想搞清楚镜头的味道，油润，空气感的物理原因

主题：想搞清楚镜头的味道，油润，空气感的物理原因 [主题管理员:冰镜]

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Jalir

资深泡菜

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2011-07-06 08:06

很想知道如何解决NIKON或者是否能通过后期解决NIKON的干涩感

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第 1162 帖

40X

陈年泡菜

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2011-06-02 10:04

很科学的光学材料学和纯感观的东西揉杂在一起，三辈子都搞不明白。

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第 1161 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-06-01 23:29

呵呵,那些不感兴趣的朋友尽管去别的地方玩就是,这里仅仅是一个感兴趣者扎堆的小贴.

模拟影像系统和数码影像系统,是一个庞大而又垂直的产业链.所谓的产业链,指的是:各主要部件的原子/分级级材料分析研究,光学理论研究,光路设计,光学材料/感光材料特性研究和材料加工工艺,半导体材料和加工工艺,纳米级的加工工艺一直到手工加工/组装工艺,冲印材料和加工,冲印设备,一直到后期的产业服务.

任何一个个人,在这种涉及到动则数十种专业技术组合而来的产业链里面,都只能涉及到其中一小部分...否则,为什么佳能等公司,需要动则几万人来分工合作?佳能尼康本身,还需要大量的配套行业来为他们服务.

要是这么简单,搞几个牛人过来,一搓,就搓出顶级数码影像系统产业链,再搓搓,就搓出象佳能尼康卖给INTEL那些最顶级的纳米芯片加工设备了......

[eltonhuang 编辑于 2011-06-01 23:35]

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第 1160 帖

挽留瞬间

泡菜

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2011-06-01 00:09

学习了一遍，囫囵吞枣。慢慢消化吧。

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第 1159 帖

尼杆子

资深泡菜

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2011-05-31 19:29

原文由 Emele 在2011-03-26 10:10发表
早前看過一本七八十年代由國家地理雜誌出版講及攝影技術有關的書，內容提到光線在空氣中的透光率，光波波長最長的是紅色，之後是綠色，最短是藍色，所以為什麼在旁晚時份看到的晚霞是遍紅色。而藍光在日常的光線裡所起的作用就像大家常常談論到的柔潤感覺，這概念可以在一些作畫時，如在描寫一位美麗動人的女人時往往會在皮 ......

本来只想看看，结果看了这段忍不住了！中学物理就有的东西好像不用国家地理阐述，而且国家地理会不会犯这样的错误呢？蓝光波长是不是最短我不知道，但我听说上有红外线，下有紫外线，好像没有蓝外线的说法。

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第 1158 帖

传统数码

禁言中

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2011-05-31 07:50

一群狗屁不通,连半瓶子醋都没有的人在这里装腔作势的装B!

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第 1157 帖

tangyiMail

泡菜

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2011-05-31 07:38

先學習

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第 1156 帖

levinson

陈年泡菜

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年内主力装备

★ OpticFilm 8200i

NIKON Z 7_2

GFX 50R

M9 Digital Camera

★ DC-S9

2011-04-24 12:56

顶！

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第 1155 帖

月下听风

资深泡菜

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2011-04-13 16:11

标记下存档学习

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第 1154 帖

neodeemer

资深泡菜

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2011-04-08 15:26

强帖mark学习中.........

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第 1153 帖

冰镜

资深泡菜

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2011-03-26 20:31

好久没来，感谢artist,eltonhuang,bigjohn，shopo0505,wlhls,emele等XD的新贡献，这个时间整理一下。

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第 1152 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-26 12:30

玻璃材料对不同波长的光有不同的吸收率/通过率.除此以外,无镀膜的玻璃,会反射不同波长的光线.不同材料/不同表面粗燥度的无镀膜玻璃,对各波长的光的反射率是多少,专业书籍会有详细叙述.不同厚度/不同材料的镀膜,对不同波长的光通过率影响也各有增减.

这里又带来一个问题:
假设(玻璃材料)和(镀膜材料/厚度)及(加工和组装精度)一致,不同曲面/不同光路设计的镜头,最后的成像特性又有何不同之处?

这时,前面提到的"环境中的由不同角度入射的理想点光源,在焦平面上的,截断面呈马鞍状的成像光斑"特性,可能就要出场了.

[eltonhuang 编辑于 2011-03-26 12:40]

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第 1151 帖

苹果汁888

泡菜

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2011-03-26 12:04

好贴，长知识了

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第 1150 帖

Emele

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2011-03-26 10:10

早前看過一本七八十年代由國家地理雜誌出版講及攝影技術有關的書，內容提到光線在空氣中的透光率，光波波長最長的是紅色，之後是綠色，最短是藍色，所以為什麼在旁晚時份看到的晚霞是遍紅色。而藍光在日常的光線裡所起的作用就像大家常常談論到的柔潤感覺，這概念可以在一些作畫時，如在描寫一位美麗動人的女人時往往會在皮膚的膚色（膚色是由紅、黃、白三種基礎顏色調配出來）上混合一小點藍色，其作用就是看起來有柔美的感覺。萬物投影到人眼裏的色彩當然是最豐富最有感覺，但鏡頭的製作跟人眼的光學分析的差距之大不用我說了。然而歐洲鏡與日系鏡最大分別在我個人感覺在於透藍光率的差別，歐美出品一般的比日系高出約20%左右，因此為什麼很多身邊的人常常問歐美鏡頭拍出來的片子總比日本鏡拍出來的藍色漂亮多了。當然啦，歐美所選用的玻璃材質與日本的不同，單是透光率這一環已有些不同了。
以上的只是本人在這方面看到學到的，我也來跟大家學習學習。

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第 1149 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-26 02:27

立体感,和油润感是可以相对地量化的.

按,非专业人士的说法:在基础素描课堂上,教师评价某位学生的一幅圆球(或其它简单的物体)素描是否有立体感,通常会以:物体的非平面区(球面)/阴影过度处,是否有足够的层次,恰当的比例以及相对准确地量化,以反映物体及阴影的光影特征-->为标准.

-->-->可以作一个简单的(不太准确,但有一定程度相关的)推导:

从两个学生画的相同圆球上的同一段水平线,提取灰度数据:
这条直线的原始数据是

20,16,12,8,4)
学生A画出这条的直线: (10,8,6,4,2)
学生B画出的这条直线: (10,9,8,8,6)

象我们这种非专业人士应该可以判断出,就这一段短直线而言,哪个学生的数据"更准确""更有立体感",并由此一维的线条,推及到二维的整幅图像中.

(陶瓷/玻璃/琉璃/雨后的树叶石头等物体)的油润感,相当大程度上,可以看作是以上的量化评估方式,适用于环境光不是特别强时(表面粗燥度较低<即光滑程度?>/反光率较高的物体)的情况.

[eltonhuang 编辑于 2011-03-26 02:29]

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第 1148 帖

hbrq007

资深泡菜

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2011-03-22 06:21

原文由 eltonhuang 在2011-03-06 14:27发表
假设CCD/CMOS每个点的R/G/B数据有效位都是12BIT(这个假设是否成立?);

任意波长的光被CCD/CMOS/底片转换成(R,G,B)三个分量.纯色的红(红,0,0);纯色的绿(0,绿,0);纯色的蓝(0,0,蓝)

任意一个分量,靠近传感器弱光/强光区的阀值区/灵敏度低下区/严重非线性区时,后期都无法恢复.

于是我们期望,要是这些光尽量都落在传感 ......

厉害

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第 1147 帖

shoppo0505

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2011-03-22 06:05

原文由 sunnysuntao 在2011-03-08 12:04发表

色温低怎么能增加蓝色？？？
这个情况是相反的吧~~~~
和色温没有关联的

你把机器手动设成3000k色温，打个闪灯拍张照，看看啥颜色，：）

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第 1146 帖

lsheng

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2011-03-12 06:29

原文由 qwetr 在2010-12-03 09:18发表
镜头镀膜的特性，有点像特种钢材，里面的微量元素就差那么一点点，出来的效果就不一样，各厂家有各厂家的工艺和配方，不说出来，其它人光靠试验很难复制或仿制，尤其是多元素多比例的情况，排列组合太多了，也许原厂当时也是偶然得到的。

现在材料应用和设计计算都提高了很多，各家的产品差异也就不如过去那么明显了。 ......

其实例子有点似是而非，毕竟材料的各种特性都可以通过仪器检测，而空气感，油润都是个人感觉。讨论个人感觉，是没什么定论可以得到的。除非可以给空气感，油润给以可以衡量的定义，不然实际上连讨论的基础都没有。

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第 1145 帖

sunnysuntao

资深泡菜

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2011-03-08 12:04

原文由 shoppo0505 在2011-01-21 23:21发表

确实感觉如此。
以下是我的观点：
"油"在我看来就是在主体中有局部高亮点，就像透过阳光看水珠，之中会有局部的高亮点。解释为油是因为，水珠现象太小而且不多，但是很多时候能够看见大面积反光的物体，导致反光的可能是水，或者油分所致，因为角度的关系，物体都会有一个明显的高亮到暗的变化，而且非常均 ......

色温低怎么能增加蓝色？？？
这个情况是相反的吧~~~~
和色温没有关联的

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第 1144 帖

君子九思

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帖子: 140

2011-03-07 10:07

再次拜读
冰镜兄何时再露一面？期待！

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第 1143 帖

eltonhuang

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帖子: 557

2011-03-06 16:09

焦外,指焦点落到焦平面(CCD/CMOS/底片所在位置)以外的位置.

除非只有单一波长的光通过这一点,否则色散无法避免(见初中大阳光通过棱镜出现彩虹颜色分布的实验).萤石之类的材料,应该仅仅是起到可以减少普通玻璃镜片为了纠正色散必须采用更多的镜片/高精度曲面/光路组合问题,并非消除色散现象.

单考虑焦平面上的主要设计指标(焦平面上:中心和边缘位置光强均匀,各个方向的直线平直,分辨率足够高,不同波长的光尽量平直通过,孔径和焦距影响的景深控制问题),已经足够让一大帮负责工程和研究的资深光路/材料/镀膜/精密加工/精密组装工艺人员忙得头晕眼花很多年了.

有点怀疑,是否值得在民用产品上,详细考虑N束混合波长的光,通过十几片不同材料/不同镀膜/不同曲面和误差/不同组装误差的镜片之后,的焦外的色散/色散之后的色彩混合问题.

焦外的效果,很有可能是详细考虑完主要设计指标(焦平面上:中心和边缘位置光强均匀,各个方向的直线平直,分辨率足够高,不同波长的光尽量平直通过,孔径和焦距影响的景深控制问题)之后,偶然得到的效果.

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第 1142 帖

eltonhuang

泡菜

泡网分: 21.54

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帖子: 557

2011-03-06 14:38

电脑中的真彩色,一般指RGB各8BIT.按照一般的推理,大多数人能获得的CCD/CMOS/底片数字化数据,RGB每种颜色的数据有效位,不应该高于电脑真彩色的范围.

[eltonhuang 编辑于 2011-03-06 14:39]

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第 1141 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-06 14:27

假设CCD/CMOS每个点的R/G/B数据有效位都是12BIT(这个假设是否成立?);

任意波长的光被CCD/CMOS/底片转换成(R,G,B)三个分量.纯色的红(红,0,0);纯色的绿(0,绿,0);纯色的蓝(0,0,蓝)

任意一个分量,靠近传感器弱光/强光区的阀值区/灵敏度低下区/严重非线性区时,后期都无法恢复.

于是我们期望,要是这些光尽量都落在传感器的敏感区/线性区/灵敏度很高的区域,那该多好啊.可惜,这只是我们的主观愿望.

某个波长的光,强度很大,并不意味着它的RGB三个成分,都很高(或刚好落入传感器特性曲线的中间线性部分),很有可能是:
R<落入良好的线性区>,
G<高光或弱光阀值附近>,
B<高光或弱光阀值附近>
-->这时一个波长固定,强度很大的光束,凭第一直觉,看起来传感器(CCD/CMOS)能够非常不太失真地表现出来吧,可是一看数据.......已经被切掉很多了.

-->光束直接照射到CCD/CMOS的情况,尚且这么糟糕,那在CCD/CMOS之前加上十多块镜片之后,会是什么情形?...(量化的数据如何计算分析,麻烦专家们多多指教).

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第 1140 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-06 09:56

环境光很强时,给人的第一感觉,看起来对照片素质影响不大.

相机除了镜头,还有光圈和快门.环境光线强时,光圈需要变小或同时快门时间变短才能保证高光区的正确曝光,这时,相对高光区而言反射强度低很多的"普通光强区",就会落入CCD/CMOS/底片弱光区的阀值区/灵敏度低下区/严重非线性区-->这部分因素,后期软件想修复已经无能为力.

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第 1139 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-06 09:35

用计算器算了一下,12片玻璃,每片综合素质差(光通率/镀膜/加工精度/散射纠正特性/组装等综合因素)10%的话,0.9的12次方= 0.2824.

假如每片综合素质差15%,0.85的12次方 = 0.1422.

[eltonhuang 编辑于 2011-03-06 09:38]

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第 1138 帖

KELL

分论坛版主

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2011-03-06 09:18

在学习一遍！

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第 1137 帖

eltonhuang

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2011-03-06 09:12

多数传感器(CCD/CMOS)和信号通道(镜头组里的每一片玻璃)的特性,都是中间一段区域呈现线性/灵敏度比较好,两端有阀值,还有一段严重非线性和灵敏度不足区域.弱光区有阀值和严重的非线性/灵敏度不足区,强光区同样也有.

镜头组里面动不动就十几片玻璃,每一片的综合素质差5%,十几片之后,差多少?

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第 1136 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-06 08:46

不同波长的通过率是一条起伏曲线,当光线(光强)越来越暗,越来越接近CCD/CMOS/银盐胶片的极限阀值时(这些感光器件在不同波长的阀值也不是平直的),这些细微的差别,就会越明显,相当大一部分会被阀值截断,或某些部分会落入无法恢复的灵敏度/线性很差的区间,这种情况,软件后期无法恢复.(不要太指望在笔记本/非专用LCD显示屏上能很好反映出来).

整幅画面的光线强度都很强的时候,就不容易体验出这种差别.假设CCD的阀值是0.005,入射光强为1,好的镜头,输出0.925,差的镜头,输出0.567,离阀值很远.这时,使用软件确实是很容易调整到一致.同时人眼对光线的反应,并不是线性的,假如类似指数/对数关系的话,0.920/0.562将会被人眼认为是相差不大.

相机镜头分辨率标版测试/MTF曲线测试,都是在环境光强度比较强的情况下进行,反映不出这些细微差别.

假如测MTF曲线/分辨率时,要求有一个跨度很大的,从低于CCD/CMOS/胶片的阀值一直到强光的强制性光照强度指标,这时的分辨率和MTF曲线才比较全面.

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第 1135 帖

eltonhuang

泡菜

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帖子: 557

2011-03-05 20:07

敲了上一帖,马上发现,前面一些假设前提,就是有问题的.

1,据说CCD/CMOS的ADC采样出来的数据分辨率不高,是RGB三点,每个都有12/14BIT,还是RGB三个点加起来才12/14BIT?真的不清楚这个详细数据呢,假如是RGB三点才12/14BIT,差异还真够大的.-->这时上一篇灌水贴的很多前提和结论都要推翻了.(但还是非常热切地希望专家出来说说一些马鞍曲线对成像的影响,多指点指点)

2,假设一个贵镜头的某段波长通过率是0,92,另一个便宜镜头相同频段的通过率是0.5,
这时假如输入的光强度很暗,便宜的那个,会首先达到CCD/CMOS的分辨率极限.
这时,光通过低价镜头之后到达CCD/CMOS,CCD/CMOS已经没有信号输出了,额,这是光通率高的镜头就有优势了.

3,CCD/COMS的DAC数据分别率BIT位越低,光通过率越高的,自然优势越大...光强0.005时,CCD/CMOS已经检测不到信号了,另一个镜头此时到达CCD/CMOS的光强是0.009,减去0.005的阀值,还有0.004的输出....这个指标,该怎么评价呢?

据说人眼的动态范围很大,据说假设太阳底下光强为1万,夜晚烛光的强度则不到1....但仍能观察到很多细节...

[eltonhuang 编辑于 2011-03-05 20:15]

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第 1134 帖

eltonhuang

泡菜

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2011-03-05 19:48

呵呵,想翻出这个贴还真不容易.正在用便宜的LCD显示器,对各种图片越来越没感觉,看文字倒是没问题......没什么事干,继续无责任灌水.

前面有专家提到,镜头的设计主要目标(俺比较不专业的总结的)是:
1,在焦平面上,该直的线是直的;
2,该是黄色(含其它颜色)的光点在焦平面上应该是黄色的;
3,从人眼可以感受到的紫光到红光,尽量等比例地通过.

不幸的是,单独一块最容易磨制的圆弧镜头,是达不到这种指标的,不管多好的玻璃材料天生是有色散效应(类似一个FFT转换器),玻璃内含有的不同微量元素对各个波长的吸收系数不同,原始的玻璃表面会对不同波长的光有不同的反射系数,于是派生出了N种材料混合配方/镜头结构/镀膜材料和工艺(这是前段;

假设(特别声明,是未经验证的假设),这些不同的镜头:
1,所有的镜头不会差到:截断了某些人眼可以观测到的范围的光波;
2,仅仅是不同波长的通过率略有不同,如莱卡的对紫光某个频段的通过率是0.928722,只有1/5价格的(其它指标完全相同的,尤其是指,一般用来评价镜头的通用指标M**非常接近)非德头的相同紫光的通过率是0.722879;
3,假设CCD/COMS原件是同样的波长范围内完全线性,或线性是可以得到纠正的.

-->现在的软件,要把这种差异填平(及非线性)是很容易的.原理无外乎,把这个(段)频率/波长的光提取出来,再乘以一个系数就可以处理好(当然,前提是,采频点要精确要间隔小, 处理乘法的时候不溢出,有足够的精度,这点在现在的计算机上也很容易处理好).

于是可以"轻易"地做出判断:只要镜头没差到完全/极大幅度地消减人眼可感受波长的波,有PS或某款软件就不同波长的通过率校正一下,一切镜头论者都是浮云.

本帖一直以来讨论的内容,很容易让人同意上面这个"轻易的"判断.

问题又出来了......

一个理想点光源,通过的镜头组之后,在焦平面上的成像,实际上不是一个点,是一个中间强,两边暗的光斑,整体曲线的截面大约是马鞍状,不同镜头的成像点的马鞍形状会有不同.

马鞍A,中间凸起高,两边比较陡;
马鞍B,中间较A低,两边坡度下降较慢;
马鞍C,和B的高(中心点强度)一样,但曲线下降的形状是不一样的.

镜头测试指标中的分辨率指标,跟这些马鞍有很密切的关系.假如理想点光源在焦平面上,也是一个完全理想的点,而不是象马鞍的光斑话,那么所有的镜头的分辨率,都是接近无限的(是接近).

分辨率测试时,只测:两个点可以分辨得出来.

一个点的”马鞍”的曲线,实际上影响另一个点(甚至几个点).

假设两个不同牌子镜头分辨率一样,但这两个镜头的,可以分辨的两个点之间的过渡部分(这个过渡部分并非0或1,而是两个马鞍曲线的叠加,只不过比最强点暗很多.

假如有分辨率足够的仪器,可以测出,不同镜头两个点之间的过渡部分,光强分布是不同的.

到底不同的镜头,这部分的特性有何差别,会对成像有什么影响,请专家出来说说哈.

[eltonhuang 编辑于 2011-03-05 19:51]

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