吳夢(mèng)霞

【摘要】電視轉(zhuǎn)播行業(yè)從業(yè)多年，我經(jīng)常深有感觸，電視觀眾永遠(yuǎn)不知道現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的色彩到底是什么樣的，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)有很多的因素會(huì)對(duì)圖像處理造成影響，但我們可以通過一些技術(shù)方法把現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的顏色盡可能的記錄并展現(xiàn)出來。

【關(guān)鍵詞】色域 黑白平衡 GAMMA主黑電平

一.引言

色彩是從出生睜開眼的那一刻就不斷的在感知，那么我們究竟能看到多少種顏色呢，有資料稱人眼一共約能區(qū)分一千萬種顏色，不過這只是一個(gè)估計(jì)，因?yàn)槊總€(gè)人眼的構(gòu)造不同，每個(gè)人看到的顏色也少許不同，因此對(duì)顏色的區(qū)分是相當(dāng)主觀的。我們知道8位通道RGB圖像，3個(gè)通道共24位，約1670萬種顏色，而目前主流的攝像機(jī)的成像器件已經(jīng)做到了16位色，16位通道RGB圖像，3個(gè)通道共48位，2的48次方是多少種顏色，這么多的顏色，其實(shí)作為普通人已經(jīng)無法仔細(xì)分辨了，所以我們只能說，我們大概能看到的色彩區(qū)域是什么，這就是我們說的色域的概念。在圖里我們可以看到，顯示出來的這個(gè)馬蹄形就是人眼的可見光區(qū)域，針對(duì)4K HDR和HD SDR的色域范圍大概是這樣的。

在日常轉(zhuǎn)播過程中，我通過一些成功有效的技術(shù)處理和技術(shù)方法，把我們?nèi)庋劭吹降念伾M可能的記錄并展現(xiàn)出來。在中超足球轉(zhuǎn)播、馬拉松轉(zhuǎn)播、室外大型活動(dòng)等轉(zhuǎn)播過程中得到了很好的應(yīng)用和呈現(xiàn)，得到了節(jié)目部門和領(lǐng)導(dǎo)的一致好評(píng)。

二.相關(guān)技術(shù)處理和方法

第一階段：攝像機(jī)基礎(chǔ)調(diào)整，讓設(shè)備進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

1.黑平衡（BLACK）調(diào)整

a.新機(jī)開機(jī)或長(zhǎng)時(shí)間未使用時(shí)需執(zhí)行自動(dòng)黑平衡調(diào)整。建議定期進(jìn)行自動(dòng)黑平衡。

b.自動(dòng)黑平衡后矢量示波器顯示亮點(diǎn)不在矢量中心點(diǎn)時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)整黑平衡。

2.白平衡（WHITE）調(diào)整

a.自動(dòng)白平衡的調(diào)整：在燈光確認(rèn)且不變的情況下進(jìn)行，自動(dòng)白平衡的調(diào)整完成后，通過示波器上的矢量圖，看圖上白亮圓點(diǎn)是否處于矢量中心。

b.自動(dòng)白平衡后若示波器上的矢量圖顯示白亮圓點(diǎn)未處于矢量中心，即表示白平衡不準(zhǔn)，此時(shí)需采用手動(dòng)白平衡調(diào)整。

手動(dòng)白平衡調(diào)整過程中不能調(diào)整G路的電平值。因?yàn)镚路是攝像機(jī)中三路信號(hào)的基準(zhǔn)，從高清亮度方程式我們可以看到：Y=0.2126R+0.7152G+0.0722B，其中綠（G）色成份亮度值占總量的70%以上，如調(diào)整G路參數(shù)，會(huì)造成圖像亮度的明顯改變。

3.多機(jī)位調(diào)整

在制作多機(jī)位節(jié)目時(shí)，鏡頭型號(hào)、變焦比、機(jī)位角度、燈光方向不同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)所拍攝出的畫面的色彩不一致，這可能是由于景物反光角度不同和鏡頭上的鍍膜不同所造成的圖像差異。遇到這種情況，則需要對(duì)RGB三路的白平衡進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整來確保畫面色彩的一致性，先調(diào)整好一臺(tái)機(jī)位作為參考，用切換臺(tái)上左右劃像的方法來對(duì)比調(diào)節(jié)。

4.后焦調(diào)整

a.將法蘭卡放置于攝像機(jī)鏡頭平行等高3-5米的距離。

b.擰松攝像機(jī)鏡頭后焦環(huán)鎖扣，并將光圈調(diào)整為手動(dòng)，并開到最大。

c.打開尋像器的Peaking旋鈕，鏡頭推滿后，轉(zhuǎn)動(dòng)前聚焦環(huán)，聚實(shí)畫面。

d.再將鏡頭拉到廣角端，看是否跑焦，畫面不實(shí)則轉(zhuǎn)動(dòng)后焦環(huán)，聚實(shí)畫面。如此反復(fù)2-3次，確定畫面聚實(shí)后，鎖死后焦環(huán)扣。

第二階段：重點(diǎn)參數(shù)調(diào)整，讓色彩真實(shí)還原

1.主黑電平

圖像數(shù)據(jù)電平為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平為基礎(chǔ)黑電平，從主觀判斷上看，黑電平值過高畫面變灰，太低則出現(xiàn)死黑，應(yīng)達(dá)到拉開圖像反差但不損失暗部細(xì)節(jié)為宜。從示波器上看，調(diào)節(jié)黑電平不影響信號(hào)的放大倍數(shù)，而僅僅是對(duì)信號(hào)進(jìn)行上下平移。通過示波器波形判斷主黑電平調(diào)整的范圍接近0線，但不超出為最佳，標(biāo)準(zhǔn)范圍為0-50mv，在20mv左右為最佳。

主黑電平往負(fù)值適量調(diào)整（幅度底向下平移）可以實(shí)現(xiàn)加大反差，增加圖像的對(duì)比度，但調(diào)整時(shí)又要避免死黑。

主黑電平往正值調(diào)整（向上平移）則反差減小，減弱圖像對(duì)比度，圖像變灰，層次不分明。

2.曝光

光圈的作用在于決定鏡頭的進(jìn)光量，在快門速度（曝光速度）不變的情況下，光圈F數(shù)值越小則光孔越大，進(jìn)光量越多，畫面比較亮，同時(shí)畫面的景深越小；光圈F數(shù)值越大則光孔越小，畫面比較暗，同時(shí)畫面的景深越大。

在演播室攝像機(jī)調(diào)整中，首先要確定拍攝主體曝光正常，即：調(diào)節(jié)攝像機(jī)光圈，在監(jiān)視器上確定拍攝主體曝光正常，同時(shí)監(jiān)看示波器波形圖，確定亮度電平不超過700mv。從最終的成像效果看，攝像機(jī)光圈應(yīng)控制在F4-F11之間，最大不能超過F4。曝光的基本原則：曝光過程寧欠勿過，曝光不足時(shí)可通過其他手段彌補(bǔ)，但曝光過度則丟失的細(xì)節(jié)無法找回。

曝光的控制：

（1）示波器上選擇 “WFM”，觀察示波器上圖像的亮度幅度，確定其不超過700mv。如下圖：

（2）打開示波器上的行選擇按鈕，將主畫面切換為picture，則會(huì)在圖像畫面上出現(xiàn)一條白色的線。然后通過選擇旋鈕選擇要曝光的主體，將“選擇線”上下移到曝光主體上，然后回到示波器的波形監(jiān)視界面，看曝光幅度是否滿足700mv內(nèi)，并控制光圈使最大幅度接近700mv線。如下圖：

3.中灰度層次：GAMMA

GAMMA主要影響畫面中灰度層次，正常情況下不調(diào)整GAMMA的值，使其為默認(rèn)值0.45。在光圈、黑電平、環(huán)境光等條件確定的情況下，如果畫面層次不分明時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整GAMMA值，GAMMA的調(diào)節(jié)范圍為0.35-0.9。GAMMA數(shù)值低，畫面越發(fā)灰，變得沒層次，GAMMA數(shù)值偏大，畫面變透。GAMMA調(diào)節(jié)時(shí)，從示波器上波形圖可以看出，中灰區(qū)變化明顯，高亮區(qū)的幅度有細(xì)小的影響。下圖為γ特性曲線：

4 .暗部層次：L O W K E Y SATURATION與BLACK GAMMA

針對(duì)暗部細(xì)節(jié)的處理，調(diào)整畫面的暗部層次，使用BLACK GAMMA功能。調(diào)節(jié)黑GAMMA，不會(huì)影響主黑電平。如果要拉大亮部主體與暗部背景的反差，調(diào)整M A S T E R BLACK GAMMA向負(fù)值方向。如果要提高暗部物體的細(xì)節(jié)和亮度，則將主黑GAMMA（MASTER BLACK GAMMA）調(diào)節(jié)往正值方向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后會(huì)降低畫面反差并增加噪點(diǎn)。

攝像機(jī)同一時(shí)刻只接受其中某一選擇區(qū)域調(diào)整的指令并展現(xiàn)其處理效果。

5.高光層次的調(diào)整：K N E E和KNEE SATURATION

由于2/3英寸IT-CCD所記錄的亮度的動(dòng)態(tài)范圍大約是攝像機(jī)成像系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的6倍，即600IRE，但是攝像機(jī)的有效成像范圍只有110IRE，為了讓更多的亮度細(xì)節(jié)進(jìn)入成像系統(tǒng)，攝像機(jī)采用了一種“掰彎壓縮”的方式將高亮度電平壓縮到攝像機(jī)有效的成像范圍之內(nèi)，就是KNEE。knee設(shè)置值在50%-109%（white clip）之間，默認(rèn)值為95%，為了不影響人臉膚色（70%）的亮度，建議不低于80%。

6.畫面質(zhì)感的控制：DETAIL

電視畫面的質(zhì)感由細(xì)節(jié)來決定，人的眼睛對(duì)清晰度的感覺，除了畫面本身的分辨率之外，影像線條之間的反差也是非常重要的。在同樣的畫面分辨率的條件下，線條反差高的影像與反差低的影像相比，反差高的影像會(huì)給人一種清晰度更高的感覺。所以在制作中可以通過細(xì)節(jié)來處理畫面的輪廓。調(diào)節(jié)細(xì)節(jié)電平后，必然引起一些噪波，所以在細(xì)節(jié)調(diào)整之后應(yīng)該進(jìn)行噪波抑制。

7.皮膚細(xì)節(jié)校正：SKIN DETAIL

SKIN DETAIL主要對(duì)膚色細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如臉部的缺陷可以通過膚色細(xì)節(jié)進(jìn)行弱化，在調(diào)節(jié)中選取面部區(qū)域局部調(diào)節(jié)，削弱尖波電平以達(dá)到弱化，使膚色看上次更柔和細(xì)膩。

8.噪點(diǎn)抑制

在攝像機(jī)中，對(duì)畫面噪點(diǎn)有三種降噪處理方式：超級(jí)降噪、暗部抑噪和挖芯校正。其中超級(jí)降噪是對(duì)整個(gè)畫面的噪點(diǎn)進(jìn)行降噪，暗部抑噪只針對(duì)圖像的暗部噪點(diǎn)處理，挖芯校正處理圖像的中灰部噪點(diǎn)。

9.多區(qū)矩陣：Multi Matrix

多區(qū)矩陣可以獨(dú)立的調(diào)整不同顏色的相位和飽和度，攝像機(jī)將色域矢量圓盤分成16個(gè)區(qū)?？梢詫?duì)單一的一個(gè)區(qū)進(jìn)行飽和度的調(diào)節(jié)。用于在局部畫面色彩還原不正常的情況下，如主持人臉色偏黃，衣服色彩暗淡時(shí)，可以用多區(qū)矩陣進(jìn)行調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償色調(diào)失真。

10.LED燈超色域

在演播室環(huán)境里現(xiàn)在大規(guī)模使用LED燈，在某些局部區(qū)域，攝像機(jī)所拍攝的畫面中會(huì)出現(xiàn)藍(lán)斑，在矢量圖上顯示色域超標(biāo)。對(duì)于該現(xiàn)象，攝像機(jī)新増了“adaptive matrix”功能，可對(duì)藍(lán)斑超色域作修正。只要打開此功能就可以。

三.總結(jié)

攝像機(jī)圖像調(diào)整過程中，要從畫面的層次，輪廓細(xì)節(jié)和色彩三方面去逐一判別與處理。影響畫面層次的決定因素有曝光量、基礎(chǔ)黑電平、GAMMA、拐點(diǎn)控制等。畫面主體曝光準(zhǔn)確，不限幅超標(biāo)，不出現(xiàn)暗部死黑現(xiàn)象，層次分明，通透，給人畫面干凈清爽的感覺。而輪廓細(xì)節(jié)決定著畫面的質(zhì)感，影響主次立體感，因此要通過細(xì)節(jié)校正等手段作處理。針對(duì)畫面上的噪波，也要用噪點(diǎn)抑制手段來消減。影響畫面另一個(gè)重要因素就是色彩還原，一個(gè)正確的視頻畫面應(yīng)是當(dāng)時(shí)是現(xiàn)場(chǎng)的情景真實(shí)再現(xiàn)，不能出現(xiàn)色差或者色偏。如果畫面色彩產(chǎn)生偏差，先通過黑白平衡校正，然后再用色彩矩陣處理，讓其得以準(zhǔn)確還原。

近些年重慶舉辦了大量重大賽事、活動(dòng)和節(jié)目，如國(guó)際女排邀請(qǐng)賽、中國(guó)重慶馬拉松大賽、甲A重慶賽區(qū)比賽、國(guó)際攀巖大賽、大河歌會(huì)等，我通過以上的理論和方法的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)播信號(hào)的高質(zhì)量和高色彩還原度，多次獲得國(guó)家和省市的技術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)，以及轉(zhuǎn)播方的好評(píng)。B&P

【參考文獻(xiàn)】

《高清數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究 》 宗守鷹

《江蘇衛(wèi)視2017澳門跨年演唱會(huì)制作之圖像質(zhì)量控制篇 》徐徯

《光源顯色性對(duì)電視圖像色彩還原的影響》趙建平 王京池 朱悅