摄影机数字化微妙而迷人的秘密 [下]

在这个独家系列文章中，RedShark 主编大卫·夏普顿（David Shapton）采访了 RED 公司的格雷姆·纳特雷斯（Graeme Nattress），讨论微妙而迷人的数字图像创作科学。本文主要讨论摄影机的数字化问题，鉴于篇幅将分为两部分发布。这里是下半部分。

RED WEAPON MONSTRO 8K VV 感光器

DS（David Shapton）：我认为重要的是要记住感光器是模拟设备。它们创建了代表图像的“信号”，但每个感光单元的输出必须在能数字化工作前输入到模数转换器。感光器的哪些方面在模拟领域中很重要？

GN（Greame Nattress）：动态范围在模拟领域中很重要。你看看 RED 多年来生产的不同感光器，动态范围普遍会增加：有时在高光中，有时在阴影中。在阴影中，细节可以变得非常暗但你还能看到，而且随着你进入阴影，噪点特征也会发生变化。噪点具有质感。看看新的 MONSTRO 和 HELIUM 感光器吧。MONSTRO 能更深入暗处且中间调的噪音更小，所以与其只着眼于暗部的噪点，不如考虑整个亮度范围内的噪点。

如果你理解数学，我们对噪点的理解就像一条曲线下的整合。尽管在处理原始数据时没有预先确定的渲染意图，但我们确实需要关注所有亮度级别的噪点，因为我们尚未确认所得图像中的哪个级别重要，或它们将以何种对比显示。

这是人们在比较不同代的感光器和摄影机时遇到的问题：他们没有用相似点比较相似点。如果端点的噪点性能增加但中间没有，那么你可能实际上没有注意到改进的动态范围。

RED 摄影机动态范围测试示意图

这通常是原始处理的问题，如果你没有以实际可以看到的方式向用户展示动态范围，那么他们是看不见的。你必须让它可见。HDR（高动态范围）将对此有帮助，因为 SDR（标准动态范围）中的许多内容都隐藏在滚降中，但在 HDR 中无需那么多滚降，你就拥有更多的创作自由。噪点和 HDR 是一个复杂的关系。使用 SDR 时，任何高光噪点都会丢失，因为高光滚降会把所有对比度从亮度拉出，因为它们被压扁以适应有限的 SDR 的动态范围。因此，高光中缺乏对比度会使噪点几乎不可见。

使用 HDR，关键是我们可以通过避免过度滚降来保留高光里的对比度。高光仍然需要滚降，因为，一般来说，摄影机能产生超出典型 HDR 显示器所能显示的高光信息。然而，尽管它们不能获得 SDR 动态范围压缩没有带来额外的帮助，但我们的人类视觉感知特性仍然使我们很难看到 HDR 上的这些高光噪点。

归根结底，感光器的面积很重要。噪点表现是在整个感光器面积上综合形成的。

传统而言，更多的像素意味着更差的像素，但是如果面积大，那么噪点表现实际上是提高的。像素也一直在提高。你不能只说一个较小的像素比一个较大的像素差。每个像素设计（以及感光器设计）都有其特定的属性。

RED WEAPON MONSTRO 8K VV 低照度环境下的表现

DS：低照度下会发生的事情：噪点的起因是什么？（即，是否到达图像感光器的光子稀缺？我们真的看到到达的每个光子了吗？）

GN：有几个因素：光子、读取噪点、固定模式噪点等等。噪点是个复杂、多方面的问题。它不是个单一维度的数量。我的感觉是，噪点就像剥洋葱：去掉最大的噪点源，里面还会有其他隐藏的噪点源，当然强度会更低。你尽一切可能将噪点降到最低，因为有许多不同的类型，所以你应该总是试着确保噪点是随机的。我想澄清下：不仅仅噪点的数量有关系，而且噪点的性质也会使之可见。大量的随机噪点比起具有更容易分散眼睛注意力性质的少量噪点更可取。

DS：感光器本身是单色的。但它们对不同波长的光有不同的灵敏度吗？

GN：它们具有光谱灵敏度。硅感光器通常是对蓝色反应不灵敏，对越偏向红色的越为灵敏。在光线衰减之前，感光器越接近红外线越高效。

我记得当我测试减光镜时，典型的减光镜没有红外线滤片，因此可以被认为是红外线通过式滤镜。我将低通滤镜从 RED ONE 上取下，从而在摄影机的光学系统中去除了所有红外线滤片。我用肉眼观察减光镜，它看起来就是一块暗色玻璃，与一般的减光镜没有什么不同。然后，我将减光镜移到摄影机前，这种状态下的摄影机没有红外线滤片，通过摄影机看到的减光镜就像一片透明玻璃一样。

低水平的红外线污染是隐蔽的。它漂白了绿色以外的颜色，就像画面中挂上了一层薄雾。正如你可以想像的那样，阻止虚假红外线非常重要。

以上是本次专访关于数字化问题的讨论，下次更新的专访部分将会介绍有关 REDCODE 的问题。

文章来源：https://www.redsharknews.com/
作者：David Shapton