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HDR PQ HEIF:突破 JPEG 極限

2020-03-30
3
5.08 k
在這篇文章中:

EOS-1D X Mark III 作為佳能最新的旗艦級專業數位單反相機,連拍實力強大,支持 5.5K RAW 短片拍攝,其多種更優越的攝影功能更是不容忽視。本文將深入了解本相機所支持的 HDR PQ HEIF 格式,這一格式是攝影進入全新領域的關鍵所在。

HEIF 影像、 JPEG 影像和 EOS-1D X Mark III

1) 簡介
2) RAW 、 JPEG 和 HEIF 的區別
3) 更深入介紹 HDR PQ HEIF
4) 在 EOS-1D X Mark III 上運用 HEIF
5) 顯示 HEIF 影像
6) HEIF 能在未來發揮巨大作用

 

EOS-1D X Mark III:畫質更好速度更快,這只是初步的優勢

EOS-1D 是佳能頂級全片幅數位單反系列。一直以來,專業攝影師在各種攝影主題,包括體育、新聞、野生動物、人像、時尚和風景等,對這一系列都極為仰賴。因此,系列最新款 EOS-1D X Mark III 配置進一步提升畫質的新穎強化功能,也就不足為奇。

最新和更強的功能有:

  • — 高 ISO 感光度降噪能力更強的CMOS 感應器
  • — 嶄新的高細節低通濾波器,剔除雲紋和假彩色,使影像更清晰和更真實
  • — 嶄新的 DIGIC X 影像處理器,可作高解析度清晰處理,雜訊更低

詳情請看下文:
推介 EOS-1D X Mark III (上) :靜物攝影


很明顯,用 EOS-1D X Mark III 拍得的影像比以前更清晰和銳利。先別叫好,這只是新款相機小露兩手噢! 

雲影下的孤樹


攝影對象當然重要,但呈現效果也不容忽視

說起相機的拍攝功能時常常會忽略,照片不僅是所記錄到的數據,更是數據呈現在顯示器、我們所看到的效果。如果影像感應器所捕捉到的影像色彩和色調的數據超出了顯示裝置的顯示能力,那麼我們就無法看到準確的影像。

JPEG 是最通用的一種數位影像格式,特別是照片,它面世那一年是 1992 年。因此,這個老格式也難免顯露疲態:顯示裝置往前走了,JPEG 卻原地踏步。

「高動態範圍」 (HDR) 顯示器近年來越來越常見。與傳統的「標準動態範圍」 (SDR) 顯示器相比,HDR 顯示器使用更好的色彩技術,顯示的色彩和對比度範圍大於 SDR,也就是說,HDR 更真實顯示明暗區域的細節。因此, HDR 顯示器所顯示的影像看起來更真實,如臨其境、親眼目睹。

圖表顯示顯示器和影像檔格式的色彩空間和位元(bit)深度

數位影像大多以 JPEG 格式儲存,因為這一格式可在任何顯示裝置顯示,包括舊式設備。但是 8-bit JPEG 的色彩空間和動態範圍並沒有充份發揮新的 HDR 顯示器的優勢。

 

RAW、JPEG 和 HEIF 之間的區別

何謂色彩空間和位元深度,對我們有何重要

色彩空間: 可表達或顯示的色彩範圍
位元深度: 可表達或顯示的獨特色彩深淺數目
傳統的電視和電腦顯示器通常共用色彩空間和位元深度。即使影像包含比這個色彩空間和位元深度更多的色彩資訊,它卻絲毫不會反映在螢幕上的內容,因為顯示器無法顯示有關色彩資訊。


RAW、JPEG 和 HEIF 能夠捕捉多少色彩資訊?

RAW
老實說, EOS 相機的 CMOS 影像感應器所捕獲和輸出的色彩空間和「位深」,遠超 JPEG 檔的 14-bit 色彩資訊。這些資訊記錄在 RAW 文檔中,但是必須後製處理才能恢復和顯示。

JPEG
如果資訊以 JPEG 格式記錄,14-bit 的資訊會壓縮為 8-bit。因此,色彩資訊會丟失,色彩空間也窄了很多,即只剩「標準紅綠藍」(sRGB)。

打開更深入了解 JPEG 和 RAW 的區別:
相機常見問題解答#5:以RAW格式拍攝的相片經過修飾後會否仍然保留原有影像質素?

HEIF
相比之下,EOS-1D X Mark III 以 HEIF 格式記錄資訊,大小與 JPEG 相同,但可儲存 10-bit 的色彩深度。由於這些資訊的呈現方式不同於 RAW ,無需後製即可直接看到效果。換句話說,相機配備的更大動態範圍帶來更佳視覺效果,我們可以直接看到。

游泳選手的 JPEG 影像
游泳選手的 HDR PQ HEIF 影像轉換成類似 HDR PQ 的JPEG 格式

 

HDR PQ HEIF 優勢所在:支持新的 HDR 標準

告別過度加工的影像

看看我們之前是怎麼處理 HDR 影像的吧?不管是手動後製,還是在相機使用 HDR 模式,基本做法都是將曝光不同的同一影像合併。這可以擴大影像所表達的動態範圍,保留高光與陰影區域的更多細節。影像當然也更有感染力。

然而,無論如何拍得常規的 HDR 影像,其色彩資訊始終擺脫不了狹窄的 SDR 色彩範圍,這將導致色調和對比稍欠平滑。正是這個缺點,處理過的影像常常看起來就顯得加工過度。

那麼,短片和錄影如何只需一次曝光而達到超寫實電影感呢?這是因為它們記錄的影像具有較大的色彩空間和較高的位深,而在此之前的傳統數位相機多半力有不逮。

JPEG / 8-bit / sRGB

JPEG 影像,突顯四方框內的雲朵細節

HDR PQ HEIF / 10-bit / BT.2020*

HEIF 日落影像,突顯四方框內的雲朵細節
JPEG 雲朵細節放大圖
HEIF 雲朵細節放大圖

上面兩張照片是從同一 RAW 文檔轉換而來。傳統的 8-bit JPEG 影像看起來較亮但較單調,而在 HEIF* 影像中,明暗區都顯示更多細節,層次更立體。這是因為 HDR PQ HEIF 格式更擅長處理 RAW 文檔中的影像資訊。

*趣知識:類似 HDR PQ 的 JPEG
為了支持網頁顯示,本文中的 “HEIF” 示例已轉換為類似 HDR PQ 的 JPEG 文檔。 這是一種特殊的 JPEG 格式,它呈現的影像與在 HDR 顯示器上看到的影像類似,但是它們仍然是 8-bit 文檔,並且受限於 SDR 顯示器的能力範圍。因此,如果眼前的差別就足以讓人驚嘆,那在 HDR 顯示器看到的真正 HEIF 影像就更讓人叫好了!

 

幾種不同的 HDR 標準:HDR PQ 是什麼?

目前有兩個主要的 HDR 標準:
「混合對數伽瑪」 (HLG) 可與 SDR 顯示器高度互換
「感知量化器」 (PQ) 針對 HDR 顯示器進行了優化

EOS-1D X Mark III 使用 HDR PQ 標準,此標準也用於 HDR10、HDR10+ 和「杜比視界」(Dolby Vision)等 HDR 錄影格式。由於此標準以絕對值記錄對比度,所以在不同的顯示屏上,畫質都比較穩定。因此,這一標準在視像製作中越來越常用,也可用於攝影。

HDR PQ 結合了 PQ 伽瑪,使影像顯示接近人眼所見的廣泛動態範圍,以及達到 EOS 相機的超高解析度。(趣知識:“4K” 可達到大約 800萬像素,而一般新相機的像素值遠不止此!)最終效果非常真實,其對比與現實人眼所見非常接近。

 

EOS-1D X Mark III 的影像工作流程

如何處理 HEIF 文檔?

下表顯示 EOS-1D X Mark III 不同攝影記錄格式之間的差異。雖然 HEIF (HDR PQ) 文檔包含大量資訊,但其文檔大小與 JPEG 相同。我們也可以把影像同時記錄成兩種不同的檔案格式,即是:
— RAW+HEIF
— C-RAW+HEIF
— RAW+JPEG
— C-RAW+ JPEG

HEIF 文檔包含大量資訊,因此可以轉換為資訊較少的檔案格式。所以:
— RAW/C-RAW 可轉換為 HEIF (HDR PQ) 或 JPEG
— HEIF (HDR PQ) 可轉換為 JPEG


EOS-1D X Mark III 的攝影記錄格式

*關閉 HDR PQ 格式時的文檔大小。
**12-bit,如使用電子快門拍攝。
^ 實際文檔大小取決於拍攝條件

 

顯示 HEIF 影像

如果沒有 HDR 顯示器

目前,大多數電腦都使用 SDR 顯示器,無法充分顯示 HEIF 影像的出色畫質。EOS-1D X Mark III 的機背液晶螢幕也是如此。但是,沒有 HDR 顯示裝置還是可以看到畫質接近 HDR 螢幕顯示的 HEIF 影像…
— 相機:使用「觀看輔助」(“View Assist”)功能在機背液晶螢幕播放影像
— 使用「數位照片專業」 (In Digital Photo Professional)軟體:對影像進行後製處理或將 HDR PQ 設定為「啟動」以將 RAW 影像轉換成其他格式

也可以將 HEIF 文檔轉換成類似於 HDR PQ 的 JPEG 文檔,生成類似於 HEIF 文檔的影像。

相機內置 HEIF 格式和編輯工作流程


如果有 HDR 顯示器

使用電腦:
— 確保電腦裝有支持 HDR PQ 的顯示卡
— 用「數位照片專業」軟體打開 HEIF 文檔

相機直接連接顯示器:
— 使用 HDMI 線連接相機與顯示器
— 能夠播放相機記憶卡上,開啟 HDR PQ 所拍攝的 HDR PQ HEIF 文檔以及 RAW 影像檔。

相機連接顯示器和電腦示意圖

 

總結:不可不留意的檔案格式

HEIF 影像不僅只有更寬的動態範圍,而且也有驚人的立體感,看起來那麼真實,幾乎就是 3D 影像。SDR 顯示器不能完全顯示 HEIF 影像的優點,但是我們可以想像本文中的示例加以更佳的真實感、色調和對比度。這些優點將充分發揮 HDR 顯示裝置的功能,而 HDR 顯示器正日益成為主流。

HEIF 影像還有其他優勢: 

可選擇不做後製處理:這一格式有非常寬廣的色調範圍 (10-bit 色彩!),而且相機拍攝即可直接達到,省下後製處理的工夫。然而,其文檔大小與 JPEG 相似。對於需要拍很多優質照片並盡快交貨的攝影師來說,這真是求之不得!

保存細節多於傳統的 JPEG:  如果常在後製處理中把 RAW 影像品質提升至極限,那麼將編輯好的影像輸出成 HEIF 格式,便可確保更多色調和對比度細節能夠保留下來。事實上,只要有 RAW 文檔,就隨時都可以將影像輸出成 HDR PQ HEIF 格式,那在買得可播放 HDR 文檔的顯示器時就有用武之地了。

HEIF 格式將引領我們走進全新的優質影像世界。了解和接受這一新格式,就能掌握未來。

HDR PQ HEIF 日落影像的大特寫,已轉換成類似 HDR PQ 的 JPEG 格式


深入了解 EOS-1D X Mark III:
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