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(转载)关于log

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作者:马克杜
链接:https://www.zhihu.com/question/29733691/answer/70681720
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

Log一词来源于单词logarithm,也就是对数的英文前三个字母,高中时学的对数x=logaN就是这个。所以Log本质上是一条曲线,这条曲线对应了曝光值(横轴,对数比例,exposure EV)与十位比特深度(纵轴,10bit code value) 的关系
曝光值不用多说了地球人都知道,0时为18%灰,增进一档两倍曝光;比特深度需要具体解释一下。
数字记录格式中将每一个像素的亮度和色彩定义为计算机世界中最基本的单位:比特(bit,0和1)举一个最简单的例子,一张纯黑的图像(没有灰色)主需要一个0(黑色)或一个1(白色)来表示图像中的每一个像素。而在彩色图像中,每一个像素都是三原色(计算机三原色,红绿蓝)的某种组合。每一个主色都有一个色彩通道,每个主色的比特深度就是每个通道所含的比特数量。
每个通道的比特容量越大,这个颜色的范围就越精细,例如一个记录着每个通道8个比特的系统,总共可以使用8个0和1,用来表示每个像素。这其中有28或256个不同的组合——主色有256种不同的强度数据。当三个主色在每个像素上合在一起是,他就能组合出2的8x3次方种,也就是16,777,216种不同的颜色。
在8比特录像中这个数值从0到255,在10比特录像中则是0到1023。两种录像中,0都表示某种颜色的极端,白色或是其他颜色,而255或1023表示这个颜色的最大值。
一个8比特灰度能非常平滑的显示出所有我们肉眼能感受到的灰色渐变,但8比特的彩色图像看上去就是生硬的色块了——不同颜色间有清晰的分界线。

专业的录像系统为了避免这种生硬的过度通常都是10比特记录甚至12比特、14比特、16比特。

这是不同厂商各自的Log曲线对比图(2014年8月22日数据),Arri称为LogC,SONY有s-log,s-log3,佳能的则是Clog。
图上直线的部分便是相机传感器无法记录的亮度信息(过暗或过亮),曲线部分则是可以被传感器记录到的部分,这个部分也是传感器的动态范围了(dynamic range)
值得注意的三点是:
  • 纯黑并不是记录为0,每个生产商的预设值都有不同,最高记录深度也不是10比特的最高值1023。
  • 同样不同Log算法可以获得最亮值(动态范围的高光部分)也不同,如Arri的LogC能达到3500%,而佳能的Clog只能达到800%。
  • 不同算法对于18%灰的预设值也有不同,所以同样参数下曝光也有可能不同。


第二节:Log格式的起源

Log格式最早追溯到胶片时期的胶片光密度法,这种胶片成像原理最早由亨特(Hurter)和崔菲(Driffield)于1890年发明,所以叫H&D曲线,简称为LogE。它绘制了曝光量(E)在横轴上的对数分布,而光密度的变化量在纵轴上表达。
在现代数码影像的运用上则是柯达首先发起的。
1990年柯达发明了一套基于数字电脑的胶片扫描系统Cineon System,为了最大化的获取胶片上的光学信息。在当时这个超前的系统(由扫描仪、工作站软件和记录仪三个部分组成)均得了学院奖的科技进步奖(AMPAS Scientific and Technical Awards)。
尽管现在这个系统不再出售,但是它所留下来的10比特Log文件记录设计成为了现在的数字摄影标准的基础。

所以在目前,有着快一百年胶片研究经验的Arri公司的LogC算法是最受电影摄影师欢迎的Log。
第三节:我们为什么需要Log格式

说到这里你肯定要问了:为什么一定要是对数?为什么是Log?
答案很简单:因为对数最符合人体的感知
先举个例子,假设我们有一盏灯,你会觉得是一个亮度单位,再点亮一盏,一会一下子就觉得,比刚才亮了一倍;但是这时候如果再点亮一盏,你并不会觉得亮度的改变有刚才一样大了,也就是说,三盏灯的亮度和两盏灯的亮度相比你并不会感觉到什么。可如果总共亮起四盏灯,对比两盏灯的亮度,就会像是两盏灯和一盏灯的对比了。这是对数的变化。

再举一个例子,如果我们有1000盏灯需要代表100个亮度单位,我们可以有两个方案:
  • 用每十盏灯代表一个亮度单位的变化。


但是这样的话,我们便无法细致的感受到从0-10个亮度单位变化的差别了。

同样我们也无法感受到99盏灯于10盏灯的区别。

  • 或者我们可以单一的用一盏灯代表一个亮度单位。

但是这样的话,超过一百盏灯的亮度差别都不会有表示了。

总而言之,这种线性的换算法则总是会有两个缺陷:表现暗部的能力不足(A)和为了避免它的亮部细节丢失(B)


而使用Log算法则很好的解决了这个问题。形象点的说,Log所做的就是把暗部拉上去,亮部压下来,来符合人眼的感知。如此一来,我们看到的画面也就有了“更大”的动态范围。
但事实上传感器的动态范围并没有变得更大。
下面是针对斜体字的补充
"Does a LOG camera have larger dynamic range?

Strictly speaking, no. Here is the correct answer. You should say a LOG camera is:" A camera, which enables the output of images expressed in a LOG gradation." As I have explained the above, LOG image is a mean of expression, which enables you to store a wide dynamic range image.
However, actual dynamic range depends on the kind of camera model.
lt is possible that even a camera which allows a user to choose a very wide dynamic range LOG format to actually have a quite small recordable dynamic range."


第四节:为什么Log格式看起来这么灰

这个其实很好理解,只需要明白两个概念:场景对应图像(Scene referred images)输出对应图像(Output referred images)就可以了。
大部分图像信号在被感光原件产生后都是场景对应图像,在机内经过了某些处理后变成了输出对应图像。
就好比用胶片摄影,拍出来的负片就是场景对应图像,冲印的过程就是某些处理,处理过后得到的正片便是输出对应图像。这个例子就是想让你明白,Log文件作为场景对应图像,被产生出来就不是为输出监看使用的。
而对应Log文件的某些处理有LUT(look up table)加载,也可以是现场调色等。REC709等就是为此而生。
学院彩色编码规范

首发于我的个人微信公众号


编辑于 2016-01-04
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收藏感谢收起







陈殊



volcanicpoet


1 人赞同了该回答


Raw是data:一堆待收拾的数据,处理后才看得到画面,需要很大储存空间。
Log是视频格式:可以类比成滤镜,保存下来还是视频,但对比度低,颜色灰,给后期留下空间。较小储存空间。

Rec709是HD视频规格:it standarizes how HD looks on television。












标签:计算机  著作权  英文  比特  单词
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qepan0520  Osmo认证用户 2017-4-5 2#
本帖最后由 qepan0520 于 2017-4-5 20:51 编辑

(好吧~改完了)
红苹果树  Mavic Air认证用户 2017-4-6 3#
学习!
DJI-大师兄  管理员 2017-4-7 4#
楼主,图片全部没有显示。。
图片需要重新上传,不能粘贴。粘贴的照片无法显示。
qhy   2017-4-7 5#
建议楼主注明阅读该文章需要先看看高中必修1-1
楼主   2017-4-7 6#
qhy2017-4-7 19:59
建议楼主注明阅读该文章需要先看看高中必修1-1
麻烦你说清楚点,我不清楚你说什么。
qhy   2017-4-7 7#
丝路驼铃2017-4-7 20:33
麻烦你说清楚点,我不清楚你说什么。
log是高中数学内容,一般人都忘得差不多了
楼主   2017-4-8 8#
qhy2017-4-7 21:58
log是高中数学内容,一般人都忘得差不多了
我们上初中时在学习对数时就接触过这个概念。
qhy   2017-4-8 9#
丝路驼铃2017-4-8 09:32
我们上初中时在学习对数时就接触过这个概念。
那是你们的事儿,对于多数飞友来说根本没学过或者早忘了。想必聪明的楼主也一定知道我国的教育国情
拂晓哥  Mavic Pro认证用户 2017-4-20 10#
楼主:log应该是类似于照片的raw格式,保留最大的宽容度便于后期调色,但是对于不同的机器,拍摄出来的raw视频有很大的差距,比如说mavic的相机和悟系列的相机,raw格式差别很大,只是不明白为什么悟2还有专门的需单独购买的格式,这个作何解释呢?
楼主   2017-4-20 11#
拂晓哥Mavic Pro2017-4-20 18:58
楼主:log应该是类似于照片的raw格式,保留最大的宽容度便于后期调色,但是对于不同的机器,拍摄出来的raw视频有很大的差距,比如说mavic的相机和悟系列的相机,raw格式差别很大,只是不明白为什么悟2还有专门的需单独购买的格式,这个作何解释呢?
这就是大疆的营销策略,说好听点是为了不同客户的需求,说难听点就是变着法子多赚钱。
fansb990f6db  Inspire 1认证用户 2017-6-28 12#
有没有朋友,用大疆的h265编码录视频,播不动,不好用的经历。。。求解决方案。。。
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