数字时代应该了解的色彩基础（内含最直观的采样率的解释）

数位时代对映的当然是底片时代，基本上两者之间大部分的理论没有改变，比方说：黑白给你中性、红黄给予温暖、蓝紫给予冷或干净的联想……等等。那么不同的地方是什么呢？
底片的影像形成，是透过胶卷上一层或多层金属化学成分，受到光的照射而产生变化所产生。因此在国际上，称这种模式为 Photo-Chemical。最早底片上所使用的溴化银，对于光线非常敏感，受到微量的光线照射就会结晶变黑，经过化学显影、定影、冲洗，原本平整的曝光面，因光学作用产生结晶，经过冲印的程序将结晶剥离，于是我们有了黑白影像。简单的来说，影像经过光学镜头在底片上的化学金属上，烧出了一个图像。



光线中是什么成分让底片产生变化？答案就是光子，而我们所在的地球，人类可见光之中的光子有的跑很快，有的比较慢，其中比较接近紫外线（UV）的可见光，它的光波短、频率较高。而比较接近红外线（IR）的可见光波长较长、频率比较低。另外，在不可见光的部份，X 光会破坏底片上的影像，就是因为他的强度与光波，已经超越底片上面的化学物品所能承受。


当我们明白底片的工作原理，就懂得为什么在使用底片拍摄的时候，非常注重的几个方面的训练。ISO / ASA 代表底片对于光线反应的敏感度，片门开角度或快门时间，滤色片对于光子的阻隔...等等。

数位摄影绝大部分科学基础是来自于底片，只是对光子产生反应从化学改成了电子。两者性质上差别，造成几个工作原理的改变：
1、ISO /ASA 值：电子摄影对于光子的反应成为一种讯号，而不再是化学成分的结晶，不需要调整化学成分来改变对光子的敏感度。同时因为 RAW 档的工作方式，数位摄影机可以取得更多的曝光调整空间。RAW 是感光元件所产生的数据档案，在拍摄完成之后，还有调整的空间。因此对于复杂、多变的拍片环境，愈多的容错空间绝对是一项优势。电子摄影在 RAW 工作环境，ISO /ASA 值成为「曝光范围」的概念，摄影时必须要了解 RAW 在拍摄完成后的调整空间。不过拍摄 JPG 或媒体档时，两者的差异并不大。

2、数位摄影的颜色产生是与底片完全不同的，电子摄影靠的是 Bayering（取名来自发明人 Bayer 博士），将感光元件上每一个光感颗粒，将 RGB 三原色分析成为不同的数值。



3、数位取样模式：数位感光元件将光子转变成数位档案时，必须要以数学方式将数据储存為数据档案。有关数位取样，请参考数位取样文章。数位摄影机等级很多，越高级的摄影机所具备的运算能力越强。低阶的摄影机或者是 HDSLR 则无法提供强大的运算能力，因此必须要降低档案取样能力，也因此我们可以看到 4:4:4、4:2:2、4:1:1、4:2:0...等等不同的取样。数位取样越高、档案越大，后制之前一定要详细规划，才能保证工作顺畅。




4、Bit Depth：数位摄影机在数位取样时，它所采用的运算基础就跟电脑一样，所采用的最小单元，就是位元（Bit）。越高阶的摄影机，采用的位元组越高。举例来说：Red Epic 最高為 12～16-bit，Arri Alexa 则为 12-bit。越高的位元组，所产生的档案越细致，同样档案也会越大。HDSLR 通常都是以 8-bit 为主，已经可以产生非常高的画质，足以应付目前 SD 或者是 HD 的播放条件。
8-bit = 每个色彩频道有 2 的 8 次方色阶，R - 256、G - 256、B - 256。
10-bit = 2 的 10 次方色阶，R - 1024、G - 1024、B - 1024。
12-bit = 2 的 12 次方色阶，R - 4096、G - 4096、B - 4096。



所以，在前期拍摄的时候尽可能选用更高的记录方式以及更大的彩色空间去记录，例如DCI.或者某种特定的Gamunt，然后再后期的时候再输出到对应显示终端的显示曲线和色域。


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