[AE] 關(guān)于數(shù)字色彩原理!(高品質(zhì)畫面色彩的物理關(guān)鍵).docx

部分截圖昨天10:08 上傳下載附件 (315.83 KB) 這個(gè)短片的色彩很漂亮，那么進(jìn)入正題。數(shù)字色彩是由色深（位元深度bit）和色域兩部分構(gòu)成，先看色深：昨天13:22 上傳下載附件 (293.58 KB) 8位和16位比較好理解，我詳細(xì)介紹下32位。在AE里，分別對(duì)紅色方框里的數(shù)值設(shè)置如下：昨天10:59 上傳下載附件 (260.93 KB) AE在32位模式下，拾色器里的RGB數(shù)值范圍都變成了01，示范中RGB分別是1、2、3，也就是說(shuō)綠色和藍(lán)色的值都增加到2倍和3倍。這時(shí)候我們“數(shù)字色彩”字的顏色憑肉眼看上去還是白色，但是施加了快速模糊濾鏡后并加大模糊值就會(huì)出現(xiàn)很神奇的效果，字出現(xiàn)了顏色而且還有白的部分是亮得有點(diǎn)刺眼了（這和沒(méi)有施加快速模糊前的白色不同）而且模糊數(shù)值越大越明顯，你可以把模糊數(shù)值從0到300做個(gè)關(guān)鍵幀動(dòng)畫看看這神奇的效果，這就是超白。32位也是HDR格式圖片的必要保證（部分JPEG格式的偽HDR除外），32為提供了足夠大的容量來(lái)儲(chǔ)存HDR圖片中的光照信息。昨天11:26 上傳下載附件 (375.83 KB) 這是一張HDR照片，在PS中降低曝光值，照片中原本白的地方出現(xiàn)了藍(lán)天白云。調(diào)高曝光值，原本死黑的地方出現(xiàn)了很漂亮的天花板，是不是也很神奇。其實(shí)拍這種DHR照片也不難，分別用不同的曝光檔拍下后再到專門的HDR合成軟件里合成。下面來(lái)講數(shù)字色彩的另一個(gè)構(gòu)成部分-色域：色域（Color Gamut），就是指某種設(shè)備所能表達(dá)的顏色數(shù)量所構(gòu)成的范圍區(qū)域，即各種屏幕顯示設(shè)備、打印機(jī)或印刷設(shè)備所能表現(xiàn)的顏色范圍。在現(xiàn)實(shí)世界中，自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間，該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。 我們可以把色深看作是數(shù)字色彩的容器，那么色域就是裝在這個(gè)容器里的物品種類的多與少。色深高可以使數(shù)字圖像的色彩更純厚，亮度過(guò)渡（黑白灰）更平滑；色域越廣，數(shù)字色彩的顏色種類就越多，顏色之間的過(guò)渡更自然。為了能夠直觀的表示色域這一概念，CIE國(guó)際照明協(xié)會(huì)制定了一個(gè)用于描述色域的方法：CIE-xy色度圖。在這個(gè)坐標(biāo)系中，各種顯示設(shè)備能表現(xiàn)的色域范圍用RGB三點(diǎn)連線組成的三角形區(qū)域來(lái)表示，三角形的面積越大，就表示這種顯示設(shè)備的色域范圍越大。昨天11:44 上傳下載附件 (36.81 KB) 下圖例出了目前幾大廠商定制的色域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以看出這些標(biāo)準(zhǔn)中的色彩范圍。昨天11:47 上傳下載附件 (334.07 KB) 在影視行業(yè)，我們目前最常用到的色彩模式是YUV和RGB兩種，RGB模式下的色彩空間就很多了，我們常用到的是sRGB、Adobe RGB等sRGB昨天13:38 上傳下載附件 (215.21 KB) sRGB為了讓被補(bǔ)償提亮暗部顯示后的圖像質(zhì)量更好而把過(guò)多的空間分配給了暗部，這樣作為顯示的話是不錯(cuò)，但是你如果在這種方式下用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算和生成一幅圖像就會(huì)對(duì)于高品質(zhì)圖像的表現(xiàn)有很大的影響，圖像的灰部細(xì)節(jié)會(huì)大量損失，因?yàn)閟RGB把更多的空間分配給了暗部。（這是一種曲線的計(jì)算生成方式，稍后會(huì)講到線性的色彩計(jì)算方式）Adobe RGB是Adobe公司于1998年提出的實(shí)用性色彩空間，Adobe RGB具有更寬廣的色彩范圍，能更加真實(shí)的還原拍攝對(duì)象，記錄更多的顏色細(xì)節(jié)。 雖然Adobe RGB相比sRGB在顏色范圍上擁有很大優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)閼?yīng)用Adobe RGB作為色彩空間的輸出設(shè)備和顯示設(shè)備目前并不普及。YUV是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法（屬于PAL），是PAL和SECAM模擬彩色電視制式使用的色彩空間。（更多YUV相關(guān)大家可以在網(wǎng)上查看）國(guó)際上把NTSC制式的色彩范圍定義為行業(yè)的參考標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)NTSC 80%色彩范圍的都稱為廣色域。目前各大電視廠商都推出了高清廣色域電視機(jī)，也出現(xiàn)相應(yīng)的色彩標(biāo)準(zhǔn)，有HDTV 709和xvYCC。xvYCC在中高端電視機(jī)上用的更多。sRGB76% Adobe RGB98% HDTV709和YUV和sRGB差不多，xvYCC基本在100%以上。以上都是些基本概念，下面開始進(jìn)入更深一點(diǎn)的實(shí)質(zhì)性探討。線性色彩空間工作流程：本帖隱藏的內(nèi)容線性色彩空間工作流程（sRGB是曲線的）確切的說(shuō)是匹配軟件的線性工作流程，這種流程在近幾年被廣泛應(yīng)用于電影廣告等高端項(xiàng)目，國(guó)外大型工作室?guī)缀醵际腔谶@種工作流程。實(shí)際我們需要物理上的正確計(jì)算只能基于線性工作流程。線性工作流程需要做的事： 非線性空間下觀看線性色彩圖片是不正常的，圖片會(huì)變暗，線性空間下觀看線性圖片才是正常的。硬件方面的顯示器必須支持線性的色彩空間，比如說(shuō)支持Adobe RGB，通常這樣的顯示器都很貴（基本都是上萬(wàn)元），大眾型的顯示器都只支持sRGB。如果硬件方面很難達(dá)到要求那么軟件方面就得必須達(dá)到要求，否則實(shí)施不了線性工作流程。 軟件方面分為操作系統(tǒng)和制作軟件： 1、windows操作系統(tǒng)，不得不說(shuō)這是個(gè)偉大的操作系統(tǒng)，但是在某些專業(yè)領(lǐng)域它就顯得有點(diǎn)不給力，不管我怎么調(diào)系統(tǒng)的默認(rèn)色彩配置文件（非專業(yè)顯示下），顯示方面一點(diǎn)反映也沒(méi)有，也就是說(shuō)在windows下只有sRGB色彩空間能正常工作，其他的色彩空間支持得就不怎么好了。這一點(diǎn)mac系統(tǒng)就好點(diǎn)，我選不同的系統(tǒng)色彩配置文件，顯示的顏色都會(huì)有相應(yīng)的變化，而且還可以查看各個(gè)色彩空間的顏色三維模型，還可以自定義。 在windows下可以線性工作嗎？答案是可以的，借助AE（AE可以把sRGB設(shè)置為線性，并且產(chǎn)生相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果）個(gè)示范：昨天15:23 上傳下載附件 (216.61 KB) 例圖中，上圖打開了線性選項(xiàng)，下圖關(guān)閉了，同樣的8bit、sRGB色彩空間，同樣的shine特效數(shù)值沒(méi)有變，可以看出結(jié)果掃光的結(jié)果，線性的過(guò)渡自然而且細(xì)節(jié)多，非線性下的灰部細(xì)節(jié)丟失了很多。通常在非線性情況下我們會(huì)調(diào)整shine的參數(shù)來(lái)達(dá)到和上圖接近的效果，在不合理的情況下做著看起來(lái)合理的事情。 在windows下可以計(jì)算廣色域圖像嗎？目前來(lái)說(shuō)我沒(méi)有完全成功過(guò)，還是借助AE來(lái)示范成功的那一部分：在AE里空白層，添加生成4顏色濾鏡，完全靠AE內(nèi)部來(lái)計(jì)算生成圖像，分別設(shè)置色彩空間為sRGB和Adobe RGB。昨天15:42 上傳下載附件 (212.09 KB) 可以看出Adobe RGB下顏色更飽和，過(guò)渡更融合。在輸出的時(shí)候選TIFF序列或者exr序列，如圖：昨天15:56 上傳下載附件 (127.52 KB) 為什么不輸出視頻格式？目前在windows下的視頻編碼都只能輸出8bit而且不支持廣色域，有專業(yè)視頻編輯卡的情況下可以輸出10bit或者12bit的視頻文件。序列圖片中tiff和exr能支持到32位和廣色域。jpeg、png、tga都只支持8位。再把輸出好的序列導(dǎo)入AE昨天16:06 上傳下載附件 (204.41 KB) 可以看出序列圖片的色彩配置文件是Adobe RGB，而且顏色也和在AE工程建立的時(shí)候是一樣的。但是，我在windows下，直接打開剛剛輸出的序列圖片發(fā)現(xiàn)顏色丟失很嚴(yán)重，就和AE工程里sRGB模式的色彩差不多。昨天16:10 上傳下載附件 (97.87 KB) 大家可以看看比較，這就是windows不給力的地方了，系統(tǒng)在顯示sRGB以外的圖像就會(huì)把多出來(lái)的那部分色彩過(guò)濾掉，如果在這種情況下你輸出視頻成片了，那么很遺憾，很多色彩信息丟失。當(dāng)然了windows系統(tǒng)完全可以勝任廣播級(jí)別的要求，因?yàn)閺V播級(jí)的色彩范圍和sRGB差不多。到目前為止的以上這幾步流程中mac系統(tǒng)比windows系統(tǒng)表現(xiàn)好，系統(tǒng)可以設(shè)置成Adobe RGB模式，而且在mac系統(tǒng)下觀看由AE生成出來(lái)的序列圖和在AE工程里是一樣的。接下來(lái)的在視頻剪輯軟件里的步驟：目前，在windows平臺(tái)的剪輯軟件PR、vegas、edius等都是能支持32位的文件，但是在色域上還是和操作系統(tǒng)一樣，同樣的Adobe RGB序列圖導(dǎo)入Pr后顏色信息顯示也不全，那么在這樣的情況下調(diào)色也是一樣的，即使加了專業(yè)視頻編輯卡，用硬件編碼也頂多是12bit。在mac平臺(tái)，同樣的序列幀導(dǎo)入fc，剪輯軟件的色彩顯示正常，但如果用常規(guī)的輸出方法也是一樣成片色彩信息丟失，但有點(diǎn)好處就是用蘋果的ProRes編碼即使沒(méi)有專業(yè)視頻編輯卡也能輸出10bit的視頻文件。我搜集了很多這方面的資料，國(guó)外的一些有點(diǎn)規(guī)模的用蘋果平臺(tái)的工作室，是直接把片子通過(guò)剪輯軟件輸出到轉(zhuǎn)磁設(shè)備上。這道理和我們?cè)陔娨暽峡措娪按笃粯拥模皇钦f(shuō)廣播系統(tǒng)色彩范圍小嗎？怎么看用膠片拍的電影還是和在影院里看的差不多？這其實(shí)前面就提到過(guò)了，數(shù)字色彩的關(guān)鍵是在計(jì)算和生成上。膠片是轉(zhuǎn)過(guò)磁再拿來(lái)廣播，也就是說(shuō)膠片上的色彩信息壓縮到8位的sRGB空間里，這和在windows中把多出來(lái)的色彩信息過(guò)濾掉不一樣。那么我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上看的sRGB空間下的電影大片也是一樣的道理，既能看到和影院里差不多的色彩效果，還能廣泛地傳播?？磥?lái)windows和mac也沒(méi)有完美的解決方案，那么我把目光放到了電影級(jí)的inferno和avid上，在一次很好的機(jī)會(huì)上用到了inferno系統(tǒng)來(lái)制作片子，附上視頻截圖：這個(gè)片子當(dāng)時(shí)是租的red one配上廣色域模塊，正好有個(gè)朋友配了臺(tái)1萬(wàn)多的pc機(jī)（沒(méi)有專業(yè)視頻編輯卡）裝上了inferno系統(tǒng)，視頻素材進(jìn)了系統(tǒng)顏色信息幾乎沒(méi)有損失，成片時(shí)先輸出為inferno默認(rèn)的視頻格式，然后再轉(zhuǎn)成sRGB色彩模式下的WMV視頻格式，基本上也沒(méi)有損失多少色彩信息，而且拿到廣播里放也是安全的。昨天18:12 上傳下載附件 (89.19 KB) 昨天18:11 上傳下載附件 (84.92 KB) 昨天18:10 上傳下載附件 (91.76 KB) 昨天18:10 上傳下載附件 (69.88 KB) 同樣還有個(gè)項(xiàng)目，也是用red one加廣色域模塊拍攝，但是片子是在windows下剪輯的，結(jié)果片子截圖：昨天18:23 上傳下載附件 (58.63 KB) 昨天18:23 上傳下載附件 (57.76 KB) 昨天18:22 上傳下載附件 (68.59 KB) 昨天18:21 上傳下載附件 (59.94 KB) 小結(jié)一下，如果我們?cè)谥谱饕粋€(gè)片子的時(shí)候都是按照這樣的高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做無(wú)疑是會(huì)增加一定的成本，特別是16位下在AE里做項(xiàng)目機(jī)器的負(fù)荷還是比較大的。這樣的片子在影院放那沒(méi)得話說(shuō)，如果要在電視臺(tái)放那還得把成片作相應(yīng)的色彩空間換算和壓縮色彩，這樣色偏差異不明顯。 目前的單反相機(jī)都配了sRGB和Adobe RGB兩種色彩空間，后者的色彩還原已經(jīng)非常接近膠片了。但如果你后期調(diào)整片子是在windows下的話還是建議用sRGB，用Adobe RGB的話在windows里會(huì)偏灰，而且細(xì)節(jié)看上去明顯不夠。如果你后期用蘋果的話，那就用Adobe RGB，照片格式用raw，這格式支持廣色域并能記錄更多的曝光信息。這樣可以讓你的照片色彩更上一個(gè)臺(tái)階，然后通過(guò)mac系統(tǒng)的colorsync把照片轉(zhuǎn)換成sRGB色彩空間，這樣你的照片在絕大多數(shù)地方顯示都是正確的而且色彩都是高品質(zhì)的。我認(rèn)識(shí)的幾個(gè)膠片時(shí)代的老攝影師，現(xiàn)在都還在用膠片拍照，他數(shù)碼相機(jī)也有，但他說(shuō)數(shù)碼相機(jī)的色彩還是達(dá)不到膠片的，我想造成這樣的原因大家應(yīng)該很清楚了吧。 對(duì)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和數(shù)字?jǐn)z影機(jī)再補(bǔ)充一點(diǎn)，大多攝像機(jī)都是YUV的色彩模式，目前最頂*級(jí)的Y:U:V是4：4：4。sony出了一款頂*級(jí)的攝像機(jī)sony F35，色彩模式是10bit RGB 4：4：4.除了磁帶方式記錄的機(jī)器，其視頻格式主流的是MPEG2/4和H264。這些編碼只支持8bit sRGB。 數(shù)字?jǐn)z影機(jī)目前最常見的是ARRI和red one。兩者都是RGB 4:4:4，10bit以上。ARRI視頻格式是蘋果ProRes編碼的影像文件，可以選擇ProRes4444，ProRes422HQ，ProRes422LT, ProRes proxy等格式。ProRes非常優(yōu)秀，編輯過(guò)程中