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植基於ICC色彩管理系統的立體器物數位典藏攝影模式之研究(3)

Tags: none 發表: 2008-03-24, 點閱: 4,202 , 加入收藏櫃 , 列印 列印 , 轉寄 轉寄

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 A Study of Image Capturing Modes for 3D Object’s Digital Archives Based on ICC Color Management System

                   陳靜嫺  中央研究院歷史語言研究所專任助理


●實驗結果分析

●實驗一〈色彩描述檔套用與否的差別〉

此實驗發現套用與無套用色彩描述檔差異非常大,由表1得知,測量1/20秒曝光下的色卡得知,沒有套用色彩管理系統的色卡平均色差值為29.37,而有套用色彩管理系統的色卡平均色差值為18.53。差距將近兩倍。不過兩者的色彩距離標準值都遠大於視覺可接受的。

表11/20曝光下沒套用色彩描述檔與有套用色彩描述檔的平均色差

 
分別將曝光1/20秒拍攝的青銅器以及石器影像套入色卡在曝光1/20秒所製作的色彩描述檔後存檔,另外,比較沒有套用色彩描述檔的青銅器以及石器影像。結果發現,有套用色彩描述檔的文物圖檔就算曝光不足,依舊能調整回與文物原件相差不遠的顏色。相反地,沒有套用色彩描述檔的文物檔,明顯可以看出整張檔案偏藍,無法與原件做比對。因此,此階段實驗驗證,拍攝文物圖像必需套用色彩描述檔,以接近文物顏色的正確性。下面兩張圖是以1/20曝光拍攝的青銅器文物檔作為例子,分別為無套用(見圖1左)與有套用色彩描述檔(見圖1右)。

   
圖1:沒有套用描述檔(左)與有套用描述檔(右)之青銅器

 
3.2 實驗二〈最佳曝光指數測定及白平衡校正的差異〉
首先,從實驗過程得到1/10~1/60秒快門速度下拍攝的色卡影像以及其分別的白色色塊RGB值。接著,計算出色卡在每一級曝光下的彩度值及色差值。從GretagMacbeth建議下得知,正確曝光時,24色ColorChecker上的白色(19號色塊) RGB值應該落在210~245之間。因此,找出上述色卡在1/10~1/60不同曝光下的彩度平均值與色差值,並檢查它們分別的白色色塊RGB值是否落於210~245區間。將能夠使平均彩度最高色差值最低,白色色塊RGB值落點最正確的曝光指數(快門速度),做為後續實驗的曝光指數。
表2:不同快門速度對色彩的影響(*號代表合格)
快門速度(單位:秒)
1/10
1/15
1/20
1/30
1/40
1/60
19號色塊平均RGB值
*242
*227
189
162
128
91
24色塊平均彩度(C*)
34.59
34.16
31.09
26.61
23.72
20.10
24色塊平均色差( )
25.79
21.91
21.31
24.80
29.15
35.69
 
由表2的實驗結果得知,快門速度1/10與1/15秒下的白色色塊平均RGB值是落在210~245間的,兩者的平均彩度相近,但1/15秒時的色差較小,因此最佳曝光時間為1/15秒。在1/15秒曝光未做任何白灰黑平衡校正之下,24色ColorChecker所量得的白色RGB值為(179,247,255),(見圖2)整張ColorChecker的平均彩度值C*為34.16,平均與最大色差值分別是21.91與37.62。(見圖4左)最後針對做過白平衡校正的色卡重新量測得到白色RGB值為(240,240,240),(見圖3)整張ColorChecker的平均彩度值C*為27.83,平均與最大色差值為9.07與19.63 (見圖4右)。 


圖2:未做白平衡白色色塊RGB值為(179,247,255)


圖3:白平衡後白色色塊RGB值為(240,240,240)

                    

圖4:1/15曝光未做白平衡(左)與有作白平衡(右)的色卡

 
實驗三〈
不同光譜製作ICC Profile的差異〉

此實驗測得兩種光譜製成的ICC 描述檔,在套用後的影像上差異並不大。使用Daylight 5,500K (D55)光譜所得到的平均與最大色差值分別為4.28與14.04。(見圖5左)使用Eye-One Share軟體實際量測的光譜為5,900K,它的平均與最大色差值為4.44與15.03 (見圖5右)。兩者的色差大小並無顯著差異(見表3),因此使用者不需採購Eye-One Pro光譜儀也能做好色彩管理。

     

  

圖5:1/15曝光色卡分別套用5500k日光光譜(左)與是測量5900k燈管光譜(右)描述檔 


 表3:不同光譜製作ICC 描述檔的差異

3.4 實驗四〈校正白灰黑平衡後的差異〉
此實驗得到更小的色差值,用Photoshop做白灰黑平衡的影像平均色差值為2.87與11.81 ,(見圖6左)用Phase One附贈軟體作白灰黑平衡的影像平均與最大色差值分別是2.59與9.48。(見圖6右)這次的實驗已經可以把平均色差值控制在3以下,由表5可知,不論在明度、色相、彩度方面,平均色差都相當小。
     
圖61/15秒曝光在Photoshop做白灰黑平衡之色卡(左)在phase one軟體做白灰黑平衡之色卡(右)

 
表4:校正白灰黑平衡後的差異

 3.5 實驗五〈液晶螢幕視覺評比(明度/對比/飽和度調整幅度的比較)〉

() 最佳準確度及最佳喜好度圖檔
此實驗以三種不同類型的文物,加上五組不同的明度(l)/對比(c)/飽和度(s)階調調整組合,總共產生十五張不同的文物影像檔,經過視覺評比實驗會分別得到三張「準確度」最佳及三張「喜好度」最佳的圖檔。
1. 文物類型:青銅器
   
圖7:亮度不變加上中等對比低飽和度(A3)最佳準確度(左)整體稍亮加上中等對比低飽和度(A2)最佳喜好度(右)
2. 文物類型:陶器
   
圖8:整體稍亮加上中對比低飽和度(B2)最佳準確度(左)整體稍亮加上高對比高飽和度(B4)最佳喜好度(右)
3. 文物類型:石器
    
圖9:亮度對比飽和度均不變(C1)最佳準確度(左)整體稍亮加上高對比高飽和度(C4)最佳喜好度(右)
 
() 液晶螢幕視覺評比結果分析
     
圖10:視覺評比結果。調整模式的代號見表1
 
(1)青銅器A
從青銅器視覺評比的z分數表現來看(見圖10左上),得知A3(l0,c30,s20)是最準確的,而A2(l10,c30,s20)是喜好度最高的。從這些數值可以看出青銅器的顏色本來就偏暗,所以得證A3沒有調整亮度加上中等對比及飽和度的最為準確,而從個人喜好來看,發現大家偏愛青銅器有些亮度光澤,因此A2稍微增加亮度/對比及飽和度的色彩調整模式是最為大家的喜愛。
(2)陶器B
從陶器視覺評比的z分數表現來看(見圖10右上),得知B2(l15,c30,s10)是最準確的,而B4(l15,c60,s20) 是喜好度最高的。陶器在製作當時的年代表面應該是比較鮮豔的,但是經過時間的摧殘,表面可能有嚴重的退色現象,顏色顯得暗淡。觀測者「喜好」彩度與對比實物高的陶器影像,可能是認為調整後的影像較接近「褪色前」顏色。「準確度」評估的最佳組合是比較不鮮艷的,相反的,由「喜好度」的評比結果可以看出大都偏好高對比及高飽和度的組合。
(3)石器C
從石器視覺評比的z分數表現來看(見圖10下),得知C1(l0,c0,s0)是最準確的,而C4(l15,c60,s40)是最喜好的,從石器的準確度數值來看,可以得證石器本身原本就是灰灰土土偏暗沉,因此跟C1沒有調整任何亮度、對比以及飽和度相符合,而從喜好度發現,有調整亮度加上高對比及高飽和度為大家的喜好,除此之外,從石器和陶器的圖可以看出,石器的喜好度組合跟陶器的喜好度是一樣的,因此,可以證明大家都偏好鮮豔、高對比及高飽和度的顏色。
 
() 三種器物類型的總論:
從三種器物在z分數上的平均表現來看(見圖11),可以發現準確度不等於喜好度。喜好度會依文物類型而有不同,「準確度」最高的模式是將亮度、對比以及飽和度都增加一點點。而從喜好度的選擇可以證明,大家都喜歡器物的複製影像比實物更鮮豔,對比更強。此外,從三種器物的z分數可以看出每個文物的第二個組合都較為準確,這也驗證在實驗前的篩選跟視覺最終結果是一致的。因此,如果要以「喜好度」為影像複製的原則,文物圖檔是需要經過一些亮度、對比以及飽和度的調整的。    











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