挡、宽容度、反差、胶片密度、动态范围的研究

主题：挡、宽容度、反差、胶片密度、动态范围的研究 [主题管理员:SteelTape]

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SteelTape

资深泡菜

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2003-10-29 15:41

这个帖子的主要任务是分析，梳理，澄清一系列和 [u]光的强弱[/u] 相关的词汇。

在这个各种影像信息超火爆的年代，经常遇到与之关联的深奥词汇，举例来说：
◎ 某电视机“对比度10000:1”；
◎ 某投影仪“亮度1000流明”；
◎ 某扫描仪“动态范围4.8”；
◎ 某数字相机“曝光宽容度8挡”；
◎ 安大师挂在嘴边的“平方英尺烛光”；
◎ 摄影布光基础的“平方反比定律”；
◎ 还有诸如Gamma，中性灰，密度曲线；
◎ 最后，我们常常要说的“亮度”、“明度”、“亮”、“暗”等等……
——您有没有困惑过：“这些到底都是在说啥？”

这个帖子主要采取 [u]问答[/u] 的形式。

这个帖子只需要 [u]初中毕业的物理数学知识[/u]，所以其实一点儿都不难懂。

这个帖子对于拍出一张好照片可能不会有太大的帮助。虽然与摄影技术直接有关的知识会不少，但我认为可以通过其他渠道更快捷的获得那些知识。这个帖子主要关注那些知识的[u]深层联系，来龙去脉[/u]。

下面是目录……

//－－－－－ 光的能量 － 物理光学范畴的强弱 －－－－－－－－－－－－

§ 226楼：[u]光是什么？怎么描述光？[/u]

§ 227楼：[u]光的波长（频率）和颜色有关，和强弱有关系么？[/u]

§ 228楼：[u]一个光子的能量用频率可以描述，那么一束光的强弱用什么描述？[/u]

§ 229楼：【题外问】[u]有没有一束光里所有的光子都是一个波长？[/u]

§ 230楼：【题外问】[u]为什么有的光是很多波长混合，有的光就只有一个波长呢？[/u]

§ 231楼：[u]两束具有完全相同的波谱的光在物理上是否完全相同？而人对他们的感觉也会完全相同么？[/u]

//－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

第零个问题：[u]为什么有这么多而混乱的词汇？[/u]

在应用范畴内，关于光其实就是强弱和色彩两件事。就这么两件事就有如此之多而深奥而复杂的词，主要原因在于 物理－生理－心理－应用 这四个层面：

1. 光在物理学上有定义，所以有一套描述它的 [u]纯物理量[/u]；

2. 光是视觉对象，有一套描述人对光的反应的 [u]半人半物理量[/u]；
而人对光进行响应这部分，又可细分为[u]生理反应[/u]和[u]心理反应[/u]两部分。前部分是视觉器官把入射光变成神经冲动，后边部分是大脑分析处理这些神经冲动。

3. 很多应用场合都需要评价光的性质，每个场合都按自己的需要和便利形成了[u]一些约定说法[/u]。比如说：
◎ 天体物理学家描述星星的亮暗用一套词汇；
◎ 造显示器的工程师描述显示器的亮暗用一套词汇；
◎ 体育比赛的裁判们描述场馆的亮暗用一套词汇；
◎ 摄影师描述自己的器材用一套词汇；
◎ 印刷业描述印在纸上的东西用一套词汇；等等……

一个概念的作用域对于概念是最基本的。所以不搞清楚一个关于光的概念是物理的在什么层面上的，并且怎么和其他层面上的概念相对应，我们很快就会混乱掉。

纯物理的东西是客观的（请忽视“主观”“客观”这些概念上延续数千年的哲学争论）。这些概念、常数、公式、算法都是从电磁学/量子物理等基础理论直接推出来，从设定到现在几乎没变过。未来，只要我们的基础物理理论和数学系统不闹※※※，估计这些东西也不会变了。
举例：
假设有两块反光的表面。入射100个光子，A反射100个，B反射18个。
对此我们说：A的反射率是100%，B的反射率是18%
——这是纯物理数学的东西，“反射率”是个纯物理量。除非以后18除100不等于18%了，否则反射率这件事不会有什么变化。

半人半物理的概念是经验的，统计性的，试图把主观客观化的。虽然描述感觉很难，但连“可见光”这种最基本的定义都是人的，所以只好硬着头皮想办法搞。
一般是先分析人体感觉系统的工作原理，从肉体到精神。然后找一大群人做实验，获得一大堆数据，再应用各种深奥的统计评估算法，归纳出一个结果来。
不管研究过程多么严谨严肃，结果遭批判、要求修订也是家常便饭。实验对象是白人，黑人就要※※；在美国的实验室出数据，欧洲的研究所就要质疑；用张三的统计算法，李四算法的追随者就要嘲讽；某甲搞出了个标准赚了大把的名声和钞票，某乙就要誓死诋毁，等等……。
最后干脆成立一国际组织，大名鼎鼎的CIE（Commission Internationale de L’Eclairage），国际照明委员会，专门负责制定与光有关国际标准。以后我们会发现，CIE这个缩写上镜率奇高。
举例：
上面例子里的B看起来有多亮？是A的18%么？不是！一般的看法是：B看起来正好是A的一半亮（50%）。所以人们认定反射率为18%的物体为“中间调”。
——显然，中间调就是个半人半物理量。争吵不可避免，最近就有论文说18%反射率不是一半亮，13%才是。

技术上的俗语一般都是为了说起来方便且适于特定的环境，因为一般都是纯物理概念和半人半物理概念的某种变换，简化，或者特性化。
举例：
中间调这个词广泛应用在各个领域，但是在摄影师中有个特别流行的说法：“中性灰”。

就我个人目前的经验，搞清概念的作用域实在是保持清醒的第一要义。上面谈的这三个域是最基本的，我在后面解释每一个概念时都会尽可能的指明其作用域。

[SteelTape 编辑于 2006-09-05 07:53]

相关标签：宽容度反差胶片

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BI4LBK

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2019-08-23 10:30

kwap 发表于 2019-8-21 17:35
目前我手上有11台胶卷相机，6台数码相机。遗憾7年过去，数码还没有发展到完全取代胶卷宽容度的程度，至少我的眼睛是这么认为。数码也有数码的玩法，玩数毛，玩高清摄像，玩延时。各有各的玩法不冲突

从胶片的曲线来讲，线性区其实是标准的宽容度定义，黑白在不采用特殊显影的前提下一般就是6-8档，肩部还可以再压缩进去1-3档。总体来说可能不如数码好，但实际的质感，高光的质感更贴合实际感受。我拍的胶片基本都是我拿数码相机翻拍成电子版的，直方图上可以看到数码相机能够完整的收录胶片的整个影调范围，效果也不亚于常见的底扫。
其实现在这个年代也没什么讨论胶片和数码谁更好的意义了，胶片作为一种艺术表达形式还会长期存在下去，就算咱不懂艺术，也要为了继续抚摸机械相机来拍胶片

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第 356 帖

kwap

老坛泡菜

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2019-08-21 17:35

BI4LBK 发表于 2019-8-21 16:44
这个帖子还真的生命力非常顽强,胶片的生命力也非常顽强，甚至正在慢慢复苏.
2012年是我最后一次见到有人用胶卷相机(那个时候我还在用数码DC，有一个韩国留学生同学用胶片傻瓜机，全班就和围观稀有动物一样看他装胶卷）。没想到7年后的现在我重新拿起胶片相机，并且开始研究基本的测光原理和暗房技术。

目前我手上有11台胶卷相机，6台数码相机。遗憾7年过去，数码还没有发展到完全取代胶卷宽容度的程度，至少我的眼睛是这么认为。数码也有数码的玩法，玩数毛，玩高清摄像，玩延时。各有各的玩法不冲突

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第 355 帖

BI4LBK

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2019-08-21 16:44

kwap 发表于 2012-7-1 18:16
再过七年，这个贴可能又会再有讨论性，那时数码技术应该够NB了，胶片应该没得卖了

这个帖子还真的生命力非常顽强,胶片的生命力也非常顽强，甚至正在慢慢复苏.
2012年是我最后一次见到有人用胶卷相机(那个时候我还在用数码DC，有一个韩国留学生同学用胶片傻瓜机，全班就和围观稀有动物一样看他装胶卷）。没想到7年后的现在我重新拿起胶片相机，并且开始研究基本的测光原理和暗房技术。

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第 354 帖

山区人

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2018-10-22 11:26

好帖，顶一下。

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第 353 帖

好o好o先o生

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2017-04-12 17:49

mark
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德邦总管

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2014-02-08 20:26

1
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第 351 帖

thesiren

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2014-02-01 02:38

不知不觉看此帖看了三小时，还是走马式的。pad看东西太累了，但是非常值得。
lz和回帖的几位前辈让我这个新新新手受益匪浅，改日在电脑前还要仔细拜读。

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第 350 帖

沙海

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2013-01-27 13:34

没看完，做个记号有时间慢慢看。

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第 349 帖

SteelTape

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2013-01-27 13:27

PC老头子发表于 2013-1-2 19:34
SteelTape大佬半年前还在顶快十年的老贴呀？刚才连看了几页爽极了，作为同好2003年为什么我没看到这个牛贴呢？！

两三年前，我在跟人交流光学时，突然一位PS高手提醒我“亮度”是个感知量，并提供了类似PS说明书还是百度百科给我，意思类同明度的概念。亮度这概念我是当时再往回推十年学习到的。其实名称无所谓，关键是避免大家讲中一个名称时其实想表达的是不同事物。我以为时间太长是自己记忆名称张冠李戴了，在普世权威下我认错并从此改掉自己原来的认知，没想到在今天最终可以捡回来了——感谢啊！

摄影我也喜欢搞透事情，其目的是获得更完美的照片（比如找找胶片感觉，如图），不知SteelTape大佬现在还在无忌否？急盼联系交流和指点……

惭愧惭愧。偶尔上来，欢迎交流。

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第 348 帖

PC老头子

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2013-01-02 19:34

SteelTape 发表于 2012-7-23 12:18
胶片的影调总是有种细腻、温润、典雅的感觉，这和数码确实有着强烈的分别。但我们生活在一个水煮鱼、毛血旺横扫全国的时代，川菜最精华的『水煮白菜』似乎没什么人知道……

SteelTape大佬半年前还在顶快十年的老贴呀？刚才连看了几页爽极了，作为同好2003年为什么我没看到这个牛贴呢？！

两三年前，我在跟人交流光学时，突然一位PS高手提醒我“亮度”是个感知量，并提供了类似PS说明书还是百度百科给我，意思类同明度的概念。亮度这概念我是当时再往回推十年学习到的。其实名称无所谓，关键是避免大家讲中一个名称时其实想表达的是不同事物。我以为时间太长是自己记忆名称张冠李戴了，在普世权威下我认错

并从此改掉自己原来的认知，没想到在今天最终可以捡回来了——感谢啊！

摄影我也喜欢搞透事情，其目的是获得更完美的照片（比如找找胶片感觉，如图），不知SteelTape大佬现在还在无忌否？急盼联系交流和指点……

本帖最后由 PC老头子于 2013-1-2 20:00 编辑

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制造商 : SONY
型号 : NEX-5N
光圈 : f/1.0
曝光时间 : 1/8
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第 347 帖

无技术不艺术

泡菜

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2012-09-12 19:10

没有无忌账号，无意中发现这个贴子，研究了两天夜不能寐。1分钟前为了这个神一样的贴子（知识与时间跨度）注册了这个账。没有技术的艺术就是个屁。太讨厌那些摄影群里的一点技术没有整天人模狗样的互相吹捧的“大师”们，只要我提出技术的问题马上就说我是走火入魔。主贴和回复都很精彩，总算找到组织了，这个时代探究的技术的没有几个。向楼主和这个贴子里的各位大神致敬。研究了两天，受益匪浅。愿意把知识与人分享的人会一直的进步，并终有所成。

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SteelTape

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2012-07-23 12:18

风雪天山发表于 2012-7-15 14:58
发两幅图，上图是数码戏作，下图是胶卷的。

胶片的影调总是有种细腻、温润、典雅的感觉，这和数码确实有着强烈的分别。但我们生活在一个水煮鱼、毛血旺横扫全国的时代，川菜最精华的『水煮白菜』似乎没什么人知道……

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SteelTape

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帖子: 659

2012-07-23 12:05

Maxxum 发表于 2012-7-15 03:53
时代不同了，怎么现在的照片都是“做”出来的，而不是拍出来的？

如果真需要如此，我宁愿不再玩摄影了。

现在连NG都大规模的『摆』了。很多看起来极具临场感，极具瞬间感的片子，其实都是相当刻意安排过的。

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第 344 帖

rajac

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2012-07-21 13:19

Maxxum 发表于 2012-7-15 03:53
时代不同了，怎么现在的照片都是“做”出来的，而不是拍出来的？

如果真需要如此，我宁愿不再玩摄影了。

难以置信

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crossa

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2012-07-18 09:26

jeffzheng 发表于 2012-7-17 20:45
多谢crossa兄详解。老忙，迟复为歉。
适马x3机子会不会这个问题轻点？还有m9或者645d或者数码背是不是好点？我还是不甚理解。我觉得如果用数码和胶片拍同样目标100组然后让大家猜，如果猜对50%以上恐怕不宜。

1.X3那个玩艺,有可能有问题的颜色会变成3个,而不是一个,当然只是猜测。但是这货肯定要比马赛克的玩艺好
2.M9 的片子我见过不少，问题依旧，只是比低档的机器好不少。645D不好说，因为见过的片子不多
3.数码拍摄不是完全不行，只是要拍到色彩关系正常，就必须比拍胶片要注意的地方更多，简单场景，数码也是问题不大的。
说白了，是目前的软硬件技术的局限性问题。

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jeffzheng

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帖子: 410

2012-07-17 20:45

crossa 发表于 2012-7-11 22:26
先说光碟的事，光碟就算了，其实寿命没那么长，说读不出就读不出的，我一个扫描件，转存DVD，一卷彩色135扫描件，需要两个DVD。。。这个搞得我很郁闷。

再说说关于那俩木偶的事。粉色怎么爆了呢，因为那个环境，你仔细观察光线入射的角度，以及木须拍摄的角度，
1.正常情况下，这种环境，这个粉色应该有个渐变的层次，但是这个粉色的那种渐变非常微弱，这是第一处不符合实际的情况。

2.左边红衣木偶身上的红色，铁定是爆掉了，错不了。数字系统通病，如果不爆掉红色，其他颜色就会出问题。其实粉色木偶鼻子上颜色都爆掉了

3.左侧蓝色木偶，首杖后面，那个绸带，也爆掉了。

人的视觉是这样的：当你吧注意力集中到一个点上时，两眼目光与你的焦点形成的夹角非常小，焦点外的东西亮的会过亮，黯淡会更黯淡，这样你的注意力就会被牢牢固定在焦点上，但是左边那个绸带，本身就是数字拍摄时会导致采样问题的颜色，加上数码的色彩还原算法，我仔细推敲过，基本是全局着色，加饱和，不该加饱和的也加了饱和，所以那个绸带你仔细看就会发觉格外刺眼，特别引人注意，这个可不是什么镜头虚化不够的问题，你用胶片拍，这个地方会黯淡下来的，非常和谐，不至于刺眼，你仔细看这张照片，该“黯淡“却 ...

多谢crossa兄详解。老忙，迟复为歉。
适马x3机子会不会这个问题轻点？还有m9或者645d或者数码背是不是好点？我还是不甚理解。我觉得如果用数码和胶片拍同样目标100组然后让大家猜，如果猜对50%以上恐怕不宜。

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风雪天山

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2012-07-15 14:58

Maxxum 发表于 2012-7-15 03:53
时代不同了，怎么现在的照片都是“做”出来的，而不是拍出来的？

如果真需要如此，我宁愿不再玩摄影了。

发两幅图，上图是数码戏作，下图是胶卷的。

很显然，数码的色彩很假，大片的缺乏细节过渡的色块，用来做颜料不错，作为风景是差了些。唉。

至于你所说的“做”出来的不好，我稍有不同意见。据说有人认为其实接片产生的形变并不一定比一次拍摄而成的图片大。如果做得很认真的，如果单从形变上看，有时候接片的反而可能来得更真实。当然前提是接得很认真。

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Maxxum

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2012-07-15 03:53

风雪天山发表于 2012-7-15 01:43
抓紧时间，又做了个接片（六连张）。请多提意见。噢，忘了说明了：还是D80拍摄的。

时代不同了，怎么现在的照片都是“做”出来的，而不是拍出来的？

如果真需要如此，我宁愿不再玩摄影了。

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风雪天山

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2012-07-15 01:43

crossa 发表于 2012-7-14 22:06
天山师傅，搞个120吧，我觉得这张如果是6X4的画幅，效果可能会更突出

呵呵，又来了。如果我有闲钱，我直接上8X10，而不是120了。个人有个人的难处。

抓紧时间，又做了个接片（六连张）。请多提意见。噢，忘了说明了：还是D80拍摄的。

形变很难控制。原以为非全副数码相机只用镜头的中间部分，形变会小些。其实形变还是很大（可能是因为我多用的是短焦镜头，而理论上说接片用长焦更容易控制形变。

本帖最后由风雪天山于 2012-7-15 01:43 编辑

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2012-07-14 22:06

crossa 发表于 2012-7-14 20:44
船后面那个土丘可以适当减一点饱和

天山师傅，搞个120吧，我觉得这张如果是6X4的画幅，效果可能会更突出

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风雪天山

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2012-07-14 21:06

湖心岛减饱和后的效果。

说起来，我还是把希望寄托于用RVP 50胶卷拍摄的（九张接片啊。

）不过要等到十月左右再寄出去冲洗了。

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风雪天山

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2012-07-14 21:02

crossa 发表于 2012-7-14 20:44
船后面那个土丘可以适当减一点饱和

减了一下。但不想减太多。塞里木湖的湖心岛说是湖心岛，其实非常偏近于我拍摄的地点，加上大气比较纯净，看起来比较清晰。

附：湖心岛距我在的拍摄点大约五百米左右。而湖对岸要远在二十公里外了。那些高山，更远在三四十公里外了。所以然湖心岛看起来相对来说清晰得多。

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crossa

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2012-07-14 20:44

风雪天山发表于 2012-7-14 20:41
数码相机D80拍摄的。两张接片。原片很灰，调整了很久。好不好不说，挺累人的。

这个场景我很喜欢（近处是报报废的有着鲜艳的红色座椅的游船）远处高峰处有旗云，原场景肯定比这个还要鲜艳润泽。为了保险，我还用胶卷拍摄了这个场景。冲洗出来后时候可以对比一下。

船后面那个土丘可以适当减一点饱和

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风雪天山

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帖子: 5448

2012-07-14 20:41

数码相机D80拍摄的。两张接片。原片很灰，调整了很久。好不好不说，挺累人的。

这个场景我很喜欢（近处是报报废的有着鲜艳的红色座椅的游船）远处高峰处有旗云，原场景肯定比这个还要鲜艳润泽。为了保险，我还用胶卷拍摄了这个场景。冲洗出来后时候可以对比一下。

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2012-07-14 20:35

crossa 发表于 2012-7-14 20:16
因为即使是点测光，依然属于反射式测光，需要灰卡。您那个情况，还是直接估光吧

点测还真用不着。多半是蒙着拍上一张，看看曝欠情况，然后再试拍。

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风雪天山

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2012-07-14 20:29

crossa 发表于 2012-7-11 22:26
先说光碟的事，光碟就算了，其实寿命没那么长，说读不出就读不出的，我一个扫描件，转存DVD，一卷彩色135扫描件，需要两个DVD。。。这个搞得我很郁闷。

再说说关于那俩木偶的事。粉色怎么爆了呢，因为那个环境，你仔细观察光线入射的角度，以及木须拍摄的角度，
1.正常情况下，这种环境，这个粉色应该有个渐变的层次，但是这个粉色的那种渐变非常微弱，这是第一处不符合实际的情况。

2.左边红衣木偶身上的红色，铁定是爆掉了，错不了。数字系统通病，如果不爆掉红色，其他颜色就会出问题。其实粉色木偶鼻子上颜色都爆掉了

3.左侧蓝色木偶，首杖后面，那个绸带，也爆掉了。

人的视觉是这样的：当你吧注意力集中到一个点上时，两眼目光与你的焦点形成的夹角非常小，焦点外的东西亮的会过亮，黯淡会更黯淡，这样你的注意力就会被牢牢固定在焦点上，但是左边那个绸带，本身就是数字拍摄时会导致采样问题的颜色，加上数码的色彩还原算法，我仔细推敲过，基本是全局着色，加饱和，不该加饱和的也加了饱和，所以那个绸带你仔细看就会发觉格外刺眼，特别引人注意，这个可不是什么镜头虚化不够的问题，你用胶片拍，这个地方会黯淡下来的，非常和谐，不至于刺眼，你仔细看这张照片，该“黯淡“却 ...

你和8988说那张数码片不行，是指色彩缺乏细微的色调光影变化，很塑料吧。胶卷的那一张光影丰富些，符合人眼视觉。

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crossa

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2012-07-14 20:16

风雪天山发表于 2012-7-14 20:10
唉。跟我一样。以前用胶卷相机，察看光影，点测高低光后几乎就毫不犹豫地拍摄了。并且多数情况下对拍摄是否成功极有信心。用了D80后，那个点测基本上就是个摆设（因为点测后拍摄的多数情况下还是不准）。现在我也经常试拍，极端情况下使用的办法和你一样——包围曝光。有时拍摄一次要包围6次。

因为即使是点测光，依然属于反射式测光，需要灰卡。您那个情况，还是直接估光吧

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第 329 帖

风雪天山

资深泡菜

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帖子: 5448

2012-07-14 20:10

SteelTape 发表于 2012-7-7 10:29
第一次在数码机上看见直方图的时候我还是很激动的。高光阴影一目了然啊，热泪盈眶啊。后来仔细一用，发现其价值有限，真的比不上亚当斯的区域曝光。理由很简答：看着直方图只知道高光到了哪里，暗部到了哪里，高光有多少，暗部有多少。但我还是不知道中间调落在了哪里？我的兴趣中心落在哪个明暗范围里？对我来说，在实际拍摄中，一块高精度的点测光表比直方图有价值得多。如果没有或者来不及用测光表，我就只好凭眼睛和脑子了。呵呵。

当然，我这里特指的是现在相机上的直方图。如果相机上的直方图像PS里一样支持吸管，可以对图片任意一小块地方进行『点测』，那就更有用了。但是我担心实际拍摄时是否有时间可以这样仔细的在机背的小屏幕上仔细研究，呵呵。据说iPhone有个应用，可以让你把它当成一个类似的带实时取景的测光表用。

另外，在大光比的场景（比如艳阳蓝天下，地面有大量阴影细节，影调从0区一直延伸到15区这种场景）。如果时间极为紧迫，那么我的经验是不妨直接进行大阶梯的包围曝光（前提是相机架稳不能动）。以二档甚至三档为一阶。比如对阴暗的地面测光，拍一张，然后补偿+2再拍一张，然后再+2拍第三张。回电脑上PS合成。

唉。跟我一样。以前用胶卷相机，察看光影，点测高低光后几乎就毫不犹豫地拍摄了。并且多数情况下对拍摄是否成功极有信心。用了D80后，那个点测基本上就是个摆设（因为点测后拍摄的多数情况下还是不准）。现在我也经常试拍，极端情况下使用的办法和你一样——包围曝光。有时拍摄一次要包围6次。

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