殷唯杰

【摘要】隨著索尼新款攝像機型FX9V的推出，它的Cine EI模式重新成為業(yè)界熱議的話題，與普通攝像機的拍攝模式不同，在此模式下，索尼運用S-LOG曲線技術(shù)和S-Gamut色域范圍概念使高質(zhì)量畫面的拍攝成為可能。本文將以FS7機型為例，從寬容度的概念入手，詳細對比分析Cine EI模式下幾種S-LOG曲線的技術(shù)特征和成像差別、各種 S-Gamut色域值的記錄范圍、曝光指數(shù)的概念及其如何影響畫面質(zhì)量，在Cine EI模式下套Mlut如何正確控制曝光，以及實際應(yīng)用中如何正確使用這一模式進行詳細解析。

【關(guān)鍵詞】Cine EI;寬容度;S-log曲線;曝光指數(shù)

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.22.001

基于優(yōu)質(zhì)的畫面質(zhì)感、親民的價位和巨大的后期調(diào)色空間，現(xiàn)在越來越多的電視機構(gòu)、媒體公司都在用索尼PXW系列的F55＼F5＼F7攝像機作為“主打機”，它們也被稱為入門級電影機?？梢哉f，這些機型之所以廣受追捧，正是基于其擁有的Cine EI模式，在這種模式下使得高品質(zhì)、電影質(zhì)感的圖像拍攝成為可能，它被大量使用于紀錄片、宣傳片、微電影、高品質(zhì)廣告片乃至影視劇的拍攝。近期隨著新款機型FX9V的推出，索尼的Cine EI模式又重新回到討論的焦點，本文將以索尼的FS7為例對Cine EI模式工作原理和使用方式進行詳細解析。

1. 詳解Cine EI模式

1.1 什么是Cine EI模式

索尼FS7為用戶提供了兩種拍攝模式，分別是自定義模式和Cine EI模式。自定義模式主要用于即拍即用、不需要過多后期處理的普通拍攝，即我們經(jīng)常使用的攝像機方式。

Cine EI模式又稱電影風(fēng)格攝像模式，它模擬膠片電影攝影機的工作方式，拍攝出看起來低對比度但具有更廣色域和高寬容度伽馬曲線的畫面。在此種模式下白平衡、亮度增益均無法調(diào)整，但可以調(diào)整曝光指數(shù)，它是拍攝高質(zhì)量畫面的基礎(chǔ)。使用此種模式拍攝分為兩項工作，前期拍攝和后期調(diào)色，在前期拍攝中將包含豐富信息的畫面記錄下來，后期再通過增加對比度及飽和度等多種調(diào)色方式還原豐富色彩及層次的畫面。

在Cine EI模式中涉及到寬容度，S-LOG曲線，色彩空間等諸多概念，只有在諳熟其含義的情況下，才能做到對此模式的輕松掌握。

1.2 Cine EI高寬容度的概念

我們知道，Cine EI模式的優(yōu)勢在于所提供的高寬容度畫質(zhì)，索尼為這款模式設(shè)計了14檔的寬容度，極大豐富了畫面層次。寬容度通俗地說就是在高反差的環(huán)境下，亮部和暗部細節(jié)信息記錄的能力范圍，寬容度越高，亮部和暗部細節(jié)能夠很好地保存，反之光差就會局限在一個小的范圍內(nèi)。普通Rec.709的寬容度為6檔，Jpg格式照片的寬容度是8檔，相比起來14檔寬容度可以記錄更加豐富的畫面信息。

從圖1不同寬容度照片對比可以看到，低寬容度照片亮的地方一片死白，暗的地方漆黑一片，高寬容度畫面云彩的明部和暗部的細節(jié)都記錄了下來，記錄的明暗層次和畫面信息更加豐富。

然而對于攝像機監(jiān)視器或外接顯示器而言，14檔的寬容度是無法與之匹配的，下面先來看看高寬容度攝像機是如何記錄場景的。

1.3 Cine EI如何記錄高寬容度

從圖2中可以看到，原場景中光在各個區(qū)域均有分布，高寬容度攝像機的記錄宗旨是采集場景的整個光的分布范圍。為了達到這個目的，它需要將記錄的所有信息都重新轉(zhuǎn)化，以便為高光和非常明亮部分創(chuàng)造空間，方法是把暗部和陰影部分都稍微壓縮一些，中間調(diào)壓縮稍多一些，白色部分壓縮最多，此時高光和非常明亮的部分就可以保留下來。

1.4 Cine EI模式下的LOG曲線

如今攝像機廠商有自己的Log格式，松下的V-log，尼康的D-log，佳能的Canon-log、Arri的LogC等等，雖然名字不一樣，但他們都使用log這種曲線計算方式來保留更多的亮度信息。本質(zhì)上Log曲線是對數(shù)函數(shù)曲線，稱為LogE，這種對數(shù)曲線的橫軸表示曝光量（E），從左到右曝光量逐漸遞增，縱軸表示光密度逐漸升高的變化。現(xiàn)在電視業(yè)內(nèi)人士習(xí)慣地將之看做一種伽馬曲線——一種最大限度激發(fā)傳感器性能的伽瑪曲線。索尼在Cine EI模式下提供兩種Log曲線可供選擇，分別是S-log2和S-log3。如圖3所示，這兩種曲線都具有14檔寬容度，但曲線走勢卻有所差別。

從兩種曲線的對比圖中可以看出，S-Log3曲線從陰影到灰度的過渡更柔和，18%灰時比S-log2更亮。并且S-log3擁有比S-log2更多的陰影和高光的動態(tài)范圍，這樣可以提供更好的基于Log的分級。在18%的灰時，S-log3比S-log2更亮、更接近于Arri的LogC曲線。在亮部區(qū)域S-log2的記錄能力比S-log3壓縮了1.5檔，而在陰影部分，S-log3擁有著比S-log2更好的陰影對比度。S-log3與S-log2和Rec.709的實拍對比如圖4所示。

1.5 Cine EI模式下的色彩空間

Cine EI模式不僅提供了Log曲線，還結(jié)合了色域進行相關(guān)設(shè)定。色域是指“色彩的寬容度”，當寬容度較大時，可捕捉到更多的色彩信息。在視頻世界里，我們通常使用的色域是Rec.709規(guī)格，該規(guī)格是當前數(shù)字電視以及眾多媒體所采用的規(guī)格。相區(qū)別的是，Cine EI提供了三種色域，分別為S-Gamut、S-Gamut3、S-Gamut3.Cine，這些色域使得顏色空間更廣，色彩表現(xiàn)更加豐富。如圖5四種色域圖對比，與S-log2和S-log3兩種曲線對應(yīng)了3種色彩空間，分別是S-Gamut/ S-log2、S-Gamut3/S-log3、S-Gamut3.Cine/S-log3。

其中S-Gamut3非常接近攝影機的原生色彩，能很好地用于數(shù)字攝影機記錄，它保留了和原始S-Gamut相同的區(qū)域，色彩再現(xiàn)比S-Gamut更準確。

S-Gamut3.Cine色域與用于電視制作、膠片輸出和數(shù)字電影中的底片掃描相似，色彩再現(xiàn)的設(shè)計略寬于DCI-P3，提供了充足的調(diào)色空間。

從色域圖可以看出來，S-Gamut和S-Gamut3的色彩空間是最大的，可以捕捉到最大范圍的色彩，而S-Gamut3.Cine的色彩范圍稍小，實際上色彩空間比較小會更容易進行色彩分級，在后期調(diào)色時，也比大空間的S-Gamut和S-Gamut3色域更方便，所以一般建議使用S-log3的S-Gamut3.Cine錄制。

1.6 Cine EI模式下如何控制曝光

以上講到的高寬容度S-log模式下的由于畫面灰暗對于聚焦和正確掌握曝光是比較困難的，有一個簡單的方法就是使用查找表（LUT），通過套用LUT來查看調(diào)整尋像器內(nèi)顯示內(nèi)容，它的作用是使S-log2和S-log3轉(zhuǎn)換為不同的伽馬曲線，以使畫面看上去就像還原真實的畫面。

最簡單的方式就是在CINE EI模式中打開監(jiān)視器的VF Mlut，選擇一個Mlut接近你最終想要出效果的那個Mlut的效果。之外還可以采用更為精確的方法來控制曝光，這就是將灰卡或白卡放入畫面內(nèi)，打開機器的示波器進行觀看數(shù)值來準確曝光，首先看一下S-log2和S-log3的正確曝光等級，表1展示了不同S-log的正確中灰等級和90%反射白波形圖的數(shù)值。

可以看到90%白色等級對應(yīng)電平分別為61%和59%，如前所述，正是要容納比90%白更高的亮度空間，比如說天空的云和高亮度場景等的動態(tài)范圍，所以它比Rec.709的對應(yīng)的值要低很多，以便使其容納進去。使用時打開攝像機斑馬紋，將斑馬紋顯示設(shè)為最低值60%，區(qū)間設(shè)置在±3%，這樣無論使用S-log2還是S-log3，正確曝光的電平都不會超出±3%的范圍之外，只要90%白色出現(xiàn)斑馬紋指示，曝光就準確了。

用灰卡波形示波器觀察曝光，將曝光設(shè)置到灰卡被曝光到適合的等級，在S-log3下只需把灰卡曝光值調(diào)整到41%就是正確曝光（S-log2為32%）。

2. 深層次了解Cine EI模式

2.1 它的起跳點是ISO2000

我們知道攝像機的動態(tài)范圍和靈敏度取決于感光器的特性，提高增益或ISO值并不影響感光器對于進光量的靈敏度，它們只是放大或縮小了通過感光器的信號。這就好比調(diào)高或調(diào)低錄音機的音量，聲音會變響或變?nèi)?，其實錄音帶本身的信號強度不會發(fā)生任何變化，調(diào)高音量的同時也同時增加了噪音，噪音的比率沒有發(fā)生變化。攝像機的感光器也是同樣的道理，我們調(diào)節(jié)攝像機增益大小的同時噪點的量也會增加或減少。

Cine EI模式下攝像機感光元件的性能被發(fā)揮到最大，他的14檔寬容度得以充分表現(xiàn)，此模式下原生ISO值被設(shè)定為固定2000（在新的FS7固件升級中增加了“Rec/Out EI Applied”選項，可以在更改EI值時相應(yīng)更改ISO值，此項設(shè)置會帶來諸多影響，本文暫不討論），它包含兩層含義，其一，ISO起跳點為2000;其二，無論如何調(diào)整，這個ISO值始終不變。之所以設(shè)成固定ISO2000，原因是索尼經(jīng)過測試認為，無論在處理過曝或欠曝情況下，這個值可以讓感光器產(chǎn)生的噪點做出最佳平衡，可以獲得最好的成像質(zhì)量。

感光器的噪點通常會被隱藏在非常暗的畫面信息中，當增加增益時信號被放大，這些隱藏的噪點就顯示出來了。在實際使用Cine EI模式中有經(jīng)驗的攝影師一般會調(diào)低EI值（當然這不會改變增益），這樣通過Mlut監(jiān)視畫面時會看到曝光降低，攝像師會加大一檔光圈，拍攝出的畫面就會輕微過曝，然后在后期時調(diào)整將曝光拉回正常值，這樣就可以獲得更清晰、噪點更低的畫面，可以更有效的控制曝光、降低噪點而不改變它的動態(tài)范圍。絕大多數(shù)情況下在FS7中都會過曝1或1.5檔，使用1000EI或800EI值。

2.2 什么是EI值

EI是Exposure index的縮寫，直譯過來就是曝光索引的意思，有很多人也稱之為曝光指數(shù)。

我們知道電影未曾數(shù)字化之前攝影師總是使用帶有固定ISO的膠片進行拍攝，拍攝過程中在不同ISO條件下對光線進行評估，隨后給出一個符合拍攝時測量出的ISO的曝光參考索引，后期放映師會根據(jù)實際情況調(diào)整ISO值的大小以達到不同的效果，這種方法叫做推膠片或拉膠片，膠片本身的感光度是不變的。Cine EI與這種方法非常相似，它的ISO值固定在ISO2000，攝像師根據(jù)光線變化調(diào)整EI-曝光指數(shù)，使之可以更有效的控制曝光和影片的動態(tài)范圍。

從圖6可以看到，以18%中度灰作為基準曝光，14檔的寬容度，在以EI值為2000拍攝時，18%中度灰以上寬容度為6檔，以下為8檔;如果將曝光指數(shù)調(diào)整為500EI時，要達到基準曝光需要加大光圈，此時基準曝光就會向上移動，由于總的寬容度不變，成為上面4擋，下面10檔，使原來亮的地方因為加大光圈而被推出動態(tài)范圍，不記錄這部分信息，而原來看不見黑的部分因為亮度增加而顯現(xiàn)出來，進入到寬容度的范圍之內(nèi);當EI調(diào)整為8000時，按照基準曝光，需要減光才能達到，因此基準曝光在寬容度之內(nèi)要下移，上面8檔，下面6檔，留給亮部寬容度范圍更廣，亮部細節(jié)能更好地表現(xiàn)出來，同時暗部寬容度范圍就會變窄。因此說當調(diào)整EI時，調(diào)整的是攝像機動態(tài)范圍的分布情況的變化。

通俗的說，在低照度環(huán)境下拍攝時，我們應(yīng)該降低EI值來獲得更多的暗部寬容度，犧牲掉亮部寬容度，從而使在低照度環(huán)境下畫面中不同照度的內(nèi)容被拾取得非常豐富。而在外景等高照度環(huán)境時，如果場景內(nèi)沒有亮度較低的部分，應(yīng)該提升EI值獲得更多的亮部寬容度，從而使得環(huán)境中各個亮度級別的信息都被攝像機所拾取。

2.3 套用MLUT后，改變EI值發(fā)生了哪些變化。

我們知道套用Mlut后，監(jiān)視器畫面會回歸正常顏色及對比度，如套用Rec.709 LUT進行監(jiān)看時，將會回歸平常電視的曝光效果。如果在監(jiān)視器或者取景器顯示畫面曝光正常，那么拍攝記錄的畫面也是正確的。

此時改變EI值反應(yīng)到監(jiān)視器上，監(jiān)看的曝光會發(fā)生變化，但要注意僅僅是監(jiān)視改變，記錄文件的曝光不會發(fā)生任何變化，這時我們?nèi)绻鶕?jù)監(jiān)視效果調(diào)整光圈或快門的話，使監(jiān)看回到正常曝光，那么記錄文件曝光就會隨之變化。

3. 結(jié)束語

Cine EI模式是高寬容度的攝像模式，對EI-曝光指數(shù)的調(diào)整就是對寬容度分布范圍的調(diào)整，在此模式下將監(jiān)視器套用Mlut成為正確控制曝光的首選，攝像師還將根據(jù)需要對兩種S-log曲線及其對應(yīng)的三種色域進行選擇，以便拍出精美畫面。

參考文獻：

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