理解拐点（Knee）

邓东

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前天讲了伽马，今天说说拐点（knee）。
在一些高级摄像机的菜单里，有一个叫knee的项目，中文译作拐点。在拐点的菜单里还有若干子项目，它们都是用来调什么的呢？
我们先来看一幅画面。这个画面中的景物亮度很高，有些地方是过曝的，高亮部分呈现全白没有任何细节，也就是说这部分的进来的光太亮了。

我们知道，摄像机有其动态范围。所谓动态范围，就是摄像机所能成像的最小亮度到最大亮度之间的幅度。低于最小亮度（动态范围下限），画面就呈现全黑，高出最大亮度（动态范围上限），画面就呈现全白。在实际情况中，摄像机是不会把其动态范围全部用完的，上下都保持一些余量，以便在画面调整的时候使用。
假如一台摄像机的标称动态范围上限为100%，那么它的余量可能到达110%，就是说，在110%的亮度范围内，摄像机仍然可以成像。而超过110%的部分，就会显示全白，就像上面那幅图中花瓣的样子。这个110%的上限，就称作白切割点（white clip point），意思就是，超过这个亮度值，就是全白。如果白切割点设在105%，那么超过105%的高亮部分就是全白。
但是，摄像机的成像件CCD作为一个接收光信号的器件，它依然记录了超过摄像机动态范围的光线，只是摄像机的动态范围无法把它们呈现出来罢了。通常，一个2/3吋CCD所记录的光线的动态范围大约是摄像机系统动态范围的6倍，即600%。那么这些超过摄像机白切割的超标亮度怎么处理呢？很简单，直接咔嚓掉，直接全白，反正留着也是多余。这就是一般摄像机处理动态范围之外高亮部分的方式。而一些高级摄像机，能通过“某些方法”，把超标的高亮数据“弄进”摄像机的动态范围内。这个“某些方法”就是拐点功能。


上图就是拐点功能的原理。我们已经知道，CCD是线性成像物件，那么它对光线的反应必然是条直线。图中横坐标是入射光线，也就是CCD的动态范围；纵坐标是摄像机的动态范围。这条直线往上走，超过白切割的部分必然就被咔嚓掉了。但如果能把接近动态范围上限的直线部分给掰弯一点，那么更多的亮度不就被“弄进”摄像机的动态范围里了吗？
于是，为了能呈现更多超标高亮的画面，摄像机就有了“掰线”功能。掰线的过程酱紫：首先，在接近标称动态范围的某个位置，比如80%，设一个“开掰点”。然后，抓着开掰点上面的部分往下掰，掰得越斜，进入摄像机动态范围的线段自然就越多。这样，摄像机画面中，超过标称亮度的细节就能被呈现出来。这个掰线的过程就是所谓的拐点功能。
上图中，线段被调整的“开掰点”就是拐点（knee point），意思就是线从这点开始拐了。把上面的线掰多斜，就是所谓的斜率（knee slope），斜率越大，线被掰得越斜，进入摄像机动态范围的高亮部分就越多。而这个“掰线”的过程，是对高亮部分进行“压缩”，也就是对YUV中的Y（亮度信号）进行一定的削减，让其能进入摄像机的处理范围内，从而能让高亮细节呈现出来。一句话，拐点就是用来调节画面高光部分细节的。
下图就是经过拐点调整后，画面中的高亮细节呈现的情况。



拐点调整实际上就是对高亮部分的亮度信号（Y）的一种消减。但如果斜率（knee slope）设得偏大，Y必然被消减得多。我们知道，最终画面像素是有YUV构成的，Y减得太多，像素的色彩饱和度就受影响。因此，在knee菜单里，还有个拐点饱和度（knee saturation）的设置。这个设置，就是为了在压缩高光时，专门用来弥补高光饱和度损失的。所以，在调整斜率的时候，要配合调整拐点饱和度，才能让拐点功能发挥最佳的效果。

看到这里，你一定觉得高端摄像机的设置十分复杂 。的确，摄像机是一种很复杂的机器，远比胶片摄影机复杂得多。随便一台阿莱胶片机，你用一天的时间就能完全掌握它的操作，第二天就能装胶片干活；而一台高清，光是熟悉菜单，给你一个星期你都不敢说完全摸透。即使是好莱坞的电影制作，如果用高清拍摄，往往要有个技术员给摄影组提供支持，这种囧况在胶片拍摄是没有的；就是因为高清很难伺候，换个场景要调调菜单，换个灯也调调菜单，所以有些摄影指导非常反感高清也情有可原。
与其他高清相比，在操作流程上，RED ONE更接近胶片摄影机。因为RED可以输出RAW数据，虽然是压缩格式，但RAW是成像件获取的原始数据，是在白平衡、伽马、拐点等等调整之前的数据；也就是说，所有的菜单设置，你可以后期在电脑上“补做”。这样在前期拍摄时，你只要像拍胶片那样控制好曝光就OK了。（跟大家玩数码单反的RAW文件基本一回事）
有些人不理解为什么好莱坞会用RED这种高压缩小数据流的“独立制片专用机”来拍主流电影？但颇具讽刺意味的是，恰恰因为RED比其他高清机更像胶片机，一按start键就可以开工，那些七七八八的曲线留给后期工序去收拾。而其他高清就不能这么随意，必须要事先调好才能拍出好的画面，但玩胶片出来的摄影师有几个会调高清，况且高清在后期一样得调，权衡一下，还不如直接用RED去拍，嘿嘿 。

白菜

F-900菜单
5-3-9 使用超级伽玛（Hyper Gamma）
超级伽玛是一套全新的转移函数设计。作为一个预伽玛曲线，它可以配合高容量、宽动态范围的PowerHad CCD 轻松地完成在高对比度场景下拍摄时，真实还原自然色调的功能。
1 按照95 页“5-3-3 手动设置色温”章节的第1 到第3 步，显示PAINT 菜单的GAMMA 页面。然后按MENU 旋钮。
2 旋转MENU 旋钮，将→标志移到GAMMASELECT 项目上，然后按MENU 旋钮。此时，位于GAMMA SELECT 项目左侧的→标志更改为●标志，而位于相应设置左侧的●标志更改为？标志。
3 旋转MENU 旋钮，直至出现HG，然后按MENU旋钮。当旋转MENU 旋钮时，伽玛表的类型按照如下顺序出现：STD—HG—USER。

4 旋转MENU 旋钮，将→标志移到GAM SEL（HG），然后按MENU 旋钮。
5 旋转MENU 旋钮，选择超级伽玛表中最适合拍摄条件的选项。
6 按MENU 旋钮。
7 改变白切割电平以适应第5 步中选择的超级伽玛。
①在PAINT 菜单中显示KNEE 页面。
②旋转MENU 旋钮，将→标志移到WHITE CLIP LEVEL，然后按MENU 旋钮。
③旋转MENU旋钮直至出现相应的白切割电平值，按MENU旋钮。
8 要结束菜单操作，将MENU ON/OFF 开关到OFF位置。


老大贴不了图啊！！！！！！

Free-Thinking

学习

虫虫

学习了！感觉那些高级摄像机好复杂啊~~~ 菜单里有那么多的选项，看着都晕了！~~

f00227

F900的菜单搞得有点晕

不过迷迷糊糊听出点

感觉有点像扩声设备里的压限器

不知感觉的对否

望各位老师指正！

邓东

原帖由 白菜 于 2008-10-16 15:21 发表
贴不了图啊...

还没开放附件上传 ，我自己也是用外部链接贴图的。暂时用这个贴图方法贴着先吧，的确不方便，以后会解决的。

邓东

原帖由 f00227 于 2008-10-16 23:21 发表
。。。感觉有点像扩声设备里的压限器。。。

对！就是压限，这类比很恰当啊 。

报童

这个帖子值得学习
补充一点,实际上是109%的切割而不是110%.
如果想利用足109%,必须在全数字的制作的环境下,如果在制作环节里面有模拟的话,只能在100%电平范围内.那样还不如在100%内拍摄.

实际操作中,如果改变拐点就必须调整斜率

tommy

先学习了，谢谢

shsysqx

谢谢邓大，学习了很受用。

RED后期进入相关软件调整时，参数选项里没有Knee的调节，和这个拐点功能相对应的选项应该是哪个啊？

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mjfilm

学习了。俺的佳能A1里面好像能做gamma和拐点等调节。但是俺不是很明白，看了老大的资料后。。。明白了一些。。呵呵。

spanky

假如一台摄像机的标称动态范围上限为100%，那么它的余量可能到达110%，就是说，在110%的亮度范围内，摄像机仍然可以成像。而超过110%的部分，就会显示全白，就像上面那幅图中花瓣的样子。这个110%的上限，就称作白切割点（white clip point），意思就是，超过这个亮度值，就是全白。如果白切割点设在105%，那么超过105%的高亮部分就是全白。

补充一下：摄像机要设置这个白切割点 因为电视机最高的动态范围是在100%以内 一切都是为了给电视调的 包括伽马 也是为了迎合电视的显示  最终还是为了让人眼在电视上看到 那些摄影师想要的画面

zikigao

邓大大太牛了，期待后续的“杂散光”“矩阵”“细节”教程~！崇拜ING~

鲨是比牙

邓大，是俺的偶像！
多么复杂的理论，经过邓大一讲，感觉很生动、浅显，容易理解

citylight

摄影师应该也这么写，就不会那么难读了

ljb215

SONYAX2000e里没有拐点这个术语，有一个肤色细节里的色彩选择（相位，饱和度，范围）是拐点的说。

huxiao3d

邓大辛苦，学习了，收藏了

zoujianjun

这个帖子值得学习

kanuoct

虽然很深奥，但感觉学会了很nb的样子

大脑

谢谢邓版的教程分享

猫照镜

谢谢分享，大概有点了解了，改天试试

hunterboss

感谢邓大了～ 让我们又学习了这么重要的知识～！

贝马

回复 邓东 的帖子

胶片摄影机确实一天就会摆弄了，不过前提是胶片的性能已经烂熟于心了。高清的摄像机可以调整伽玛、黑伽玛、拐点，而胶片要利用好直线部、暗部、肩部就得看摄影师光玩得如何了。

heroes21

高级技巧……过段时间再来学习……

色和尚

这个要不时顶起来

查理

学习，学习，邓大继续！

whcaofeng

Mark,备查.

广州兄弟

顶一下

瓜不太甜

先学习 顶

meksjun720

这个确实是非常难懂的一个点，经了邓大的解释更好的理解了拐点