图像后期处理之色彩原理 vol 1 | 色彩位深
初入影视后期这一行的朋友经常被色彩深度、颜色空间和线性流程这几个概念弄得头晕，甚至潜伏在这个行业里很多年的老人也未必搞得清楚，这里简单地给大家讲解一下，纯属个人理解，如有偏颇，请指正。
用过Photoshop的朋友也许都看到过在“图像>模式”菜单下有“8位，16位，32位”的选项，这就是图像的色彩深度。
色彩深度（色深Bit）也可以叫位元深度
电脑只识别1/0这两个数字，位元就是这两个数字的单位，即Bit,一个位元单位有两个颜色。我们电脑储存的图片大多是以RGB红绿蓝三个通道来储存的，每一个像素都会有一个RGB的值，大部分图片（如JPG,GIF格式等）都是8位深（bit）的，红绿蓝三个通道分别只有256个颜色单元来储存颜色的信息，颜色深度非常有限。
上图可以看出，我们平时在计算机里看到的图片最多只有16777216种不同的颜色，但是这个数量对于普通人的眼睛来说已经足够多了，更大的位深只会占用更多的储存空间，这并不经济。8Bit的图像我们也不会察觉到很明显的颜色缺失，低于8Bit的图片，我们就可以很明显地看出来了。
下图是我拍摄的蜘蛛，使用RGB通道各有256种颜色（2的8次方：8Bit）来储存图像，可以看到丰富的细节：
每个颜色通道只用32种颜色（2的5次方： 5Bit），颜色缺失已经很明显：
每个通道只使用2中颜色 （1 Bit），图像基本只剩下一个轮廓了：
了解了色深的概念，也许很多人要问，既然8Bit在绝大多数情况下已经满足了人类的眼睛，为什么还要用颜色更丰富的16bit和32bit。原因在于较大色深的图像有利于在后期调出更多的细节。
RAW格式图像
很多人在用手机或者卡片机拍照的时候会出现一个问题，在拍摄一些阳光较为强烈的室外景的时候，想要看到天空云朵的细节，地面的景物就会很暗，如果想看清楚地面的景色，天空就会过曝，变成一片白色，后期无论怎么调整都无济于事，这是8Bit图像的局限性。
曝光锁定到天空，楼房欠曝：
曝光锁定到楼房，天空过曝：
为了解决这个问题，单反相机中提供了RAW格式图像，即包含原始数据的图像。
在相机中设置同时拍摄RAW格式和JPEG格式：
以佳能单反为例，RAW格式是以后缀名CR2来命名的，严格说来它并不是一种格式，而是一个数据包，记录了曝光、色彩、平衡、反差、锐化等信息，我们用专业软件打开可以改变这些信息。而RAW格式和普通的JPG格式最大的不同就是它的色深最低也达到了12Bit，甚至有的可以达到14和22Bit.
用Photoshop或者Lightroom等专业图像处理软件打开RAW格式图像，可以调整相关参数：
由于高色深记录了更多的颜色，所以可以通过提亮暗部，来找回细节，呈现更加完美的照片。
可以联想，专业的数字摄影机也都支持RAW格式。大部分电影的分辨率也只有2K而已，用手机都能拍出来，专业的数字电影记录的格式和普通录像最大的不同就是对高色深的RAW格式的支持，这可以让我们在后期调色时保留画面更多的细节。
电影中经常把RAW格式记录的视频图像输出为16Bit的DPX格式，肉眼看上去灰灰的，是因为它的颜色空间是 cineon( Log对数形式，下一个章节会详细讲到 ) ，但实际每一个像素都包含了比8bit多得多的颜色信息，在后期制作中我们可以调出非常丰富的色彩。
电影中使用的DPX格式的原始视频素材：
通过后期较色最终呈现在大荧幕上的颜色效果：
现在很多微电影流行使用单反相机来拍摄，浅景深的效果堪比电影质感，但是唯一的不足是单反不能记录RAW格式的视频，在后期制作中不利于调整。佳能相机通过刷固件 Magic Lantern，也是可以实现RAW格式视频拍摄的，不过分辨率会打折扣。
HDRI高动态范围图像
High-Dynamic Range （HDR） image 简称 HDRI 或 HDR 图像，即高动态范围图像。
很多人用手机拍照时，都会发现一个 HDR 的功能，不知道这是干什么用的。这是手机利用 HDR 技术实现的一种解决色彩位深不够的方案。在你打开 HDR 模式拍照的时候，手机默认会在一瞬间对你拍摄的图像进行三挡曝光，可以理解为按了三次快门。在不同的曝光下，我们可以看到最亮部和最暗部的细节，然后通过一定的融合，手机就会计算出一张同时拥有亮部和暗部细节的图像了，这个过程当然是我们看不见的，程序都在后台处理完成了。
下面来看看人工是如何完成这个过程的。
下图是我在自己家楼顶拍摄的 HDR 全景图，在三挡曝光下，可以看到一张图像从最暗到最亮所有的细节：
通过一定的合成，就能实现看到最多的细节：
在后期制作中，HDR 图像非常有用，它可以尽最大可能保留所有细节，我们可以通过 HDRshop 这款小软件把三挡曝光的 8bit 图像合成为 32bit 的 exr 或 hdr 格式的图像。
制作好的 32bit HDR 图像拥有更大的色域范围，可以看到太阳最亮的地方强度已经超过了1（8bit 图像可以用 rgb(0~255,0~255,0~255) 来记录颜色，也可以用 rgb(0~1,0~1,0~1)），超过1即代表这里的颜色已经超过了 8bit 最亮的颜色255 ，我们是完全可以在后期软件中把过曝的地方调整回来的。
在影视特效后期制作中用 HDR 图像的高动态范围颜色来直接充当三维软件里的灯光颜色可以实现 HDR 照明，这种方法可以高度地还原图像里的光照效果，让我们渲染的三维物体更加真实。
使用不同的 HDR 图像进行照明，获得不同光照的真实渲染效果：
无论是平时拍摄照片还是进行专业的电影摄制和CG特效制作，色彩深度都对图像的质量起到了至关重要的作用，学习它的原理会让我们在进行图像处理时有一个更深刻的理解。
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