aloke棚拍教室：瞭解你的戰鬥夥伴　替數位相機自製Tonal Pallete

aloke

2010/11/23 14:00

很多時候大家都會說「拍照重要的是相機後面的那顆腦袋」，不過就專業的角度來說，選擇適當的器材其實也應該算是攝影師的專業之一，那麼「相機後面那顆腦袋」是不是對手上器材的性能和表現有所了解呢？

這篇文章的主要目的是利用一個小測試，幫助各位瞭解數位色階系統以及自己手上相機的特性，讓大家可以更有系統的解決曝光問題。雖然看起來好像挺無聊的，不過如果大家照著做，或者認真思考這個測試到底能讓自己知道些什麼的話，相信你一定可以對數位攝影的曝光控制有進一步的體會。
（OS：事實上這是小弟在學習攝影時，學校課程裡的一個練習作業 :P ）

測試方法

找一個穩定、均衡的光源，與一個「白色」的平面（ex：白紙）。比較簡單的做法是在天氣晴朗的陰影下，或者棚內控制的穩定持續光、出力穩定的閃燈。
對光源和牆面設定正確的白平衡。讓拍攝出來的結果可以是「單純的白色或灰色」，而不會有別的色偏。
鏡頭靠近白牆，對焦距離無窮遠。這樣可以讓拍攝的結果，只會拍攝到白色平面的「亮度」，而不會拍攝到平面上的「紋路」（因為失焦了），確保我們只拿到「亮度」資訊，而沒有太多「細節」資訊
相機使用點測光，得到一組曝光值後，設定為 M 模式，調整光圈 or 快門，分別拍攝 --4ev , -3ev , -2ev , -1ev , 0ev （剛剛得到的曝光值）, +1ev , +2ev , +3ev , +4ev …（如果 -4 跟 +4 都還沒到達全黑、全白的話，可以再拍 -5 , +5）
接著你會得到一大堆黑色、灰色、白色的照片，裁切中間的一小塊後另存新檔。這樣可以濾除畫面中因為鏡頭邊角失光等問題造成的影響。
然後到 photoshop→視窗→色階分佈圖→顯示統計資料，觀察這些色塊的色階變化。

以下的測試使用的器材是 Nikon D80 + Nikon 50mm F1.8D，不過在後來的測試中發現，這顆鏡頭的測光跟它實際的表現有點落差，如果你不是用這顆鏡頭，你的拍攝結果可能會比這顆鏡頭 under -1/3ev ←但這比較正常。

（以下的圖為了方便展示，我將「色階資料」直接貼在色塊的中間，這樣可以直接看到色階資料，而周圍就是色塊的灰階程度）

1.首先應該注意的是相機以 0ev 時拍攝的圖

▲0ev可以看到該 histogram 的中間值是落在 131 左右，而我們的8bit數位影像的色階是 0~255 階，中間灰的值約略是 128。

這個拍攝結果，可以說明當你的相機沒有做任何曝光補償時，它會把畫面呈現為接近中灰色。儘管你現在拍的是「白牆」。事實上你拍灰色的牆，在曝光值為 0ev 的情況下，還是會得到相同的結果。（這邊的測試結果是 131，但依據鏡頭、相機不同，可能會是其他數值。）

2.接著看相機的亮部表現 +1 +2 +3 的圖

▲+1ev

▲+2ev

▲+3ev

如圖上顯示，+1ev 的中間值約在 190，而 +2ev 的值約在 227，而 +3ev 的值就到了 255 了。
這可以告訴我們什麼事情呢？如果你把 +1ev 的值減去 +0ev 的值：190-131 = 59，拿去跟 +2ev 與 +1ev 的差：227-190 =37 ，以及 +3ev 跟 +2ev 的差： 255-227 = 28 比較，會發現從 0ev ~ 1ev 的階數，比 2ev ~ 3ev 的階數多了一倍！

換句話說，D80 以 JPEG 直出，可以保留最多細節的曝光值大約是在 +0 跟 +1 之間，而一旦曝光量開始增加，整體的亮度雖然增加了，但畫面的階調數卻會變少！（也就是想得到最多細節，你必須讓畫面的曝光值是落在 0ev ~ 1ev 之間，會是最多的；當然亮度不見得正確，以這個例子來說， 0ev ~ 1ev 是灰偏白，而不是我們印象中所拍的白色平面。）

另外值得注意的是，當 +3ev 時，數值已經達到 255，也就是全白，這可以怎麼理解呢？當你想把眼前的白牆拍成「完全白色」，而不是灰色時，你要用的測光值會是相機的測光值 +3ev。（就算你現在拍的不是白牆，而是灰牆，你 +3ev 也會讓灰牆變成白色。）

3.接著看相機暗部的表現 -1 ~ -4 的圖

▲-1ev

▲-2ev

▲-3ev

▲-4ev

同樣的，把每差一個 ev 的值相減，得到 131-86 = 45，86-39 = 47，39-18 = 21，18-9 = 9
從結果可以發現暗部跟亮部的情況類似，也是越接近中灰（ev0）階調越多。綜合亮部和暗部的分析結果，就可以瞭解到相機呈現細節最好的範圍約在 -2ev ~ +2ev（4 stops）。（255階裡面總共有59+37+55+47=178 階都落在這4 stops裡面。）

暗部跟亮部的表現有一個關鍵性的不同，是在 -3ev 以後，亮部到 +3 時已經爆掉（+3ev 以後沒有任何細節了），但從 -3 到 -4 還勉強有 9 階的細節，如果繼續往下拍，-5 跟 -4 還是有差別，但幾乎已經是微乎其微，想想 1ev 的差異只用不到 10 階來表現，會是多不連續的情況？

綜合上面的測試結果，我們可以得到一些結論：

D80 JPEG ISO 100，在 -4ev ~ +3 ev 間都還算有細節，也就是說，D80的JPEG 直出，可記錄範圍大概是 7.x ev（如果把暗部-4ev以後的那9階也勉強算進去，而這個也就是我們一般所說相機的動態範圍），但從中灰到全白，只有 3 stops 不到，事實上只有大概 2.7ev。（Dpreview網站的測試數據是 D80 動態範圍有 8ev，要到全部有 8ev的話，暗部要有 -5.3ev，也就是說 -3ev~5.3ev 只有 18 階的空間！）

當然不同的相機，在細節的部分當然不可能一樣，但整體的性質應該是類似的，這也是為什麼鼓勵大家可以自己測試一下，因為唯有如此你才能了解到當需要讓畫面的某個部分全白或全黑的時候，或者要淺灰或淺黑時，你需要用比測光系統告訴你的測光值多或者少多少的 ev 才能辦到，同時你可以知道你的相機動態範圍有多少，當你需要將整個畫面的細節都記錄在相機內的時候，畫面中的亮度反差必須要再多少 ev 以內才能辦得到。