Nuke中對數的用途是什麼？膠片特性曲線詳解！

LOG是由Kodak公司研發的專門適用於膠片數字化的色彩空間定義。將12-14 bit的膠片掃描結果按照對數方式變換到10bit Log（對數）空間，可以在減小數據存儲量的同時很好地保留原始底片的色彩信息。如圖4.067所示，這兩張圖像都是電影《第九區》中的鏡頭，可以看到，兩張圖像的顏色都比較暗，而且顯示效果比較灰，沒有對比。這就是Log（對數）空間下的圖像顯示效果，但由於大部分製作係統都工作在線性空間下，所以10 bit log往往給製作環節造成了較多困擾。

1.膠片特性曲線（Characteristic Curve）

觀察圖4.068，我們會發現圖中坐標係上有一條上下呈弧形而中間較為平直的紅色曲線，這條曲線稱為膠片特性曲線。這裏來簡單介紹一下這條特性曲線。

膠片感光材料的乳劑層經曝光和顯影加工後，它的透明程度會由於金屬銀的積澱而降低。乳劑層透明度的降低又與許多因素有關，在標準衝洗過程的前提下，曝光量（H）就成了影響透明度最重要的因素。為了尋找乳劑層透明程度與曝光量之間關係的數學公式，19世紀90年代，英國兩位學者（化學家H-Hurter和工程師V-Driffield）用了約十年時間，終於找到乳劑層中沉澱的金屬銀的密度與曝光量在適當條件下的顯影程度之間的比例關係，並建議用曝光量的對數和密度的對數（即阻光率）作為橫縱坐標描述它們之間的關係。這個坐標係後來被稱為H-D曲線，也稱為特性曲線，或者稱為曝光量-密度曲線許多地方也直接叫密度曲線（Density Curve）。

由於曝光量通常用H來表示，特性曲線的橫標就是1gH，所以H-D曲線實際是一語雙關，既指Hurter Difield曲線，也可以理解為曝光量（H）-密度（D）曲線。

實際上，特性曲線描述的就是膠片顯影後不同曝光量與相應密度的關係。密度值來源於一係列膠片試條，這些試條經精確校正的感光計（Sensitometer）曝光，然後按照嚴格標準進行衝洗。每個試條上的度（E，單位是勒克斯lux）乘以曝光時間（t，單位是秒sec）得到曝光量（H），即H等於乳劑層上所受光的照度（E）和照射時間（t）的乘積（H-E*t），單位為勒克斯-秒（lux-sec），也就是單位麵積乳劑層上接受的總光量。

Tips：勒克斯（Lux）是指一支標準蠟燭在一米距離產生的照度。如果膠片在距離標準蠟燭一米曝光一秒鍾，那麼膠片接受的曝光量就是1 lux-sec.

將H除以10為底的對數（即IgH）繪製橫坐標，以密度（D）繪製縱坐標得到的曲線即為測試膠片的特性曲線。

2.膠片特性曲線分解

膠片的特性曲線一般可以分為5區：最低密度區（D-min）、趾區（The Toe）、直線區（Straight lime）、肩區（The Soulder）和最高密度區（D-max）。可以參考圖4.068中標識的區域

（1）最低密度區

最低密度區又稱無響應區，是指膠片片基的密度與未曝光的鹵化銀顯影後得到的密度，這個區的密是衡定的。

對於黑白膠片，這個區也被稱為灰霧（Fog），指的是未經曝光而顯影產生的淨密度。

對於彩色膠片稱為最低密度（D-min）。

（2）趾區

趾區又稱曝光不足區。這個區曲線的斜率隨等量增加的曝光而逐漸增加，換句話說，當曝光量以等量增加時，密度的增量卻是逐漸增加的，增加的幅度與曝光量不同步。如果影像出現在這個區域，影像的密度將不能得到正確的再現，導致影像失真，層次也因為對比小而表現得較為平淡，暗部缺乏細節。

（3）直線區

直線區又稱正常曝光區，這個區曲線的斜率是相對恒定的，密度隨曝光量對數值增大而等速增加。

這個區可以正確地反映影像的影調、細節、層次，因此為了獲得最佳影像效果，攝影師一般會把圖像中所有重要的信息和細節都放在這個區。

（4）肩區

肩區又稱曝光過度區，這個區隨曝光量增加，曲線的斜率逐漸減小，當再增加曝光，密度不再增i，將達到膠片的最大密度（D-max）。這個區通常是景物的高光區，所以往往會造成高光部分沒有細節，曝光過度的同時也會造成膠片顆粒變粗。

（5）最大密度區

最大密度區所有鹵化銀或者染料都已曝光，再增加曝光並不增加密度，這是一種膠片所能達到最大的密度，對於膠片，D-max一般不會超過4.0.

下表展示了膠片的密度D與曝光量H、場景亮度和快門速度，還有對製作最重要的Log Code之間的對照關係。通過這個列表可以更清楚各個數據之間的聯係，知道在拍攝膠片時，如何控製好快門速度以得到正確的膠片曝光。通過標記區域所標記的名稱，還可以知道膠片由暗到明，究竟分為哪些階段與等級。

3.Log對數空間下的數值Log Code Value這裏來看一下Log code值同密度之間的換算公式

Log code value = 95 + 500*density above base ensity above base = Log code value/500-0.19通過這個公式可以求出Log code值，這個值用於計算在Log（對數）空間下圖像的數值。正如前麵所介紹的，通常使用的電影掃描格式為Cineon或DPX，它們都是使用每通道10bits位深，數據（Log Code Value）分布在0-1 023之間。

Tips：在Nuke中可以通過單擊Viewer[視窗]右下角的[向下箭頭]菜單來選擇使用何種單位模式來查看圖像數據值。如圖4.069所示，當前選擇的就是Log-Log code value.

如圖4.069所示，當選擇使用Log code來查看圖像數值時，Viewer[視窗]底部會顯示光標所指當前像素的log值。