如何保证电影制作过程中色彩连贯准确？了解电影中的色彩管理

在电影制作过程中，色彩管理能让色彩更可预知、更连贯。不过很多核心概念涉及到色彩的科学，有时经验丰富的用户也并不熟悉。

在这个文章中，我们会深入浅出的介绍电影和广播中色彩的核心技术。‍‍

概览

这个过程开始于确定主要使用的是哪个设备-从摄影机到电脑显示，再到电视或投影机。举例来说，你可以使用RED EPIC拍摄，调色时使用高质量监视器，然后输出到家庭影院播放：

关键是能够理解在这个图像处理环节上每个设备的能力和局限性，然后根据实际情况对它们的输出做调节。这个过程涉及到一些色彩曲线，校准和软件控制。在电影院，最受限制的设备往往是投影机和家庭影院播放器，所以这个过程相对明确和普遍。

色彩空间

一个设备的能力可以被量化，可以通过色彩空间这一概念直观体现，这是一个三维的区域包含所有的可产生的色彩。这些通常这样定义，水平和垂直方向分别用来描述饱和度和亮度变化。

为了让色彩空间更直观，这些通常通过50%亮度的两个方向的薄片来表示。背景颜色被量化和描述为一个与设备无关独立参考空间，包含所有人眼可以看到的色彩。

事实上每个投影机和电脑显示器显示图像时，是通过不同比率和强度来结合主要色彩来显示图像的。根据可用的设备所能产生的最大范围的色彩，对这些主要色彩变化产生响应。由于大多数显示设备使用三个主要颜色，他们的色彩空间显示为三角形。

设备比较

当用来展现在两个或多个设备上色彩的一致性时，色彩空间是很有用的。当从一个较大的色彩空间转到一个较小的色彩空间时，不是所有色彩都能被转化过来，不得不在进入较小色彩空间时被压缩。这个过程称为“色域映射”，会影响中间的色彩，会让渐变的饱和度变化生硬。如果要了解这个在什么时候发生，就要熟悉和数字摄影机相关的常用色彩空间。这些包括：

ITURec.709这个是高清电视的国际标准。它有相对较小色域和用于互联网媒体的sRGB色彩空间几乎相同。

DCI-P3这个是数字影院投影的较新的标准色彩响应，它的设计是用来尽可能匹配彩色电影的全部色域。他的色域因此较大，与Rec.709.相比，绿色和红色的范围更广。

AdobeRGB 1988这个主要用于照片和印刷，但是和电影相关，因为很多高端电脑显示器都大概靠近这个色域。

CIE XYZ这是与设备无关的色彩空间，目的是用来包含所有人眼可感知的色彩。其他色彩空间通常都是这个空间的子集，如上图所示通过色彩区域来描述。DCI影院投影的标准编码，因为他覆盖几乎所有的输出设备，所以在做分发时很有用。由于这个原因，它也是编码用于影院播放文件的重要方式。有时再说到Gamma值时，XYZ也被成为X’Y’Z’。

数字摄影机是如何与上述色彩空间关联的？大部分实际上有能力产生输出完整的宽色域。最终的色域通常受到调色时使用的工作空间限制，以及在后期对饱和度调节的程度，不一定是受摄影机感光芯片自身的限制。三角形的色彩空间示意图对于编码和显示设备很有用。数字感光芯片的主要色彩也并不是简单的像素点。对于拍摄设备，特性的区别通常用色彩的区别来表示，RAW文件，低噪点和更大的宽容度将起到重要作用。

电影色彩流程

一个标准的电影流程可能涉及到在两个或多个色彩空间的转换。最常用

的转换通常发生在下面的阶段：

1.图像编码。这个步骤是对图像编码值和可见色进行解析。对于RED来说，REDCODE RAW文件使用DRAGONcolor/REDcolor或REDlogfilm以及自定义LUTs来在银幕上显示色彩。

2.调色。这个阶段在进行有创意的调色时使用宽广的色域，和校准的显示设备。这个通常在标准工作空间内完成，包含预期的输出设备。对于影院投放，工作空间称为DCI-P3，如果只是用于高清媒体分发通常使用Rec709。

3.成片输出。这个阶段会对调完色的图像进行编码，生成与设备无关的XYZ色彩。尽管没有设备能全部重现XYZ色彩，但这能确保复核将来的广色域的投影机技术，也能避免先期不必要的色彩限制。

4.投影机。这个过程将成片的色彩转换到投影机本身的色彩空间。任何成片的色彩都不能完整重现，是需要进行投影机本身的色域映射。

色彩管理的流程的关键是特别注意色彩的不匹配。如果调色时监视器的色域如果比DCI-P3窄，或在投影时如果成片的色彩比投影机的色域更宽，在影院可能会出现色彩的不匹配。

色域不匹配

当成片的色彩空间大于投影机时色彩会改变。举例来说，很多用于调色和印刷的高端显示设备与DCI-P3影院投影相比，会包含更饱和的绿色和青蓝色。

投影机会将超出色域的色彩重映射和转换为投影机可显示的色彩。这个通常将那些极端的色彩以降低饱和度的形式呈现，不过还有其他副作用，比如色相偏移，在这些色彩区域损失纹理细节，会让原本平滑的渐变显得突兀。在下面的例子中，在重映射后红色被裁切偏向橘红色：

超过色域的红色

投影机重现的色域

为了让失真最小化，在对素材调色时要在一个足够覆盖所有输出设备的色彩空间内进行，但不能更大。超出色域的色彩也是或多或少的普遍现象，甚至是在本应该色彩丰富的场景中。

但最终，可预期的色彩需要一个参考输出设备，而进行了校准的投影机。因为投影机的响应和各种家庭影院显示设备使用时间长了会产生差异，所以需要周期性的校准。老式投影机也许不能在内部进行色域重新映射。在这个情况下，会引起色彩与预期相比显得饱和度更高或更低。

广色域成片

色域匹配

广色域投影机

在上面的例子中，在将为广播准备的REC.709素材送到拥有更宽色域DCI-P3的投影机时，这种情况很常见。相似的，将为影院投影准备的使用DCI-P3色域的素材用于REC.709的广播电视播出时，也会发生这种情况。

色彩曲线和校准

无论软件的选择，有一个校准准确的监视器对于调色来说是很重要的。校准通常是通过外部测量设备放置在监视器前，然后读取一些列校准软件生成的色彩序列。有些高端的监视器自带这些设备能够自动校准。广泛应用的第三方校准设备包括Datacolor Spyder和X-Rite i1 Display。最理想的结果需要使用高位深的内部LUT，以便让在整个范围的到更自然的灰阶过度。

如果没有可用的校准设备，一个快速但不精确的选项是使用色彩空间预设。很多广播监视器带有Rec.709预设选项。关键是确保用于工作的监视器能够重现输出设备的整个色域。

不过，即使是一个完美校准的监视器也不会和校准目标完美匹配。一些外部因素也会影响显示效果，包括环境光的亮度和色温。

总结

在将这些付出实践前，需要知道预期结果。即使是用最好的色彩管理流程，几乎不可能在所有设备上完整重现这些色彩-特定的摄影机种类，显示器，投影机或胶片。能实现的最好结果是让整个过程更加可控和透明。这就是色彩管理的目的。