影视调色学

数字图像编码
两种处理色彩方式的不同导致了影像本质的不同： 胶片影像无限放大后，我们看到的是非常细小的银盐颗粒； 数字影像无限放大后，我们看到的是方格状的像素
数字图像编码
由于数字摄像机是基于数字技术条件下的色彩还原，所以工程师在设计感光元件的时候，就要考虑到最大精度地显示色彩，处于技术与成本 的考量，往往不能够精确地显示每一个色彩。如果说从黑到白以14BIT的线性编码方式，那么就会有16384个码值，有时候往往就不能完整的摄 取整个层次的色彩，只是取其中对视觉感知最为明显的那些部分。
数字电影中的色彩
1922年，特艺色处理法问世，最初是对两种颜色进行处理，对两卷黑白胶片同时曝光，其中一卷感应红光，另一卷感应绿光。两卷胶片进 过冲洗后被同时印制在空白胶片上，并且使用染料来和原始色彩匹配。 第一部使用这种工艺的影片是《The Toll of the Sea》《海逝》
数字电影中的色彩
数字色彩标准
在影视色彩体系中，除了上述这些色彩空间标准之外，还有一项就是伽马。因为数字摄像机的编码方式都是线性编码，而人眼的视觉习惯是 非线性的，为了弥补这一缺陷，我们选择用非线性编码做校正，也就是伽马校正。 REDspace：类似于Rec .709，但相比之下，REDspace有更高的对比度及更多的中间调。 REDlog：一种对数伽马设置，讲原始的12BitR3D文件转换成10Bit处理。 REDgamma：一种改进的伽马曲线，为了适应Rec.709显示器下有更好的感知，提升了高光部分的细节。 REDgamma2：类似于REDgamma，有更高的对比度。 REDgamma3：最接近于REDgamma的一种曲线，基于LOG模式为起点，拥有很大的动态范围，常与REDcolor3配合使用。 REDLog Film：一种该剧的对数伽马设置，尽大可能地保存了图像的细节用于后期调整，方便输出电影。 SLog：索尼公司为数字摄像机设置的，提供一个更为广泛的颜色范围。 LogC：专为阿莱数字摄像机设计的伽马。 CamonLog：佳能公司设计的伽马校正。
数字图像编码
数字影像显示中，对设备的考验往往是黑白两极的显示性。当所拍摄的场景中出现高光点时，数字编码技术就会将漫反射白色置于编码范围 的最大值，但是为了拾取高光点，漫反射白色就必须置于略低于最高光度处。由于人眼视觉的特性，即使高光点以远低于实际场景的相对亮度 显示，得到的效果还是令人信服的。
数字图像编码
致性，这两个因素是：由负片的0.6伽马带来的某种程度的感知一致性；随后对胶片透射率的对数编码也会带来感知一致性。某些新出现的数字
电影摄像机在场景三色值上使用对数编码。因为没有考虑胶片的伽马，这种对数RGB值并不完全与印片密度对立。
授课重点
数字色彩标准
数字色彩标准
色彩体系里面涉及到一个色彩空间标准，而涉及数字视频这一块，衍生出了更多的概念。为了让数字视频在世界各国保持一致，国际电信联 盟（ITU）指定了一些列的标准，各大设备生产商也推出了自己的数字影像色彩空间标准。
数字图像编码
线性编码在数字时代多应用于后期特效制作CG软件中，如Maya，3D Max ,Nuke等。因为软件中必须模拟物理光线的混合效果，所以大部 分的三维后期软件中多采用的是线性编码方式。因此，在影视后期工作中，我们往往通过采用非线性编码方式，常用的非线性编码中有两种广 泛被运用：幂律编码和对数编码。 从20世纪40年代起，人们就开始使用幂律编码方式。它普遍应用于今天的数字视频、MPEG和HDTV系统，并且广泛应用于台式计算机图像 和计算机图形艺术。在幂律编码中，红绿蓝各个分量的码值与相应的线性光（三色值）的0.5次幂成比例，换句话说，每个分量的码值大概与场 景三色值的二次方根成比例。 20世纪80年代到90年代初期，8 bit 分量图像足够应付演播室视频，而且在今天它依然存在于台式电脑图形软件中。然而，现在演播室视频 和HDTV的标准格式是10 bit分量图像。国际标准Rec.709中的10bit幂律编码分量在性能上可以与12bit线性光量媲美。 传统电影胶片的透射率是以光学密度的对数形式测量和表述的。对数编码是20世纪90年代初期在柯达的Cineon系统中创立的，起码值与底 片的光学密度成比例，该系统今天仍然用于许多数字电影应用软件中。从技术上讲，码值与印片密度成比例。通过结合两个因素来获得感知一
课后作业
作业内容： 1、阐述电影色彩的意义，以及电影色彩的发展史； 2、阐述数字图像编码的种类并牢记； 3、阐述数字色彩标准和不同数字采样标准之间的区别； 4、阐述数字色彩采样的种类和区别。 提交时间： 第二日上课前。
谢谢Biblioteka 数字图像编码白卡一般能够反射90%的入射光，在原始场景中，这被称为漫反射白色光度。在阳光照射的户外景中，漫反射白卡的光度大概会达到 1000cd/㎡，一台显示器的最大光度大约在200cd/㎡，电视机荧光屏的光度峰值大约是100cd/㎡，影院中，最大光度一般是40cd/㎡。很少有 显示器能达到户外场景的光度值。 人眼通常对于中间调更加敏感，所以通常我们试图在线的是相对于参考白点或最大白点的光度，我们期望在展示一幅影像的时候，场景中的 相对光度能够大致得到还原。
数字色彩采样
在4：4：4采样中，每个像素都有Y、Cb、Cr，这样的取样率能够提供完全的色彩分辨率，但目前只有高端的数字摄像机会使用4:4:4的采样 率，因为这样会产生非常巨大的数据量。
数字色彩采样
在4：2：2采样中，邻近一组的Cb的像素平均组合在一起，邻近一组的Cr像素也是一样，这样得到的色彩分辨率是亮度的一半。很多高质量 的分量数字格式和高清格式都是4:2:2色彩采样率。虽然采样率降低会导致色彩信息减少，但对于肉眼来说很难察觉到这样细微的差别。
数字电影调色
影视调色学（二）
授课重点
数字电影中的色彩
数字图像编码
数字色彩标准
数字色彩采样
授课重点
数字电影中的色彩
数字电影中的色彩
彩色电影之前是黑白电影，被誉为是一个用光线进行绘画的过程，那么黑白电影之后的彩色电影准确地说应该是它不仅用光线，而且是用色 彩进行绘画的过程。 1897年电影先驱者梅里爱先生曾用人工着色的方式，让每个画师负责1分钟的胶片着色，从而在他的影片中获得了多种色彩。
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数字色彩采样
数字色彩采样
由于眼睛的特殊生理构造，我们对明暗的敏感度远大于色彩的敏感度，所以，当我们看一幅画或者风景的时候，我们的眼睛能分辨出细节处 亮度的细小特征。但是，对细节处色彩的渐变就没那么敏感了。 大多数的数字摄像机使用的是分量色彩。在这个系统内有三个指标：Y、Cb、Cr。在处理摄像机传送过来的信号时，色彩的一些分辨率会损 失掉，损失的多少取决于色彩采样率。
数字色彩采样
标准DV的采样率为4:1:1，每组Cb和Cr色度信号都对应四个亮度信号，因此，色彩分辨率也只有1/4。还有一种色彩采样是4:2:0，在HDV和 PALDV中使用。这种情况下，水平和垂直方向上的色度分辨率都降低了，其色彩分辨率是亮度的1/4。
数字色彩采样
不同的色彩采样率，影响的只是色彩的分辨率，而不会影像色彩的范围。 不同色彩采样率展现：
数字色彩标准
REDcolor：这种空间类似于Rec.709，但是做了更加精确的修改。 REDcolor2：相对于REDcolor色彩空间少了些饱和度 REDcolor3：同REDcolor饱和度上相同，但是在人物肤色上做了一些 修改，提高了人物肤色的色彩还原。
REDcolor
REDcolor2
REDcolor3
数字色彩标准
Camera RGB：一种原始的，未经过修改的传感器数据标准。很多高端数字摄像机可以生成原生的Camera RAW文件。
数字色彩标准
Camera RGB：一种原始的，未经过修改的传感器数据标准。很多高端数字摄像机可以生成原生的Camera RAW文件。
数字色彩标准
REDcolor：这种空间类似于Rec.709，但是做了更加精确的修改。 REDcolor2：相对于REDcolor色彩空间少了些饱和度 REDcolor3：同REDcolor饱和度上相同，但是在人物肤色上做了一些修改，提高了人物肤色的色彩还原。
数字色彩标准
BMD Film：Blackmagicdesign公司推出的一种新的电影风 格的色彩空间。
数字色彩标准
在影视色彩体系中，除了上述这些色彩空间标准之外，还有一项就是伽马。因为数字摄像机的编码方式都是线性编码，而人眼的视觉习惯是 非线性的，为了弥补这一缺陷，我们选择用非线性编码做校正，也就是伽马校正。 Gamma2.4：常用于广播； Gamma2.6：常用于数字电影投影； Rec.709：接近于Gamma2.5，将黑色部分进行线性切割； sRGB：接近于Gamma2.2左右，用于解决显示器的sRGB色彩空间，没有丰富的颜色分级； Linear：没有伽马调整，一个简单的线性数据表示形式
1926年爱森斯坦在《战舰波将金号》里把起义军舰的旗帜染成红色，随机引起了轰动，观众看到鲜红的旗帜在空中飘扬时，不由自主的欢 呼。
数字电影中的色彩
第二次世界大战以后，色彩的运用在电影创作中日趋成熟。随着技术的进步，影像的色彩空间也被无限的扩大，并在相当程度上构成了观众 观影经验的一部分。色彩，真正为电影影像插上了艺术的翅膀。 特艺色公司的三色印染胶片技术在一系列极有吸引力的好莱坞音乐歌舞片中得到使用之后，彩色技术在1952年的影片《雨中曲》中达到了巅 峰。
数字色彩标准
Rec.601：这一标准定义的是在无压缩、隔行扫描、标清的分量视频中的色彩值。 Rec.709：这一标准是为高清视频设立的一种比较新的标准。可以在大部分调色软件中看到，它的色彩范围和601视频及PAL视频是一样的， 亮度值不太相同。
数字色彩标准
xvYCC：这是一种新的色彩标准，这种标准有时也称为 x.v.color ，是基于709标准的，但是色彩范围扩展到了CRT监视器和其他传统显示 器的显像范围之外。由于拥有多大两倍的色彩，画面会再现得更加自然和生动。xvYCC 在一些最新的消费级摄像机和显示器中应用，同事也被 应用于专业设备中。这种标准需要HDMI 1.3 高清接口和电缆的支持。 P3： 随着电影放映设备的创新，这种标准色域完全超越了709，是基于DLP数字光处理技术的一种标准的色彩空间。
数字电影中的色彩
影视调色工作从刚开始的手工印染，到后来的化学制剂的银盐反应，再到今天的数字化处理，几乎贯穿了整个电影史。随着超高清数字摄影 机的发展，处理色彩的方式几乎全面数字化。
授课重点
数字图像编码
数字图像编码
我们在电影院看电影的感受与在家看电视或者电脑上观看电影的感受完全不同，除了环境的差异之外，最根本的就是影像色彩的呈现方式不 同。基于胶片的色彩表现方式是基于黄、品、青（CMY）染料的减色法来还原色彩，而电视机电脑所展现给我们的色彩是基于红、绿、蓝 （RGB）三基色加法来呈现。
数字电影中的色彩
影片《雨中曲》剧照。
数字电影中的色彩
因为人眼视觉是基于视网膜上三种 不同的色彩感光细胞，所以必须有三个分量才能足够显示颜色。 色彩的数字编码，就是基于眼睛对色彩分量的摄取的数字化模拟过程。不同的数字信号处理方式造成的色彩感受是不一样的。同一部影片， 不同的编码方式，不同的压缩格式对于影片的色彩也会带来很大的影响。
由于人的视觉系统的特定是亮度感知与物理光强(三色值)呈非线性关系，从黑到白的整个影调范围内，视觉响应并不是等量的随物理光强增 加而增加，而是对亮度的感知与强度值的比率大致成正比。 影片的动态范围可以线性来表述——从最黑到最亮值完整的调阶范围被平均划分并加以编码（左图） 影片的动态范围可以对数来表述——从黑到白完整的调阶范围以对数形式加以编码（右图）