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关于Nikon的色彩空间

 玉垒山人 2007-02-28

Nikon色彩模式的演变过程:

如果你是一名Nikon的新用户,当你开始拍摄时可能你已经为色彩模式的选择而伤尽脑筋。不同的场合要有不同的选择,何况现在Nikon全部的色彩模式分别有I、Ia、II、III 和 IIIa 那么多,或许你会随便选择其中一个,但我要告诉你色彩模式的重要性 (特别当你使用JPG 格式来储存相片时)。如果你想明白全部的些模式是怎样运用,这样我们就从Nikon数码单镜反光相机的演变过程来解释有关的问题。

Nikon于1999年发售的数码单镜反光相机 D1当时是没有任何色彩模式选择。Nikon当时好像是没有色彩模式的真正的概念。我不肯定当时 Nikon 是否完全不明白色彩管理的问题或是它们假设他们的用户不会关心的色彩管理的问题。不管怎么样为什么Nikon会这样。当时的色彩空间似乎接近 NTSC 制式并且运用了这色彩空间至图像之中,然后被转换的色彩空间也能得到准确颜色。为什么Nikon会使这样做呢?只能猜测因为 Adobe RGB 于 1998 年才制定,而 sRGB 也只是在1996年才制定,技术可能还未普及。又因为当时是 Sony 为 Nikon D1 设计传感器 (CCD Sensor),可能为了方便对应电视制式的原因。也可能因为较早期 (1998年) 推出的E系列数码单镜反光相机提供了NTSC 类比影像输出的原因。因为当时的图像色彩是与 NTSC 制式校准,输出到电视时能保证有着最佳的效果。


Nikon 较早期推出的E系列及D1数码单镜反光相机


在2001年Nikon推出了D1H及 D1X,当时终于提供两种色彩模式给用户选择。当年只提供了 NTSC 作为色彩空间的数码单镜反光相机D1由现在我们更加熟悉的sRGB(模式 I) 及 Adobe RGB(模式II)所取代。Nikon 大概已经明白到色彩管理问题的重要性,色彩管理对于专业摄影师来说是相当重要,因为他们拍摄的照片档案还要交回报社做编辑再送到印刷公司做输出,当中的流程有相当多的步骤,要最后得到预期的效果就要对颜色管理要有更加大的要,而 Adobe RGB 就正合他们的要求。另外Nikon 对色彩模式选择了数字代替名字 (Mode I=sRGB,Mode II=AdobeRGB),对于用户来说数字比名字更加简单易记得多。


2002年Nikon推出D100,这次 Nikon 尝试跟随当时菲林生产商多姿多彩的色彩世界的卖点,再新加入了新定立的Mode III,Nikon设法在模式 III 中能直接地在相机内把颜色的饱和度提高,完全重现当时极负盛名的富士专业正片之王 Velvia 的色彩,它的的超级饱度、色彩与色调,许多人都喜欢它鲜艳的颜色。模式 III和Velvia相比色彩颇为相似,但没有它那么强烈。模式 III 和模式 I都是使用sRGB彩色空间,但模式 III 可以简化了我们使用电脑作后期处理的工序。Adobe RGB 提供更广宽的色彩的范围,Nikon也企图想在sRGB模式中能提供与Adobe RGB 表现出一模一样的色彩。Nikon 推荐模式III 的用途以拍摄风景图为主而模式I的用途为拍摄人像。


当D70在2004推出后,大家会发现色彩模式也进一步演变了,Nikon再为D70的用户增加了模式Ia,II 和 IIIa 的选择,Nikon 以"a"字代表原有的两个 sRGB 模式的变种。Nikon进一步改进原本的两个sRGB模式,模式Ia优化了红和洋红色的色调,而模式IIIa就集中改动了光谱中的绿色的范围,而模式 II就没有任何的改变。


到了2003年Nikon推出的 D2H 和2005年推出的 D2X 又返回到原本的模式以 I, II, III 命名的彩色空间。模式 II 依然只许以 Adobe RGB 作唯一的选择,但模式 I 和 III 就允许用户选择 sRGB或Adobe RGB 的色域。这种选择似乎主要是方便用户根据自选的工作方式而设,例如在Photoshop或其它图像编辑应用程式。



D2H、D2Hs、D2X 及 D200 在模式 I或III之中允许用户选择sRGB或Adobe RGB的色域


在2005推出的 D50 和 D70s 又用回以 Ia, II, IIIa 命名的模式,这些模式曾经在D70中使用过。有趣的是Nikon今次为D50预设的色彩模式是 IIIa 而不是 Ia 。而我不相信 Nikon 会假设D50的用户拍摄风景多于人像,我的直觉这只是一个基于商业销售的决定。即使用户渴望Nikon能够有比较 鲜艳生动的色彩,好像Canon特别鲜艳的色彩,但始终Nikon机身拍摄出来相片的效果都是长期较Canon的没有那么鲜艳生动。一直相信大家都觉得Nikon总是比Canon保守,但今回Nikon把 D50 的色彩模式预设为IIIa,令D50能显示出最生动的色彩给它们新或入门级的用户,这次我相信是一个非常明智的商业销售决定。


2005年推出D200又返回到原本的模式以I, II, III 命名的彩色空间。模式 II 依然是只作为Adobe RGB唯一的选择,但模式 I 和 III 就允许用户选择以sRGB或Adobe RGB的色域。我猜测这种选择似乎主要是为了方便中高级用户能根据自选的工作方式而设。


在2006年秋季推出的 D80 又选择用回以 Ia, II, IIIa 命名的模式,这些模式曾经在 D70、D70s 及 D50 中使用过。模式 II 依然是只作为 Adobe RGB 唯一的选择,模式 Ia 和 IIIa 就不能像 D200 允许用户根据自己的工作方式而选择sRGB或Adobe RGB色域在其色彩模式之中使用,即是D80的模式 Ia 和 IIIa 只能作为sRGB的色域空间。我猜测今回 Nikon 这样的决定是刻意画分D80同D200的级别。

Nikon 数码单镜反光相机的色彩模式 (Color Mode):

Nikon DSLR主要提供三个色彩模式 (Color Mode) 模式 I 、II 和 III。模式 I及III利用了sRGB 色域 (色彩空间)。Mode I的设计是适用于人像摄影,它能提供更加好的肤色还原能力而 Mode III的设计是适用于自然风景摄影,它提供更深的绿色和其它颜色也得到更加自然平衡的结果。另外模式II就对应了 Adobe RGB色域,这个色域能提供更宽的颜色空间,许多专业摄影师和出版社都是采用Adobe RGB这个色域。

Nikon DSLR上的各个色彩模式的使用方式:
模式 I - (sRGB) - 适用于拍摄人像和自然皮肤色调或拍摄后不作进一步修改而列印相片。
(这个模式一般Nikon机身都是采用了sRGB 的色域,除 D2H、D2Hs、D2X 及 D200 可选择 Adobe RGB 或 sRGB 的色域)

模式 II??- (Adobe RGB) - 适合拍摄宽广色域。照片在这个模式拍摄下是对应了Adobe RGB色彩空间。这个色域比sRGB能表达出更广宽的色彩,是影楼、专业图像设计及出版社普遍的选择,也是商业生产流程其中的一部分。
(这个模式采用了Adobe RGB 的色域)

模式 III??- (sRGB) - 适合拍摄风景和植物色彩或拍摄后不作进一步修改而列印。
(这个模式一般Nikon机身都是采用了sRGB 的色域,除D2H、D2Hs、D2X及D200可选择Adobe RGB 或 sRGB的色域)


Nikon DSLR上的各个色彩模式的详述:

Mode I 及 III 对应了sRGB的色域,而sRGB的标准主要是由HP和微软共同开发,这个色域是专为个人电脑荧幕及程式 (包括网页浏览程式) 而设计。因此图像在这色域之下就立刻可以在显示器得到正确的颜色显示及立即可以让我们做相片修整工序 (Photo retouching)。

随着国际互联网和Windows作业系统确立了一种标准显示屏色彩空间,色彩问题亦得到解决,这就是sRGB。传统上,作业系统使用RGB以支援显示屏显示色彩。然而,由于RGB在不同的设置皆有所偏差,令各色彩无法可靠地在不同的显示屏上重现。Hewlett-Packard、Microsoft和其他公司所发展的sRGB标准显示屏色彩空间是经过优化以切合大多数用户的需要。非常简单,sRGB是经调准最优化的RGB以配合绝大多数的电脑显示屏、作业系统和浏览器。sRGB规格使用设有2.2伽马值【gamma】和 6,500 开氏度【Kelvin】白点的显示屏。sRGB可以令到各种色彩以独立和统一的方法地复制和显示,令不同的显示屏之间都能够展现一致的色彩。此外,Microsoft设定 sRGB为Windows 98/2000/XP的默认显示屏色彩空间。


Mode II 对应了Adobe RGB 的色域,而 Adobe RGB 标准是由 Adobe Corporation 于1998年定立,是专业图像设计师、专业数码摄影师及出版社普遍采用的色域,它提供更广宽的色彩范围,它更能让我们捕捉到更深厚及明亮的色彩,但对颜色管理要有更加大的要求才能得到最好的效果。Adobe RGB设计的颜色的范围是针对记者、报社、通讯社等等而不只是单单在电脑荧幕上显示效果。但有一个非常大的问题就是除非你使用的相片修整应用程式认知你所拍摄的图像是记录了在Adobe RGB 色域上否则它在 sRGB 设备上看起来色彩会觉得暗淡,不正确颜色在会出现在某些颜色上的问题 (譬如绿色会偏向黄色等等)。如果下载到支持Adobe RGB 色的应用程式 (譬如Photoshop) 并且分配Profile时用上Adobe RGB (1998),你就能准确地看到原本的色彩 (但最好使对应Adobe RGB的专业显示器)。


C.I.E. Chromaticity Diagram
下面是色度图 (C.I.E. Chromaticity Diagram),主要色的区域代表肉眼可能看见的颜色范围。在这里你可以看见四个图型,分别是sRGB 色度图,Adobe RGB (1998) 的色度图和两款色谱的比较。大家可以从图中的三角形看出 Adobe RGB 的覆盖范围比 sRGB 大几许多,这就代表它能表达出更广宽的色彩。



以下三个测试是D2X以Raw拍摄经 Nikon Capture 4.4 开启后转变 Color Mode后Save做Jpeg,再经Photoshop CS2 Resize。大家可看看转了Coloe Mode后在不同的场合得到的结果会是怎样的。

测试 I ~ 自然:



测试 II ~ 风景:



测试 III ~ 人像:





你应该选择 Nikon 那一个的色彩模式呢?

虽然 Nikon 总共有五个色彩模式,但是每款机身不会提供超过三个色彩模式给用户选择 (不计算黑白模式)。如果你选择以Raw作为你的储存格式,你的选择就较为不重要,因为图像可以选用Nikon Capture等图像编辑软件作后期加工。而Nikon Capture 4.4 还加入了黑白模式,这样你就能随便转换色彩模式。但如果你选择以Jpeg作为你的储存格式,那么你就要先想一想你最适合你需要的色彩模式,因为Jpeg是不能像Raw般可以随便转换色彩模式的。



Nikon Capture / Capture NX 能改变 Raw 档案格式内的色彩模式

【玉垒山我备注:PS与LR中同样可操作】


好了各位看过以上这么长的文章,到底应该在那一个场合选择那一个色彩模式才适合呢?
Mode I/Ia:
如果是拍摄人像就选择 Mode I 或 Ia 就最为合适了。但为什么会有两个选择呢?这两个色彩模式要看看背景才能决定选择 Mode I 或 Ia,因为有时背景是美丽的大自然 (i.e. 有鲜花及绿叶等等的物体), 这样我就建议你选择 Mode Ia。而 Mode III 及 IIIa 是绝对不适合于人像拍摄中使用,请大家先看看 Fig. 1,你会看见 Vivian 面上的颜色在 Mode III 及 IIIa 时是有点过渡偏红,Mode I 就最为自然。另外因为这张相是没有背影所以你就看不出 Mode I 及 Mode Ia 有太大的分别,Mode Ia 只是比 Mode I 红一点点,但如果背景是有鲜花及绿叶的话 Mode Ia 就不失为一个好的选择。

Mode III/IIIa:
拍摄风景、植物、建筑物等等图片我就会选择 Mode III,有点要注意的是如果你想拍摄的目标是红色的花朵而色调偏向鲜艳,这样我就建议你选择 Mode I 或 Mode Ia。请大家先看看 Fig. 2,你会看见红色的花朵在 Mode III 及 Mode IIIa 时会失去很多细节及立体感, Mode I 又不能反映出花朵原有的色彩及绿叶也偏黄了,而 Mode Ia 在这种环境下使用就最为适合了,所以这次我就会建议你选择 Mode Ia 了。

Mode II:
Mode II 我一般都不会选择,因为我不是专业图像设计师、又不是专业数码摄影师,没有须要交完成去专业的印刷公司 Output,所以我没有遍采用这个色域。


注:大家看过以上的结论后,如果你以往是选择以 Jpeg 作为你的储存格式的话,我估你们日后都可能会改变以 Raw 作为你的储存格式了,这样在拍摄时候色彩模式的选择就不再重要了,因为图像拍摄之后可以经由 Nikon Capture、Capture NX 等图像编辑软件作后期加工,改变你已选择错误的色彩模式。

(以上只是本人的个人的选择,你应因对应你个人的须要而选择你所需的色彩模式)


Fig. 1


Fig. 2



有必要校正你的电脑显示屏幕吗?

有没有必须校正你的显示屏幕?答案是有须要的!
各位摄影用家会否觉得电脑显示屏幕所显示的色彩和光暗往往未合乎你的要求吗?其实因为现时绝大多数显示屏制造商所生产并显示屏是没有一个公认的色彩标准和光暗的规格,同一张相片在不同的显示器下观看亦有可能相差十分之远,又或者跟你在拍摄时现场环境的色彩和光暗有很大的分别 (不计选择了不适当的白平衡模式)。显示屏色彩校准工具因此应运而生,校准工具会以感测器来测量显示屏上不同色彩和光暗的表现,然后再产生一个独有的 ICC 色彩档案,使用这个色彩档案后电脑显示屏幕所显示的色彩和光暗都将会合乎标准。但过住显示屏校准工具的售价绝对不是便宜,但到今时今日左DSLR大热下,有一部分显示屏校准工具的售价只是数百元,对相片质素有所要求的摄影用家是时候该认真考虑使用显示屏校准工具来校准你的电脑屏幕了 (注:除LCD及CRT,现在 LCD Projector 都有合适的显示屏校准工具)。


Nikon色彩管理和 ICC 配置档案:

色彩管理这个概念,是指执行一种工作方法,尝试对数码影像的呈现方式进行标准化。其目的是确保所有影像的外观(色彩、亮度等)在移动、查看和通过任何电脑列印后,仍然保持协调。

ICC(国际色彩协会)针对影像的处理与复制,制订了一套色彩管理系统定义的标准。本页将简要说明其中的基本原则。达到标准化的方法,是通过定义所谓的影像色彩空间。简单地说,此色彩空间定义由以下几部分组成:

1. 红、绿、蓝色的定义。(色度)
此定义是把纯红色(r=255,g = 0和b=0)、纯绿色(r=0,g = 255和b=0)和纯蓝色(r=0,g = 0和b=255)的数位值,与人类视觉系统可以感知的、从自然色彩范围中获取的一套原始色彩互相关联。

例如,两个胶片扫描器扫描相同的影像,可能会产生不同的效果。这是因为使用了不同的色彩筛检程式将影像分解成红、绿和蓝色通道。两个扫描器都会为影像产生一组数位值,但是为了得到这些值所被测量的色彩不会是相同的。此外,相同的影像在不同的显示器中查看时亦有所不同,这是因为制造商使用不同的化学材料来产生我们所看到的色彩。

2. 白点。
人类视觉系统可以在非中性环境光线中,通过参照其他已知自然物体(如人的皮肤、植物等)来定义白色。因此,只要观察者有其他参照物,白色物体即使在彩色光线下也会呈现白色。但电子系统没有人类视觉系统的这种独特技能和计算功能,因此无法将色彩补偿到相同程度的表观精确度。对于拍摄影像或查看影像时的环境光线,色彩空间可以包括相关的补偿资讯。

3. 伽玛(Gamma)。
伽玛是一个数学术语,用于描述影像中中性色调的偏移。伽玛值不影响整个密度范围(换句话说,不影响色彩空间中的最亮与最暗点),但会大幅度地影响总体外观:低伽玛值会产生饱和、灰暗的影像,而高伽玛值会产生饱和度不足、泛白的影像。所有成像设备(如显示器、数码相机和扫描器)均利用某类伽玛值,在数码和仿真之间进行换算。可以为色彩空间指定伽玛值,以便能够复制正确的色调。

Nikon产品与色彩管理
Nikon Scan 2软体把色彩管理引入LS-2000和LS-30扫描器,Nikon D1以后的数码相机也通过Nikon Capture软体用色彩管理处理RAW (NEF)档案。作为ICC配置档案的组成部分,色彩管理无法在比这些型号更早的扫描器上使用。

没有适用于COOLPIX系列相机的ICC配置档案。这是因为此类影像是由相机中的处理系统产生,该系统会根据每次拍摄时的特定色彩范围与构图,产生具有最佳色彩空间的影像,其色彩空间近似于标准RGB(或sRGB)。

注:基于上述原因,我们认为有几个关于色彩复制的要点是对您有用而值得考虑的。

色彩是电磁能刺激眼睛的效应所产生的生理感觉(彩虹的颜色)。每个人均有他自己独特的“颜色”感知力。此感知力可能会随心情和环境的变化而改变。肉眼察觉的某些颜色在自然界中是不存在的。例如,在电磁光谱中并没有紫色。当同一物体似乎发出特定的蓝色与红色时,便在人脑中形成紫色。眼睛不能像科学仪器那样通过波长和等级分析颜色。它是根据三类颜色感知细胞对红、绿、蓝三种光谱颜色刺激所作出的反应来分析颜色。由此产生特定于人类视觉系统、人与人之间略有不同(或在“色盲”的情况下显著不同)的色彩范围(叫作色阶)。只要是通过如RGB, CMYK, Hexachrome等原始色彩来呈现颜色的分析系统,无论是数码的或胶片的,都无法与人类视觉系统具有相同特性。这些系统也无法获取自然界中的所有颜色。在不同的彩色模式间转换影像,可能会造成某些颜色的丢失。



Adobe Photoshop 与 Nikon 色彩配置档案 ??

在Adobe Photoshop打开影像时,它会首先检查是否包含了色彩配置档案,如果没有,再检查影像EXIF资料的色彩资讯。

如果用Nikon数码单镜反光相机拍摄的影像是在Adobe RGB色彩空间中拍摄,则在厂商特定EXIF标头中标记为Adobe RGB,然而,Adobe Photoshop会将其视为错误标签并尝试以错误的色彩空间(sRGB)打开影像。

Adobe发布了用于Photoshop 7的实用程式,可忽略相机的EXIF色彩空间。在此模式下,Photoshop 7.x将在打开影像时显示一个对话方块,询问要将哪个配置档案指定给每个影像。此实用程式可从以下位置获取:

适合于Windows OS使用
适合于Macintosh OS使用


如何确定 Adobe Photoshop 7 可识别相机选定的色彩模式:
1. 在Nikon View Editor或Nikon Capture Editor中打开影像。

注意:影像的色彩模式取决于Nikon Editor软体设定(工具-->选项-->色彩管理)。如果未选中“开启档案时,以此取代内建的设定档”,则用相机拍摄的影像之色彩模式配置档案将会保留。

如果选中此设定,则在下拉功能表中选择的色彩空间将覆盖相机的色彩模式。



2. 按主要工具栏中的Adobe Photoshop图示。



3. Nikon View Editor或Nikon Capture Editor将转换影像,Adobe Photoshop将识别色彩模式并以TIFF档案打开影像。

注意:Adobe Photoshop 7 的 File browser 会继续将EXIF色彩空间显示为sRGB,因为这是从影像EXIF资料读取的默认资讯。


在Nikon Capture Editor中同时保存档案与ICC配置档案:
如果是在Nikon Capture Editor中打开和保存档案,将不再是EXIF档案,因为已删除厂商特定的资料。业界标准的ICC色彩配置档案标签添加到保存的档案,其他ICC色彩管理软体应用程式(例如Adobe Photoshop)可识别和管理此标签。

CIE 国际照明委员会:

国际照明委员会(Commission International d'Eclairage,简称CIE)(英文为International Commission on Illumination) 是一个非牟利性国际标准化组织。

其宗旨是:
制订照明领域的基础标准和度量程序等;
提供制订照明领域国际标准与国家标准的原则与程序指南;
制订并出版照明领域科技标准、技术报告以及其他相关出版物;
提供国家间进行照明领域有关论题讨论的论坛;
与其他国际标准化组织就照明领域有关问题保持联系与技术上的合作。

CIE下设7个部:分别是视觉与色彩、光与辐射的测量、内部环境与照明设计、交通照明与标志、外部照明与其他设备、光生物学与光化学、图像技术。

CIE 国际照明委员会网页

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