光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
Professor retired, Department of Photonics, National Chiao Tung University 交通大學光電系退休教授
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光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
2021年2月27日 星期六
第四章 認識數位相機(ㄧ)
在攝影中學習的最關鍵技能之一是「不加思索即可操作相機的能力」。人們花更多的時間想知道要調節哪個控制撥盤以及朝哪個方向調節,從那時起您想要的影像可能稍縱即逝。對於諸如風景之類的表面靜止的物體,可能就像野生動物們快速移動一樣,尤其是當您考慮到光線變化的速度。但是,為了掌握專業水準的攝影,養成本能地使用相機的習慣至關重要,因此需要清楚地了解您的相機!
相機控制及功能
在家裡的一個防潮箱裡,我有一台舊的尼康FM底片相機。多年來,尼康FM相機雖然不算什麼旗艦相機,也算是不錯的。之後,我還用了幾台數位相機和數位攝影機幫小孩紀錄生活的點點滴滴。目前我們使用尼康D750和尼康D800E兩台數位相機以及Sony HDR-CX900E的攝影機。我現在利用底片單眼相機與數位單眼相機來比較一下它們的不同。給尼康FM底片相機的使用手冊只有幾十頁,但尼康D750的使用說明書共有538頁,並有電子書方便隨時查閱。這一點可以說明,數位相機擁有越多功能正變得越來越複雜。
如今,普通的數位相機實際上有十來個按鈕、開關、撥盤和選單選項。那麼問題是,您真的需要了解和理解所有的這些選項嗎?
現代數位相機上的控制在許多按鈕、開關和撥盤上,有一些對拍攝影像至關重要,例如,測光和曝光模式、焦點、檔案類型、白平衡和ISO等。 其餘的都很不錯,如果以JPEG模式拍攝,則可以用來代替後製處理。 但是,除非在特殊情況下大多數可以忽略,尤其是在RAW模式下拍攝的時候。 因此,從本書的這節開始,我將概述相機的基本控制元件,包括它們的作用以及為什麼需要掌握它們。
影像檔案類型
除少數例外,數位影像可以儲存為JPEG或RAW檔案。 您選擇的選項有很大程度上取決於您將影像帶回家後打算如何處理。 一般規則是,您是否只想進行很少或不進行後製,無意出售您的照片,並且沒有計劃列印比A4大的尺寸(大約10×8英寸)照片,則您可以用JPEG模式拍攝。 但是,如果您喜歡後製處理,想要出售您的作品和/或列印超過A4的尺寸,請選擇RAW模式。以下是我提出這個建議的原因。
JPEG:好、壞和醜
將數位影像另存為JPEG檔案時,會發生四件事:
1、相機使用內置影像處理軟體根據影像優化設置處理RAW數據。
2、顏色信息是從原始的12或14位元(數百或數千億個灰階)範圍壓縮的相機拍攝影像到8位元(大約1670萬個灰階)的範圍。
3、使用稱為「有損」壓縮的技術壓縮處理後的影像數據以減小檔案大小。
4、處理後的壓縮檔案儲存到記憶卡。
這些動作有兩個主要優點。首先,由於檔案是在相機內處理的,因此可以將影像很少或沒有額外的計算機(例如Photoshop)處理。換句話說,JPEG是拍立得即時照片的等效數位形式。其次,由於壓縮了影像數據,從而減小了檔案大小,因此與較大的RAW(或TIFF)文件相比,記憶體能夠保存更多數量的影像。
但是,這些動作也有缺點。最重要的是,數位相機中的處理軟體是相對的基本,並且缺乏像Photoshop這樣複雜得多的軟體的處理技巧。簡而言之,如果使用比相機提供更好的軟體來處理影像,您將獲得更好的影像品質。其次,如果在設置任何影像優化(或設置白平衡)時出錯,則修復該錯誤是一項複雜的,有時甚至是不可能的任務。至少,這意味著必須花大量的時間在計算機前試圖在雞蛋裡挑骨頭,這在某個程度上是無法實現的。第三,壓縮JPEG檔案的方法會導致實際數據被永久丟棄。結果,即使在小尺寸列印中不是立即可見的影像品質也會一定程度的降低。
更重要的是,每次處理JPEG影像檔案並以JPEG格式重新儲存時,都會應用相同的有損JPEG壓縮,從而使問題更加複雜。最後,與12或16位元檔案中的4,096或65,536灰階相比,8位元檔案僅包含256階(色階)。這可能會導致在大量處理後的JPEG影像中出現偽像和條紋。
RAW檔案
當以RAW檔案模式記錄影像時,克服了前面討論的所有缺點。在RAW檔案模式下,影像數據未經處理即以原始格式儲存。儘管這意味著必須對數據進行計算機後製處理,但優點是可以使用功能更強大的軟體(例如Photoshop)來執行此操作,從而優化影像品質。
此外,由於數據是以RAW檔案格式記錄的,因此可以在計算機處理期間放棄並重新應用相機內應用的影像優化設置,從而可以在不降低影像品質的情況下糾正某些拍攝時的設置錯誤。更進一步,RAW檔案就像無休止地供應曝光但未經處理的底片,可以多次以任何不同的方式進行處理,而不會失去返回到原始影像的能力。 這樣不僅可以以不同的方式處理影像以獲得不同的效果,而且還意味著當有新的軟體技術可用時,可以使用最新技術對較舊的影像進行重新處理。
最後,由於RAW影像數據以未壓縮狀態儲存,因此不會丟棄任何數據。某些相機提供RAW壓縮選項,可將檔案大小大致減半。但是,RAW壓縮使用可逆(或無損失)算法,這意味著不會丟棄任何數據。
RAW+JPEG格式
當前的許多數位單眼相機都可以同時以RAW和JPEG格式保存影像檔案。這主要是一種商業工具,它允許野外攝影師將影像無線傳輸到遠程站點,以便通過Internet(小尺寸JPEG)即時上傳到Web,同時保留高品質的RAW文件供其他用途,例如上傳到照片庫。
在初學者開始數位攝影時,並還沒有影像處理軟體的知識,選擇儲存RAW+JPEG檔案,可以在處理RAW檔之前即時就有JPEG檔案可用,直到能熟悉使用Photoshop的計算機處理影像為止。此功能的另一種非商業用途是作為備份。如果RAW或JPEG文件損壞,則另一個檔案仍然可用。當然,如果是RAW檔案已損壞,則將無法從JPEG檔案創建RAW副本。但是,總比沒有好。
白平衡
在一天的不同時間(例如日出和中午),不同的天氣條件(例如多雲與晴天)下,以及來自不同的光源(例如自然日光和暗房的連續光照明)的顏色各不相同。光的顏色的技術術語稱為「色溫」,以 為單位。溫度單位 和 的換算: = +273,例如,室溫27 對應是27+273=300 。光顏色的色溫(如右圖標有刻度的曲線)越低,其光譜分佈越偏向於較低頻率(或稱為紅移),紅光的成分增加,藍光的成分減少,讓光線顯得較溫暖,因此稱為暖色光。相反地,光的顏色的色溫越高,其光譜分佈越偏向於較高頻率(稱為藍移),藍光的成分增加,紅光的成分減少,偏藍的光線也稱為冷色光。
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