灰度系数和色调响应

色彩空间的色调响应 表示光照强度与创建或记录(感觉)光照的信号的关系。

人类的视觉系统不会对光照做出线性响应。换句话说,当在给定时间中两倍之多的光子到达我们的眼睛中时,我们感觉到的光照亮度不会加倍。类似地,在应用两倍高的电压时,CRT 显示器的显示元素不会发出两倍亮度的光照。光照强度与显示设备的信号强度的关系由幂函数表示。此幂函数的指数称为灰度系数。一般来说,光照强度与输入设备的信号强度的关系和光照强度与输出设备的信号强度的关系是相反的,但输入和输出设备的灰度系数值可能不同以适应场景照明和观看环境的照明之间的差异。

注意: 在颜色校正直方图中移动中间色调滑块(例如“色阶”效果的“灰度系数”控件)与修改灰度系数、更改色调响应曲线而不移动白场具有相同的结果。修改“曲线”效果中的曲线也会修改色调响应,但对于灰度系数曲线不一定如此。

Charles Poynton 在他的网站上提供了一系列与灰度系数和其他色彩技术相关的丰富资源。

线性色调响应:在灰度系数等于 1 时

任何数的 1 次幂提供原始数作为结果。灰度系数 1.0 用于表示光照在我们的非线性感知系统的上下文外部的自然界中的行为。灰度系数为 1.0 的系统有时被认为在线性光 中操作,而使用非 1.0 的灰度系数编码以匹配人类视觉系统的系统称为感知系统。

如果您启用了色彩管理(通过指定工作色彩空间),则可以通过线性化工作色彩空间在线性光中执行所有颜色操作。线性化色彩空间使用与非线性版本相同的基色和白场;色调响应曲线仅转变为直线。
可在线性色彩空间中执行许多合成操作(例如使用混合模式组合颜色)。要以最自然逼真的方式混合颜色,请使用线性色彩空间。如果您没有启用色彩管理,则仍可以使用灰度系数 1.0 执行混合操作。(请参阅线性工作空间和启用线性混合。)

系统灰度系数、设备灰度系数以及场景和观看环境之间的差异

整个系统(从捕获到制作,再到在观看环境中显示)的灰度系数值是系统中每个阶段所使用的灰度系数值的积。此乘积不总是 1.0,因为它将在为编码执行的操作与为解码执行的操作完全匹配(反转)时为 1.0。系统灰度系数不为 1.0 的一个原因是,在其中捕获场景的光照条件和在其中观看场景的光照条件之间通常存在差异。(考虑您通常在暗淡的环境中观看影片,但场景通常不是在暗淡的环境中拍摄的。)

例如,HD 摄像机的设备灰度系数 大约为 1/1.9,而 HD 显示器的设备灰度系数大约为 2.2。这些值相乘提供的系统灰度系数 大约为 1.15,这适合典型起居室的有点暗淡的电视观看条件。电影制作的系统灰度系数高很多(大约为 1.5-2.5),以适应电影院中较暗的观看环境。负片的灰度系数大约为 1/1.7,而投影胶片的灰度系数大约为 3-4。

如果颜色配置文件的色调响应曲线基于典型场景中的条件,则将这些颜色配置文件称为场景引用。如果颜色配置文件的色调响应曲线基于典型观看环境中的条件,则将这些颜色配置文件称为输出引用

默认情况下,如果您使用色彩管理,则在场景引用的颜色配置文件和输出引用的颜色配置文件之间转换时,After Effects 会自动调整图像的对比度。此自动转换(图像状态调整)基于 HDTV 视频标准中所指定的灰度系数值。

  • 要禁用此自动颜色变换,请取消选择“项目设置”对话框(“文件”>“项目设置”)中的“补偿场景引用的配置文件”。

Adobe Photoshop CS4 及更高版本中也具有“补偿场景引用的配置文件”功能,但其他应用程序不具有此功能。要与其他应用程序(包括 After Effects CS3 及更低版本)中的颜色匹配,请禁用此自动转换。在您打开在 After Effects CS3 或更低版本中创建的项目时,请取消选择“补偿场景引用的配置文件”选项。

“颜色配置文件转换器”效果的每个实例也可以设置为补偿场景引用的配置文件,不补偿场景引用的配置文件,或使用项目的“补偿场景引用的配置文件”选项所指示的设置。(请参阅 色彩轮廓转换器效果。)

有关补偿场景引用的配置文件的其他信息,请参阅 Adobe 网站上由 Todd Kopriva 和 Peter Constable 撰写的这篇博客文章

Trish 和 Chris Meyer 在 ProVideo Coalition 网站上提供了一篇文章来添加一些与场景引用的和显示引用的颜色配置文件相关的实用信息。

非色彩管理的项目中的 QuickTime 和灰度系数

After Effects 7.0 及更低版本使用 QuickTime 编解码器来对多种媒体进行解码,并且由 Windows 上的 QuickTime 执行的灰度系数调整与在 Mac OS 上执行的灰度系数调整不同。After Effects CS3 及更高版本所执行的灰度系数调整与这些 QuickTime 编解码器所执行的灰度系数调整不同。Windows 上的 After Effects CS3 及更高版本所执行的灰度系数调整与 Mac OS 上的 After Effects CS3 及更高版本所执行的灰度系数调整相同。此外,如果不使用 QuickTime 编解码器,After Effects 将保留 32-bpc 项目中超过范围的值。

选择“项目设置”对话框中的“与旧版 After Effects QuickTime 灰度系数调整匹配”可实现以下任何目的:

  • 在使用在 After Effects 7.0 或更低版本中创建的项目时,避免颜色变化

  • 与在 After Effects 7.0 或更低版本中创建的项目中的颜色匹配

  • 确保“合成”面板中的颜色与 QuickTime 播放器中的颜色匹配

默认情况下,为在 After Effects 7.0 或更低版本中创建的项目选择“与旧版 After Effects QuickTime 灰度系数调整匹配”选项。您应该在没有选择此选项的情况下创建新项目。

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