Sunday, August 23, 2009

色彩与光线

记得当年实习的时候要做个网页,其中有个表格的背景颜色要选择从红到绿的N个渐变颜色,伤煞脑神,才发现自己是色盲,啥基础知识都没有。其实觉得很奇怪,颜色这么基本的概念,为什么念了二十年书的我却知之甚少?PS:据说黑底白字的屏幕看着很晕,我仔细试了一下,果然如此(很好奇为啥以前用term上bbs不觉得晕呢?莫非字体大些就不晕?)。我把博客的颜色换回浅色底黑字了。此外,号称LCD上显示白色背景比黑色背景要省电(CRT反过来),参考此文献
要说完全不懂,其实也不对。很小的时候美术课就教过怎么用三原色(红黄蓝)调色:红+黄=橙,黄+蓝=绿,蓝+红=紫。隐约也有记得所谓的光的三原色(红绿蓝)是不一样的,具体怎么个不一样细节就不是很记得了。一个著名的例子是:红颜料+绿颜料=棕色,但是红光+绿光=黄光。好像小时候还有个什么鞠萍姐姐主持少儿节目就叫什么红黄蓝,不过似乎红黄蓝的使用也就停留在调色板的阶段,长大后接触的颜色概念很少有使用红黄蓝的了。

网页中最常用的RGB编码采用的是(r,g,b)三维坐标,每个坐标取值从0到255,通常用2位的16进制表示,数字从小到大表明明亮程度:黑色是00000,白色是ffffff。 256的三次方大概是16.8M,也就是所谓的真彩色。

总而言之,这两个体系,一个是可加色系(从黑不溜秋开始,一束束光往上加,啥都加了的时候就变成白色),一个是可减色系(从白色开始把光一个个撤回 去)。最好理解也是最常用的可加色系三原色依旧是RGB红绿蓝:从数码相机到摄像机(CMOS,CCD),从电视机到电脑屏幕 (Plasma,CRT,LCD,LED),从投影仪到扫描仪——凡是发光的东西都可以用RGB理论解释。相比之下,更少的人会去接触画画,打印机的原 理:可减色系。随着打印技术的成熟,红黄蓝三原色更多的被CMYK所代替(Cyan,Magenta,Yellow,blacK),最后一个缩写用K的原 因是B已经被Blue用掉了。之所以要加上黑色是因为前面三种颜色的混合基本上是一个灰灰的样子,而且黑色又是最常用的打印色。由于原理不同,两种色系很 难直接做比较,绝对精确的转换也是很困难的。
有意思的是自然光谱顺利(彩虹)和红黄蓝的调色顺序出奇地相似:红橙黄绿蓝紫;而不是用光的配法:红黄绿青(cyan)蓝洋红(magenta)。

顺便稍微研究了一下CMOS和CCD。二者的区别是从芯片出来的信号CMOS是数字的(digital),而CCD是类比的(analog),一句话总结是:以目前的技术,两种传感器质量相当,没有什么一个比另一个好的说法。CCD历史比CMOS久,所以很多传统相机都是CCD的。早期有CCD更加耗电但质量更好的说法,不过现在两种技术都有很大进展,所谓的差距都不大,通俗的参考文献点这里。具体而言,Canon到目前为止的相机都是CMOS的,Nikon的D90是CMOS,而别的两位数的(D40,D60,D80)是CCD,D300是CMOS,而D200是CCD的,更多比较参看这里

回到颜色,有个互补色的概念。在调色板中,互补色就是两个颜色调到一起变黑,例如红色和绿色;在谈论光的颜色,互补色就是两种光混合在一起变白,例如红色和青色。在设计网页,或者处理相片颜色的时候,应该用后面这套概念。

CIE是个法国人在20世纪初建立的一个稍微复杂的概念。大体上说,人的眼睛有三种视锥细胞,称为xyz。它们大体和红绿蓝相对应,但是有一些重合。于是每个颜色可以对应一个(x,y,z)的三维坐标,由于 x + y + z = 1,将它投影到xy平面没有损失,这也就是CIE的xy平面图了。换句话说,CIE就是按某种规律将颜色对应到一个xy坐标里面,可以当作一个颜色地图来使用。譬如说:颜色的温度。温度的单位是Kelvin,它是一个一维坐标。冷光的K值较大,譬如蓝色;热光的K值较小,譬如红色。人的眼睛在不同光源下会自己调节,而相机却更加笨一点。换句话说,在天很蓝的室外照出来的白雪会带蓝色,而在壁炉旁的室内找出来的人脸会带红色。所谓的白光平衡(white balance)就是通过调节对光源的处理,使得相机成像比较自然,和我们的眼睛看到的结果一样。

除了RGB和CMYK之外,HSB(又叫HSI,HSV)也很常见,它们之间可以很容易互相转换。色相(Hue)是把各个基本颜色放在一个圈里面,取值为0到360度。其中红绿蓝三光原色放在0,120,240度,而黄青洋红三光副色放在60,180,300度。色度(Saturation)也就是颜色的饱和度,或者说是鲜艳程度,取值为0到100%。总体说黑白灰是0色度,而大红大紫啥的是100%色度。亮度(Brightness,Intensity,Value)的概念很好理解了,同样取值为0到100%:黑为0,白为100%。然而,颜色亮度的概念和物理里面的光强不一样:光强的单位是坎德拉(cd),1cd相当于一根蜡烛点亮的程度。
Disclaim: Pictures are taken from wikipedia, ncsu, techmind, alaska-in-pictures.

Saturday, August 22, 2009

Pentamirror, Pentaprism, Live view

接着学习文化知识。
 
单反相机眼睛看到的和最终成像的是同一束光。构图的时候,镜子(图中mirror)是打下的,光线反射到pentamirror或者pentaprism之后可以从viewfinder预览;按下快门之后,镜子抬起,光线直接打到感光器上成像 。通常我们听到的快门卡卡两声就是镜子抬起又放下的声音。
所谓的mirror-lockup就是提前将镜子抬起,按快门的时候不需要提起镜子只要打开光圈就可以了。图中没有画出来,光圈在在镜子和感光器中间。这样子的好处是避免啪啪抬起镜子造成的震动使得成像模糊。当然,如果曝光时间长(譬如夜景)震动可以忽略不计;而用长焦的时候可以考虑。
 

而pentamirror(五面镜)和pentaprism(五棱镜)的区别就是:mirror是镜子,prism是棱镜。镜子便宜,但是是多块组合而成,折射的时候会损失比较多的光线;棱镜贵,只有一大块,光线损失少。导致的结果是,同样的放大比例下,pentamirror的viewfinder要比pentaprism的亮一些。我今天特地跑去比较了一下nikon d5000和d90的区别,眼睛太差,一点点亮度区别看不太出。传统的slr都是pentaprism的,之后后来技术上发现了更加便宜的方法,就出现了pentamirror。理论上pentamirror可能没有那么耐用,而且长灰的可能性也大些。
 
所谓Live View,就是在LCD上看(而不是通过View Finder)成像结果。技术上很简单,稍稍把某个镜子偏点角度,光线不从View Finder出去,而射到live view的感光器上就好了。如果我的理解没有出差错的话,应该不会同时在View Finder和LCD上看见图像吧,当然好像现实操作也没啥意义。
Live View主要是方便,同时可以在较大的屏幕上overlay很多信息,譬如histogram什么的。目前越来越多的低端dslr都支持live view了(前几年还没有),而且还有一个专用的按钮,可见用户需求还是蛮高的。当然,方便是方便了,最大的问题是速度慢。通常live view下的contrast based聚焦很慢,比不上直接拍摄的速度。
Disclaimer: pictures are taken from  cambridgeincolour, wikipedia, dpreview.

Sunday, August 16, 2009

DSLR going main stream?

我对摄影是一窍不通,前段时间被普及了一些基本知识后感到好奇,于是就去网上做了点功课,略有所感,若有不对请高手指教。
所谓单反,就是说眼睛看见的和最后成像的是一个图,而傻瓜机是各成各的像。原理抛开不管,我个人理解单反的最大两个特点就是可以有创意的拍照和可以换镜头。所谓有创意的拍照,就是各种半手动或者全手动的设置可以照出傻瓜机照不出来的效果:风景使得远近都很清楚,植物或者人物将背景模糊掉,快快门把运动冻住,慢快门用来照星痕……不过变来变去最主要无非就是光圈焦距快门曝光以及敏感度。所谓镜头,就焦距而言广角可以照很大视角的风景,长炮可以照很远的动物或者用来把背景模糊掉,大光圈可以用来照光线不好的地方;其实更实在的理解是:可以换镜头意味着更大一个黑洞可以用来烧钱。当然,烧钱的不只是镜头,各种配件同样烧钱:闪光灯,三脚架,过滤器,镜头盖子,包包……
除了基本原理之外,我又稍稍看了一下nikon和canon的几款机型。很显然,这些相机公司很成功的将他们相机的型号弄得乱七八糟,从而达到让刚刚接触的消费者一头雾水,光看个型号是分不出档次。基本上分三档:入门,半专业和专业,其中入门和半专业的基本上以1000刀作为分水岭,专业的偶没有研究,除了意识到了canon的高级镜头(L豪华型)的前面都有个红圈圈(这个Marketing看来不错,红圈圈太显眼了,一看就知道是个高档货)。不过我看了半天没有发现入门和半专业的有本质性区别,除了眼睛看的那个东西,入门的一般是pentamirror,半专业是pentaprism,我看不懂之外,别的区别似乎都是渐进的变化:半专业的快速连拍可能快点,聚焦点可能多点,分辨率可能高点,Live View(就是在LCD上看成像)基本上都普及起来了,然后近期高清录像功能也有普及的趋势……
种种迹象表明,高档的功能慢慢地被放入抵挡的模型里面,而整体上DSLR的性价比越来越向大众倾斜。反正现在的单反都有全自动功能,也就是说,除了块头大点不符合某些大众消费者的审美观,一旦价格到了某个瓶颈,越来越多的普通老百姓也会用上单反的。傻瓜机虽然有越来越多的的高级功能,譬如Casio FC100的30fps的高速连拍,Samsung CL65自带GPS,随着智能手机的飞速发展,更多人不关心相片的质量,而是需要随时随地照相并且上传到网上,总有一天傻瓜机会消失于手机之中,以下Google trends为证。

Friday, August 14, 2009

Android中文输入法

千呼万唤始出来,不过居然没有人post安装方法,害得我研究了一个早上的BUS时间才弄出来,以此为记。
  1. 先去Market搜索Google Pinyin,我试的时候就一个结果,那个Logo和windows机器上的Google Pinyin一致,很好认。下载之后会自动安装。
  2. 安装之后不要去点那个Open,没有用,点的话会给你error信息,其实没有任何关系。正解是去Setting里Locale&Text将Google Pinyin Enable,然后重启系统。
  3. 重启之后随便找个文本框,比如search的框框,同时按住shift和空格,第一次要长按,之后会Pop出来一个输入法选项,选好,恭喜你成功了!
  4. 之后的使用就是用shift加空格切换中英文。在用物理键盘的时候屏幕右上角会显示你当前的输入法状态。和台式机一样,在中文输入法的时候输英文回车可以直接出英文单词,不用切换;另外联想功能非常好用。