Что такое 18% серого тона, и как мне сделать 18% серую карту в Photoshop?

Question

Я слышал о 18% серого тона - что это на самом деле и почему 18% (а не 20% или какое-то другое значение), и как я могу сделать это в Photoshop?

Answer 1

Предупреждение: это длинная, несколько техническая статья, включающая в себя некоторую математику (но когда вы заканчиваете надстрочный индекс и тому подобное, это в конечном итоге довольно простая математика).

Прежде всего, я должен начать с простого представления о том, как я считаю, что 18% было выбрано в первую очередь. Я не могу вспомнить, какой из них больше, но одна из книг Анселя Адамса упоминает, что я думаю, вероятно, происхождение.

Самым отражающим природным веществом на земле является свежий чистый снег, который отражает где-то около 95% падающего на него света (немного зависит от того, насколько свежим, насколько чистым, насколько холодным и / или влажным он был когда образовался снег и т. д.)

В противоположном крайнем случае поверхность, покрытая свежей чистой сажей, отражает наименьшее количество света, встречающегося в природе. Диапазон здесь составляет от 3 до 4%. Давайте снова возьмем середину этого диапазона и назовем его 3,5%.

Чтобы получить общее среднее значение, мы можем затем усреднить эти два. Однако, учитывая такой широкий диапазон, статистики говорят, что использование среднего арифметического дает плохой результат (большее число доминирует почти полностью, а меньшее почти игнорируется). Для таких чисел среднее геометрическое является «правильным» способом выполнения действий.

Среднее геометрическое этих значений получается как квадратный корень из 0,95 * .035. Запустив это через калькулятор, мы получим 0.1823458 ... округлено до двух мест, что составляет 18%.

После цитирования статьи Тома Хогана я немного об этом расскажу. Некоторое время назад Том Хоган опубликовал статью:

http://www.bythom.com/graycards.htm

... который утверждает, что измерители в цифровых камерах Nikon откалиброваны для серого среднего уровня, что соответствует 12% отражательной способности, а не 18% серого для большинства стандартных серых карт.

К сожалению, хотя заголовок и вступительный абзац статьи весьма убедительны, так как 18% являются «мифом», оставшаяся часть статьи не дает достаточной фактической основы для этого утверждения. Вот что Том дает в качестве основы для своих утверждений:

Стандарты ANSI (которые, к сожалению, не публикуются публично - за них нужно платить большие деньги), калибровка счетчиков по яркости, а не по отражению. Для калиброванного индикатора ANSI наиболее часто публикуемая информация, которую я видел, состоит в том, что используемое значение яркости преобразуется в коэффициент отражения 12%. Я также видел 12,5% и 13% (так, откуда, черт возьми, Sekonic получает 14%?), Но 12% кажутся правильными - кстати, половина стопа легче, чем 18%. Я не видел, чтобы кто-нибудь утверждал, что калибровка ANSI соответствует коэффициенту отражения 18%.

В конце концов, у него, похоже, нет реальной основы для своих утверждений, просто утверждение, что «12% кажутся правильными», без каких-либо реальных доказательств или даже информации о том, почему он считает это правильным. Несмотря на это, однако, эта статья в настоящее время широко цитируется на различных фотографически ориентированных веб-сайтах (среди других мест), как если бы это был абсолютный и неоспоримый факт.

Поскольку этот вопрос, похоже, представляет интерес для значительного числа фотографов, я решил посмотреть, смогу ли я найти какие-то реальные факты с доказательствами, подтверждающими их. Первым шагом в этом путешествии было найти данный стандарт. Сделав некоторые поиски, я обнаружил, что я считаю, соответствующий стандарт. Вопреки вышеизложенному, Том действительно публикует ISO, а не ANSI. Это может быть тривиально для большинства, но когда я искал стандарт, это было несколько важно - я приложил немало усилий, пытаясь найти стандарт ANSI, который, очевидно, не существует. В конце концов, однако, я нашел соответствующий стандарт ISO: ISO 2720-1974, «Фотография. Фотометры общего назначения общего назначения (фотоэлектрический тип). Руководство по спецификации продукта (Первое издание - 1974-08-15)».

я тоже нашелчто Том (по крайней мере, с моей точки зрения) тоже ошибался насчет цен - копия этого стандарта стоит всего 65 долларов США. Это не показалось мне «большими деньгами» - на самом деле, это казалось справедливой ценой, чтобы заплатить за какое-то реальное просветление (каламбур, отмеченный не совсем так) по этому вопросу.

Стандарт подтвердил часть того, что должен был сказать Том, такой как калибровка счетчиков непосредственно от источников, которые излучают свет, а не от отраженного света. К сожалению, другие части того, что должен был сказать Том, не так тесно связаны с содержанием стандарта. Например, в заключение своей статьи он включает комментарий от «копья», в котором упоминается «К» фактор, без указания его точного значения или цели. Том ответил, сказав: «Ни один производитель, с которым я общался, ничего не знает о коэффициенте К, и все они конкретно говорят о стандарте ANSI в качестве критериев для построения и тестирования счетчиков».

Как уже говорилось, это может быть не совсем неправильно, но, безусловно, в лучшем случае вводит в заблуждение. В действительности, большая часть стандарта ISO посвящена K-фактору. Большая часть остального посвящена фактору C, который соответствует коэффициенту K, но вместо этого используется для измерителей падающего света (коэффициент K применяется только к измерителям отраженного света). Было бы совершенно невозможно следовать стандарту (по крайней мере, в отношении измерителя отраженного света), не зная (достаточно много) о факторе К.

В стандарте указывается, что: «Константы K и C должны выбираться путем статистического анализа результатов большого числа испытаний, проведенных для определения приемлемости для ряда наблюдателей ряда фотографий, для которых воздействие было известно, получено при различных условиях объекта и в диапазоне яркостей. ”

Стандарт также определяет диапазон, в который должен входить коэффициент К. Числа для диапазона зависят от метода, используемого для измерения / оценки скорости пленки (или ее эквивалента с цифровым датчиком). На данный момент я собираюсь игнорировать скорости в стиле DIN и смотреть только на рейтинги скорости в стиле ASA. Для этой системы допустимый диапазон для коэффициента К составляет от 10,6 до 13,4. Эти числа не соответствуют непосредственно значениям отражательной способности (например, 10,6 не подразумевает серую карту 10,6% как серый среднего уровня), но они соответствуют различным уровням освещенности, которые будут измеряться как серый среднего уровня. Другими словами, не существует одного определенного уровня отражательной способности, который требуется измерять как средний уровень серого - скорее, любое значение в пределах указанного диапазона допустимо.

Коэффициент K связан с измеренным воздействием по следующей формуле:

K = LtS / A ²

Где:

K = K фактор
L = яркость в кд / м ²
A = f-номер
t = эффективная выдержка
S = скорость пленки

Используя эту формулу и откалиброванный монитор, мы можем найти коэффициент К для конкретной камеры. Например, у меня есть камера Sony Alpha 700 и монитор, откалиброванный для яркости 100 кд / м ² . Выполняя быструю проверку, моя камера измеряет экран (отображая его идею чистого белого цвета) без других видимых источников света с экспозицией 1/200 секунды при f / 2. Выполнение этого по формуле дает коэффициент K 12,5 - чуть выше середины диапазона, разрешенного стандартом.

Следующий шаг - выяснить, какой уровень «серого» на карте соответствует. Давайте сделаем это на основе солнечного правила f / 16, которое гласит, что правильная экспозиция при ярком солнечном свете - это f / 16 с выдержкой, равной скорости пленки. Мы можем математически преобразовать приведенную выше формулу в:

L = A ² K / tS

Давайте разберемся с пленкой ISO 100:

L = 16x16xK / 0,01x100

.01 и 100 отменить (иОни всегда отменяют, так как правило состоит в том, что время экспозиции равно обратной скорости пленки), поэтому это упрощается до: L = 256K.

Работа чисел для наименьшего и наивысшего допустимых значений для коэффициента К дает 2714 и 3430 соответственно.

Теперь мы сталкиваемся с тем, что стандарт ISO определяет уровни света, а не отражательную способность поверхности - хотя мы все видели и слышали правило солнечного f / 16, реальность такова, что чистый солнечный свет меняется в значительных пределах , в зависимости от сезона, широты и т. д. Яркий солнечный свет имеет яркость от 32000 до 100000 люкс. Среднее значение этого диапазона составляет около 66000 люкс, поэтому мы будем работать с цифрами на этой основе. Это должно быть умножено на коэффициент отражения, чтобы получить яркость - но результат этого получается в единицах «апостильбс», а не в кд / м ² . Для перевода из апостильбов в кд / м ² мы умножаем на 0,318:

L = I x R x 0,318.

Где:

R = коэффициент отражения
I = освещенность (в люксах)
L = яркость (в кд / м ² )

У нас уже есть значения для L, которые нас интересуют, поэтому мы изменим это, чтобы получить значения R:

R = L / 0,318 I

Подставляя наши минимальные и максимальные значения для I, мы получаем:

R ₁ = L / 10176
R ₂ = L / 31800

Затем мы добавляем два значения для L, чтобы определить наш допустимый диапазон для R:

R _1,1 = 2714/10176
R _1,2 = 2714/31800
R _2,1 = 3430/10176
R _2,2 = 3430/31800

R _1,1 = .27
R _1,2 = .085
R _2,1 = .34
R _2,2 = .11

Другими словами, между диапазоном яркости солнца и диапазоном коэффициентов K, разрешенных стандартом ISO, коэффициент отражения в диапазоне от примерно 8,5% до примерно 34% может находиться в пределах требований стандарта. Это, очевидно, очень широкий диапазон значений - и тот, который явно включает как 12% сторонников Тома, так и 18% типичной серой карты.

Чтобы немного сузить диапазон, давайте рассмотрим только среднее арифметическое и геометрическое значение диапазона яркости от солнца: 66000 и 56569 люкс соответственно. Подстановка их в формулу для диапазона возможных значений отражательной способности дает:

R _1,1 = 2714/20988
R _1,2 = 2714/17989
R _2,1 = 3430/20988
R _2,2 = 3430/17989

Результаты таковы:

R _1,1 = .13
R _1,2 = .15
R _2,1 = .16
R _2,2 = .19

18% серая карта близка к одному концу этого диапазона, но все еще находится в пределах диапазона. Серая карта 12% выходит за пределы диапазона; мы должны принять уровень света выше среднего, чтобы он работал. Если мы усредним четыре числа выше вместе, мы получим значение около 16% серого как «идеальное» - то, которое должно работать достаточно хорошо практически при любых условиях.

Подведем итог:

1. Стандарт ISO допускает диапазон калибровок, а не только один уровень
2. Обычная яркость дневного света также охватывает довольно широкий диапазон
3. 18% серого оправдано на основе среднего уровня освещенности
4. 12% серого неоправданно на основании среднего уровня освещенности
5. Исходя из среднего уровня освещенности, идеальное значение для серой карты было бы около 16%
6. Ваш измеритель может быть откалиброван до 18%, но, вероятно, не откалиброван (и не должен) быть откалиброван до 12%.

Answer 2

что это такое, почему 18%?

Это количество света, которое используется большинством камер для определения экспозиции. Это было выбрано (вместо 20% и т. Д.), Потому что в среднем большинство «фотографий», используемых обычными фотографами, имеют тенденцию к получению примерно того же количества света, что и сплошное, 18% серого.

Если, однако, вы снимаете что-то с большим количеством белого или с большим количеством темного цвета, ваша экспозиция будет отключена. Например, если вы сделаете фотографию большого белого здания, вам, вероятно, потребуется скорректировать экспозицию, чтобы компенсировать ее, поскольку по умолчанию будет задано 18% серого, будет отображаться весь белый цвет и снижается экспозиция (чтобы сделать всю Изображение в среднем такое же светлое, как 18% серого). Для компенсации вам понадобится воздействие, превышающее значение по умолчанию.

Вы можете использовать сплошную карту, окрашенную в соответствующий серый тон, чтобы помочь компенсировать это в вашей камере. Многие камеры имеют функции компенсации экспозиции, которые позволят вам настроить камеру, указав на нее нужную величину насыщенности цвета.

Если вы хотите сделать свою собственную карту, вам нужно насыщать карту 18% серым. Это позволит получить сплошную заливку (в RGB) порядка 46 для R, G и B. Однако следует учитывать, что большинство принтеров несколько искажают ваш цвет, поэтому при печати вы можете проверить результаты. против вашего оригинала.

Answer 3

Карты предназначены для отражения около 18% входящего света, который для человека кажется на полпути между максимальным белым и самым темным черным и оказывается довольно хорошим предположением о средней отражающей способности типичного природные сцены - L * 50, как было правильно упомянуто выше.

Следующий вопрос, и откуда берутся 12%, заключается в следующем: если мы отмерим 18-процентную серую карту, которая для человека выглядит как средне-серая, но на самом деле имеет около 18% интенсивности максимально рассеянного белого Какое значение эта информация должна быть записана в наших сырых файлах. Помните, что у фильма есть мягкий спад в основных моментах, в то время как у цифрового есть абсолютное сокращение. Поэтому они решили дать половину остановки дополнительного запаса, чтобы защитить основные моменты (возможно, зеркальные) и, при желании, обеспечить снижение на половину остановки. Было решено, что яркость, исходящая от серой карты, отражающей 18% входящего света, то есть L * 50, то есть средне-серый, должна быть на самом деле записана при 18% / кв. 1008 * - в линейном необработанном файле.

Что касается того, что происходит с данными после этого, они становятся очень грязными, и стандарты действительно запутали их, imho.

Answer 4

ОП спросил: почему стандартная серая карта имеет коэффициент отражения 18%?

Короткий ответ заключается в том, что значительное количество производителей откалибровало свои измерители освещенности, полагая, что стандартная сцена в среднем имеет коэффициент отражения 18%.

Следующие производители работают с коэффициентом отражения 18%:
Minolta
Sekonic
Pentax
Госсен
Кенко

Эта информация взята из их руководств по экспонометрам. Перейдите по ссылкам, чтобы увидеть мои ссылки.

Считается, что следующее работает с коэффициентом отражения 12%, хотя я не смог [подтвердить это. Информация, полученная из статьи Википедии экспонометр . Смотрите также эту статью с photo.net
Canon
Nikon

Пока у меня нет информации об Олимпе.

Таким образом, возникает следующий вопрос: почему некоторые производители выбирают 18%, а другие выбирают 12%?

Ответ можно найти в ISO 2720 , в котором говорится:

Константы K и C должны выбираться путем статистического анализа результатов большого количества испытаний, проведенных для определения приемлемости для большого числа наблюдателей ряда полученных фотографий, для которых было известно воздействие. в различных условиях предмета и в диапазоне яркостей.

Это означает, что каждый производитель может определить путем измерения, каков средний уровень серого для стандартной сцены. Учитывая, что они использовали независимые измерения калибровочных констант (K и C), удивительно (и приятно), что существует так много согласия.

K и C - калибровочные константы для измерителей отраженного света и падающего света.
K рекомендовал значения от 10,6 до 13,4
C рекомендовал значения от 320 до 540

Теперь выясняется, что две группы производителей, несмотря на свои собственные испытания, пришли к разным значениям K и C. И эти значения благодаря простому применению законов физики дают либо 18%, либо 12 % отражения для стандартной сцены.

Для заинтересованных лиц формулы можно найти в статье Light Meter Wikipedia , поэтому я не буду их здесь повторять.

Так что же такое «правильное» значение? 18% или 12%?

а) у вас нет большого выбора, кроме как работать со значением, выбранным вашим производителем.
б) разница достаточно мала, чтобы иметь небольшой практический эффект.
в) кажется, никто не заметил разницу в любом случае.

Суть в том, что 18% или 12% значений среднего коэффициента отражения были получены путем измерения среднего коэффициента отражения (фотографически) большого числа сцен. Так что это цифры, которые были получены экспериментально, и неудивительно, что есть некоторые различия.

Есть ли какой-нибудь способ получить число теоретически?

В Lab цветовое пространство L * (яркость) может варьироваться от 0 (черный) до 100 (диффузный белый). Я выбираю цветовое пространство Lab, потому что оно разработано так, чтобы приблизить человеческое зрение Если предположить, что средняя яркость падает на полпути между этими двумя крайностями, тогда у каждого есть начальная точка L * = 50.

Теперь, используя превосходный CIE Color Calculator Брюса Линдблума , мы можем вычислить соответствующую яркость и значения пикселей sRGB. Это дает значения 18,4% яркости (Y по шкале CIE XYZ ) и 118,9 пикселей для sRGB.

Конечно, сказать, что средняя яркость средней сцены находится посередине между белым и черным, - это большое предположение, и оно упрощает реальный мир. Для этого предположения действительно нужна какая-то экспериментальная база. Но, безусловно, интересно, что этот расчет дает результат, близкий к результатам многих производителей.

Answer 5

Подумайте о тональной шкале от черного до белого. Вместо четного градиента разбейте его на 11 частей (называемых зонами). Зона 0 сплошная черная без деталей. Зона 10 сплошного белого цвета без деталей. Зона 5 в середине 18% серого цвета. Google "система зон" для получения дополнительной информации.

Весьма вероятно, что серый оттенок, который вас действительно волнует, составляет 12%, так как именно это измерители камеры, скорее всего, откалиброваны для измерения. См. Статью Тома Хогана о серых картах.

Answer 6

В большинстве случаев стандарты не предназначены для объяснения теории. Их цель состоит в том, чтобы описать, как что-то сделать, определить скорость пленки, откалибровать экспонометр и т. Д., И они основаны на исследованиях, которые можно найти в научных статьях в научных журналах. Три статьи, которые описывают теорию калибровки счетчика:

Stimson, Allen, Интерпретация технологии измерения экспозиции тока , Фотографическая наука и техника, том 6, № 1, январь-февраль 1962 года.

Скаддер, Нельсон, Стимсон, Переоценка факторов, влияющих на ручное или автоматическое управление экспозицией камеры , журнал SMPTE, том 77, январь 1968 года.

Коннелли, D, Уровни калибровки пленок и устройств экспонирования , The Journal of Photographic Science, том 16, 1968 ..

Answer 7

18% серого - это оттенок, с помощью которого при измерении с помощью объектива (TTL) они определяют значения экспозиции - вы также можете использовать его для проверки баланса белого, если хотите откалибровать для съемки.

Если у вас нет руки, вы можете заменить ее областью бетона, если она находится на сцене или, по крайней мере, при аналогичных условиях освещения.

Answer 8

Подведем итог ответа.

От белого до черного глаза видят гамму серых. Поскольку глаза видят логарифмические (а уши слышат логарифмические), то, что глаза выглядят как середина - это на самом деле не содержит 50% черного + 50% белого, но 18%.

Средняя точка для глаза содержит 18% черного на белом.

Чтобы сделать это в Фотошопе, вы заполняете белый фон 18% черным рисунком. Таким образом, в фотошопе, если вы наполняете половину черного белым фоном, вы не получаете средний серый, который может видеть глаз.

Много лет назад я создал страницу на основе этого правила 18% для калибровки монитора. В отличие от других калибровок, я использовал 18%, чтобы заполнить фон черным, а не 50%

У меня все еще есть эта страница калибровки гаммы онлайн. Размыть глаза и попытаться сделать круг внутри, чтобы исчезнуть.

Answer 9

О том, как напечатать 18% -ную карточку, без какой-либо теории или обоснования, почему 18 не какое-то другое число ...

Следование любой теории или советам по установке значений RGB в графической программе не является надежным. Мониторы и принтеры предназначены для того, чтобы графика выглядела хорошо и не соответствовала научной точности. Даже если вся ваша система откалибрована - ну, я никогда не верю, что такие вещи будут точными, особенно в отношении физических оптических свойств распечаток.

В конечном итоге вам нужно будет создать большой серый прямоугольник с выбранным значением RGB и распечатать его. Как узнать, какое значение RGB?

Сначала используйте вашу графическую программу, чтобы напечатать точную сетку черных квадратов на пустом белом фоне. Заставьте квадраты покрывать 18% площади. Зазор между квадратами должен быть в 1,59 раза больше ширины или высоты квадратов. Сделайте эту сетку маленькой, но достаточно большой, чтобы иметь хороший контроль над точной геометрией, и сделайте так, чтобы она охватывала всю страницу.

При наличии хороших темных чернил в принтере белый цвет будет почти на 100% отражающим, а черный - почти на 0% (но ничто не идеально), поэтому общая отражательная способность в среднем составляет 18%. Сфотографируйте эту черно-белую распечатку не в фокусе, позволяя камере выполнять усреднение.

Угадай значение RGB, сделай всю страницу серым и распечатай ее. Сфотографируйте его, не в фокусе, рядом с вашей черно-белой сеткой. В зависимости от того, светлее или темнее сетки, уточните свое предположение о RGB. Повторяйте, пока они не совпадут.

Будьте осторожны, чтобы обеспечить равномерное освещение и избегать эффектов виньетирования в оптике.

Answer 10

«18%» - это количество света, отраженное серединой черного и белого (Зона V Адамса). Точное соглашение 18% (не 17%, 19% и т. Д.) Исходит от графической индустрии (вероятно, см. Ссылки).

В фотографии у него есть два основных применения:

• Объект, известный как нейтральный цвет, может помочь при коррекции баланса белого. Это не обязательно средний серый, но любой серый.
• Объект с известной отражательной способностью может помочь при измерении. Ладонь вашей руки является хорошей заменой этой функции серой карты: она примерно на 1 стоп ярче.

Однако, в самой большой возможной гарнитуре здесь:

18% серый - это не то, для чего откалиброван ваш прибор.

Действительно и верно.

Это постоянный миф, но на самом деле это не так. Ваши встроенные в камеру измерители откалиброваны ближе к 12% серого, что составляет примерно половину остановки. Это стандарт ANSI.

Вот практическое объяснение Тома Хогана: http://www.bythom.com/graycards.htm

А для тех, кто предпочитает торговать ножными свечами и ножными ламбертами, здесь можно найти более математическую версию: http://www.richardhess.com/photo/18no.htm

Это шокирующее откровение, что мне делать?

Вероятно, ничего. Большинство серых карт лежат в шкафу неиспользованными. Даже при использовании в большинстве ситуаций половина ступени довольно незначительна. Так что, если вы счастливы, как дела, продолжайте!

Если это различие имеет значение для вас, статья Hogan содержит практические советы по врезке, здесь выдержки:

Если вы снимаете в цифровом формате, снимайте серую карту при равномерном освещении при измеренном значении и с шагом третьей ступени (используйте только точечный или центрально-взвешенный замер и убедитесь, что карта слегка наклонена к свету [для обеспечения вы видите отраженный свет]). Посмотрите на гистограммы для каждой экспозиции (на камере, а не в Photoshop, где используется другой метод генерации гистограмм). Если вы используете серую карту 18%, выберите настройку экспозиции, которая генерирует центрированное значение, и установите ее в элементе управления коррекцией экспозиции.