡等）的文件。不同的相機制造商會(huì )采用各種不同的編碼方式來(lái)記錄raw數據，進(jìn)行不同方式的壓縮，個(gè)別還甚至對raw數據進(jìn)行加密。所以，不同的制造商對各自的raw文件采用不同的文件擴展名，如Canon的.CRW、Minolta的.MRW，Nikon的.NEF，Olympus的.ORF等，不過(guò)其原理和所提供的作用功能都是大同小異的。
二、為何要選擇RAW格式？
答案是非常簡(jiǎn)單的，我們來(lái)看一下在絕大部分數碼相機內部，拍攝JPG的話(huà)，其生成過(guò)程是怎樣的。
從CCD/CMOS得到原始Raw數據后，把之前設置好的各項參數，如sRGB或是Adobe RGB的色彩空間、銳化值、白平衡、對比度、降噪等，更多的是再加上一條強S形的曲線(xiàn)（提亮亮部、壓暗暗部）進(jìn)行變換（為什么要這樣？這是因為CCD/CMOS捕獲光子能量是基于一種線(xiàn)性Gamma（Gamma 1.0），可是人眼對光的感覺(jué)的卻是非線(xiàn)性的，如果不進(jìn)行這個(gè)操作的話(huà)，圖像是暗得沒(méi)法看的。并且不清楚原因的人看了后絕對不會(huì )去買(mǎi)數碼相機，廠(chǎng)商恐怕要倒閉了），得到變換后的圖像，再按照你所設定的JPEG質(zhì)量（諸如SHQ、HQ、M、S）進(jìn)行壓縮，得到JPG文件。
而拍攝RAW格式的話(huà)，機身上的所有設置除了ISO、快門(mén)、光圈、焦距之外，其它設定一律對RAW文件不起作用，因為上述的色彩空間、銳化值、白平衡、對比度、降噪等的所有操作必須在轉換Raw時(shí)才指定，一切都由你自己控制。
打個(gè)最簡(jiǎn)單的比方，拍JPG就像是自己拍照，然后拿給相機制造商的打片手來(lái)幫你出片；而拍RAW格式則是自己拍照、自己沖洗底片、自己出片。（看看為什么Olympus Studio中把英文版的“Raw Development”翻譯成中文版的“Raw顯像”就知道了）
也許有很多人對后期的處理（或是對PS）嗤之以鼻，覺(jué)得前期拍攝時(shí)相機后面的腦袋是最重要的。沒(méi)錯，對于這一點(diǎn)，本人也十分贊同?？墒?，既然有前期那種認真對待攝影的精神，為什么就不能把這種態(tài)度用后期制作上去呢？以前我們一直埋怨拍的片子被沖印店的打片手糟蹋，于是轉向拍翻轉，算是讓自己有了更大部分的操控權?，F在到了數碼，從頭到尾都可以讓自己完全控制，又為何要將其拒之千里之外呢？況且，更是由于數碼的原因，假設后期出片（這里指的不是PS，而是相當于底片顯影的過(guò)程）不認真處理的話(huà)，前期付出的努力再多也可能沒(méi)法弄出真正質(zhì)量高的片子。
三、關(guān)于傳感器
主流的數碼相機傳感器，主要有CCD、CMOS和Foveon X3。對于Foveon X3的工作方式，可自行到Foveon的主頁(yè)上去查閱，這里主要只簡(jiǎn)單地講一下CCD/ CMOS的工作方式，對我們使用raw就已經(jīng)足夠了。
數碼相機傳感器是由橫豎兩個(gè)方向密集排列的感光元件（CCD或CMOS）組成的一個(gè)二維矩陣，常見(jiàn)的有如下圖示的Bayer模式的排列方式，每個(gè)CCD就對應一個(gè)像素。其中R感應紅光、G感應綠光、B感應藍光，而在Bayer模式中G是R和B的兩倍（因為我們的眼睛對綠色更敏感）
圖1
在矩陣內的每個(gè)CCD或CMOS只是用來(lái)感受光子的能量，因應進(jìn)入光線(xiàn)的強度而產(chǎn)生對應比例的電荷，然后將這些電荷信息匯集并經(jīng)過(guò)放大，儲存起來(lái)。而應當知道的是，raw紀錄的只是每個(gè)像素位置的電荷值，它是沒(méi)有記錄任何的顏色信息的。所以CCD是“色盲”的，也就是說(shuō)：
RAW文件只是灰度文件而已！
我們可以這樣去想象一下充滿(mǎn)電荷的CCD/CMOS，就像下圖一樣：
圖2
因此任何一個(gè)RAW Converter（如Photoshop的Camera RAW Plugin，Bibble、Phrase One C1 Pro、RawShooter essentials 2005，各廠(chǎng)商自帶的Raw轉換軟件等）的作用就是將這些像素所記錄的亮度信息轉換成為肉眼所能看見(jiàn)的顏色信息，至于不同的制造商是如何排列傳感器矩陣上的RGB或CMY的問(wèn)題，我們不需要去關(guān)心，只要所使用的軟件能夠支持你的數碼相機，就說(shuō)明他已經(jīng)了解這個(gè)問(wèn)題，知道該怎么去詮釋和處理每個(gè)像素上的亮度值。
由于現在的CCD/CMOS與Foveon X3的原理不一樣，所以對于CCD/CMOS而言，要獲得一個(gè)像素上的顏色值，必須從鄰近的像素中獲取信息來(lái)進(jìn)行一種叫做“反馬賽克”的運算（Foveon X3可不需要這樣），從而得到該位置的顏色值。當然，除此之外，RAW Converter所控制的事情還有下面的這些，而這些也是我們在操作Raw的時(shí)候一定得知道的原理。
●白平衡——我們的眼睛能夠自動(dòng)的適應不同的環(huán)境光線(xiàn)，把最亮的地方解釋成白色，其他的顏色依序地去解釋?？墒莻鞲衅鲄s沒(méi)有人眼的這種功能，它必須知道到底多亮才是白色，因此我們需要設定白平衡來(lái)告訴它。在使用Raw拍攝的時(shí)候，傳感器紀錄的只是每個(gè)像素的亮度值，白平衡是作為元數據（metadata）記錄的，用以在后期RAW Converter轉換的時(shí)候用的。也就相當于一個(gè)起點(diǎn)，也可以理解成在轉換函數中的一個(gè)必不可少的參數，少了它，其它的顏色就沒(méi)辦法解釋。之前小革命好像有篇文章關(guān)于拍攝時(shí)白平衡不管設置與否，都可以在后期還原的問(wèn)題。我的看法是在理論上是絕對肯定的，為什么說(shuō)是在“理論上”？從上面的論述就可以知道，白平衡的設置只是在后期轉換時(shí)才參與。所以即使拍攝時(shí)沒(méi)有設置正確的白平衡，只要在后期轉換時(shí)能夠輸入當時(shí)場(chǎng)景的正確的色溫值的話(huà)，絕對是可以還原出原來(lái)的色彩的?？蓡?wèn)題就是，有多少人能夠在轉換時(shí)準確的記起當時(shí)的色溫值。除非在圖片中有一處純白色的參照物，用白平衡吸管吸取該處的顏色就可以正確設置了。這里其實(shí)也告訴了我們一個(gè)值得去嘗試的技巧：拍攝照片時(shí)，在構圖里放置一個(gè)白色物（如白紙，但注意要在不影響構圖的地方，也不能太大面積影響曝光讀數，并且要讓其充分受到現場(chǎng)光線(xiàn)的照射），把它也拍進(jìn)去。后期轉換時(shí)候用白平衡吸管吸取這個(gè)白色物就可以了，然后把白色物這部分裁掉。
可是，對于拍JPG的話(huà)，可不是這么一回事。因為拍攝后，就由相機在內部處理轉換成JPG，也就是說(shuō)它必須要用到色溫值進(jìn)行運算。如果這之前沒(méi)有設定好白平衡的話(huà)，那肯定是要偏色的。
●色彩演繹——假如你問(wèn)一千個(gè)人哪種顏色是紅色，可能你會(huì )得到一千種不同的紅色。同樣的道理，對于CCD/CMOS而言，它不知道究竟什么才算是紅色、藍色、綠色。因此，我們在轉換RAW文件時(shí)，必須指定紅色、藍色、綠色的定義，也即色彩空間（Color space），不同的數碼相機本身就內置了不同的Color space，如sRGB，AdobeRGB等。對于這點(diǎn)，我的理解是，拍攝RAW格式的話(huà)，相機里面設置sRGB或者是Adobe RGB都是廢的，因為是在轉換時(shí)才將RGB的定義（即目標Color Space，轉換后的文件的Color Space）告訴RAW Converter，因此在轉換RAW文件時(shí)都會(huì )有一個(gè)Color space的選項，是你必須指定這個(gè)目標Color Space的。所以，如果我們是拍攝RAW格式的話(huà)，不要再問(wèn)到底要設置成sRGB或者是AdobeRGB了，喜歡的話(huà)，甚至可以轉成ProPhoto RGB也可以！拍JPG的話(huà)恐怕對圖像質(zhì)量的追求也不是很高，所以就用sRGB算了。
●Gamma 校正——首先你應該先知道什么是Gamma，相關(guān)的資料可以自己上網(wǎng)搜索一下。數碼RAW格式的拍攝是采用線(xiàn)性的gamma (即gamma 1.0)，可是人的眼睛對光的感應曲線(xiàn)卻是一“非線(xiàn)性”的曲線(xiàn)。所以RAW Converter會(huì )在轉換時(shí)都會(huì )應用一條Gamma曲線(xiàn)到Raw數據上（簡(jiǎn)單的理解，就是相當于對原始數據進(jìn)行一個(gè)f(x)的變換，并且注意，f(x)并不是一次的線(xiàn)性函數），來(lái)產(chǎn)生更加接近人眼感應的色調。
●降噪、抗鋸齒和銳化——當圖像細節剛好落在CCD矩陣中的單位像素上，或者假設落在了一個(gè)R-感光像素和B-感光像素上時(shí)，問(wèn)題就出現了。該細節處的真正的顏色光靠“反馬賽克”運算是很難準確地還原出來(lái)，也就是說(shuō)細節會(huì )有所丟失。因此，大部分的RAW Converter都會(huì )在轉換的時(shí)候進(jìn)行一系列諸如邊緣檢測、抗鋸齒、降噪以及銳化等操作。而由于不同軟件所采用的算法未必相同，因此使用不同的RAW Converter出來(lái)的片的細節也不一樣的原因就在于此。
哎，打了那么多的字，真的好累了。其實(shí)關(guān)于Raw要說(shuō)的還有太多太多，我在做筆記的時(shí)候是直接把原文（英文，全書(shū)254頁(yè)，關(guān)于Raw的內容就100多頁(yè)）摘錄下來(lái)的，所以在寫(xiě)這篇文章時(shí)一邊看著(zhù)英文一邊思考來(lái)寫(xiě)的，甚是痛苦。雖然，如果能夠明白Raw相機內部的工作原理的話(huà)，以前的所有問(wèn)題可以迎刃而解。但也許對大多數閱讀這篇文章的人來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是要知道怎么用好（轉換好）Raw，所以原理的東西不再多講（涉及較多的數學(xué)原理）。假如以后有精力的話(huà)再寫(xiě)一篇：[老狐教程]之《玩轉RAW格式》——軟件篇，專(zhuān)門(mén)介紹Camera Raw 2.4。最后，把大家必須知道的關(guān)鍵性的東西列出來(lái)（以Camera Raw 2.4 for Photoshop CS Plugin 為例）：
圖4
1、任何的操作，能夠用Camera Raw進(jìn)行的，都不要留到轉換后到PS中去操作。這里的原因我只簡(jiǎn)單地說(shuō)：轉換前和轉換后的操作有根本性的區別，轉換前的各種操作，實(shí)際上是在定義一系列的參數（如色彩空間、銳化值、白平衡、對比度、降噪等），然后交給轉換函數（其實(shí)就是Dcraw，一個(gè)開(kāi)源軟件，Dave Coffin。他有多厲害，看看下面這些RAW Converter軟件，都是基于Dcraw：Adobe Photoshop、Bibble、BreezeBrowser、Conceiva Lightbox、 cPicture、dcRAW-X、Directory Opus Plugin、dpMagicGraphicConverter by Thorsten Lemke、IrfanView、IRIS image processor for astronomers、Lightbox、 Photo Companion、Photo Jockey、PhotoReviewer、PolyView、PowerShovel-II、 RawDrop、RawView、SharpRaw by Duane DeSieno、SilverFast DCPro、ViewIt、 Viewer n5、VueScan）進(jìn)行運算，生成目標像素的顏色信息。相當于一個(gè)f(x)，f(色彩空間的定義，銳化值，白平衡，對比度降噪)= 目標像素的顏色，只要這個(gè)顏色值不超出目標色彩空間的色域，它就是有效的顏色信息。但如果是轉換到較小的色域中，是會(huì )出現部分顏色被裁掉（即目標像素的顏色超出了色彩空間（如把一副包含顏色信息相當豐富的圖像轉換到sRGB的Color space時(shí)）?？墒窃趫D像已經(jīng)轉換（顯影）后，再到PS中操作的話(huà)，如Level、Curve，Hue/Saturation等，都是基于目前已有的像素顏色值進(jìn)行操作，而且是非線(xiàn)性的操作，必然會(huì )造成不可逆的信息損失。舉個(gè)例，一個(gè)非線(xiàn)性的轉換f(x)=x^2（x的平方），x=3或x=-3，得到的結果都是9，必然有顏色信息被壓縮。又如，Camera Raw 2.4中所提供的Exposure、Shadows所提供的作用相當于PS中Level里面的White Point和Black Point，那么假設我們把亮度值為245的點(diǎn)設為白點(diǎn)（255），在Level中的結果是從245到255兩度的點(diǎn)全部變成白色，這好像問(wèn)題不大?？墒亲钪旅木褪?，原來(lái)從0到245之間的點(diǎn)都被拉伸成0到255，那中間沒(méi)有的顏色信息從何而來(lái)？那些就是“捏造”出來(lái)的顏色，采用插值的算法算出來(lái)的。這也就是為什么應用完Level后再看一下直方圖會(huì )看到中間有很多不連續的斷線(xiàn)（這里我不上圖說(shuō)明了，如果對PS的Level相當熟悉的話(huà)，應該能理解）?？墒?，如果在Camera Raw中設定Exposure有什么不一樣呢？在Camera Raw中實(shí)際上只是給定了一個(gè)參數值，讓函數去把所有的像素重新計算，因此得到的是有效的像素顏色信息。
2、關(guān)于銳化的問(wèn)題，是用軟件（Camera Raw 2.4）自帶的銳化功能好還是PS中的Unsharp Mask好？答案絕對是軟件（Camera Raw 2.4）自帶的銳化功能。……在圖像中，邊緣是由灰度級和相鄰域點(diǎn)不同的像素點(diǎn)構成的。因而，若想強化邊緣，就應該突出相鄰點(diǎn)間的灰度級的變化……(《Delphi 數字圖像處理高級應用》劉駿)，也就是說(shuō)，銳化的算法，一般是通過(guò)對灰度值進(jìn)行運算的。那么，不用解釋?zhuān)阋仓繮S中的是對以轉換后的像素值（已有的像素基礎上）進(jìn)行操作。軟件自帶的銳化功能由有何不同呢？
先說(shuō)銳化過(guò)程：像素灰度化-->邊緣檢測-->灰度強化-->還原出R、G、B分量
而像素灰度化的幾種方法：
1）求出每一個(gè)像素點(diǎn)的R、G、B的平均值，然后把這個(gè)平均值賦給該像素點(diǎn)的R、G、B三個(gè)分量
2）求出每一個(gè)像素點(diǎn)的R、G、B三個(gè)分量的最大值，然后把這個(gè)最大值賦給該像素點(diǎn)的R、G、B三個(gè)分量
3）根據YUV的顏色空間，Y分量的物理含義就是量度，它包含了灰度圖的所有信息。而Y=0.299R+0.578G+0.114B
上面幾種方法，不管RAW Converter采用的是哪一種（甚至是其它的），從灰度的raw數據直接進(jìn)行邊緣檢測，與現將轉換后的像素的R、G、B變成灰度在檢測，你認為那種效果好呢？
B R U C E F R A S E R在書(shū)中對這一問(wèn)題的看法是留下余地到PS中Unsharp Mask（認為Camera Raw 2.4的選項少，只有Sharpness一個(gè)。而Unsharp Mask有Amount、Radius、Threshold，余地較大）。就這一問(wèn)題，我做過(guò)多次嘗試，從一副飽含細節圖像，經(jīng)過(guò)Camera Raw 2.4銳化后所看到的細節，用Unsharp Mask不管Amount、Radius、Threshold怎么調都出不來(lái)那種效果，要么就銳化過(guò)渡（有些細節就是看不到）。
在這里也教一個(gè)Photoshop做銳化的Trick：把圖像轉成Lab模式，在對L通道進(jìn)行Unsharp Mask，再轉回RGB模式，效果比直接對圖像進(jìn)行Unsharp Mask好。
3、如果只要800X600的片上網(wǎng)交流，把2240 X 1680（甚至更大）的圖片Resize到800X600，原圖是否需要先銳化呢？縮小以后不是什么都一樣嗎？錯！實(shí)踐證明，先用RAW Converter銳化后再Resize，能看到的細節還是能看到。不做銳化的話(huà)是絕對看得出區別的！信不信由你！
4、拿到外面出片的話(huà)選Adobe RGB（在RAW Converter里，不是相機里?。?，上網(wǎng)交流的話(huà)選sRGB，不要先選了Adobe RGB進(jìn)行轉換后，去到PS里面再轉成sRGB！但如果希望轉換后作進(jìn)一步處理，如加框或加簽名等，就先選了Adobe RGB進(jìn)行轉換去到PS里面再轉成sRGB。
5、Depth和第4點(diǎn)一樣。拿到外面出片的話(huà)選16 bits/channel，上網(wǎng)交流的話(huà)選8 bits/channel，不要先選了16 bits/channel進(jìn)行轉換后，去到PS里面再轉成8 bits/channel！但如果希望轉換后作進(jìn)一步處理，如加框或加簽名等，就先選了16 bits/channel進(jìn)行轉換去到PS里面再轉成8 bits/channel（但如果你想用一大堆的濾鏡對圖片進(jìn)行操作的話(huà)，還是直接用8 bits/channel吧，因為PS中很多濾鏡在16 bits/channel下不能用）。
6、如果打算出小圖上網(wǎng)交流，在Camera Raw 2.4中的Size盡可能選最小的直接出（對于正方形的CCD/CMOS像素），不要出原大在PS中Resize縮??！對于Fuji SuperCCD（六角形的）則相反，盡量出大的在PS中Resize縮小。（B R U C E F R A S E R說(shuō)的）
7、Camera Raw 2.4中的Exposure寧減勿加，減的話(huà)能恢復更多高光區細節，加得太大的話(huà)很容易在陰影區產(chǎn)生噪點(diǎn)。
8、Camera Raw 2.4中的Brightness相當于PS Level中的midtone——中灰度；Contrast相當于Curve；Saturation有點(diǎn)類(lèi)似于Hue/Saturation。其中各項的調整所產(chǎn)生的結果如下圖：
圖3
9、一定要學(xué)會(huì )看Raw的直方圖，不管哪一項的調整，注意不要有顏色的溢出（被Clip掉）就行了。
10、Camera Raw 2.4中的Luminance Smoothing對去處大片色塊中出現的噪點(diǎn)相當有效，如藍色天空中的噪點(diǎn)。同樣的噪點(diǎn)，用PS去處的方法是把圖像轉成Lab模式，在對L通道進(jìn)行模糊，再轉回RGB模式。但效果不如Luminance Smoothing好。
11、Camera Raw 2.4中的Color Noise Reduction，這個(gè)不用說(shuō)了吧，去處暗部的噪點(diǎn)。
12、Chromatic Abberation R/C、Chromatic Abberation B/Y是用來(lái)去處紫邊的
13、Vignetting Amount是用來(lái)調整暗角的
總結一下
RAW格式的好處
引用: ◆RAW文件幾乎是未經(jīng)過(guò)處理而直接從CCD/CMOS上得到的信息，為后期處理提供更大的自由度。 ◆RAW文件沒(méi)有白平衡設置，可以任意的調整色溫和白平衡來(lái)進(jìn)行創(chuàng )造性的制作，而不會(huì )造成圖像質(zhì)量損失。
◆電腦上的微處理器來(lái)處理銳化及其它顏色運算來(lái)得更加迅速，也使得更加優(yōu)化或復雜的運算能夠得以實(shí)施。
◆可以轉化成16位的圖像，也就是有65536個(gè)灰度層次可以被調整，這對于JPG文件來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的優(yōu)勢。當需要對陰影區或高光區進(jìn)行細致調整的時(shí)候，這一點(diǎn)非常重要。
推薦幾本書(shū)：
引用:
如果您還沒(méi)有閱讀過(guò)[老狐教程]之《玩轉RAW格式》——基礎篇，請到這里：http://forum.xitek.com/showthread.php?threadid=272600先行閱讀！
【內容概要】
一、人眼與傳感器
二、線(xiàn)性Gamma
三、不要被LCD欺騙了你的眼睛
四、對曝光的指導意義
一、人眼與傳感器
“假如在一杯咖啡里放了兩勺糖而不是一勺糖，你并不會(huì )感覺(jué)甜了一倍；如果你把音量加大一倍，但并不會(huì )感覺(jué)音響加了一倍……”（引自B R U C E_F R A S E R，《R e a l_w o r l d_c a m e r a_r a w_w i t h_A d o b e_P h o t o s h o p_C s》）。對于我們的眼睛而言，當有原來(lái)的兩倍光線(xiàn)進(jìn)入我們的眼睛時(shí)，我們并不會(huì )感覺(jué)到比原來(lái)亮了一倍，而是覺(jué)得更亮了。人的眼睛能夠對光線(xiàn)進(jìn)行壓縮，自動(dòng)的適應各種不同環(huán)境下的光線(xiàn)，并對此環(huán)境下的顏色作出解釋?zhuān)簿褪钦f(shuō)人眼對光線(xiàn)的反應是非線(xiàn)性的。也籍于人眼的這種機能，使得當我們從一間黑暗無(wú)比的房子突然走出到一個(gè)晴天烈日下時(shí)，不至于令我們的眼睛著(zhù)火（想象一下自己是否有過(guò)這樣的經(jīng)歷，先是覺(jué)得非常耀眼，然后眼睛會(huì )慢慢適應）。而膠片也有類(lèi)似于人眼的這種對光線(xiàn)的非線(xiàn)性的反應。但對傳感器而言，可就缺乏了人眼的這種機能，它對光線(xiàn)的反應是線(xiàn)性的，只用線(xiàn)性方式去計算進(jìn)入的光子數量。所以，對于數碼攝影來(lái)說(shuō)，很多東西都改變了，其中包括我們拍攝時(shí)的曝光。如果繼續沿用膠片攝影的曝光方式的話(huà)，極可能導致兩個(gè)巨大的危險：一是丟失大量的高光細節；二是暗部出現嚴重的燥點(diǎn)。并且對于相機的Bits（位深）是一種巨大的浪費。為什么會(huì )這樣？那就讓我們一起來(lái)了解一下關(guān)于傳感器的線(xiàn)性Gamma。
二、線(xiàn)性Gamma
我們先來(lái)看兩幅圖：
圖1
圖2
圖1是直接作線(xiàn)性轉換（Gamma 1.0）出16 bits/channel后的圖；圖2時(shí)經(jīng)過(guò)Curve作Gamma校正后的結果。為什么會(huì )出現圖1的情形呢？這是緣于Sensor只是記錄到達其上的光子數量，然后根據其數量作了一個(gè)正比例變換（如f(x)=2x），將得到的數據進(jìn)行Gamma編碼。傳感器的這種對光線(xiàn)的線(xiàn)性反映被稱(chēng)為Gamma1.0，而人眼對光線(xiàn)的非線(xiàn)性反映通常在Gamma2.0到3.0之間。目前的DSLR大多數位深只有12 Bits，專(zhuān)業(yè)機型可達到14 Bits。據說(shuō)目前還沒(méi)有真正的16 Bits的傳感器。如下圖3，我們以12 Bits的傳感器為例：
圖3
傳感器采用12 Bits，即2^12=4096個(gè)levels來(lái)對采集到的數據進(jìn)行編碼。當有能夠另到Sensor溢出的光亮進(jìn)入時(shí)，這時(shí)該Sensor上的電荷之上升到第4096的level，也就是說(shuō)第4096的level就表示光線(xiàn)剛好溢出；當進(jìn)光量減少一半，即降低一檔，這時(shí)另到Sensor上的電荷之上升到第4096的一半位置，即第2048的level處，因此第2048的level就表示比過(guò)曝-1檔的光量。而在過(guò)曝-1檔到過(guò)曝之間的光量就被記錄在2049~4096之間（共有2^11=2048個(gè)不同的感應級別）；當光量再減低一檔時(shí)，產(chǎn)生的電荷只達到第1024 level的水平，因此第1024 level就代表過(guò)曝-2檔的光量，而介于過(guò)曝-2檔與過(guò)曝-1檔之間的光量就被記錄在1024~2048之間（共有2^10=1024個(gè)不同的感應級別）……以此類(lèi)推，不斷的遞減，過(guò)曝-6檔的光量只用剩下的64個(gè)levels來(lái)記錄。因此，假如對某張照片而言，過(guò)曝-3檔是“正確”的曝光的話(huà)，那么整個(gè)圖像中的大部分信息都被記錄在512~1024的levels中，陰影區的信息記錄在0~512之間，高光和過(guò)曝的信息記錄在1024~4096之間。（到這里先喘口氣，消化完了再接著(zhù)下去）
接下來(lái)分兩種情形：
1）16 bits/channel的輸出。由于16 bits/channel每個(gè)通道有65536個(gè)亮度層次，而PS基于不知名的原因只使用0~32768共32769個(gè)亮度層次來(lái)處理16 bits/channel的圖像。但這也關(guān)系不大。由于DSLR只有12 Bits的位深，即只有4096個(gè)亮度級別，因此Raw數據如果不經(jīng)Gamma校正（或線(xiàn)性轉換）直出的話(huà)，那么正如下面的動(dòng)畫(huà)所示那樣，所有數據被搬到0（黑）~65536（白），并對齊0起點(diǎn)。因此直方圖中大量的數據集中在前1/3處。這就是Sensor所看到的樣子（圖1）。而圖2時(shí)經(jīng)過(guò)Gamma校正后適合我們觀(guān)看的“正常”的樣子。
圖4
2）8 bits/channel的輸出。由于8 bits/channel每個(gè)通道只有256個(gè)亮度層次，因此將4096個(gè)levels數出成256個(gè)levels的時(shí)候，必然要將4096個(gè)亮度級別進(jìn)行壓縮（2^12-->2^8）。所以在這過(guò)程中造成的是幾何級數的信息損失。并且，由于數據被壓縮后，能夠充滿(mǎn)整個(gè)0~255的區間，所以只轉8 bits/channel的圖像不會(huì )像轉16 bits/channel世出現那么暗的現象，看起來(lái)是“正常的”。
圖5
三、不要被LCD欺騙了你的眼睛
按照前面的說(shuō)法，為何我們在DSLR上的LCD看到的圖案卻不會(huì )偏暗，而且直方圖也很正常呢？
圖6
其實(shí)我們所看到的直方圖是經(jīng)過(guò)了加工的，也就是說(shuō)源直方圖真實(shí)的樣子就像圖1那樣?？扇绻眉铱吹綀D像是那個(gè)樣子的話(huà)，誰(shuí)還敢用呢？因此，在圖像被顯示到LCD之前，絕大部分的DSLR先對原數據進(jìn)行Curve變換（會(huì )不會(huì )有些用Linear Profile，我不知道）后，將其“正?；?#8221;后顯示出來(lái)。（所以拍JPG免不了要遭遇這一過(guò)程以及以上2）的一劫）。因此，把ISO設置成100，拍出來(lái)的結果可能相當于使用ISO 125時(shí)的結果?；ㄐr(shí)間好好地把原來(lái)的“ISO 100”，這絕對是有必要的。
四、對曝光的指導意義
人的眼睛對高光區層次的敏感度要遠低于暗部層次的敏感度。而如前所述，Sensor由于其線(xiàn)性感應，使用了大量的levels（Bits）來(lái)紀錄高光區段的細節層次。這就是為什么國外的攝影師會(huì )提出一句話(huà)叫“Expose to the Right”,語(yǔ)意雙關(guān)，Right既指正確，也指右邊。就是數碼攝影里要盡量向右曝光，讓直方圖中的右邊部分獲得盡可能多的信息。如果曝光不足的話(huà)，原本應該被記錄在中間王有的高光區信息被壓縮到了中間往左的區間紀錄，levels少了，層次當然少了；而暗部信息由于本身levels少，再加上曝光不足，加上記錄到的信息更少，因此不可避免的產(chǎn)生大量噪點(diǎn)。而為什么之前“基礎篇（一）”里說(shuō)到在Camera Raw中的Exposure寧減勿加（？？不要弄混了喔?。┘僭O一張正常曝光的圖像，其直方圖兩端邊界均有少量數據到達邊緣，即圖像中的極高光和極陰暗區。如果這時(shí)令Exposure加得過(guò)分的話(huà)，含豐富levels的高光信息必然向右溢出（丟失），而levels極少的暗部區必須要往右邊levels多的區域拉，這當中必然要憑空捏造一些顏色出來(lái)，因此噪點(diǎn)增加。不過(guò)，具體問(wèn)題、具體分析。假如一張圖真是欠曝得厲害的話(huà)，還是得適當的增加Exposure及調整Contrast來(lái)補救了！
基礎篇到此收筆了，相信這兩篇文章如果都看懂的話(huà)，已經(jīng)足以應付各種Raw Converter的各項調整了，基本上都是大同小異的。在此也感謝試試DX從旁指點(diǎn)解惑，也感謝各位閱讀本文，希望能從中有所收益！
