數位時代應該了解的色彩基礎

west · 發表於 2017-10-6 13:53:33

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數位時代與底片時代，基本上兩者之間大部分的理論沒有改變，比方說：黑白給人中性的感覺、紅黃給予溫暖、藍紫給予冷或乾淨的聯想……等等。那麼不同的地方是什麼呢？

底片的影像形成，是透過膠卷上一層或多層金屬化學成分，受到光的照射而產生變化所產生。因此在國際上，稱這種模式為Photo-Chemical。最早底片上所使用的溴化銀，對於光線非常敏感，受到微量的光線照射就會結晶變黑，經過化學顯影、定影、沖洗，原本平整的曝光面，因光學作用產生結晶，經過沖印的程序將結晶剝離，於是我們有了黑白影像。簡單的來說，影像經過光學鏡頭在底片上的化學金屬上，燒出了一個圖像。

光線中是什麼成分讓底片產生變化？答案就是光子，而我們所在的地球，人類可見光之中的光子有的跑很快，有的比較慢，其中比較接近紫外線（UV）的可見光，它的光波短、頻率較高。而比較接近紅外線（IR）的可見光波長較長、頻率比較低。另外，在不可見光的部份，X 光會破壞底片上的影像，就是因為他的強度與光波，已經超越底片上面的化學物品所能承受。

當我們明白底片的工作原理，就懂得為什麼在使用底片拍攝的時候，非常注重的幾個方面的訓練。ISO / ASA 代表底片對於光線反應的敏感度，片門開角度或快門時間，濾色片對於光子的阻隔...等等。

數位攝影絕大部分科學基礎是來自於底片，只是對光子產生反應從化學改成了電子。兩者性質上差別，造成幾個工作原理的改變：

ISO /ASA 值：電子攝影對於光子的反應成為一種訊號，而不再是化學成分的結晶，不需要調整化學成分來改變對光子的敏感度。同時因為RAW 檔的工作方式，數位攝影機可以取得更多的曝光調整空間。RAW 是感光元件所產生的數據檔案，在拍攝完成之後，還有調整的空間。因此對於復雜、多變的拍片環境，愈多的容錯空間絕對是一項優勢。電子攝影在RAW 工作環境，ISO /ASA 值成為「曝光範圍」的概念，攝影時必須要了解RAW 在拍攝完成後的調整空間。不過拍攝JPG 或媒體檔時，兩者的差異並不大。
數位攝影的顏色產生是與底片完全不同的，電子攝影靠的是Bayering（取名來自發明人Bayer 博士），將感光元件上每一個光感顆粒，將RGB 三原色分析成為不同的數值。

數位取樣模式：數位感光元件將光子轉變成數位檔案時，必須要以數學方式將數據儲存為數據檔案。有關數位取樣，請參考數位取樣文章。數位攝影機等級很多，越高級的攝影機所具備的運算能力越強。低階的攝影機或者是HDSLR 則無法提供強大的運算能力，因此必須要降低檔案取樣能力，也因此我們可以看到4:4:4、4:2:2、4:1:1、4:2 :0...等等不同的取樣。數位取樣越高、檔案越大，後製之前一定要詳細規劃，才能保證工作順暢。
Bit Depth：數位攝影機在數位取樣時，它所採用的運算基礎就跟電腦一樣，所採用的最小單元，就是位元（Bit）。越高階的攝影機，採用的位元組越高。舉例來說：Red Epic 最高為12～16-bit，Arri Alexa 則為12-bit。越高的位元組，所產生的檔案越細緻，同樣檔案也會越大。HDSLR 通常都是以8-bit 為主，已經可以產生非常高的畫質，足以應付目前SD 或者是HD 的播放條件。

8-bit = 每個色彩頻道有2 的8 次方色階，R - 256、G - 256、B - 256。
10-bit = 2 的10 次方色階，R - 1024、G - 1024、B - 1024。
12-bit = 2 的12 次方色階，R - 4096、G - 4096、B - 4096。