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视频调色知识

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[LV.5]常住居民I

孔仔曰 发表于 2016-5-3 09:38:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
网上的调色教程讲的多是操作,看完之后有收获但不明就里,收获的是“鱼”不是“渔”。真想充实提高自己的筒子,还是应该从基础学起。这玩意和武学一个道理,旁门左道上手快但越往后越容易出岔子
一级校色是调色的基础,之所以叫一级校色而不叫一级调色有它的道理。一级校色做好了,二级调色才可能拉曲线、调色相、做分隔(Qualifier)、遮罩(Shapes)、跟踪(Tracking),从而创建风格(Looks)
以下内容来自Alexis Van Hurkman的《Color Correction Handbook: Professional Techniques for Video and Cinema》,这本书的电子版在亚马逊上才卖20几美元,英语凑合的筒子可以读一下
第三章:一级校色
本章介绍对图像整体进行一级校色的常用方法
一个暖调场景
一个冷调场景
你更愿意在哪个房间中醒来?
色温
所有的颜色都会受光线影响,不管光线是来自太阳、日常灯具还是电影灯具,光线可以用色温(光线颜色)来描述。
色温是调色师需要掌握的基本概念之一,因为色温会影响观众对于颜色的感知。人眼能够自适应色温,但是机器不行,如果没有校正白平衡,就会出现色偏。有时候色偏是人为需要的,比如日落场景,有的时候色偏则不受欢迎。
所有被摄影机记录下来的光线都有其特定色温,下图是根据钨丝灯校正的白平衡,所以室内的白色物体被正确显示,室外射入的日光则发蓝。
色温以K为单位衡量,下图是各种光线对应的色温
色温越高,光线越冷调,色温越低,光线越暖调。从1600K到10000K,反映了日出/日落到正午之间的光线变化。
荧光灯的光谱分布不规则,偏绿和靛蓝。左图是荧光灯照明的场景,如果按照钨丝灯做白平衡,颜色就会偏绿(注意门的部分),右图是正确白平衡之后的结果。
想统一日常荧光灯的光线是比较困难的,因为品牌类型五花八门。有专门为拍摄设计的荧光灯。
另一种光谱分布不规则的灯具是路灯常见的钠气灯,严重偏橙黄色,如下图所示
如果使用偏红/橙的灯光作为主光源拍人物,肤色还是可以校正回来的,但是建筑物、车辆之类等就比较难校正了。
色度(Chroma)
只要光线照射到物体反射进镜头,摄影机就会记录下颜色信息,色度是颜色信息的一部分,通常独立于亮度信息存在。对于YCbCr编码的视频,色度记录在视频信号的Cb和Cr通道里。
最初引入色度是为了保证对黑白电视的后向兼容,后来也用于视频压缩,对色度进行子采样可以降低吞吐,又不易察觉损失
任何以色度记录的影像都有两个特性:色相和饱和度
色相(Hue)
色相用于描述颜色的波长,它是红(长波长)是绿(中波长,比红短),还是蓝(最短的可见波长)。颜色不同,色相就不同。色相以色轮表示
饱和度(Saturation)
饱和度用于描述颜色的浓度,比如究竟是艳红还是淡红。饱和度为0的图像成为灰度图像。
在色轮里,越靠近边缘饱和度越高,色轮中心的颜色饱和度是0,色轮边缘的颜色饱和度是100%
颜色越靠近边缘越鲜艳,越靠近中心越平淡,直至到达色轮中心。
原色(Primary Colors)
红Red、绿Green、蓝Blue三色是原色,它们之间两两结合产生其他颜色,三原色加在一起就是纯白。
要让显示器显示任一三原色,只需要把其中一个通道调到100,其他两个通道调到0。RGB三通道都调到100就是白色,都调到0就是黑色
这和我们的视觉系统十分相似,人类的颜色分辨能力来自三类视网膜细胞:红敏感型、绿敏感型、蓝敏感型。数量比为40:20:1,所以对蓝色的敏感性最差
灰度图像的RGB通道值
如果RGB通道的值相同,不管值为多少,得到的图像都是灰度图。如下图所示,示波器上RGB三通道的波形完全相同,因此图像没有颜色。
基于这个特性,我们可以轻松定位问题。例如下图画面,左边的白色柱子对应RGB波形左侧最顶端的部分,可以看到三个波形顶端基本是对齐的,因此图像的高亮区是比较自然的。
尽管R通道波形最强,但是从三通道波形上下端对齐我们可以判断出:高亮区和阴影区都是比较自然的。

次生色(Secondary Colors)
次生色是任何两个原色为100,剩下一个原色为0时得到的颜色。
红R+绿G=黄yellow
绿G+蓝B=青cyan
蓝B+红R=品红magenta
下图是彩条测试图,包含三原色+三个次生色+黑白

互补色(Complementary Colors)
学习调色需要掌握的一条重要理论就是:互补色会相互中和
简而言之,如下图所示,互补色就是穿过色轮圆心的直线两端指向的两种颜色

如下图所示,两种互补色结合,其结果就是相互抵消,饱和度降低。两种颜色越接近互补状态,抵消作用就越明显
色彩模型(Color Models)和色彩空间(Color Spaces)
色彩模型是用变量描述颜色的数学方法。色彩空间是存在与某一色彩模型中的预定义色彩范围(即色域gamut)。例如,RGB是一种色彩模型,sRGB是定义RGB模型中色域的色彩空间。

3D色彩模型
色彩模型可以3D方式呈现。
RGB色彩模型呈现出来是块状,黑和白在两个对角的顶点,对角线的中心代表饱和度为0,红绿蓝三原色位于三个顶点,与黑色所在的顶点相连。三个次生色(黄、青、品红)位于三个顶点,与白色所在的顶点相连。
HSL色彩模型呈现出来是两点锥形,黑白位于上下两个顶点,饱和度为100的原色和次生色位于中间最肥的那一圈,连接黑白两点的中心线代表饱和度为0
3D色彩模型在一些工具中会用到,比如Autodesk Flame的3D直方图,Apple Color的3D示波器(如下图所示),一级一些使用3D 抠像的工具
RGB与YCbCr色彩模型
简单来说,我们接触的视频文件不是RGB编码就是YCbCr编码,所以调色工具也基于RGB或者YCbCr色彩模型工作,两个模型之间可以对应转换。因此当你处理YCbCr素材时,可以使用RGB示波器查看,调整RGB曲线个RGB lift/gamma/gain参数。
HSL色彩模型
HSL代表色相Hue、饱和度Saturation和亮度Luminance,有时也用HSB(色相、饱和度、黑度),HSL也是一种色彩模型,用上述参数描述颜色。
尽管视频文件并不真正使用HSL编码,但是很多调色软件使用HSL工具,所以有必要了解HSL。HSL很方便,就色相、饱和度、亮度三个参数,用起来比较简单。
想象一下如果是下面这种RGB面板,你改个颜色得多麻烦

如果是HSL面板,那么很直观调色相就行
色彩平衡(Color Balance)
大多时候在校准过的显示器上,目测就可以发现素材的色彩平衡问题。比如用钨丝灯打光的场景,如果白平衡设为日光,如左图所示图像就会偏橙,右图是正确平衡的结果

同理如果白平衡设置为钨丝灯/室内,室外场景就会发蓝。

如果不是出于艺术考虑有意为之,显然需要进行色彩校正。
矢量示波器(Vectorscope)
矢量示波器显示的是一副图像的色相和饱和度信息。
从圆心向外放射的方向代表某一色相,从圆心向外放射的距离代表该色相的饱和度
通常软件自带的矢量示波器没图示那么复杂,但最少都会有原色(R G B)和次生色(黄YL 青CY 品红MG)的标记
圆心位置代表饱和度为0
穿过圆心的I线和Q线呈90度交叉
下图是矢量示波器在不同软件中的长相

前面讲了圆心代表饱和度为0,如果一副图像的调性应当是中性(Neutural)但是从示波器上看偏离了圆心,那么说明它存在色偏
如下图所示,左图的波形偏YL方向,所以图像会偏色。也许这没有问题,但起码给你提了个醒,去和原图比较一下,确保这是你要的效果
左图偏离圆心了,右图在圆心上,右图的图像看起来会比较中性。当然这不能保证你的色彩平衡就一定正确,但起码大方向没错
用矢量示波器判断饱和度
通过矢量示波器可以方便的判断饱和度,色相从圆心向外放射越远,饱和度越高。下图的饱和度很低,从示波器上可以看到,波形几乎都缩在圆心。
很多软件可以放大示波器图像,仔细分析的话可以看到波形还是向红R和蓝B有些放射的,但程度轻微,意味着R和B颜色很淡。

下图是一副高饱和度图像,示波器图像的对应色相向外放射较远。

从波形可以看到,红R呈臂状放射较远,对应人物衣服颜色的蓝B也呈臂状放射较远,画面中的橙黄色呈云状向黄YL方向,绿G和品红Mg很少,所以这两个方向几乎没有数据,整个波形在G和Mg方向呈收腰状
RGB Parade示波器
RGB Parade示波器用于将RGB三通道的波形并排显示,作用有两个:1纠正色偏,2场景匹配。通过RGB Parade示波器你可以看到高亮区(波形顶端)、阴影区(波形底端)、中间调(波形中间部分)是否平衡
我们知道最亮的高亮区和最深的阴影区它们的饱和度接近0,所以在最上方100/IRE和最下方0/IRE这两条线的位置,RGB三者的波形应该是对齐的
在下图中,窗外的光线是冷调蓝色,人物身后墙上的光线是中性,阴影比较深重。这些特性在示波器上都能看到。
素材下载
http://pan.baidu.com/share/link?shareid=78109&uk=674117387
B通道波形左侧的突起,反映了窗外冷调光线。R通道波形横轴中间位置的突起,反映了人物面部偏暖。而人物身后墙壁(画面右侧)之所以呈中性,是因为RGB三通道的波形右侧几乎是对齐的
学会看RGB Parade
RGB Parade本质上是波形示波器,只不过分别显示RGB三通道的波形。读RGB Parade示波器需要学会比较三通道波形的高度和形状。
和波形示波器一样,RGB Parade的波形也是对应一副图像从左至右的调性。只不过波形示波器显示的是亮度信息波形,RGB Parade显示的是RGB三通道信息的波形。不明白波形和图像对应关系的同学,看下面这张图,当你把图像和波形上下对齐再看,是不是有点感觉了,比如图像里窗户那个亮条,刚好对着下面波形的突起
通过读下图的波形,我们知道它的颜色是准确和中性的,因为RGB三个波形的高度相同,特别是顶部和底部都对齐。再仔细看波形,对于高亮阴影和低饱和度物体它们的RGB是高度一致的,而高饱和度物体的波形高度肯定是不一致的
素材下载
http://pan.baidu.com/share/link?shareid=78108&uk=674117387
如下图所示,把图像拆成R、G、B三张图,再把RGB三个波形叠加到各自图像上,观察波形和图像的对应关系。尽管三个波形的高亮区(柱子、窗户)高度相同,R通道对应面部的波形要比其他两个通道更强(高),这是合理的。砖墙位置,R通道也比G和B墙,也是合理的。
RGB Parade对比RGB叠加示波器
RGB Parade和RGB叠加示波器显示的都是相同信息,只不过前者是把RGB三通道信息并排显示,后者顾名思义是把RGB三通道叠加在一起显示。
谈不上用哪种更好,纯属个人喜好。这里有个窍门帮助你看RGB叠加波形,让你知道哪些地方RGB三通道的波形是对齐的,哪些地方不是。现在的示波器可以把R通道波形用红色显示,G通道波形用绿色显示,B通道波形用蓝色显示,然后叠加在一起。在三通道波形完全对齐的地方,叠加之后会是白色,因为等量的红+绿+蓝=白
示波器可以选择是否按通道颜色显示波形,对于RGB Parade来说,建议开启波形颜色。
在波形没对齐的地方,说明色彩不平衡,反应在图像调性里就是有色偏
RGB直方图
直方图可以把RGB通道分开显示。类似于亮度直方图,通道直方图显示的是对应不同调性的像素的数量分布。通过RGB直方图,也可以看出三通道高亮、中间调、阴影的信息力度。
与RGB Parade不同,RGB直方图的波形高低与图像内容不是一一对应的关系,波形高只代表这个调性的通道像素数量多,反之亦然。
如下图所示,RGB直方图可以是分开显示,也可以是叠加显示。可以垂直显示,也可以水平显示。
使用色彩平衡控件
有两种方法用于调整图像的全局色彩,使用色彩平衡控件,或是使用曲线(后面章节会讲)
色彩平衡控件很重要,学会使用它可以快速解决一系列与色温、白平衡、色偏有关的问题。
进行色彩平衡遵循的是互补色原理,即一种颜色会和它的互补色相互抵消。解决某一色偏,就要引入它的互补色,在色轮上,往对侧的颜色走。掌握了这个原理,我们也可以出于创作目的的给画面添加暖调或者冷调。
调色软件的色彩平衡控件
色彩平衡控件在不同软件中的长相不同,如下图所示
使用方法大同小异,在色轮里点击然后向某个方向拖动,意味着引入某种色相。色轮上的色相位置和前面讲过的矢量示波器一样,慢慢你就会对色相位置了熟于心,不用看都知道往哪个方向是什么颜色。
使用调色台进行色彩平衡
尽管好处一提再提,我还是想说使用调色台可以让你做很多高效、细微、同时进行的操作。
另外就是人体工程学,不是说不能用鼠标调色,但是当你重复数百次点击-拖动之后,就知道用调色台有多舒服了。
三个色彩平衡控件在调色台上对应三个轨迹球,如下图所示,从左到右对应阴影、中间调、高光控件。
右图的达芬奇调色台有第四个轨迹球,用于移动光标和其他一些操作
自动色彩平衡
在讲手动平衡之前,提一下大多数调色软件都会提供自动平衡功能。自动色彩平衡用于时间紧张没法仔细分析图像时,通常它会给你一个比较中性的起点,以此为基础进行手动操作
使用自动色彩平衡,软件会对每个通道最暗和最亮的部分进行取样,之前讲过这对应图像的纯黑与纯白。如果波形不齐,它会自动把阴影和高亮的波形对齐。
很多情况下自动平衡也会调整对比度,拉伸或者压缩波形使之位于IRE 0和IRE 100刻度线之间。
通常自动出来的结果还不错,但是如果取样没有取到对应纯黑纯白的部分,自动的结果就不会好。
解释色彩平衡
进行色彩平衡调整时,提升一个通道等于降低了另外两个通道,或者提升两个通道等于降低了最后一个通道。你不会说同时提升三个通道,因为这么做的结果只是提高图像亮度。
来做个练习:
1. 观察Parade示波器,IRE 50的位置RGB三条横线在同一平面。任何时候只要在Parade示波器上看到三通道波形完全相同,你就知道这幅图像的饱和度一定为0
2. 把中间调(也叫Gamma)向红色方向拖,看波形,R上去了,同时G和B下去了。图像由灰转红
3. 现在把中间调向青和蓝之间拖,看波形,R下来了,同时G和B上去了。图像由红转蓝
上述练习说明了操作色彩平衡控件和通道变化之间的关系。
色彩平衡控件之间的重叠
三段色彩平衡控件的好处在于你可以分别调整一幅图像的阴影、中间调和高光。
阴影、中间调和高光是基于亮度划分的,也就是说:
阴影(也叫Lift)控件影响的是图像中亮度很低的部分。
中间调(也叫Gamma)控件影响的是图像亮度居中的部分。
高光(也叫Gain)控件影响的是图像亮度很高的部分。
下图是使用False Color功能得到的高光区(蓝)、中间调(红)和阴影区(绿)
由于亮度变化会直接影响阴影、中间调、高光的划分,建议先做对比度调整,然后再做色彩平衡
不管是调整色彩,还是调整对比度,它们都会相互影响。调色彩,对比度会变。调对比度,色彩会变。所以为什么说调色台好,因为你可以用调色台同时调整色彩和对比度,省事很多。
调整色彩也会影响对比度。比如去除一种重度色偏,通常会导致三通道level较低,从而饱和度也低。后面会讲,这种情况只需要提升全局饱和度就行。
如下图所示,阴影、中间调、高光三个区域的重叠很多,过度非常自然,这样当你调整某个区域的时候,图像看起来不会生硬
三个区域重叠多少,软件之间各不相同,有的软件允许自定义。这决定了每个调色软件的感觉,如果你从一个软件换到另一个软件,可能要有一段时间才能适应。
感受三区域重叠
下面的例子可能因软件不同而效果不同,取决于各自它们的三区域重叠多少
下面来看看阴影、中间调、高光控件之间的相互影响
1. 把高光控件向蓝拖,然后把阴影控件向红拖,结果如下图所示,阴影发红,高光发蓝
2. 把中间调向绿拖,结果如下图所示,中间绿色过渡到两头的红色和蓝色,三个区域之间的过渡看的很清楚
仔细观察重叠区,可以看到绿和蓝之间有个区域是青色,这是对的,因为青是蓝绿混合的结果
现实调色中,一般不会出现很硬的过渡,但是如果调的太狠(比如动了两个色彩平衡控件),就需要小心过渡的问题。

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