校色的奧秘

我們在之前的「顯示色彩的奧秘」一節中提到,一個完整的影像色彩修正必須要有3個要 素:

  1. 適合校色的螢幕
  2. 生成正確的色彩定義檔(ICC profile)
  3. 支援ICC profile的軟體或作業系統

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Ptool更新軔體程序

有關Ptool的參數設定細節,請參考另一篇―Ptool的參數檔

更新軔體除了可以替日文機增加英文介面,提升錄影畫質,還能在PAL與NTSC規格切換;例如自香港平行輸入的繁體中文GX1,其為PAL規格,因此他只提供~25fps(1080p50或720p50)的錄影模式,同時還有30分鐘的錄影限制,經過軔體修改後,即可隨時在PAL與NTSC(~30fps,1080p30/i60或720p60等)間切換,也可以移除30分鐘錄影的限制,台灣與日本地區是屬於NTSC。早期PAL規格的相機,因為與台灣日光燈掃描頻率不同步,容易在室內錄影畫面中產生移動的條紋,這現象困擾著許多人,而NTSC規格比較不容易產生類似的問題,不過後期的機種已經能透過更改快門速度來解決這個問題了。

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顯示色彩的奧秘 v0.3

標準的色彩空間

在了解Raw的運作原理,以及白平衡對於色調的影響之後,接下來我們要從色彩空間說起,色彩空間(color space)的標準始於國際照明委員會(CIE)在1931年經過一系列的實驗與嚴謹的數學方法所定下來的,稱做CIE 1931 XYZ色彩空間。

有關這個色彩空間是如何建立起來,有興趣的人可以去參考維基百科或去網路上搜尋,簡單來說,這個色彩空間裡所包含的色度資訊是人眼所能辨識的範圍,而印刷、以及螢幕的顯示則大多遠小於這個範圍。這也隱含一個意義--就是色彩是有「標準」可依尋的,雖然你看的紅色與另外一個人看的紅色可能稍稍不同,但是就電磁波的波長來說(光是一種電磁波),他們是一樣的,這也就是為什麼CIE 1931色彩空間是以波長來定義邊界,有了這樣唯一的定義,跟顏色有關的準確度就是儀器測量的問題,而不會受到人的感知所影響。

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(圖) 可以看到最大的馬蹄形區域就是CIE 1931色彩空間,他的邊界是由光的波長定義,單位為nm,而內部所畫出的各種多邊形,分別是sRGB(白線)、Adobe RGB(黑線)與CMYK(虛線)的色彩空間範圍,也就是他們的涵蓋範圍。

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自製百元螢幕遮光罩

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螢幕遮光罩可以阻擋室內光線投射到螢幕所引起的色偏,也能有效消除反光,例如我的電腦桌旁有一盞檯燈,平時可以感受到側面入射過來的光線,這些光線,除了會影響影像處理的色彩精確性,也會讓螢幕校色多了一些變數。

遮光罩的好處不只是消除干擾的光源,他也有保護螢幕,防塵的功用,以往只有高階的專業螢幕才有遮光罩,而副廠的遮光罩也是價格不菲,尺寸與外觀也未必能找到合適的,因此以下分享如何自製不會受限於螢幕大小(這裡以27吋液晶螢幕為例),可隨時拆卸,美觀又大方的影像處理專用遮光罩。

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片幅的奧秘 v1.1

片幅對於照相有兩個直接的作用,一個是放大率,另一個則是裁切因子(Crop Factor),兩者其實是息息相關的,而且會影響照片的視場。我們常聽到所謂相對於135片幅的「等效焦距」,也就是一顆鏡頭接在片幅大小不同的機身上必須換算焦距,其實「等效焦距」的說法容易讓人產生困惑,因此我們傾向區分為等效的水平與垂直視場,在開始解釋前,我們先將問題單純化,假設拍攝的主題與相機的距離是固定的,鏡頭也是使用同一顆,唯一變動的只有片幅的大小,這裡我們以三種常見的片幅尺寸為例,分別約為135 (36mm x 24mm),APS-C (22.2mm x 14.8mm),以及4/3 (17.3mm x 13mm),135相當於最常見的35mm傳統底片大小,APS-C與4/3則是比135更小的片幅,其中135與APS-C的長與寬比例均為3:2,而4/3片幅如其名,長與寬的比例為4:3。同一顆鏡頭接在不同片幅的機身上,加上長寬比例的不同,會帶來完全不同感受的視場。

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DIY - 解決20mm餅乾鏡濾鏡轉接環卡死的問題。

Panasonic 20mm餅乾鏡對焦時,對焦模組的前後移動會使得螺牙的部位往內縮,平常使用沒有什麼大問題,然而裝上濾鏡轉接環後,就會產生卡死的危機。輕則無法正常對焦,重則有可能損壞馬達,解決的方法其實很簡單,就是裝上濾鏡轉接環時,預留點空隙,只要準備一條美妝店裡買得到的小橡皮筋就可以辦到喔!

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先來看看20mm餅乾鏡的前端,他的濾鏡口徑是46mm,螺紋機構(Lumix字樣上方)大約有2mm左右的寬度。實際使用時,這個機構會往內縮約0.5mm左右,因此只要保留1mm以上的間隙就可以了。

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GX1與GH2破解設定資訊

由於破解軔體的步驟大同小異,我將其獨立於Ptool更新軔體程序一文,本文則不定時分享最新的破解參數設定,搭配Ptool則可進行錄影畫質的修改。

DREWnet T9 (Trial 9) by Driftwood - 2013/07/26更新

環境: GX1+Sandisk 45MB/s USH-I與GH2+Toshiba Class 10 23MB/s 白卡

我使用Ptool論壇driftwood所調整的DREWnet T8錄影參數已經很久了,driftwood近期的設定檔算是Ptool論壇成立以來集大成之作,其畫質與檔案容量取得很好的平衡,同時long GOP的特性使得長時間錄影的穩定性高,而前幾天才釋出的DREWnet T9參數檔,使用了新的scaling matrix,對我來說是一大消息,也讓這篇Ptool的資訊分享延期。錄影畫質的破解,需要流量(bit rate, 8 bit=1 Byte),Quantization Matrix,以及GOP互相配合,三者息息相關,與靜態照片不同的是影片檔經常是在1:1的情況下觀看的,因為當今主流螢幕所提供的解析度(大於或等於1920x1080),就是為了能完整播放FullHD的影片,因此畫質的差別很容易以肉眼分辨,要達到良好的畫質,並不是無限上網地增加流量,而是在檔案大小與畫質間取得平衡,選擇DREWnet最重要的原因是其針對Scaling matrix做了許多調整,將流量平均分配給I/P/B frame,而非僅僅拉抬流量(通常也要設定auto quantizer)。流量過高往往也會降低錄影的穩定性,太複雜的場景容易使錄影中斷,因此在流量不過度暴增的前提下提升畫面的細節才是最聰明的辦法,在driftwood的描述裡,DREWnet T9具有以下特性:

  1. 80Mbps constant in 24p modes for exceptional quality.
  2. 1080i/FSH Maybe only around 40Mbps but the quantisation and PSNR is brilliant!
  3. 720p modes Just the best there is. (事實上1080i/FSH(同時也是GH2的HBR以及GX1的FSH)所採用的scaling matrices跟720p是相同的)。

由於平常我是GH2與GX1混合拍攝,為了將混合格式轉換禎率(pulldown)所需的成本降到最低,大多偏向採用1080p30(FSH)的錄影格式,使用DREWnet讓1080p30的錄影檔平均增加了約1.7倍的容量,對於生活錄影來說已經是很可觀的增長。24p無疑畫質更佳,但是所需的記憶卡空間也更多,如果各位拍攝影片的頻率非常高,例如紀錄小孩的成長,出外旅遊,同時還要兼顧靜態照片所需的額外容量,則FSH模式已經是綽綽有餘。不管是靜態還是動態攝影,「剛剛好」是很重要的原則。

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GH2/GX1 - 24p, 60i, 30p, 還有60p,以及快門速度(shutter speed or shutter angle)的關係(v0.1)

5/23更新,有人提到以GH2錄影時,60i或60p比24p還流暢,其實是忽略了錄影階段shutter speed才是真正的影響因素,不然現今的電影錄製(24p)都不能應用在動作片上了。GH2比GX1以及其他類似的相機方便的地方就是,他的shutter speed是可以手動選擇的,GX1則只能在1/50s,1/60s,1/100s,以及1/120s間切換,至於其他不能手動調整快門速度的相機呢?我猜frame rate是多少,快門速度就固定是多少吧!另外,日光燈下的水波紋也是跟shutter speed有關,例如GX1的PAL機身,只要將shutter speed設成1/60s的倍數,就可以消除60Hz電壓頻率下日光燈的閃爍紋。那為什麼有人會強調只有NTSC的機身才能消除呢?原因在於這些機身的shutter speed都是固定在frame rate的倍數無法調整, 總而言之,GX1以後的Panasonic M43相機應該就不會再有PAL或NTSC的日光燈水波紋問題了,最後內文小更新有關高frame rate對slow motion的幫助。

5/10更新,把一些該加上去的連結都補上了。

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Convolution(摺積)的物理意義

問題

假設一個黑盒子(black box)是一個線性系統(LTI,Linear time invariant),已知他的operator特性為\(g(t''), t''=0 \rightarrow \infty\) ,亦即當我們用隨時間輸出的單位脈衝電流\(\delta(t'')\) 輸入這個black box(因為是單位脈衝unit impulse,所以每個脈衝大小均為1,所量到的輸出對應電流即為\(g(t'')\)

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