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靜態影像入門─尺寸與像素

反光鏡
Feb 12, 2020·5 min read
因為跑資料真的很煩,所以我要來把我知道的寫出來。這些東西是我從高中以來,自己看書、翻譯國外文章、參加社團(其實根本就是幽靈社員)摸索出來的。
其實我寫文章的目的在於之後動態影像的部分,但我會很老實的告訴你我熟的其實是靜態,然後我做範例的時候會很私心的把我隨便拍的照片放進來講解。
首先提到靜態影像,很直觀就是所謂的照片。現在拍攝一張照片幾乎不需要甚麼技術門檻,很多智慧型手機幾乎都已經幫你做好所有的參數設定,你只要會壓快門就好。但嚴格來說,你可能連快門都不知道是甚麼意思。你可能認為快門就是手機螢幕上那顆大大的按鈕(或者sony家的就會有所謂的實體快門鍵,索尼大法好),壓下去就會照一張照片、或錄一段影片。但攝影絕對不是這麼簡單的東西。至少在技術層面上,像是iphone幫你設定好參數、讓你無後顧之憂,有時候不是甚麼神奇的AI技術,因為這些技術早在好幾十年前的普通數位相機就已經在做了。只是現在冠上AI看起來真的比較潮。
如果我說只要相機偵測到模糊就會切換到運動模式、偵測到影像裡有藍綠色就會切換到風景模式、偵測到有盤子的形狀就切換到美食模式,你相不相信這是廠商宣稱的AI做的?
請抱持懷疑。早在2004年左右的數位相機就有這個功能了。用的技術基本上就是傳統的影像辨識方式,現在的AI只是進一步提升準確度。所以我也可以說:我用冰淇淋銷量高來預測溺水人數的y=x線性模型是AI,好棒棒。
好吧我講了這麼多廢話,其實還沒帶入任何攝影相關的概念。我可以先說,傳統的攝影理論是非常枯燥的,而且入門前會先講一堆聽不懂的專業術語。想當年我進攝影社的第一堂課,學長就開始講靜態影像三要素,差點沒把我嚇跑。所以我決定(?)從大家日常生活中都能隨手可得的資訊來講,然後我還是會講到三要素,因為很重要,很重要(我只會打兩次)。
首先,請你先隨便打開一張你拍過的照片,然後右鍵看它的資訊。不要問我怎麼看,如果你有興趣或是被騙進來了,那就應該想辦法找出該怎麼進行下一步的方法。這樣好像很不負責任,但很多網路上寫文章的人都是這樣的。但我覺得這個操作應該很簡單,所以我就不詳細寫。
首先,如果我們關注一張照片的話,就要關注幾個重點。首先是尺寸,4032 x 3024,意思就是這張照片橫的跟直的方向的總像素點。如果你把相片放大來看,就會長的這樣。相片是由一個一個的像素點構成。其中每個像素點有各自的RGB顏色組合。舉例來說,如果一個像素點是純黑色,則它的RGB就都是0。如果是純紅色,R=255、G跟B=0。
所以一個像素點的顏色組合可以有256*256*256。你以為已經很多了,但其實不然。還有一種規格叫adobe RGB,它的顏色組合更多。不過我們不是設計系的,少幾種顏色對你的眼睛來說沒什麼差。
像素越多,意味著你拍到的檔案裏面包含的點越多,檔案相對來說也就更大了。 請特別記住一件事:高像素不代表影像的品質越好。高像素可以拍到的細節可能會更多, 但不代表每個細節都會清楚,因為這牽涉到每個像素點的進光量 。不過講到進光量又會講到感光元件的大小,好像越來越難講了(?
我這裡說的品質是包含影像顏色的準度、影像有沒有被塗抹等等。用簡單的比喻就是,高像素但是裡面人的臉都像被一團顏色塗過一樣、甚至會出現一些奇怪的顏色顆粒。另外,高像素就意味著毛細孔被拍到的機會變高,當然那又是另一種說服不要用太高像素的理由。
另外影像比例也有4:3、16:9甚至是21:9,算的方法就是長邊除以寬邊。所以4032 / 3024差不多等於4 / 3。早期影片都是用4:3,近年來長邊比例越來越長,甚至21:9這種看起來有夠窄的也要變成主流了。原因請去參考電影工業的發展,簡單來說就是電影業在電視蓬勃發展之後,想要拿回影響力,所以就發展出這種寬規格來吸引觀眾。當然有一種說法是,人的眼睛是左右分布,喜歡看長邊很寬的。我可以認同4:3變到16:9,但21:9我真的很難理解。
總畫素怎麼算出來的,就4032 x 3024。我可以先在這邊帶入動態影像的尺寸。目前主流的Full HD的像素規格是1920 x 1080,也就是200多萬。而4K就是4096×2160,也就是800多萬。或許你會很驚訝,阿怎麼像素點比靜態影像還少一倍。
首先,動態影像是每秒拍30、甚至是60張影像,光是記憶卡寫資料的速度就不夠了,目前能順暢寫Full HD的記憶卡速度至少要穩定在10 MB/s,用這點去想就知道為何動態影像的畫素進展比靜態還慢。當然,你會說,其實Full HD看起來很清晰啊,那是因為你的眼睛一秒鐘看了30格畫面,自然不會去注意那一格其實只有200萬而已。
想當年DVD的720 x 480可是占據了很長的一段時間(直到藍光DVD才變成Full HD,不過線上串流發展之後,藍光也式微了), 但當時可沒聽到多少人在抱怨DVD的畫質模糊的像屎一樣 ,因為那時大家的電視畫素也沒這麼高,甚至是映像管。現在用Full HD的螢幕看DVD簡直就像在看一坨馬賽克。
更別提640 x 480這種一格只有30萬畫素的了,現今很多研究用這種的就足夠了,主要還是資料處理速度上的問題,所以說研究用的規格不升級其實跟目前科技的進展有關。

Originally published at http://smilemirror.wordpress.com on February 12, 2020.

分類:學習

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