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《从黑白到彩色:摄影感光测定及数字影像基本原理》是作者在多年摄影专业教学基础上,汇总黑白影像系统和彩色影像系统的基础理论以及摄影商业实践的丰富成果而成,内容从传统黑白影像系统一直延伸到数字影像系统,在传统影像系统部分强调以实用感光的控制以及拓展为主要线索,将相关内容贯穿起来,体现理论和实践紧密结合得开放式教学结构;在数字影像系统部分则结合已有的传统彩色理论,强调色彩管理等知识,以便读者从专业角度接触数字影像解决方案。
全书既有科学系统的理论知识,也融入了大量跨学科的摄影实践成果,是一本十分实用的摄影专业教材。
内容简介
将《从黑白到彩色:摄影感光测定及数字影像基本原理》的关键词定为黑白和彩色,涉及的知识点将从传统黑白影像系统一直延伸至数字影像系统。无论从哪个角度介入摄影领域,最终都会逐渐步人摄影的核心。本教材的重点是,在传统影像系统童节强调以实用感光测定的控制及拓展为主要线索,将相关内容贯穿起来,实现理论和实践紧密结合的开放式课程结构;在数字影像系统章节则结合已有的传统彩色理论,强调色彩管理等知识,令学牛开始从专业的角度接触数字影像解决方案。
目录
引言 从黑白到彩色
摄影感光测定及数字影像基本原理
第一章 黑白影像系统
第一节 感光测定
一、光能的输入和输出关系
二、特性曲线
第二节 冲洗印放
一、黑白负片特性曲线随显影的变化
二、黑白负片“反差一显影时间”曲线
三、黑白相纸
四、对黑白照片的评价
第三节 实用感光测定
一、背景知识
二、实用感光度测定的拍摄和冲洗
三、实用感光度测定的图表信息分析
第四节 实用区域曝光
一、影调范围
二、实用区域曝光
三、调性
四、滤光镜
五、测光表的使用
第五节 光的营造
一、光源类型
二、平方反比定律
三、影室设备的使用
四、主光与辅光
第六节 综合应用实拍
一、作品要求
二、创作提示
三、草图及现场
四、作品分析
附录一摄影用对数知识
第二章 数字影像系统
第一节 光学基础
一、光的性质及光波
二、色温
第二节 色彩基础
一、色彩的产生
二、加色法和减色法
三、色相、饱和度和明度
四、色彩空间
第三节 数字影像输入
一、相机
二、了解关键信息
三、矢量图与位图
四、图像的大小
五、图像格式
六、有关曝光
七、滤光镜
第四节 数字影像编辑
一、曝光补偿调整
二、色温(白平衡)调整
三、曲线控制
四、色相、色彩饱和度调整
五、锐度、降噪调整
第五节 色彩管理
一、和ICC文件相关
二、数字文件的色彩设置
三、显示器
四、图像输出
五、结论
第六节 综合应用实拍
一、作品提交
二、创作提示
三、现场
四、作品分析
附录二:与数字技术相关的软、硬件
精彩书摘
打印输出是将数字影像还原为模拟影像形态的过程。
每种色彩输入、输出设备,以及彩色物料(如油墨、显示屏幕染色化学磷等)都有一定的色彩表现能力。印刷品的色彩范围很小,我们能做的就是尽量准确地完成色彩转换工作。
适合不同工作条件下的数字图像输出,主要有不同幅面的彩色喷墨打印输出和彩色激光相纸输出。
如果想要更好地还原影像色彩和影调关系,首先要选择能够实现相纸级打印的彩色喷墨打印机,同时在打印时最好使用相纸级的打印纸。使用普通纸会使图像质量大打折扣,这就好比木桶效应,低质量的打印会把前期所有的努力化为乌有。
彩色喷墨打印适合小幅面输出,如果想获得大幅面结果,可以选择彩色激光相纸输出。它的宽度固定,长度则可根据需要在卷纸的长度上截取。
输出阶段也需要标准的色彩管理。我们可以先使用彩色喷墨打印机打印校准用色卡,然后经仪器读取色卡数据进行校准。经校准的ICC文件可以在打印之前嵌入图像文件,以便预览打印效果。
色彩管理中的色彩转换不提供百分之百相同的色彩,而是令设备提供最理想的色彩,从而让使用者预知结果。因此,通过显示器预览的打印或印刷色彩,只能作为参考。显示器的色域宽广与否,并不影响设备之间的色彩转换,而只影响预览色彩的真实性。
输出阶段的色彩管理对打印纸张、打印墨的要求很高,不是每个使用者都能坚持完成的,在此就不赘述了。如果想获知相关信息,请参阅《色彩管理》的相关章节。
现阶段的大幅面打印工作一般交由打印中心和输出中心来完成,如果将其也纳入色彩管理的范围,不仅工作量巨大,而且不太现实,因此只要将前面谈到的色彩转换工作设置正确即可,剩下的输出阶段的色彩管理交由打印中心实施即可,毕竟他们更了解自己设备的性能指标及ICC文件的转换。
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前言/序言
从黑白到彩色:摄影感光测定及数字影像基本原理 前言:一瞥光影的革命 光,是万物的灵魂,亦是摄影的基石。从古老的暗箱到如今指尖轻触的智能手机,摄影术的发展史,本质上是一部不断探索和驯服光影的史诗。当我们翻开泛黄的老照片,感受黑白影像中传递的深沉与隽永;当我们沉浸于数字时代五彩斑斓的画面,惊叹于色彩的丰富与逼真,我们是否曾停下脚步,思考这一切是如何发生的? 本书《从黑白到彩色:摄影感光测定及数字影像基本原理》正是为探索这一宏大命题而生。它并非一本简单介绍摄影器材或技巧的实用手册,而是试图深入剖析摄影最核心的两个维度:感光测定与数字影像原理。我们将从最基础的光学概念出发,一步步揭示影像形成的奥秘,理解不同感光材料(从胶片到传感器)的工作机制,并最终带领读者走进数字影像的浩瀚宇宙,理解那些隐藏在像素背后的科学与艺术。 第一章:光影的语言——基础光学与影像形成 摄影的起点,是对光的捕捉与记录。在深入感光测定之前,理解光的基本性质至关重要。本章将从以下几个方面展开: 光的本质与传播: 我们将简要回顾光的波动说与粒子说,了解光在真空和介质中的传播速度,以及光线的直进性。这些看似基础的概念,却是理解相机光路设计和影像形成的基础。 光的反射、折射与衍射: 相机镜头的设计离不开对光的反射与折射的精确控制。我们将探讨镜面反射、漫反射、全反射的原理,以及光线穿过不同介质时发生的折射现象。对于衍射,虽然在日常摄影中不常被提及,但它对镜头成像的清晰度和分辨率有着深远影响。 成像原理: 从简单的针孔相机模型开始,我们将逐步介绍透镜成像的原理,包括焦点、焦距、像距、物距的关系,以及如何通过透镜形成倒立、缩小的实像。这为理解相机镜头的工作方式打下坚实基础。 色彩的奥秘: 彩色摄影的出现,是摄影史上一次伟大的飞跃。本章将深入探讨可见光谱,了解不同波长的光对应着不同的颜色。我们将介绍三原色(红、绿、蓝)的混合原理,以及人眼对色彩的感知方式,为后续理解彩色感光材料和数字色彩空间打下基础。 第二章:捕捉光线的魔法——感光测定与胶片时代 在数字技术普及之前,摄影的灵魂寄托在神秘的感光材料上。本章将聚焦于胶片摄影时代,深入探究感光测定如何将转瞬即逝的光影转化为永恒的影像。 卤化银的秘密: 胶片的核心是涂布有卤化银晶体的感光乳剂。我们将详细介绍卤化银(如溴化银、氯化银、碘化银)的化学性质,以及它们在光照下发生的光化学反应——“潜影”的形成。 感光度(ASA/ISO): 感光度是衡量感光材料对光线敏感程度的关键指标。我们将详细解释ASA(美国标准协会)和ISO(国际标准化组织)的含义,以及不同感光度胶片在成像特性上的差异,例如颗粒感、宽容度等。 曝光三要素: 光圈、快门速度和感光度,这“曝光铁三角”是摄影曝光控制的基石。我们将详细解析: 光圈(Aperture): 光圈的作用、f值代表的意义、不同光圈值对景深的影响,以及它如何控制进入相机光线的多少。 快门速度(Shutter Speed): 快门的作用、不同快门速度对捕捉运动物体的影响,以及它如何控制曝光时间。 感光度(ISO): (此处与前述独立解释的感光度内容呼应,强调其在曝光三要素中的作用) 测光表的工作原理: 无论是内置还是外置测光表,其核心都是测量被摄物体反射的光线强度。我们将探讨入射式测光和反射式测光的区别,以及测光表如何将测量到的光线数据转化为建议的曝光组合。 显影、定影与冲洗: 潜影并不能直接看到,需要通过一系列化学过程转化为可见影像。本章将简要介绍黑白胶片的显影、停影、定影、水洗和晾干等基本工艺流程,以及彩色胶片(如C-41工艺)的特殊之处。 第三章:像素的诞生——数字传感器与成像 数字时代的来临,彻底改变了影像的记录方式。从模拟的化学反应转向电子信号的捕捉,数字传感器成为了新的光影捕手。 CCD与CMOS传感器: 这是当前主流的两种数字图像传感器技术。我们将深入剖析它们的基本结构,包括像素阵列、光电二极管、转移电荷等工作原理,并对比它们的优缺点,如功耗、速度、噪点表现等。 像素的本质: 数字影像由无数个微小的像素(Picture Element)组成。本章将解释像素的定义,以及每个像素如何记录光线强度和色彩信息。 色彩滤镜阵列(Bayer Filter): 为了捕捉彩色信息,数字传感器通常会覆盖一层彩色滤镜。我们将详细讲解拜耳滤镜(Bayer Filter)的结构和工作原理,即R、G、B三种颜色的像素如何交错排列,以及为何绿色像素的数量通常是红色和蓝色像素的两倍(模拟人眼对绿色的敏感度)。 模数转换(ADC): 传感器捕捉到的光信号是模拟的,需要通过模数转换器(Analog-to-Digital Converter)将其转化为数字信号,才能被相机处理器处理和存储。我们将简要介绍ADC的工作过程。 数码相机的曝光控制: 虽然核心原理与胶片相机相似,但数字相机的曝光控制在硬件和软件层面都有所体现。我们将解释数码相机如何通过电子快门、可变增益等方式实现曝光控制,以及实时取景(Live View)和电子取景器(EVF)的原理。 第四章:数字影像的重塑——色彩空间与图像处理 数字传感器捕捉到的原始数据,只是数字影像的起点。要获得我们所看到的绚丽多彩的照片,还需要一系列复杂的色彩处理和图像算法。 色彩空间(Color Space): 不同设备和应用对色彩的理解方式不同,色彩空间应运而生。我们将深入探讨: RGB色彩空间: 如sRGB、Adobe RGB,它们是如何通过红、绿、蓝三原色来定义色彩范围的,以及不同RGB空间的差异。 CMYK色彩空间: 在印刷领域广泛应用,了解它与RGB的转换关系。 HSV/HSL色彩空间: 从色相(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Value/Lightness)的角度描述色彩,在图像编辑中非常有用。 白平衡(White Balance): 不同光源下,物体的真实色彩会受到色温的影响。本章将详细解释白平衡的原理,以及相机如何通过调整色彩通道的比例来还原物体本来的颜色。 去马赛克(Demosaicing): 这是数字影像处理中的关键一步。由于拜耳滤镜的存在,每个像素只记录了一种颜色信息。去马赛克算法通过插值计算,从邻近像素的信息中推断出每个像素缺失的两种颜色信息,从而还原出完整的RGB色彩图像。 图像增强与后期处理: 从降噪、锐化到色彩校正、曲线调整,数字影像的后期处理赋予了摄影师二次创作的强大能力。本章将简要介绍一些常用的图像处理算法和概念,以及它们对最终影像质量的影响。 数字文件格式(JPEG, RAW): 了解不同图像文件格式的特性,如JPEG的压缩原理、RAW格式的非破坏性编辑优势,对于理解数字影像的存储和处理至关重要。 第五章:从黑白到彩色——影像风格的演变与现代摄影 回顾历史,摄影的每一次技术革新都伴随着视觉风格的演变。从黑白影像的独特魅力,到彩色摄影的逼真生动,再到数字时代无限的可能性,本章将探讨感光测定和数字影像原理如何共同塑造了我们对摄影美学的认知。 黑白影像的艺术性: 尽管色彩丰富,但黑白影像凭借其对明暗、线条、质感的强调,依然拥有独特的艺术魅力。我们将探讨黑白摄影在情感表达、叙事性以及形式感上的优势。 彩色摄影的写实与表现: 彩色摄影极大地拓展了摄影的表现力,使其能够更直观地记录现实世界,同时也为艺术家提供了更丰富的色彩语言来表达情感和意图。 数字影像的挑战与机遇: 数字时代带来了前所未有的便利和创作自由,但也面临着信息过载、真实性质疑等挑战。理解数字影像的基本原理,有助于我们更明智地创作和欣赏数字影像。 未来展望: 随着科技的不断发展,摄影感光测定和数字影像技术将继续演进。我们将对未来的发展趋势进行简要的预测,例如计算摄影、AI在影像处理中的应用等。 结语:光影无界,探索不止 《从黑白到彩色:摄影感光测定及数字影像基本原理》希望为您打开一扇通往摄影深层奥秘的大门。它不是终点,而是起点。理解了光影的语言,掌握了感光测定的原理,洞悉了数字影像的构成,您将能以更深刻的视角去审视每一张照片,去创作出更具思想和情感的作品。愿这本书,能激发您对摄影技术与艺术的无限探索热情,在光影的世界里,找到属于自己的独特表达。