索尼影像技术学院 王怀军,于路
上海广播电视台视觉形象委员会 高华
视觉调像,是指通过摄像机的画面菜单参数调整,改变电路指标,使得最终呈现的画面更加符合最优化的视频标准,从而达到舒适的感官和美化、逼真的画面效果。
伴随高清晰数字电视技术在国内的快速发展,对电视节目制作的质量提出了更高的要求,摄像、灯光、舞美、化妆各个方面都需要根据高清影像的特点和变化做出相应的调整,由于更多细节的再现能力,画面需要处理的更加精益求精。而视频调像,在现场制作中,是作为画面视觉效果还原和美化的最后一个环节,对于最终效果呈现也起着决定性的作用。
一般广播级摄像机在出厂前,都会通过一整套视频指标检测流程,拍摄标准光源环境下的测试卡,仔细分析波形监视器上每一个参量是否合乎标准,包括亮度、色彩、细节还原等。目的是使得每台摄像机在标准演播室的光源环境中,能够充分适应和匹配现场灯光系统的照度和色度,并且通过监视器准确还原现场的光效。
ENG摄像机,即便拥有相同的出厂标准,但是由于不同的拍摄环境光线千变万化,呈现出的反差和效果也千差万别,如果身处糟糕的天气和光照环境,即使再好的摄像机,恐怕也很难直接呈现理想的效果。所以,广播级摄像机赋予了摄像师或者视频工程师另一项功能,就是设置了专用于影调处理的画面调整PAINT菜单,可以通过类似后期调光的思路,在前期对拍摄画面进行影像处理,美化现场效果,这也就是我们所说的视觉调像。
BBC技术专家Alan Roberts,就目前所有BBC制作使用过的各厂家摄像机,根据相同标准,通过实际测试,制定出了菜单设置指导,测试包括色彩还原、分辨率表现、视频噪波和灵敏度、镜头表现、下变换质量等各个方面,称为《摄像机的色度和分辨率要求》(Colorimetric and Resolution requirements of cameras),供BBC技术人员参考。这样就可以统一BBC各个节目的影像风格。(具体报告可参见:http://tech.ebu.ch/camtest/CamTestReports01)
在国内的电视台中,SMG为了配合全台高清化系统改造,提升视频画面播出效果,自2012年2月开始,启动了“提升视频调像专项工作”的方案,对一部分节目专门进行了视频标准化的设计,通过现场调整、数据采集和比较,在符合视频标准的前提下,对于画面色调和一些细节进行设置,使得影像达到最优化的视觉感受,也创立自己独有的频道节目影像风格。最终,定义出《SMG视频调相标准技术手册》,形成台内执行规范。
索尼影像技术学院,在整个标准制定过程中与SMG全力配合,在充分发挥设备性能的基础上,也通过对各档不同节目的理解,协助台里技术人员一同制定出菜单的设置标准,并从中汲取了一些思路和经验,希望与各方一同交流和分享。
一、 影像基本设定
基本设定,即是让摄像机的画面指标,符合基本的视频标准。目前规定的视频基本标准,亮度范围从0-735mV(0-105%),当画面处于该标准以内,且最亮和最暗区域的波形贴近但不超过上下限,画面就能获得最好的对比度,也最利于展现影像清晰度和细节,观众观看感受也最为舒适。
通过正确的光圈设置,能使亮度达到标准,除了关注主体的亮度之外,还需要权衡高光区域,尽可能保留足够的层次细节。由于摄像机和监视器的亮度动态范围都很有限,所以必须合理设置现场灯光的照度和范围。
通过Leader波形监视器Cinelite功能,将画面最暗点设置为0,测得最亮点的照度比最暗点高5.3档光圈,SONY广播级摄像机动态范围为600%,约8.5档光圈范围,据此推断画面中所有细节都能被摄像机捕捉到。需要注意的是,如果超过6档范围(100%),则监视器可能无法显示出高亮区域的细节,所以此时需要根据画面需要,调整摄像机控制面板RCP的Knee(拐点)菜单,将高光区域的亮度和对比度降低,使得画面高光层次可以有效保留。
暗部区域的波形,在演播室人工布光环境,一般波形都能贴近零线,即达到最好反差,特殊情况下,如发现镜头进入杂散光产生眩光,使画面对比度下降,可以使用RCP中的FLARE(眩光调整)功能,降低一些底电平,从而提升反差。
如果在室外环境做节目,尤其是白天,绝大多数情况下,画面反差在标准状态下都不可能达到理想,特别是长焦远距离拍摄,尘埃加上水蒸气造成的光线散射,都使得画面对比度降低,画面看起来不够透彻。
通常,使用RCP的黑电平调整是日常调像很常用的功能,根据波形将反差控制在理想的状态,特别是对高清影像的呈现,至关重要。研究表明,人对于画面清晰与否的感知,很大程度上来源于对比度,而并非分辨率的提升。通过下图可以看到,调整黑电平前(左半)后(右半)的影像比较,无论反差表现还是色彩感受,有明显区别。
黑电平调整需要注意两点,一个是不要出现暗部溢出,即死黑的情况,头发的细节,暗部的层次,是需要保留下来的,不能因为提升反差而损失掉;另一点就是噪点,理论上任何数字调整都会降低信噪比提升噪点数量,而暗部过度区域则更为明显,所以更需要小心控制,仔细观察。
除了亮度设置之外,白平衡的调整当然也是最为常见的设定内容。这里基本没有特殊补充。通过RCP面板,除了可以执行自动白平衡调整之外,也可以通过R、G、B旋钮进行白平衡偏置的微调。原则上,不建议在把握的情况下,随便改变白平衡的效果。只是在某些情况下,比如演播室内拍摄主持人,有较多皮肤面部需要展现,通过略微提升R电平,可以将肤色显得更暖一些,看起来比较舒服,当然整个画面都可能会略微偏暖,所以需要各个机位统一考虑,避免出现画面色彩跳跃。
需要注意,在整个画面表现中,最最重要需要考量的,除了亮暗层次的保留,就是人肤色的还原效果(SKINTONE),这会是观众最在意的。后面还会进一步提到。
二、 细节考虑和处理
基本设置完成后,画面已经符合了播出标准,如果从美化画面的角度去考虑,可以就画面细节进行更优化的处理。
在演播室栏目中,我们首先会考虑的是肤色还原的效果(SKINTONE)。决定肤色表现效果包含几个因素,当然最重要的还是主持人、嘉宾本身的肤质,高清刚开播时,有人说过如果肤质不佳的人还是不要上电视了,事实证明这并非只是个玩笑。化妆和布光当然能起到一定的补偿,但是高清本身的细节表现能力会使得任何的瑕疵一览无余,很多时候过分真实的表现力,也会让人很无奈。所以NHK的摄像曾经提到过,早期高清拍摄时,不会轻易给观众呈现脸部的中近景特写,怕观众一时接受不了,就是这个缘故。
对于摄像机来说,能做的包含以下几个方面:
1、 皮肤色彩控制:前面说到了色温控制,只要光源良好,显色性佳,摄像机白平衡设置得当,肤色的还原应该说没有太大问题。打粉底可以起到美化作用,但是高清时代尽量不要过于夸张,镜头下过重的痕迹会适得其反。对于色彩的还原主要还是依靠现场光源的品质,显色性对于色彩还原能力至关重要。所以尽可能选择高品质的光源,而不是靠摄像机或者后期去调整,才是最佳解决之道。
2、 皮肤亮度控制:光圈确定了,画面整个亮度就确定了,在空间较小的演播室环境中,通常很难仅对于面部的亮度进行单独控制,一般都是大范围考虑,我们做了一些尝试,通过RCP PAINT菜单中的GAMMA曲线设置,将STEP GAMMA从标准值0.45改为0.35,在不太影响亮暗层次的基础上,将皮肤所在的中灰区域的亮度稍微提升。实例图中,考虑到这是一档娱乐类节目,画面要求明快时尚,所以我们考虑稍微提升一些皮肤亮度,如果改变光圈,可能会造成高光溢出,损失亮部细节,所以通过改变GAMMA值的方式来处理,仅对中灰区域进行提亮,最终皮肤亮度提升到80%左右,满足了视觉美化效果。
3、 皮肤细节纹理:过分清晰的肤质表现,有些情况下并不美观。摄像机成像器件前安装了低通滤镜,以降低清晰度为代价来降低摩尔纹的出现几率,所以摄像机中就加入了DETAIL(细节处理)电路,通过锐化方式来保证清晰度和细节的表现。反过来使用,则可以进行柔化。菜单中还有专门的SKIN DETAIL(皮肤细节校正)可以单独选择色彩区域(比如肤色)进行独立区域的细节柔化,不过因为中国人肤色整体比较接近,范围设定不准确可能会导致画中所有人皮肤都变柔(虚化),所以需要谨慎使用。比如拍摄国际领导人特写时,机位构图固定在脸部且长时间保持,可以使用此功能来修缮皮肤的效果。
影调方面,基于摄像机出厂设置,由黑到白灰度区域是平均分布,呈现真实状态。而根据后期校色的经验,人最喜爱的亮度层次表现方式,是呈现S型曲线,也就是部分压缩暗部区域和亮部区域使之呈现趾部和肩部(类似胶片成像曲线),从而使主体表现的中灰区域反差增强,展现更多层次,提升整体画面反差。
亮部区域主要依靠光圈和Knee(拐点)来控制层次,暗部区域黑电平可以决定反差。通常来讲,我们根据波形显示,将黑电平调整到波形贴近零线即可。但有的时候,暗部区域的层次表现虽然被准确还原,但是效果却未必尽如人意,有时过于丰富和偏亮的暗部区域会吸引观众的注意力,转移了观众视线,忽视主体;而某些时候可能暗部表现略微不足,很难通过改变灯位和光区来微调,提升黑电平虽然可以使暗部变亮,但是又会影响反差,并且可能增加噪点。
所以,摄像机为了方便使用者更进一步对于暗部的层次进行把控,设计了Black Gamma(黑咖玛曲线),可以独立于伽玛曲线之外,仅对暗部进行影调控制。
黑咖玛根据亮度范围将暗部分为4档,根据实际环境情况先行测试最适合的范围(充分控制希望调整的区域同时不影响更亮区域的层次),然后再进行调整,通过提高或降低参数,将暗部区域略微提亮或压暗,获得不同的感受。在SMG的新娱乐演播室调相过程中,我们尝试将暗部层次进行一定的压缩,为了更好的表现中灰区域的反差,也就是主持人的整体表现,黑咖玛数值设置在-30左右。
在体育转播中,我们在中超联赛上海的比赛现场,根据每个机位的设置不同,主要考虑了绿色草皮和看台座位的色彩表现,适当压低黑电平,使色彩看上去更为浓郁。
当然,我们也可以通过菜单对于画面每个区域的色彩进行控制和调整,如同影视后期的校色思路相同。考虑到画面的信号质量,如果大幅度校色,对于信噪比会有衰减,而且如果是现场转播,如果调色出现误判,没有机会用后期来补救。所以基本上,在一些外景转播中,只会对大范围长时间在画面中出现的区域的色彩,根据现场和灯光情况,进行调整,比如足球场草皮的颜色,看台座位的颜色等。
通过以下两图比较可以看出,通过Matrix Multi(多区色彩矩阵)功能,分别选中草地和座椅区域,将选区中的HUE(色调)和SAT(饱和度)选项分别调整,提升视觉感受,降低天气和光线对于色彩的影响,再通过划像比对,保证每个机位呈现出的色彩不能有跳跃感。
做色彩调整需要格外谨慎小心,调整过程中最好有人在画面中供参考,肤色还原至关重要,适度控制色调,避免皮肤色彩呈现病态感受;如果肤色不妥,就算画面色彩再漂亮,也不会获得观众好感。
Matrix Linear(线性色彩矩阵功能)是为了保证摄像机与监视器的色彩还原一致,也就是色域范围相同,这样才能准确还原实际拍摄场景的色彩色调。所以原则上要求是必须打开的(也就是Preset档设置在ON),预制项应设置为符合ITU-R709标准(出厂设置)。
现在很多高清演播室中都流行采用LED作为光源和背景,需要注意的是,由于LED照度是非线性变化,直接照射到主题上,容易产生色彩溢出,应尽量避免直接照射。由于其发光特性与传统灯具不同,对于摄像机色彩还原会有一定影响。一般遇到这种情况,可以考虑关闭摄像机的Matrix(矩阵)功能,从而降低LED灯过高的色饱和度。
三、 画面效果评判
对于前期拍摄的调像工作来讲,如果能考虑到以上这些内容,应该说就已经很充分了。影像的标准评判,客观指标是一方面,不同人对于影像的感受也不尽相同,所以主观调整需要调像人员具备一定的经验积累,特别是对于后期校色或者数码照片校色有过一定基础最好,提升个人对于色彩的感受,对光影的感知,这已经上升到艺术范畴。
将艺术与技术、学术完美结合,相互支撑和提高,是我们的一贯追求。SMG在2012年的演播室荧屏视觉效果考核中将摄像、灯光、化妆、舞美和视频调像各部分都进行了标准细化和更高要求。通过化妆如何塑形和展现更高质量的人物细节;舞美如何展现现场的空间透视与色彩,合理运用视觉符合展现艺术效果;灯光如何能够在明度、色彩和层次的基础上,更好的强化艺术效果;摄影需要精确的把控,并且多机协作,如何富有感染力和创造力;视频调像则通过精细的参数调整来准确还原以上四个元素的表现,以画面品质、层次表现、色彩增效、协调性、整体艺术效果为标准,能够进一步优化在监视器上的显示效果。总而言之,通过精细化的管理,才能全面提升高清影像的质量。
示例:主持人视觉形象委员会专业鉴定(视频调像部分)评审表
诚然,高清摄像的技术必须是为艺术创作而服务的。摄像机菜单调整不能凌驾于光线之上,好的布光才是优质影像的基础,学习摄像机调像,是为了更加充分的发挥摄像机的性能,使现场的效果能够更加出色的展现在屏幕上,最终获得最优化的画面质量,这才是我们的初衷。
参考书目:
《SMG视频调像标准技术手册2012版》
《新娱乐荧屏视觉三定手册》
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