人眼，摄像头，显示器对于环境亮度的线性度采集和还原的疑惑

Question

其实我们都知道人眼对于亮度的敏感是非线性的，因此才有那么强大的宽容度，但摄像头记录亮度和显示器还原亮度是不是线性的呢？假如两者都是线性的，外部环境通过摄像头线性转换再通过显示器线性还原，那么人眼通过显示器看到的摄像头拍摄的画面应该是和眼睛看到的环境亮度是一样的。但事实是，我们通过显示器回看相片或视频时，通常明亮区和阴影区亮度明显与眼睛看到的不同，需要开启所谓的HDR拍摄才能尽可能还原人眼看到的样子。那么问题来了，究竟是摄像头采集是非线性转换的，还是显示器还原是非线性转换的？还是两者本身就是非线性转换的？如果2者都是非线性，那我们眼球岂不是没啥特殊的，搞个线性转换比非线性难？

Answer 1

其实你要搞清楚摄像头的成像原理：摄像头中的成像主要是CCD。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。 CCD可直接将光学信号转换为模拟电流信号，经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。也就是光学影像变为电信号。
显示器的成像原理是：通过单个像素点上的三组颜色组合来实现显示色彩的。荧光粉受到电子流轰击得到能量，显示色彩。
人眼成像的原理：自然界各种物体在光线的照射下，不同颜色可以反射出明暗不同的光线，这些光线透过角膜、晶状体、玻璃体的折射，在视网膜上显出景物的影景象（倒立的像），构成光刺激。视网膜上的感光细胞（圆锥和杆状细胞）受光的刺激后，经过一系列的物理化学变化，转换成神经冲动，由视神经传入大脑层的视觉中枢，然后我们就能看见物体了,经过大脑皮层的综合分析，产生视觉，人就看清了景物。
现在在说说你的线性与非线性：这两词是数学领域的一组词，你把它带入到成像原理上，说明你把所有的东东都用数学学科来解释，这是解释不通的。光学成像是一个非常复杂的学科，数学只是一个基层的，用基层来解释高层的学科是解释不通的。就象用小孩的眼光看世界一样！

Answer 2

这个问题可能远比你想象的复杂，无论从摄像到显示还原是否线性可以肯定的是图像设备的亮度还原特性与人眼的感光特性是不一致的，这其中也不仅仅亮度问题还有人眼对色度的敏感问题，同样亮度下人眼对黄绿色对应波长(550nm)的感光敏感度特别高，所以警察都要穿黄绿色的马甲，由此可知机器视觉和人眼视觉采集还原特性远不是仅仅亮度变换就能达成的。

Answer 3

唉，不知道。实在回答不了。

Answer 4

还是不懂，哈哈

Answer 5

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