终于有人来基本说清楚其中一件事情了。。。。^_^!
以下的内容是转载的人家的文章。。。讲得挺系统的、、、
论“紫边”问题的根源
(一)问题的出现 使用数码相机或者数码摄像机,大家可能常常会发现,在拍摄高反差大背光物体的照片中,物体边缘出现了刺眼的“紫边”(Purple Fringing) ,这一点,几乎绝大部分DC和DV都存在此问题,无一幸免,差别只是程度问题,有的格外严重有的程度稍轻。这个问题困扰了大家很久。 (二)争论和解释 这个困扰大家N长时间的问题,想解决它,就首先得弄清楚问题产生的根源到底在哪儿,罪魁祸首到底是谁? 百花齐放百家争鸣,各种各样的解释出现了,有的说是镜头质量问题,有的说是光学色散问题,有的说是软件算法问题,各持一词,莫衷一是,每一种说法,听起来都有点道理,但又不能完美的解释所有的现象和问题。你说是镜头问题吧,那传统银盐胶卷相机上却从来没有出现此类问题,哪怕是100多元塑料镜头的Tom相机;你说是光学色散问题吧,色散的表现又不是这个样子的,很勉强;你说是软件算法问题吧,有点道理,可似乎不是根本原因,算法问题不至于这么难以解决。 开始,我也很迷惑,当时,在dpreivew(可以算是数码摄影器材第一权威网站了吧)上看到了Phil Asky对紫边的定义和解释——Chromatic Aberration(色差),乍一看很有道理,可是问题是为什么只有DC。DV才有这个问题,Phil的解释没能解答这个问题。慢慢地,随着对DC、DV成像原理的深入了解,尤其是PMA2002上Foveon公司的X3 CMOS技术的提示,我发现Phil的解释可以说是误入歧途。 Chromatic Aberration(色差),有着很清晰的定义,就是镜头光学上的误差,原理上简单说,镜头成像因为光或者其他辐射的波长不同而变化的一种光学缺陷,色差有两种,一种是Axial Chromatic Aberration,另一种是Transverse Chromatic Aberration,都会导致白光“分散”成光斑或者彩虹状的光边。具体体现在照片上,就是影像的边缘原本是单纯白色,因为色差而变成RGB三原色不能重叠在同一线。 从现象上来说,Chromatic Aberration可以解释紫边问题,但是Chromatic Aberration说不能解释的是,为何采用同样的镜头,DC/DV和传统银盐相机相比会有截然不同地表现。 (三)抓出“紫边”的真凶 其实,DC/DV上出现的紫边现象,正确的理解,根源原因有如下两点: 1。衍射(Diffraction) 2。Mosaic遮罩滤镜式 CCD的彩色插值 这两点,衍射是导火索,真凶是CCD! 就这两点挨个分析: 衍射(Diffraction),学过大学普通物理-光学的都明白,一种光波的基本特性,其理论基础是——光线是一种波,有一定的波长。 当光线通过一些小孔或者窄缝时,在物体的边缘出现的光波分散现象。由此可得,高反差大背光景物,当强光通过其边缘时,就已经产生了衍射现象(颜色化边),然后才会经过镜头成像。所以,把出现颜色花边归罪于镜头品质是错误的。 好了,导火索出来了,同样的光学衍射,为什么偏偏在DC/DV上变成了刺眼的紫边呢? 其实,与其叫做紫边,科学的来说,应该叫做洋红边,HEhe,通过Photoshop 中对“紫边”的色彩分析,可以发现,大部分紫边的主要构成就是洋红(Magenta,CMYK四色之一),这些紫边(抑或洋红边)到底如何出现的呢? ——紫边,是由于高反差大背光静物边缘,产生光学衍射,加上DC/DV 的CCD在色彩插值时的固有缺陷造成! 分析现在现在的CCD(除了Foveon X3 CMOS)都是Mosaic遮罩式,CCD本身不感知色彩,透过CCD每个象素前面的RGB(或者CYGM)滤镜,一个象素只测R,G,B其中一种原色的密度,再由相机内部软件进行彩色化插值处理,利用周边象素信息“猜测”插值出其他颜色。(详细的CCD成像原理不是这篇文章的重点,感兴趣的可以参考其他专业文章论述),注意!产生紫边的关键点就在这个彩色插值过程中!这个插值过程并不可能完全反映真实的色彩分布(就紫边而言就是那部分边缘产生的衍射部分),相机里的算法只能通过周边的象素“推测”出真正的全色分布,这也造成了边缘不清晰,色彩干扰等一系列问题,也产生了刺眼的紫边。
也许你会问了,那为什么色彩“推测”式插值后,产生的不是绿边,黄边,黑边,而是紫边呢?根据对Mosaic CCD的GRGB 滤镜的分析,滤镜的排列方式一般都是Bayer Battern, R G R G R G R G G B G B G B G B R G R G R G R G G B G B G B G B R G R G R G R G
可以看出,而由于彩色插值“推测式”算法,R+B时最容易推测出来的——就是Magenta洋红,就是大部分紫边的主色;另外,还有一大堆的G,B什么地组合,实际检验高反差大背光景物照片发现,除了紫边,还有兰边,还有同一个衍射边缘,同时出现蓝和洋红等色边……按照我的分析,应该是各个相机的具体插值算法差异。这一点可以在Phil的网站上各个相机的评测中,都有专门对紫边的测试中看出,没有一个是没有一长色边的,有的是紫边,改进了,就成了肉眼不恨敏感的兰边什么的…… 事实上,从DV上也可以看出,单CCD DV,出现紫边的几率不比DC低,但是高端的3CCD DV,由于RGB三色分色处理,无需色彩插值,因此,3CCD DV上,就压根没了紫边问题。 (四)结论
从上面的分析可以得出,紫边问题完全是Mosaic CCD在处理衍射边缘时彩色插值算法的固有缺陷造成。在高背光物体边缘,物体边缘的光线会产生衍射,在胶片上反映为边缘质素降低而在Mosaic CCD成像的DC、DV上,更会因为“猜测”性插值的简单粗暴化特性出现洋红或者蓝色的异常色边,肉眼整体看来,效果就是紫边了。 So,我们可以得出结论——不根本改变目前的Mosaic 遮罩式CCD,“紫边”的问题永远不可能从根本上解决,但是,可以通过改进插值算法,使"紫边"显现起来让肉眼不那么敏感(这就是各个相机厂家的功力了,这也可以说明为什么Canon G1和G2同样用一款镜头,而G1紫边较严重,G2就有很大改进几乎看不出来(变成了浅蓝色、灰色边)——软件算法改进了嘛) (五)规避和解决 根本解决在DC/DV上的紫边问题,就要革单Mosaic CCD的命——要么就用3CCD分别处理,要么…… 欣慰的是,Foveon的X3 CMOS,革命性的彻底改变了传统的CCD的Mosaic遮罩方式,也从根源上使得紫边问题永远不会发生(因为X3 CMOS每一个象素色彩都是真实感应而不存在一星半点的插值和“猜测”)。 就目前的DC/DV而言,没有治本的良方,但可以治标,拍摄时就注意避免高反差大背光景物,要不就闪光灯什么地补点光降低些反差。要么就后期通过Photoshop,针对紫边中的洋红色进行替换处理。
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我常在污水中游弋,在鱼都不去的地方。。。。。。
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