空間站同款的這兩張卡片,其實大有用處
神州十二號發(fā)射升空成功過去小半個月了,我們三位航天員已經在我國「天宮號」空間站生活了一段時間,地面上的我們也從新聞報道里看到了不少宇航員在空間站作業(yè)、生活等直播畫面。
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最近微博有不少人注意到宇航員們的隨身數(shù)碼裝備:你看到了米家(電動螺絲刀),我看到了韶音(骨傳導耳機),她看到了華為(手機),他看到了聯(lián)想(筆記本)……數(shù)碼圈也炸開了鍋,各大數(shù)碼博主都紛紛加入了討論。
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而我們看到的稍稍有些不同,在這個機位里,注意到中央偏右畫面有類似馬賽克的多色卡片,偏左邊畫面還有一張多種線條的卡片 —— 經常看我們視頻、且眼尖的同學們或許也注意到了,類似的卡片也常常出現(xiàn)在我們視頻里。
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那么問題來了,這兩張卡片到底有什么用呢?它們有什么會出現(xiàn)在空間站里呢?
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類似馬賽克的多彩卡片,其實叫做「色卡」,或者是「校色卡」,空間站這款有 24 個色塊,因此叫做「24 色卡」;經過細節(jié)上的比對,發(fā)現(xiàn)空間站這張色卡正好跟我們實驗室里其中一張同款 —— X-Rite 愛色麗的 ColorChecker Classic 24 色標準校色卡,售價大概在 1 千元上下。
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既然叫做「校色卡」,那么它最主要的作用就是用來「校色」的啦,在照片或者是視頻拍攝時,擺上一張色卡能方便在后期對整個畫面的色彩進行還原和調節(jié),因為我們已知「色卡」里的各個色是標準化的、可量化的,借助標準來對畫面進行較準,能大大降低校準的成本和難度。
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因此「色卡」這種東西成為小至攝影工作室、影樓,大到專業(yè)的電影拍攝劇組必備的小工具,對于商業(yè)拍攝來說是非常重要。
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當然,除了用來校色,我們還會用它來測試相機(數(shù)碼相機、手機相機等)的色彩還原能力,我們 WHYLAB 實驗室里得出的手機相機數(shù)據(jù),就有它們的部分功勞。
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「色卡」的形態(tài)其實很簡單,就在一塊板子上印上多種顏色;但制作并不簡單吶,色卡這種東西不僅需要準確還原某種顏色,還需要保證長期使用、存放色彩穩(wěn)定、不褪色,才能夠作為如「坐標系」的參考標準來使用,這是我們一般人用打印的方式自制色卡難以企及的。為了穩(wěn)定不褪色,色卡生產過程中,不同的色塊會使用穩(wěn)定性強的不同礦物粉末來覆蓋在紙基上,也正因如此,旁人看覺平平無奇的色卡才賣得貴。
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不同品牌、不同型號的「色卡」會有不同的標準和規(guī)范,但一般來說,國際上通用的是「蒙塞爾 24 色」,我們與空間站同款的也是使用通用的規(guī)范。
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那么為什么空間站上要有那么一塊 24 色卡呢?
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最主要還是還原空間站艙內的色彩 —— 航天員在空間站里并不是簡單地生活三個月,而是需要在空間站里執(zhí)行指派的任務,完成各種實驗,這都需要用相機等設備記錄下來,而記錄的準確性就非常重要,細到色彩的準確性都有要求,「色卡」就無形地提供了非常簡單的校準坐標。
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另外,與地面的光線環(huán)境不同,太空環(huán)境光線非常復雜,甚至會在不同的時間產生不同光線改變,用于校準的「色卡」能協(xié)助地面人員在不斷變化的光線環(huán)境中精準校準、判斷顏色,更準確評估空間站環(huán)境狀態(tài),以及航天員精神狀態(tài)。
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再看左側的多線條卡片,這個其實「標定板」,具體為「ISO12233 分辨率測試卡」,也叫「ISO 解析度測試卡」,市面上有各種不同的尺寸可選,我們實驗室的同款,是 4 倍于空間站的版本,尺寸不同,生產廠商不同,但功效是一致的。
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標板其實有很多種,ISO12233 測試卡主要是用來測試鏡頭的解析力,甚至是畸變;稍微懂點相機鏡頭的同學或許聽說過 MTF 曲線,一般就是搭配 ISO12233 測試卡測出來的。而我們實驗室同樣也用類似的測試卡來對某款手機的相機解析力、細節(jié)、噪點等進行測試。
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工業(yè)上,一些關于視覺定位,如產線影像、汽車影像、醫(yī)療影像等,都會用到包括 ISO12233 在內的標定板來進行校準。
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而空間站 ISO12233 測試卡,說到底其實也是為了起校準的作用,盡可能真實地捕捉空間站的影像,確保有更多可利用的影像信息,以更精準地分析空間站的實驗? —— 因為我們普通的數(shù)碼設備設計之初只是為在地面上環(huán)境使用,并沒有考慮到諸如太空等極端環(huán)境,在非常規(guī)的極端環(huán)境下進行校準后使用,就變得很有必要了。
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空間站航天員的生活看似離我們很遠,但用著跟我們相似的設備,執(zhí)行著或許會影響我們每個人未來生活的任務,其實他們離我們很近。