18％グレートーンとは何ですか？Photoshopで18％グレーカードを作成するにはどうすればよいですか？

約18％のグレートーンを聞いたことがありますが、それは実際には何で、なぜ18％（20％やその他の値ではない）で、Photoshopでどのように作成できますか？

警告：これはいくつかの数学を含む長くてやや技術的な投稿です（ただし、上付き文字などを通過すると、最終的には非常に単純な数学になります）。

まず第一に、18％が最初に選択されたと思う方法の簡単なアイデアから始めなければなりません。私はもうどれを思い出せませんが、アンセル・アダムスの本の1つは、私がおそらく起源だと思うことを述べています。

地球上で最も反射性の自然に発生する物質は、新鮮できれいな雪で、それに当たる光の約95％を反射します（雪のときの新鮮さ、きれいさ、冷たさ、および/または湿り具合にわずかに依存します）形成など）

反対の極端な場合、新鮮できれいなすすで覆われた表面は、自然に発生する物質の中で最も軽い光を反射します。ここでの範囲は約3〜4％です。再びその範囲の中間を取り、3.5％と呼びましょう。

全体の平均をとるために、これら2つを平均できます。ただし、このように広い範囲を考えると、統計学者は算術平均を使用すると結果が悪いと言います（数値が大きいほどほぼ完全に支配され、小さい数値はほとんど無視されます）。このような数値の場合、幾何平均は物事を行うための「正しい」方法です。

これらの幾何平均は、.95 * .035の平方根として機能します。それを計算機で実行すると、0.1823458が得られます... 18％の2桁に丸められます。

Thom Hoganの記事が引用されているので、少しお話しします。少し前に、Thom Hoganは次の記事を公開しました。

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

... Nikonデジタルカメラのメーターは、ほとんどの標準的なグレーカードの18％グレーではなく、12％の反射率に対応する中間レベルグレー用に調整されていると主張しています。

残念ながら、記事のタイトルと最初の段落は約18％が「神話」であることを非常に強調していますが、記事の残りの部分はこの主張の多くの事実に基づく根拠を提供していません。以下は、トムが彼の声明の根拠として与えているものです。

ANSI規格（残念ながら、公開されていません-それらにアクセスするには大きな費用を支払う必要があります）、反射ではなく輝度を使用してメーターを校正します。ANSI校正済みメーターの場合、私が見た最も一般的に公開されている情報は、使用される輝度値が12％の反射率に変換されることです。また、12.5％と13％も見ました（Sekonicの14％はどこから来たのでしょうか？）が、12％は正しいようです-ちなみに、18％よりも半分のストップが軽いようです。ANSIキャリブレーションが18％の反射率に変換されると主張する人は誰もいません。

結局、彼は自分の主張の本当の根拠を持たないようであり、単に「12％が正しいように見える」という声明だけで、本当の証拠はなく、彼がこれを正しいと考える理由に関する情報さえありません。しかし、それにもかかわらず、この記事は、絶対的かつ議論の余地のない事実であるかのように、（他の場所の中でも）さまざまな写真志向のWebサイトで広く引用されています。

この問題はかなりの数の写真家にとって興味深いものであるように思われるので、私は彼らを裏付ける証拠とともにいくつかの実際の事実を見つけることができるかどうかを見ることにしました。この旅の最初のステップは、問題の標準を見つけることでした。いくつかの検索を行って、関連する標準であると思うものを見つけました。上記のThomの含意に反して、これはANSIではなくISOによって実際に公開されています。これは大部分にとっては些細なことかもしれませんが、標準を探していたとき、それはいくぶん重要でした。明らかに存在しないANSI標準を見つけようとかなりの量の仕事をしました。しかし、最終的に、関連するISO規格であるISO 2720-1974、「写真-汎用写真露出計（光電式）-製品仕様ガイド（初版-1974-08-15）」を見つけました。

また、トムは（少なくとも私の観点から）価格についてもかなり誤解していることを発見しました。この標準のコピーはたったの65ドルです。これは私を「大金」とは思いませんでした-実際、それはその主題についての本当の啓発（実際には意図しないことによって指摘されたしゃれ）に支払うのは公正な価格のように思えました。

標準では、反射光からではなく、光を発する光源から直接メーターを較正するなど、トムが言わなければならないことの一部を確認しました。残念ながら、トムが言わなければならなかったことのその他の部分は、標準の内容とそれほど厳密には整合していません。たとえば、彼の記事の終わりに、彼は正確な意味や目的を指定せずに、「 'K'要素」に言及した「ランス」からのコメントを含めています。Thomは次のように答えました。「Kファクターについて知っているメーカーはありません。それらはすべて、メーターの構築とテストの基準としてANSI規格について具体的に述べています。」

前述のように、これは正確に間違っているわけではありませんが、せいぜい誤解を招くだけです。実際には、ISO規格の大部分はKファクターに当てられています。残りの多くは、Kファクターに対応するCファクターに当てられますが、代わりに入射光メーターに使用されます（Kファクターは反射光メーターにのみ適用されます）。Kファクターを知らない（多くの）ことなく（少なくとも反射光メーターに関して）標準に従うことはまったく不可能です。

規格では、次のように規定されています。 、主題のさまざまな条件の下で、輝度の範囲にわたって取得されます。」

この規格では、Kファクターの範囲を指定しています。範囲の数値は、フィルムスピードの測定/評価に使用される方法（またはデジタルセンサーと同等）によって異なります。とりあえず、DINスタイルの速度を無視し、ASAスタイルの速度定格のみを見ていきます。このシステムの場合、Kファクターの許容範囲は10.6〜13.4です。これらの数値は反射率の値に直接対応していません（たとえば、10.6は中間レベルのグレーとして10.6％のグレーカードを意味しません）が、中間レベルのグレーとして計測されるさまざまなレベルの照明に対応しています。つまり、中間レベルのグレーとして測定する必要がある反射率の特定のレベルはありません。指定された範囲内の任意の値が許容されます。

K係数は、次の式で測定された露出に関連しています。

K = LtS / A ²

どこで：

K = K係数
L = cd / m ²
単位の輝度A = f値
t =有効シャッター速度
S =フィルム速度

この式とキャリブレーションされたモニターを使用して、特定のカメラのK係数を見つけることができます。たとえば、Sony Alpha 700カメラと、100 cd / m ^2の明るさに調整されたモニターがあります。クイックチェックを行うと、カメラはf / 2で1/200秒の露出で、他の可視光源なしで画面（純粋な白のアイデアを表示）を測定します。これを式で実行すると、Kファクター12.5が得られます。これは、標準で許可されている範囲の真ん中より上です。

次のステップは、対応するカードの「グレー」のレベルを把握することです。日当たりの良いf / 16ルールに基づいてこれを行いましょう。明るい日光の下での適切な露出は、フィルムスピードの逆数であるシャッタースピードでf / 16です。上記の式を数学的に次のように変換できます。

L = A ² K / tS

ISO 100フィルムの処理を行ってみましょう。

L = 16x16xK / .01x100

.01および100のキャンセル（および、ルールは露光時間がフィルムスピードの逆数であるため常にキャンセルされます）ので、これはL = 256Kに簡略化されます。

Kファクターの最小許容値と最大許容値の数値を処理すると、それぞれ2714と3430が得られます。

さて、ISO規格が表面の反射率ではなく光レベルを指定している理由にぶつかります。晴れたf / 16のルールを見たり聞いたりしたとしても、現実には、晴れた日差しはかなりの範囲で変化します。季節、緯度など。晴天時の明るさは約32000〜100000ルクスです。その範囲の平均は約66000ルクスなので、それに基づいて数値を処理します。これに反射率を掛けて輝度を出す必要がありますが、その結果はcd / m ²ではなく「アポストルブ」の単位で出力されます。アポストルブからcd / m ²に変換するには、0.318を乗算します。

L = I x R x 0.318。

どこで：

R =反射率
I =照度（ルクス単位）
L =輝度（cd / m ²単位）

気にするLの値は既にあるので、これを再配置してRの値を与えます。

R = L / 0.318 I

Iの最小値と最大値を接続すると、次のようになります。

R ₁ = L / 10176
R ₂ = L / 31800

次に、Lの2つの値をプラグインして、Rの許容範囲を定義します。

R _1,1 = 2714/10176
R _1,2 = 2714/31800
R _2,1 = 3430/10176
R _2,2 = 3430/3800

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

言い換えると、太陽の明るさの範囲とISO規格で許可されているKファクターの範囲の間で、約8.5％から約34％の反射率は規格の要件内に収まります。これは明らかに非常に広い範囲の値であり、12％のThom支持者と典型的なグレーカードの18％の両方を明確に含むものです。

範囲を少し狭めるために、太陽からの明るさの範囲の算術平均と幾何平均、それぞれ66000ルクスと56569ルクスを考えてみましょう。これらを可能な反射率の範囲の式に代入すると、次のようになります。

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

それらの結果は次のとおりです。

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

18％のグレーのカードは、この範囲の一端に近いですが、範囲内に収まります。12％のグレーのカードは範囲外です。私たちはそれがうまくいくために平均以上の光レベルを仮定する必要があります。上記の4つの数値を平均すると、「理想」として約16％のグレーの値が得られます。これは、ほぼすべての条件下で適切に機能するはずです。

要約する：

1. ISO標準では、1つのレベルだけでなく、さまざまなキャリブレーションが可能です
2. 通常の昼光の明るさもかなり広い範囲をカバーします
3. 18％グレーは、平均光レベルに基づいて正当化できます
4. 12％グレーは、平均光レベルに基づいて正当化できません
5. 平均的な光レベルに基づいて、グレーのカードの理想的な値は約16％です
6. メーターは18％に調整されている可能性がありますが、おそらく12％に調整されていません（調整すべきではありません）。

本当のこと、なぜ18％なのか？

これは、露出を決定するためにほとんどのカメラで使用される光の量です。これは、平均して、平均的な写真家が使用するほとんどの「写真」は、18％の灰色の固体とほぼ同じ量の露光量になる傾向があるためです（20％などではなく）。

ただし、白が多い、または暗い色が多いものを撮影している場合、露出はオフになります。たとえば、大きな白い建物の写真を撮る場合、デフォルトで18％のグレーをターゲットにし、すべての白を確認し、露出を下げる（露出全体を調整するため）ために露出を調整する必要があります。画像は18％グレーと同じ光のコンテンツを平均しています）。補正するために、デフォルトよりも高い露出が必要です。

カメラでこれを補正するために、適切なグレートーンの色の固体カードを使用できます。多くのカメラには露出補正機能があり、適切な色飽和度で何かを指すことでカメラを設定できます。

独自のカードを作成する場合は、18％グレーでカードを飽和させる必要があります。これは、R、G、およびBについて約46のベタ塗り（RGB）になります。ただし、ほとんどのプリンターは色を多少歪めることに注意してください。オリジナルに対して。

カードは入射光の約18％を反射するように設計されており、人間には最大の白と最も暗い黒の中間に見え、典型的な自然のシーンの平均反射率をかなりよく推測できます-L * 50上記に正しく言及しました。

次の質問は、12％がどこから来るのかということです。18％グレーのカードを測定すると、人間には中間グレーとして表示されますが、実際には最大拡散白の約18％の強度があります。この情報は生ファイルに記録されます。ハイライトではフィルムのロールオフが緩やかであるのに対し、デジタルのカットオフは絶対的なものです。そこで彼らは、ハイライト（おそらくは鏡面反射）を保護するために、余分なヘッドルームを半停止し、必要に応じて半停止ロールオフを提供することにしました。入射光の18％（別名L * 50、別名ミッドグレー）を反射するグレーカードからの輝度は、18％/ sqrt（2）=最大拡散白の約12.8％で実際に記録することが決定されました-線形生ファイル。

その後、データに何が起こるかについては、非常に面倒になり、標準は本当に混乱しています。

黒から白までの音階を考えてください。均等な勾配ではなく、11の部分（ゾーンと呼ばれる）に分割します。ゾーン0は詳細なしの黒一色です。ゾーン10は詳細なしで白一色です。中央のゾーン5は18％グレーです。詳細については、Googleの「ゾーンシステム」。

実際に気にする灰色のトーンは12％である可能性が非常に高いです。これは、カメラメーターが測定のために較正される可能性が最も高いためです。グレーカードに関するThom Hoganの記事を参照してください。

OPは、「標準のグレーカードの反射率が18％なのはなぜですか？」

簡単な答えは、かなりの数のメーカーが、標準シーンの平均反射率が18％であると信じて、ライトメーターを較正したことです。

以下のメーカーは、18％の反射率に取り組んでいます。
ミノルタ
セコニック
ペンタックス
ゴッセン
ケンコー

この情報は、彼らのライトメーターのマニュアルから取られました。リンクをたどって私の参考文献をご覧ください。

以下は、12％の反射率で動作すると考えられていますが、[これを確認することはできませんでした。Wikipediaのライトメーターの記事から得られた情報。photo.net
Canon
Nikonの この記事も参照してください。

オリンパスに関する情報はありませんが。

では、次の質問になります。なぜ18％を選択するメーカーと12％を選択するメーカーがあるのでしょうか。

答えはISO 2720にあります。

定数KおよびCは、さまざまな条件下で得られた、露出がわかっている多数の写真の、多数の観察者に対する受容性を決定するために実施された多数のテストの結果の統計分析によって選択されます被写体のマナーと輝度の範囲。

これは、各メーカーが標準シーンの平均グレーレベルを測定して自由に決定できることを意味します。キャリブレーション定数（KおよびC）の独立した測定値を使用していることを考えると、非常に多くの一致があることは驚くべきことです（そして満足しています）。

KおよびCは、反射光および入射光メーターのキャリブレーション定数です。
Kの推奨値は10.6〜13.4です
。Cの推奨値は320〜540です。

製造業者の2つのグループは、独自のテストではありますが、KとCの異なる値に達していることがわかりました。これらの値は、物理法則の単純な適用により、18％または12％の反射率になります。標準シーン。

興味のある方は、Wikipediaのライトメーターの記事で式を見つけることができるので、ここでは繰り返しません。

では、「正しい」値とは何ですか？18％または12％？

a）多くの選択肢はありませんが、メーカーが選択した値を使用します。
b）差は、実用的な効果がほとんどないほど小さい。
c）とにかく違いに誰も気付いていないようです。

一番下の行は、多数のシーンの（写真で）平均反射率を測定することにより、平均反射率の18％または12％の値に到達したことです。したがって、これらは実験的に得られた数値であり、いくつかの違いがあることは驚くことではありません。

理論的に数に到達する方法はありますか？

Lab色空間の L *（明度）、0（黒）から100（びまん性白）の範囲とすることができます。Labカラースペースを選択するのは、人間の視覚に近いように設計されているためです。平均輝度がこれらの両極端の中間にあると仮定すると、開始点はL * = 50になります。

現在、ブルース・リンドブルームの優れたCIE Color Calculatorを使用して、対応する輝度とsRGBピクセル値を計算できます。これにより、18.4％の輝度（CIE XYZスケールの Y ）とsRGBの118.9ピクセルの値が得られます。

もちろん、平均シーンの平均輝度が白と黒の中間であると言うのは大きな仮定であり、現実世界を単純化しすぎています。この仮定には、何らかの実験的基礎が本当に必要です。しかし、この計算が多くのメーカーのものに近い結果に到達することは確かに興味深いです。

18％グレーは、レンズ（TTL）測光による露出値のベースとなるシェードです。撮影のために調整する場合は、これを使用してホワイトバランスを確認することもできます。

手元に持っていないときは、シーン内または少なくとも同様の照明環境下にある場合は、通常、コンクリートの領域で置き換えることができます。

ほとんどの場合、標準は理論を説明するようには設計されていません。彼らの目的は、何かをする方法、フィルムの速度を決定する方法、露出計を較正する方法などを説明することであり、科学雑誌の科学論文に見られる研究に基づいています。メーター校正の理論を説明する3つの論文は次のとおりです。

Stimson、Allen、An Interpretation of Current Exposure Meter Technology、Photographic Sc​​ience and Engineering、vol 6、No 1、1-Feb 1962。

Scudder、Nelson、Stimson、カメラ露出の手動または自動制御に影響を与える要因の再評価、Journal of the SMPTE、vol 77、1968年1月。

コネリー、D、フィルムと露光装置の校正レベル、The Journal of Photographic Sc​​ience、vol 16、1968 ..

18％のカードを印刷する方法について、なぜ18が他の数字ではないのかについての理論や根拠はありません...

グラフィックスプログラムでRGB値を設定する際の理論やアドバイスに従うことは信頼できません。モニターとプリンターは、グラフィックスの見栄えを良くし、科学的な正確さを欠くように設計されています。システム全体が調整されている場合でも、特に、印刷物の物理的な光学特性についてはそうではなく、そのようなことが正確であるとはまったく信じていません。

最終的には、選択したRGB値の大きな灰色の長方形を作成して印刷する必要があります。どのRGB値を知るには？

まず、グラフィックプログラムを使用して、空の白い背景に黒い正方形の細かいグリッドを印刷します。正方形が面積の18％を占めるようにします。正方形の間隔は、正方形の幅または高さの1.59倍にする必要があります。このグリッドを小さくしますが、正確なジオメトリを適切に制御できるように十分に大きくし、ページ全体をカバーします。

プリンターに濃いインクを使用すると、白はほぼ100％反射し、黒はほぼ0％になります（ただし、完璧なものは何もありません）ので、全体的な反射率は平均で18％になります。この白黒プリントアウトの焦点を外し、カメラに平均化を行わせます。

RGB値を推測し、ページ全体をその値のグレーにし、印刷します。黒と白のグリッドの横に、ピントが合っていない写真を撮ります。グリッドより明るいか暗いかに基づいて、RGBの推測を調整します。一致するまで繰り返します。

均一な照明を使用し、光学系の口径食効果を避けるように注意してください。

答えを要約します。

白から黒まで、目にはさまざまな灰色が見えます。目は対数を見るため（耳には対数が聞こえます）、目は真ん中のように見えます-これは実際には黒50％+白50％ではなく、18％を含んでいます。

目の中間点には、18％Black On Whiteが含まれています。

Photoshopでこれを行うには、18％の黒パターンで白い背景を塗りつぶします。したがって、Photoshopでは、白い背景の半分を黒で塗りつぶしても、目に見える中間の灰色は得られません。

何年も前、私はモニターを調整する18％ルールに基づいてページを作成しました。他のキャリブレーションとの違いは、50％ではなく18％を使用して背景を黒で塗りつぶすことです。

私はまだこのガンマキャリブレーションページをオンラインで持っています。目をぼかすと、内側の円が消えるようにします。

「18％」は、黒と白の中間点（アダムスゾーンV）で反射される光の量です。18％（17％、19％などではない）の正確な慣習は、グラフィック業界からのものです（おそらくリンクを参照）。

写真では、主に2つの用途があります。

• 中間色であることがわかっているオブジェクトは、ホワイトバランスを修正するときに役立ちます。これは真ん中のグレーである必要はなく、グレーです。
• 既知の反射率のオブジェクトは、測定に役立ちます。手のひらは、このグレーのカードの機能に代わるものとして適しています。つまり、約1ストップ明るくなります。

ただし、ここで可能な最大の書体では：

18％グレーは、メーターのキャリブレーション対象ではありません。

本当にそして本当に。

これは永続的な神話ですが、実際にはそうではありません。カメラ内のメーターは、グレーの12％近くに調整されています。これは、ストップの約半分の差です。これはANSI標準です。

Thom Hoganによる実用的な説明がここにあります：http : //www.bythom.com/graycards.htm

そして、足のキャンドルと足のランバートを扱うことを好む人のために、ここに数学的なバージョンがあります：http ://www.richardhess.com/photo/18no.htm

それは衝撃的な啓示です。どうすればいいですか？

おそらく何もない。ほとんどの灰色のカードは、クローゼット内で未使用のままです。使用中であっても、ほとんどの場合、ハーフストップはほとんど無視できます。あなたが物事がどのように満足しているのであれば、続けてください！

この違いが重要な場合は、Hoganの記事にサイドバーに関する実用的なアドバイスがあります。

デジタルで撮影する場合は、測定値で3段目の増分で均等な照明の下で灰色のカードを撮影します（スポットまたは中央重点の測光のみを使用し、カードが光に向かってわずかに傾いていることを確認します反射光を見る]）。各露出のヒストグラムを確認します（Photoshopではなく、カメラで、異なる方法でヒストグラムを生成します）。18％グレーのカードを使用している場合は、中心値を生成する露出設定を選択し、露出補正コントロールで設定します。