gamma校正_Log与Gamma校正视频
要了解Log视频,让我们先从了解摄像机如何捕获视频信息开始。
摄像机与眼睛
当光线进入镜头并到达传感器时,传感器上的每个点都会测量它所接收到的光量,这种测量是线性的,也就是说,光强度的变化与测量后输出的数值相同,并不进行放大或改变。然后,每个像素的信号从传感器发送到图像处理器,并被编码成确切的数值。
人眼不一样,人类的眼睛是无法进行绝对的、独立的光点测量的。人眼使用一种相对的、非线性的方式来感知亮度,从数学上讲,人眼视觉在感知光方面是与对数近似的。
什么意思呢?举例来说,如果你在一个完全黑暗的房间里,此时显然没有任何光线,你什么也看不见。你点燃一支蜡烛,能看见了,相机也能。但如果此时你想要更多的光,你可以再点一点蜡烛,理论上讲,房间中的光子数量增加了一倍,相机感光器会接收到两倍的光线,因为它测量到的就是两倍的光量。然而,你的眼睛只会感觉到亮度只有一些相对的提高,并不会感觉亮了两倍那么多(但也很接近),也没有那么精确。
此时,你点燃了第三根蜡烛,这时区别就大了。相机感光器会收到整整三倍光线的信息,但你的眼睛不会,它会感觉到只有2.5倍那么多。为什么呢?因为三根蜡烛只比两根时多了一半数量(一根)的亮度。
现在你明白线性和非线性的区别了,这就是我们的眼睛与相机的不同。从相机来看,四根蜡烛是两根的两倍亮度,但我们的眼睛认为只有三倍。更进一步时,八根蜡烛时,眼睛会认为只有四倍亮度。
而当增加到第17根蜡烛时,我们会感觉亮度并不会有什么变化了,但相机会继续测量到更多的线性光量的增加。如果我们的眼睛在16至17根蜡烛之间感受不到区别,那99到100根时就更不用说了。
Gamma校正视频
人眼对于不同亮度光线的感知能力是不同的,我们对最亮部分的感知不如对最暗部分,因此,为了使摄像机拍摄的影响『还原』人眼所见的感觉,摄像机同样并不以等分的方式处理光线亮度。
工程师们开发了一种方法,在我们眼睛最敏感的阴影部分尽量保持图像质量,但不增加带宽和使用更多的数据存储空间,这个过程叫伽玛编码,完全由相机内部的一个数学函数计算完成。在这个转换计算的过程中,线性的光线被以非性线对数的比例进行转换,从而保留图像暗部更多的层次细节并将人眼不敏感的高亮区域进行压缩。
然而,经过伽玛编码的图像看上去并不像我们真实生活中看到的那样,它往往看上去是『灰的』,低饱和度、低对比度。为了让它看起来『正常』,我们需要恢复它的线性亮度,这一过程叫伽玛校正。伽玛校正主要发生在用于将图像显示在显示屏上的需要,它与伽玛编码的方向正好相反,从而能『还原』原始亮度。
简单来说,伽玛编码将图像中我们对亮度不敏感的区域的信息舍弃,节省下存储空间来记录我们更为敏感的区域。
Log视频
该Log视频发挥作用了。Log图像的配置文件会在图像处理器对光线信息进行编码之前,将数学函数先应用于图像传感器的输出。虽然这听起来像伽玛编码,但区别在于,对数编码的数学函数是对数曲线(因此得名),这是一条更为激进的曲线,它将亮度信息延伸到更宽的色调范围,这意味着图像的亮度比标准的gamma编码要平坦得多。
这种方法使用更多的数字信息来存储图像的阴影和中间色调,从而以更大的细节保留阴影处的信息。这能使后期制作中的操作更加精确,且不会增加标准gamma编码视频流程的存储需求。因为log格式提供了更细微的亮度层次,你可以更灵活地调整图像的外观,达到想要的效果。
总而言之,Log格式视频就是换了一种不用增大存储空间却能增大存储信息空间的方式来记录光线,并使这种变化对人眼不敏感或不容易被感知到,这与RAW素材产生的作用相同,不同的是它并不增加存储空间,也不需要额外的计算机算力保证,因此可以在更便宜性能中等的计算机上实施。
Log格式视频在后期进行Gamma校正时,通常是通过加载LUT或进行色彩空间转换来进行的,我将在其它文章中详述。
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