摄像机记录数据时用的线性gamma，与达芬奇RAW设置中的线性gamma

四夕口贝 · 发表于 2016-5-25 11:43

之前听到有人说“达芬奇RAW设置中的线性gamma,指的是摄像机记录数据时用的线性gamma。”我认为这种说法不完全正确。通过参考相关书籍与在达芬奇中实际操，我得出以下结论：摄影机记录数据时的线性Gamma，与达芬奇RAW设置中的线性Gamma是不同的两种线性Gamma。虽然都为线性Gamma，但两者的斜率不同。

这个结论可解释以下现象：在达芬奇RAW设置中，将Gamma设置为线性后，画面会明显偏暗。

以下是我绘制的这两种线性Gamma的对比图。图中假设某摄影机可记录自然界中0%-500%强度的亮度。

   那么摄影机在以线性Gamma记录数据时，物理的光线强度与数字信号的亮度信息呈线性的函数关系。所以当光线强度为500%时，转换为数字信号（RAW）的亮度电平强度也应该为500个单位。如使用IRE作为单位，则为500IRE。由于500IRE远远超出视频和显示设备所能展现的信号强度，所以对于RAW的解拜耳设置中，所有的Gamma曲线设置，都是将超出显示设备和视频显示范围的信号数据，转换为0-100IRE的范围内。

   在RAW文件的Gamma设置中线性Gamma的意思，我是这么理解的：将摄影机线性Gamma，线性转换至0-100IRE的范围内，由于是线性转换，所以转换后的Gamma仍然是线性的。如图中红色线条。从图中可以看出在同样的100%入射光强下，以摄影机gamma记录的亮度信号强度为100IRE；而以RAW设置中的线性Gamma呈现的亮度信号强度大约为10IRE左右，远远低于100IRE。所以将RAW文件的Gamma设置为线性后，画面会明显偏暗。
   如果RAW文件的线性Gamma指的是图中的蓝色直线，那么在视觉上应该与rec709有相似的感受。而实际上画面会明显偏暗，所以RAW文件的线性Gamma并不是指摄影机记录数据时的线性Gamma.
   不知我的这个结论与理解是否正确？请各位老师指点！

四夕口贝 · 发表于 2016-5-25 11:55

达芬奇12.5用户手册中写道：When you use Resolve Color Management (RCM) in a project that uses Camera Raw formats, color science data from each camera manufacturer is used to debayer each camera raw file to specific color primaries with linear gamma, so that all image data from the source is preserved and made available to Resolve’s color managed image processing pipeline.大致翻译如下：当你在项目中使用RCM，且项目中有RAW文件时，各种摄影机厂商的色彩科学数据被用于解拜耳。各种RAW文件被解拜耳为各自的原始色彩，并应用linear gamma。所以RAW文件的所有数据被保护，这些所有的数据可用于达芬奇的色彩管理处理流程。

我认为这里的linear gamma，指的是摄像机记录数据时用的线性gamma，而不是达芬奇RAW设置中的线性gamma选项。因为原文中所说由于使用RAW的原始色彩和线性gamma，得以保证所有数据被用于色彩管理。只有摄像机记录数据时用的线性gamma，才保存了所有数据。而达芬奇RAW设置中的线性gamma，根据以上图所示，将数据压缩至0-100IRE内，这就不属于原始的所有数据了。不知我的理解是否正确？

marvinhddvd · 发表于 2016-5-25 23:59

1.0线性伽玛偏暗是因为你的显示器是2.2伽玛，这么简单不要纠结了。

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 10:18

marvinhddvd 发表于 2016-5-25 23:59
1.0线性伽玛偏暗是因为你的显示器是2.2伽玛，这么简单不要纠结了。

多谢您的解释！！这个我明白。在RED的R3D格式，设置为linera gamma后，会显得非常暗，黑不拉几的。这个暗，超过了因为显示器2.2 gamma带来的暗。所以暗的原因并不只是因为显示器的2.2 gamma，还因为这个linera gamma设置是将高动态范围的数据线性映射至低动态范围，所以图像看起来会非常暗。

marvinhddvd · 发表于 2016-5-26 10:39

四夕口贝发表于 2016-5-26 10:18
多谢您的解释！！这个我明白。在RED的R3D格式，设置为linera gamma后，会显得非常暗，黑不拉几的。这个暗 ...

你去恶补一下功课吧，你的理解完全错的。

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 11:14

marvinhddvd 发表于 2016-5-26 10:39
你去恶补一下功课吧，你的理解完全错的。

你好，我只是说设置线性gamma时，造成图像变暗的原因不只有显示器gamma2.2的原因。还有其他因素。因此并不能说我的理解完全错误。可能我的理解略有偏颇。对此我也看过多种相关资料，并进行了思考与理解。您说我的理解完全错误，麻烦详细说明你的理解和观点，这会对我帮助很大，谢谢！

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 11:24

marvinhddvd 发表于 2016-5-26 10:39
你去恶补一下功课吧，你的理解完全错的。

以下是昨天我在影视工业网homeboy线上调色培训中提到该问题，homeboy老师给出的答案，不知是否还有其他解释：

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 11:40

marvinhddvd 发表于 2016-5-26 10:39
你去恶补一下功课吧，你的理解完全错的。

在对raw解拜耳时，如果选择线性gamma，就是把拍摄时的全部信息的线性gamma，等比映射到100IRE的范围内。由于拍摄时的动态范围要远远大于显示设备所能显示的范围，同时受显示器gamma2.2的影响，所以映射后的画面会非常暗。例如R3D素材。

如homeboy老师的说法，对于rec709的视频素材，由于rec709的gamma为0.45，所以在gamma2.2的显示器上正常，如果rec709转为线性，则在gamma2.2的显示器上会稍微偏暗。

这两种变暗的原因有区别，不能一视同仁的认为都只单单因为显示器gamma2.2的原因。

色和尚 · 发表于 2016-5-26 13:35

以下是我绘制的这两种线性Gamma的对比图。图中假设某摄影机可记录自然界中0%-500%强度的亮度。

那么摄影机在以线性Gamma记录数据时，物理的光线强度与数字信号的亮度信息呈线性的函数关系。所以当光线强度为500%时，转换为数字信号（RAW）的亮度电平强度也应该为500个单位。如使用IRE作为单位，则为500IRE。由于500IRE远远超出视频和显示设备所能展现的信号强度，所以对于RAW的解拜耳设置中，所有的Gamma曲线设置，都是将超出显示设备和视频显示范围的信号数据，转换为0-100IRE的范围内。

楼主有种一本正经胡说八道的莫名喜感，为什么？请先看百度百科解释：

1. IRE

IRE是一个在视频测量中的单位，以创造这个名词的组织——“无线电工程学会(Institute of Radio Engineers)”来命名的。例如在广播级视频电平中规定了任何视频信号在播放时的亮度电平都不能超过100IRE。

IRE把视频信号的有效部分——视频安全黑色（黑电平）到视频安全白色（白电平）之间平分成100份，定义为100个IRE单位，即0～100IRE。

2. 摄像机IRE

CCD摄影机的视频输出最大振幅一般设置在100IRE或者700毫伏，一个100IRE的视频表示可以完全驱动一个监视器表现最好亮度和对比度的优质影像，只有50IRE的视频表示只有一半的对比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%，通常30IRE是最低的表现可用影像的数值，一个标准的摄影机当自动增益提高到最大增益时噪度等级应该在10IRE，因此能提供3：1或10dB信噪比可以接受的影像。

一个在10IRE下测量的结果可以比在100IRE下测量的结果高出10倍，因此没有标出IRE等级的结果实际上是没有意义的。

再来看维基百科：
An IRE is a unit used in the measurement of composite video signals. Its name is derived from the initials of the Institute of Radio Engineers.[1]

A value of 100 IRE was originally defined to be the range from black to white in a video signal. A value of 0 IRE corresponds to the voltage value of the signal during the blanking period. The sync pulse is normally 40 IRE below this 0 IRE value, so the total range covered from peak to trough of an all white signal would be 140 IRE.

The reason IRE is a relative measurement (percent) is because a video signal may be any amplitude. This unit is used in the ITU-R BT.470 which defines PAL, NTSC and SECAM.[2]

References[edit]
Jump up ^ Robin & Poulin; Michael Robin; Michel Poulin (2000). Digital television fundamentals: design and installation of video and audio systems. McGraw-Hill Professional. p. 17. ISBN 0-07-135581-2.
Jump up ^ "BT.470 : Conventional analogue television systems". International Telecommunications Union. Retrieved 28 August 2012.

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 13:44

色和尚发表于 2016-5-26 13:35
楼主有种一本正经胡说八道的莫名喜感，为什么？请先看百度百科解释：

1. IRE

多谢陈华老师的详细资料，很受用！

色和尚 · 发表于 2016-5-26 13:52

四夕口贝发表于 2016-5-26 11:24
以下是昨天我在影视工业网homeboy线上调色培训中提到该问题，homeboy老师给出的答案，不知是否还有其他解 ...

我靠，homeboy也是一本正经的在糊弄人，这行业怎么了！？？！！？

色和尚 · 发表于 2016-5-26 13:53

四夕口贝发表于 2016-5-26 13:44
多谢陈华老师的详细资料，很受用！

既然受用了，知道问题出在哪里吧？

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 13:54

色和尚发表于 2016-5-26 13:35
楼主有种一本正经胡说八道的莫名喜感，为什么？请先看百度百科解释：

1. IRE

陈华老师，homeboy老师对于RAW文件设置为linear gamma后，画面变得非常暗的解释，是否正确？是否还有其他解释？

色和尚 · 发表于 2016-5-26 13:56

四夕口贝发表于 2016-5-26 13:54
陈华老师，homeboy老师对于RAW文件设置为linear gamma后，画面变得非常暗的解释，是否正确？是否还有其他 ...

你自己想想，HDR监看是线性的么？

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:01

色和尚发表于 2016-5-26 13:53
既然受用了，知道问题出在哪里吧？

多谢陈华老师，正在理解中。对这个问题我也参考了网上的一些文章和相关书籍，如孙略的《视频技术基础》，达芬奇用户手册。有问题肯定首先是自己查找答案。但一些问题涉及到电学等一些知识，理解起来确实有点困难，短时间内可能并不能理解透彻。所以望您能再大概说说，为何RAW文件在设置linear gamma后，画面非常暗的原因。非常感谢！！！！祝您工作愉快！

vvhh1234 · 发表于 2016-5-26 14:03

四夕口贝发表于 2016-5-26 13:54
陈华老师，homeboy老师对于RAW文件设置为linear gamma后，画面变得非常暗的解释，是否正确？是否还有其他 ...

我觉得楼主你去查查aces流程和原理可以帮助你理解
你现在理解的有点牛头不对马嘴

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:04

色和尚发表于 2016-5-26 13:56
你自己想想，HDR监看是线性的么？

应该不是线性的

上帝之猪 · 发表于 2016-5-26 14:04

有点高深！

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:06

vvhh1234 发表于 2016-5-26 14:03
我觉得楼主你去查查aces流程ࡴ ...

你好，我是根据homeboy老师的解释来理解的，既然错误，还望各位老师能正确说明一下，万分感谢！

色和尚 · 发表于 2016-5-26 14:08

vvhh1234 发表于 2016-5-26 14:03
我觉得楼主你去查查aces流程ࡴ ...

你太难为他了，人电视原理还没搞明白你就让人看ACES！

色和尚 · 发表于 2016-5-26 14:10

四夕口贝发表于 2016-5-26 14:04
应该不是线性的

对，那根据我的资料，你的问题出在哪儿想清楚了么？

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:12

vvhh1234 发表于 2016-5-26 14:03
我觉得楼主你去查查aces流程ࡴ ...

ACES的工作流程，我之前查过资料。ACES的大致思路是设置视频素材本身的色彩空间（IDT），然后所有素材都在ACES的色彩空间中调整。监看时根据监看设备，选择适合的RRT，将ACES转换为适合监看设备的色域和gamma。最终输出，选择ODT，转换为适合最红播出设备的色彩空间和gamma。

对于将raw文件设置linear gamma后，图像变得很暗的原因，理解起来确实比较困难，所以还望各位老师能有正确的解释，非常感谢！！

vvhh1234 · 发表于 2016-5-26 14:14

色和尚发表于 2016-5-26 14:08
你太难为他了，人电视原理还没搞明白你就让人看ACES！

aces解释的很清楚啊摄像机输入变换idt和 rrt 监看变换说的不就这个关系么....
以便正确在不同性能精度设备上显示相对正确色彩....

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:14

色和尚发表于 2016-5-26 14:10
对，那根据我的资料，你的问题出在哪儿想清楚了么？

需要时间理解消化，多谢陈华老师！

vvhh1234 · 发表于 2016-5-26 14:18

四夕口贝发表于 2016-5-26 14:12
ACES的工作流程，我之前查过资料。ACES的大致思路是设置视频素材本身的色彩空间（IDT），然后所有素材都 ...

对啊你想想你在什么地方看观看设备的rrt变换是否符合你的工作色彩空间不要把idt和rrt放在一起中间部分被你吃了么...

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:19

vvhh1234 发表于 2016-5-26 14:14
aces解释的很清楚啊摄像机输Ð ...

多谢您的点拨。只有正确设置与显示器gamma对应的视频校正gamma，亮度才会正确显示。是这个意思吧？

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:27

色和尚发表于 2016-5-26 14:10
对，那根据我的资料，你的问题出在哪儿想清楚了么？

即便是HDR监看设备，也有其亮度gamma ,而且其gamma肯定不是1. 所以即便将RAW设置为线性，在HDR显示器上显示也不会正确呈现亮度，而是会偏暗。这样理解应该没错吧

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 14:28

vvhh1234 发表于 2016-5-26 14:18
对啊你想想你在什么地方看 ...

多谢多谢，大致明白了!

色和尚 · 发表于 2016-5-26 14:54

1，线性gamma不是用来监看的。
2，输入范围是500%，等比缩放到0-100IRE范围内，还要保持线性，你画个图映射一下看看，100%输入范围映射到多少IRE？

四夕口贝 · 发表于 2016-5-26 15:05

色和尚发表于 2016-5-26 14:54
1，线性gamma不是用来监看的。
2，输入范围是500%，等比缩放到0-100IRE范围内，还要保持线性，你画个图映 ...

大概只有10 IRE左右，可能不是很准确，总之会比100IRE低很多。所以图像会非常暗。是这么理解的吧。

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