从色域空间的定义看RAW是否具有色空间的学习心得

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rivershaw

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2024-11-18 18:03

washu 发表于 2024-11-18 17:40
我前面不是举了个荔枝么，把 14 位 RAW 数据（首先需要拜尔阵列解码当然我觉得这个也属于众所周知的预设前提不需要赘述）截断为 8 位（也可以填成 16 位）按纵横坐标填到某个显示器面板的显存里，我们可以得到一个“非预期”的彩色图像这算...

一个JPEG的图像，首先把RGB按照JPEG色彩空间（这个色彩空间的CCM）转换成XYZ，再按照显示器的色彩空间（显示器色彩空间的CCM）把XYZ转换到显示器的RGB，屏幕上就出现了正确的XYZ颜色。

一个RAW照片也是如此，首先把RAW的RGB按照CCM转换成XYZ，再按照显示器的色彩空间（显示器色彩空间的CCM）把XYZ转换到显示器的RGB，屏幕上就出现了正确的XYZ颜色。

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tianman

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2024-11-18 17:58

插电Transformer_2 发表于 2024-11-18 16:43
你的智商没有@Logic 和 @rivershaw 高，这是导致你被绕进去的唯一原因。

又开始捣糨糊了？

你都不明白我们之间在讨论什么内容，就不要瞎参合了好不好？

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rivershaw

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2024-11-18 17:56

tianman 发表于 2024-11-18 17:28
RGB滤镜对光谱的选择性响应，和RAW仅仅记录电信号而不记录滤镜信息是两码事。
单论RAW数据，它还是没有色彩信息。

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tianman

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2024-11-18 17:54

logical 发表于 2024-11-18 17:46
这话什么意思？符合色盲视觉的图像吗？

不是色盲就不能看单色图片吗？

单色也可以映射到标准色彩空间里的。有问题吗？

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logical

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2024-11-18 17:46

tianman 发表于 2024-11-18 17:39
但是通过我们对RAW数据的解析，同样得到了符合人类视觉的图像 -- 一种单色图像。

这话什么意思？符合色盲视觉的图像吗？
logical 编辑于 2024-11-18 17:52

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washu

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2024-11-18 17:44

萧风萧风发表于 2024-11-18 17:39
你答非所问啊。

我的回答非常明确指向你的问题：JPG 有色彩（空间），且无论它是（远/近）红外来源甚至射电来源，它一定是 sRGB 色彩空间（或者你另外在元数据里描述一个非 sRGB 色彩空间）并解释了为什么。

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logical

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2024-11-18 17:40

rivershaw 发表于 2024-11-18 17:24
人眼的光谱三刺激值，习惯上用加上划线的小写的x、y、z来表示，我用xb、yb、zb来表示。
如果照相机满足卢瑟条件，就存在唯一的CMM（一个3×3的常数矩阵），能使照相机的CMOS的R、G、B的光谱响应pr、pg、pb，乘以CMM后等于人眼的光谱三刺...

大概可以这样说：对于光的刺激值不是线性的反应，所以只能在相机和人眼之间，只能在误差范围内模拟一个线性矩阵。

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washu

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2024-11-18 17:40

rivershaw 发表于 2024-11-18 17:24
...而对于一张已经拍摄完成的RAW照片来说，光源已经确定，CCM也就是确定的。至于拍摄时没摆放色卡，无法准确制作出CCM，无法准确还原出颜色，并不是否认这张照片有确定颜色的理由

我前面不是举了个荔枝么，把 14 位 RAW 数据（首先需要拜尔阵列解码当然我觉得这个也属于众所周知的预设前提不需要赘述）截断为 8 位（也可以填成 16 位）按纵横坐标填到某个显示器面板的显存里，我们可以得到一个“非预期”的彩色图像

这算是有（确切）色彩吗？

所以本贴很多分歧就是这样。有好事者模拟了 RAW 解码到 sRGB 的整个过程，所以，从哪一步开始算有（确切）色彩

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2024-11-18 17:39

washu 发表于 2024-11-18 17:21
JPG 图像格式是一个交互格式，它默认使用 sRGB 色彩空间并按 sRGB 格式化，也就是说，它将比如相机的 RAW 数据，按 sRGB 空间转换好了，里面如果存在比如前面的 RGB(0,255,0) 的数据，一定表示 CIE xy(0.3,0.6...

你答非所问啊。

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第 352 帖

tianman

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2024-11-18 17:39

logical 发表于 2024-11-18 17:25
你用声纳肯定得不到颜色 -- 如果有，也是渲染出来的“假色”。
相机制造出来，当然是为了可以得到颜色信息才这么设计的。这个要相信厂家的工程师。如果这个基本条件都不满足，那我们就是生活在楚门的世界了。

颜色本来就是人类的生理反应，不存在物理上的“真实”。比如鸟类的“颜色”就和人类不一样。
声纳原本是和颜色无关的，因为不在人类视觉范围内。
但是通过我们对RAW数据的解析，同样得到了符合人类视觉的图像 -- 一种单色图像。

相机制造出来并不是都可以得到颜色信息的。将五彩世界拍成黑白照片的相机也是存在的。
红外相机也是存在的。

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2024-11-18 17:33

washu 发表于 2024-11-18 17:16
这就是我在 328 贴对楼主说的
但我觉得楼主的意思是，他认为厂家（CMOS/CCD 或相机制造商）有一个文件用于描述如何将 RAW 的 RGB(a,b,c) 对应到 CIE xy 上，所以他认为 RAW 有色彩（空间），只是对普通人未知
...

我们的专家是不是想用数学粉碎这个常识真理——
只要用相机把现场拍下来，证据，就到手了。
只要不把这个RAW捣毁，证据就会永远存在。

就证据来说，最最重要的是RAW，不是色彩空间，不是数学模型。

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第 350 帖

tianman

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2024-11-18 17:28

rivershaw 发表于 2024-11-18 16:41
问题不在于RAW数据记录的是不是电信号，关键在于，RGB滤镜对光谱的选择性响应。
只有RGB“滤镜”对光谱的选择性响应满足“卢瑟条件”，记录的RGB才能还原出颜色。这是数学推导的结果。

RGB滤镜对光谱的选择性响应，和RAW仅仅记录电信号而不记录滤镜信息是两码事。
单论RAW数据，它还是没有色彩信息。

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tianman

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2024-11-18 17:25

rivershaw 发表于 2024-11-18 16:38
你说“这些道理都没问题”，“RAW文件本身有没有色彩标记的问题”我以为是CFA怎么对应R、G、B的问题。
看来197楼你一点儿都没有看懂。

你再看看你的197贴，它的内容只是是关于色彩还原的道理。并没有涉及RAW文件本身有没有色彩标记的问题
我是说这个道理没问题，并不是认可这个道理以外的观点。

tianman 发表于 2024-11-16 16:52
这些道理都没问题
但是要论RAW文件本身有没有色彩标记的问题，和这些道理并不相干。
想要得到色彩，首先是要给每一个RAW数值都标记出色彩信息，然后才有进一步的操作。

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2024-11-18 17:25

tianman 发表于 2024-11-18 15:44
1 RAW并不仅仅用于相机。
即使相机RAW真的有色彩的话，只要有一个没有色彩的特例，就不能说RAW有色彩。对吗？
2 对于RAW的电信号来说，无论传感器前面有什么滤镜，A/D转换得到的电信号性质并不改变。
所以无论有没有滤镜，RAW数据都没有颜色信...

你用声纳肯定得不到颜色 -- 如果有，也是渲染出来的“假色”。

相机制造出来，当然是为了可以得到颜色信息才这么设计的。这个要相信厂家的工程师。如果这个基本条件都不满足，那我们就是生活在楚门的世界了。

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第 347 帖

rivershaw

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2024-11-18 17:24

人眼的光谱三刺激值，习惯上用加上划线的小写的x、y、z来表示，我用xb、yb、zb来表示。

如果照相机满足卢瑟条件，就存在唯一的CMM（一个3×3的常数矩阵），能使照相机的CMOS的R、G、B的光谱响应pr、pg、pb，乘以CMM后等于人眼的光谱三刺激值xb、yb、zb，就是：

    【xb；yb；zb】=CCM×【pr；pg；pb】

这样，已知了照相机的光谱响应，pr、pg、pb，就很容易计算出CCM。

进一步的数学推导证明，有了CCM，只需要把照相机CMOS记录的R、G、B，简单乘以CCM，就能还原出人眼看见的景物颜色XYZ。

    XYZ = CCM×RGB

既然XYZ=CCM×RGB，拍摄一个色卡，色卡的色块的XYZ颜色可以计算出来，再从照相机的RAW文件中找出色卡色块的RGB数值，用XYZ除以RGB，也能得到CCM。

    CCM = XYZ / RGB

这样计算出的CCM，就是RAW存储的R、G、B与颜色X、Y、Z的映射关系，无论是形式上，还是作用上，与我们常用的sRGB、Adobe RGB、ProPhoto RGB的CCM都完全一样。

色彩空间有三个要素，色域、白点、Gamma。比如sRGB，色域是xy色品图上的一个三角形区域，白点是D65，Gamma大约是2.2。

RAW的RGB用CCM映射到xy色品图上，也是一个三角形区域，白点是“白平衡”确定出的白点，Gamma为1。这三个要素满足，所以温元凯老师这样的专家认为，RAW也是一种色彩空间，有自己的色域。只要稍有数学基础，就能用CCM在xy坐标（平面）、XYZ坐标（立体）上画出色彩空间的形状。

接下来的问题是，照相机是不是满足卢瑟条件？

很遗憾，现在的数码照相机都无法完全满足卢瑟条件，只能做到与卢瑟条件的要求非常接近。这就造成无论是从RGB的光谱响应计算，还是从RGB对应的颜色计算，都无法获得唯一确定的CCM。尤其是，这样计算出的CCM，受光源的影响较大，不同光源下，CCM差别较大。

这就需要，每次拍摄时，都摆放一个色卡，每次都要根据光源制作一个CCM，这实在是太麻烦了。所以，人们想出一个办法，在高色温光源下用色卡算出一个CCM1，低色温光源用色卡再算出一个CCM2。大部分实际拍摄时的光源都在这两者之间，这样，CCM1、CCM2映射出的色彩空间大致给出了一个照相机色彩空间的范围。然后，根据当前使用的光源，对这两个色彩空间做内插，就能比较准确地还原颜色。

更进一步的研究发现，不需要对色彩空间做内插，只要对CCM1、CCM2矩阵做内插就能比较准确地还原出当前光源下的颜色。这个就叫做双光源（双色温）色卡校准，而直接在当前光源下的色卡校准就被叫做单光源（单色温）校准。

由于照相机不能完全满足卢瑟条件，导致不同光源下CCM存在差别，不具有唯一性，所以有专家用英语说，数码照相机没有确定的色彩空间（色域）。不能正确理解科技英语的人，不去研究公式和计算方法，印证专家语录的意思，把这句话理解成数码照相机没色彩空间，没有色域，自然也就没有了颜色，由此产生出各种奇谈怪论。

照相机的色彩空间，介于高、低色温光源确定出的色彩空间之间，这大致给出了一个照相机色彩空间的范围。

而对于一张已经拍摄完成的RAW照片来说，光源已经确定，CCM也就是确定的。至于拍摄时没摆放色卡，无法准确制作出CCM，无法准确还原出颜色，并不是否认这张照片有确定颜色的理由。

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2024-11-18 17:21

萧风萧风发表于 2024-11-18 16:31
...JPG数据记录的也是电信号，这个电信号和来源无关，无论是可见光还是红外线或者X光，哪怕是声波信号，A/D转换后都只是电信号，没有本质上的区别。
同样的电信号完全无法区分来自声波还是红光或X光。所以不存在某个电信号有“颜色”而另一个电信号没有“颜色”的逻辑。所以JPG也没有色彩空间。
红外线假彩色的JPG图像有色彩空间吗？

JPG 图像格式是一个交互格式，它默认使用 sRGB 色彩空间并按 sRGB 格式化，也就是说，它将比如相机的 RAW 数据，按 sRGB 空间转换好了，里面如果存在比如前面的 RGB(0,255,0) 的数据，一定表示 CIE xy(0.3,0.6)，非常确切无异议（至于你的显示器能不能显示那和 JPG 无关）。

所以我们说 JPG 有色彩（空间）。

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2024-11-18 17:16

插电Transformer_2 发表于 2024-11-18 16:37
...RAW文件甲乙丙三通道的任意一个像素，无法唯一映射到 CIE XYZ 三维坐标的一个点，所以，RAW没有颜色

这就是我在 328 贴对楼主说的

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但我觉得楼主的意思是，他认为厂家（CMOS/CCD 或相机制造商）有一个文件用于描述如何将 RAW 的 RGB(a,b,c) 对应到 CIE xy 上，所以他认为 RAW 有色彩（空间），只是对普通人未知

而无鸡的看法是，只有一个经由确切色彩空间描述格式化后（和 CIE xy 存在唯一对应关系）的数据，才叫有色彩。RAW 文件未经“格式化”，没有格式化的数据不存在意义。

楼主认为无鸡的看法是子集，他是超集：这就没法说服他了

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tianman

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2024-11-18 17:13

logical 发表于 2024-11-18 16:36
不用纠结什么sensor 了。就说一点：Parker 说人眼也没有色域，这个总不牵扯不可见光了吧。你怎么看？

我不知道他是怎么说的。。。

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tianman

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2024-11-18 17:12

萧风萧风发表于 2024-11-18 16:31
按照你的逻辑：
因为JPG数据记录的也是电信号，这个电信号和来源无关，无论是可见光还是红外线或者X光，哪怕是声波信号，A/D转换后都只是电信号，没有本质上的区别。
同样的电信号完全无法区分来自声波还是红光或X光。所以不存在某个电信号有“颜色”而另一个...

不是JPG数据记录的是图像数据。每个像素都有明确的色度数据和亮度数据。不是原始的电信号。
同时这个JPG数据是人类视觉图像，它也和来源无关。

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tianman

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2024-11-18 17:06

萧风萧风发表于 2024-11-18 15:43
...
以红外线假彩色摄影为例，人专门在红外传感器前面加上不同波长的滤镜，这些滤镜的加入，正是仿照可见光摄影的RAW色彩滤镜的方法根据不同波长加进去的，这样做的结果，除了亮度信息，还加入了色彩信息，让人可以更好地理解得到的信息。这样做是就是参照可见光摄影的RAW色彩人为地加入一个色彩空间。
但是，可见光摄影的RAW色彩滤镜确实参照人眼的成色机理设置的，对应着正常的色彩，至于怎么还原，前面几位高人的讨论已经很清楚了。

1 红外线摄影加滤镜的目的，其实是为了排除可见光的干扰，并不是仿照可见光摄影。

2 RAW是一个原始电信号的集合，而滤镜是相机的一个部件。不存在“RAW色彩滤镜”。
传感器的电信号是不管它前面有没有滤镜的。它的信号自然没有记录滤镜的信息。
所有的色彩信息都是人为地加入到原始电信号上去的，不只是红外摄影。自然光摄影同样也是通过CFA强加到电信号数据上的。
事实上用相机改装的红外摄影，传感器和解析软件都没有改变。如果说它是“人为地加入一个色彩空间”，那么可见光摄影也同样是“人为地加入一个色彩空间”。

3 滤镜是参照人眼的成色机理设置的，但RAW并不是。不存在“可见光摄影的RAW色彩滤镜”
再次强调：RAW记录的是电信号，不记载它的滤镜信息。

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2024-11-18 16:55

插电Transformer_2 发表于 2024-11-18 16:49
高中数学标名，这个映射不是唯一的。
16bit TIF 附带ICC 映射到 CIE XYZ，这是唯一确定的方案，没有这么错是出错了。
16bit RAW 附带厂家颜色矩阵，映射到 CIE XYZ，这不是唯一确定方案，这是建议方案。因为可以第三方解释颜...

显示器或者扫描仪的特征ICC,这次测量和下次也可以不同。这和第三方给出不同的DCP, 一个道理

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2024-11-18 16:49

logical 发表于 2024-11-18 16:43
有一点需要澄清的：楼主一开始以为RAW如何转成CIE XYZ 是厂家的黑盒子。后来已经澄清了：从RAW数据到XYZ的映射，通过DCP定义的设备相关的矩阵完成了

高中数学标名，这个映射不是唯一的。

16bit TIF 附带ICC 映射到 CIE XYZ，这是唯一确定的方案，没有这么错是出错了。
16bit RAW 附带厂家颜色矩阵，映射到 CIE XYZ，这不是唯一确定方案，这是建议方案。因为可以第三方解释颜色，比如Adobe颜色方案。

高中生知道，这两个映射不一样。

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2024-11-18 16:43

tianman 发表于 2024-11-18 16:29
什么绕回去了？
我一直都是这个看法呀，我的帖子都还在呢。
关于197贴，我已经在199贴回复过了，不再重复。。。

你的智商没有@Logic 和 @rivershaw 高，这是导致你被绕进去的唯一原因。
插电Transformer_2 编辑于 2024-11-18 16:44

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2024-11-18 16:43

washu 发表于 2024-11-18 16:14
不是这个意思，前面说了，你们的概念集合存在差异。
比如，
sRGB(0,255,0) 能不能唯一对应到 CIE xy 坐标上？能，它是 CIE xy(0.3,0.6)
aRGB(0,255,0) 能不能唯一对应到 CIE xy 坐标上？能，它是 CI...

有一点需要澄清的：楼主一开始以为RAW如何转成CIE XYZ 是厂家的黑盒子。后来已经澄清了：从RAW数据到XYZ的映射，通过DCP定义的设备相关的矩阵完成了

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2024-11-18 16:41

tianman 发表于 2024-11-18 15:55
并不是
因为RAW数据记录的是电信号，这个电信号和来源无关，无论是可见光还是红外线或者X光，哪怕是声波信号，A/D转换后都只是电信号，没有本质上的区别。
同样的电信号完全无法区分来自声波还是红光或X光。所以不存在某个电信号有“颜色”而另一个电信号没有...

问题不在于RAW数据记录的是不是电信号，关键在于，RGB滤镜对光谱的选择性响应。

只有RGB“滤镜”对光谱的选择性响应满足“卢瑟条件”，记录的RGB才能还原出颜色。这是数学推导的结果。

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2024-11-18 16:38

tianman 发表于 2024-11-18 16:29
什么绕回去了？
我一直都是这个看法呀，我的帖子都还在呢。
关于197贴，我已经在199贴回复过了，不再重复。。。

tianman 发表于 2024-11-16 16:52
这些道理都没问题
但是要论RAW文件本身有没有色彩标记的问题，和这些道理并不相干。
想要得到色彩，首先是要给每一个RAW数值都标记出色彩信息，然后才有进一步的操作。

你说“这些道理都没问题”，“RAW文件本身有没有色彩标记的问题”我以为是CFA怎么对应R、G、B的问题。

看来197楼你一点儿都没有看懂。

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2024-11-18 16:37

washu 发表于 2024-11-18 15:28
你也会用集合这个概念，那你应该更仔细看我说的，相对于诸如 sRGB 这种“可交互的色彩空间实现子集”（也是你们在本贴使用的概念），楼主的色彩空间显然指一个比微软的“设备相关色彩空间”更大的超集，燃鹅，楼主的概念不符合无鸡“一般而言的”、“众所周知的”

不要讲这些，光讲高中数学。你说的东西，以前讨论过。
.

.

色彩空间前面说了，没有歧义。据此，这里可以这样讨论。色彩空间有两种，叫法不一。有的叫私有色彩空间，有的叫设备色彩空间，还有的叫标准色彩空间，设备无关色彩空间。这里把这个定义一下，

1.私有色彩空间，也叫“设备色彩空间”，权威定义：https://learn_microsoft_com/zh-cn/windows/win32/wcs/device-dependent-color-spaces
2.标准色彩空间，也叫“设备无关色彩空间”，权威定义：https://learn_microsoft_com/zh-cn/windows/win32/wcs/device-independent-color-spaces

版主在#289贴说的，什么专家委员会讨论的色彩空间，这个叫“标准色彩空间”，比如AdobeRGB、sRGB、CMYK(日本协会)、CMYK(美国造纸协会)、ProPhotoRGB、大达芬奇定义的几个广色域色彩空间叫啥我忘了，苹果的Display-P3，Rec709，DCI-P3，BT2020....... 诸如此类，都叫标准色彩空间。

而我们自己校色产生的比如显示器校色、打印机纸张/油墨组合校色、.....这类都可以生成一个私有色彩空间。这个叫“私有色彩空间”。

不管是标注色彩空间、私有色彩空间，这都是“色彩空间”。我们对色彩空间的定义没有异议和分歧（捣糨糊的除外）。我们的问题是：

相机RAW是否存在一个和显示器一样的私有色彩空间？答案是：否！不存在相机CMOS的私有色彩空间。

基于高中数学，我们说的RAW没有颜色，RAW没有色域，RAW没有色彩空间。意思是说。

1. RAW文件甲乙丙三通道的任意一个像素，无法唯一映射到 CIE XYZ 三维坐标的一个点，所以，RAW没有颜色(无法唯一固定)。
2. RAW文件甲乙丙三通道的所有像素，确定一个映射到 CIE XYZ 三维坐标的确切边界，所以，RAW没有色域。
3. 基于以上两点，RAW没有色彩空间（不管是私有色彩空间还是标准色彩空间）。

这个色彩空间就是上面基于Adobe权威教材的定义。这个定义，色彩空间在数学上，是CIE XYZ三维体系内的数字集合的描述。
插电Transformer_2 编辑于 2024-11-18 16:42

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2024-11-18 16:36

tianman 发表于 2024-11-18 16:29
什么绕回去了？
我一直都是这个看法呀，我的帖子都还在呢。
关于197贴，我已经在199贴回复过了，不再重复。。。

不用纠结什么sensor 了。就说一点：Parker 说人眼也没有色域，这个总不牵扯不可见光了吧。你怎么看？

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2024-11-18 16:32

washu 发表于 2024-11-18 16:14
不是这个意思，前面说了，你们的概念集合存在差异。
比如，
sRGB(0,255,0) 能不能唯一对应到 CIE xy 坐标上？能，它是 CIE xy(0.3,0.6)
aRGB(0,255,0) 能不能唯一对应到 CIE xy 坐标上？能，它是 CI...

只要存在CCM，RAW的RGB就能唯一对应到CIE xy 坐标上！

有的RAW文件里面就有CCM，比如sony的一些RAW文件，也有RAW不包含CCM的，需要用色卡校准计算出CCM。

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2024-11-18 16:31

tianman 发表于 2024-11-18 15:55
并不是
因为RAW数据记录的是电信号，这个电信号和来源无关，无论是可见光还是红外线或者X光，哪怕是声波信号，A/D转换后都只是电信号，没有本质上的区别。
同样的电信号完全无法区分来自声波还是红光或X光。所以不存在某个电信号有“颜色”而另一个电信号没有...

按照你的逻辑：
因为JPG数据记录的也是电信号，这个电信号和来源无关，无论是可见光还是红外线或者X光，哪怕是声波信号，A/D转换后都只是电信号，没有本质上的区别。
同样的电信号完全无法区分来自声波还是红光或X光。所以不存在某个电信号有“颜色”而另一个电信号没有“颜色”的逻辑。所以JPG也没有色彩空间。
红外线假彩色的JPG图像有色彩空间吗？
萧风萧风编辑于 2024-11-18 16:35

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