基于色彩飽和度在立體色分法中立體視覺(jué)感知的研究

■文/潘璋敏 劉璐 徐小荷 鳳來(lái) 魏筠瑤

基于色彩飽和度在立體色分法中立體視覺(jué)感知的研究

■文/潘璋敏 劉璐 徐小荷 鳳來(lái) 魏筠瑤

顏色的飽和度對(duì)視覺(jué)的影響是整個(gè)視覺(jué)類作品中最重要的因素之一。本文著手于色彩的飽和度，來(lái)討論飽和度的運(yùn)用對(duì)立體視覺(jué)效果的影響。最終得出結(jié)論，在人眼承受范圍內(nèi)，飽和度高的物體越容易引起立體感知。

飽和度；立體視覺(jué)；立體感知

在3D技術(shù)日益發(fā)展的今天，作為能夠帶給人們較大的視覺(jué)沖擊和帶入感的立體照片、3D電影等3D立體影像作品，已經(jīng)逐漸普及成為大眾娛樂(lè)消遣的方式之一。3D市場(chǎng)在面向的受眾越來(lái)越廣泛的情況下，畫(huà)面構(gòu)成和顏色搭配有了越來(lái)越高的要求，立體視覺(jué)的重要性也越來(lái)越凸顯。而立體影像中以色分法最為普遍且制作最為簡(jiǎn)便，然而色分法卻在很大程度上削弱了畫(huà)面的色彩飽和度。由此，高飽和度畫(huà)面與立體視覺(jué)之間的關(guān)系如何，就成為了一個(gè)值得探討研究的問(wèn)題。

1.影像中色分法的立體視覺(jué)感知概述

在立體空間當(dāng)中，當(dāng)觀察者用人眼觀察物體的時(shí)候，物體與觀察者的距離不同，在兩只眼中形成的像也會(huì)不同，這種不同在角度上的表現(xiàn)被稱為“立體視差”。通過(guò)一定的技術(shù)手段，模仿人眼立體視差的原理，使得左右眼看到不同的畫(huà)面，于是就感知到了3D立體感的圖片影像，這種視覺(jué)感受是左眼和右眼的圖像傳入到大腦中以后，大腦自覺(jué)合成形成的。

然而，在立體影像傳播技術(shù)中，一些簡(jiǎn)單易制作的顯像方法，比如需佩戴紅藍(lán)（綠）眼鏡的色分法、實(shí)現(xiàn)了裸眼3D的光柵法等，對(duì)畫(huà)面的色彩信息進(jìn)行過(guò)濾，顏色損失太大［1］，對(duì)畫(huà)面的立體視覺(jué)效果有很大的影響。

2.色彩飽和度概述

飽和度是指，在相同明度下，某一種顏色與消色差別的程度，某一種顏色包含彩色成分越少與消色成分越大，則該色越不飽和越不鮮艷。反之，含彩色成分的比例越大，則顏色越飽和、越鮮艷。最飽和的色為光譜色。因此飽和度又被稱作色彩純度，常常與畫(huà)面的色彩艷麗程度相關(guān)聯(lián)。

3.飽和度在立體視覺(jué)中對(duì)立體感知的影響

在影調(diào)透視的心理培訓(xùn)下，在同色調(diào)的畫(huà)面中常常會(huì)默認(rèn)飽和度高的物品位置最前，如果在設(shè)計(jì)畫(huà)面時(shí)，將飽和度較高的物體放在畫(huà)面前面，飽和度低的物體放在后面作為背景，那么立體感也會(huì)得到的加強(qiáng)。飽和度的增加常常會(huì)引起視覺(jué)沖擊力度的增大，一般來(lái)說(shuō)，視覺(jué)沖擊力較大的畫(huà)面，相對(duì)應(yīng)的立體視覺(jué)感知也會(huì)得到增強(qiáng)。

3.1 飽和度立體感知因素的形成

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)一個(gè)畫(huà)面的立體感知，分別來(lái)自于人眼視覺(jué)系統(tǒng)的生理因素以及在后天獲得的一些生活經(jīng)驗(yàn)。色彩飽和度在心理因素和生理因素的共同作用下，具有了表達(dá)立體視覺(jué)感知的能力，人眼所受刺激程度也是立體感知的一個(gè)重要因素，在平面的作品當(dāng)中，飽和度越高的，對(duì)人的視覺(jué)刺激越大，飽和度越低，對(duì)人眼的視覺(jué)刺激越小。

3.1.1 人眼色彩視覺(jué)系統(tǒng)感知因素

在人眼視網(wǎng)膜上有兩種細(xì)胞，分別是視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。其中，視錐細(xì)胞感知明視覺(jué)，即飽和度不為零的強(qiáng)光有色視覺(jué)。視桿細(xì)胞感知暗視覺(jué)，即飽和度極低甚至為零時(shí)的弱光無(wú)色視覺(jué)。這里所說(shuō)的有色視覺(jué)與無(wú)色視覺(jué)就是根據(jù)人眼感知的飽和度來(lái)區(qū)分的。

當(dāng)人眼處于無(wú)色視覺(jué)中時(shí)，根據(jù)影調(diào)不同來(lái)獲得立體感知，所以，在消色畫(huà)面中，色彩消失但是立體感也并不會(huì)消失。故而，在后文在討論飽和度對(duì)立體視覺(jué)的影響時(shí)，將不討論飽和度為零的部分的立體視覺(jué)。

3.1.2 大腦習(xí)得立體心理感知因素

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，在霧氣煙塵比較濃重的天氣時(shí)，由于霧氣煙塵的遮擋作用導(dǎo)致離我們稍近的景物越清晰、細(xì)節(jié)越豐富、飽和度越高，離我們稍遠(yuǎn)的景物越模糊、細(xì)節(jié)缺失越多、飽和度越低，直至我們分辨不出。這一現(xiàn)象稱作影調(diào)透視。

這一特性是人類觀察大自然形成的一種心理習(xí)慣，這種心理習(xí)慣使得人眼看一些平面作品時(shí)，大腦也會(huì)產(chǎn)生立體感知。

3.2 飽和度變化對(duì)立體視覺(jué)感知的影響

在立體視覺(jué)中，增加畫(huà)面中的縱深感與層次感可以加強(qiáng)人眼的立體感知。而飽和度的變化可以進(jìn)一步豐富畫(huà)面，使得畫(huà)面的立體感知得到加強(qiáng)。相反的，當(dāng)飽和度的變化反而削弱了畫(huà)面的豐富度時(shí)，畫(huà)面的立體感知也會(huì)被極大地削弱。

3.2.1 飽和度延縱深方向遞減

一些同色系大景深的平面作品中，畫(huà)面立體感知都顯得十分微弱。這是因?yàn)?，大景深的遠(yuǎn)景場(chǎng)景天生具有比較大的距離感，主要是借助影調(diào)透視現(xiàn)象的運(yùn)用，不論靠前物體的細(xì)節(jié)和紋理是否足夠豐富、飽和度是否足夠高并沒(méi)有那么大的區(qū)別。

為了解決大景深立體感知微弱的問(wèn)題，一些電影利用給畫(huà)面增加高飽和度的前景來(lái)進(jìn)一步拉伸立體視覺(jué)，與此同時(shí)，還讓觀眾有一種身臨其境的感覺(jué)。甚至于，有的影像中將主體人或物放置于畫(huà)面邊緣，配合前景，將最大飽和度的部分做出一個(gè)出屏效果，更加拉伸了整個(gè)畫(huà)面的前后景深。

另外，從動(dòng)態(tài)影像來(lái)說(shuō)，要想一個(gè)物體有遠(yuǎn)離觀眾的真實(shí)感，可以調(diào)整飽和度使其逐漸降低，輪廓逐漸模糊。反之，飽和度使其逐漸增加，輪廓逐漸清晰的物體容易讓人產(chǎn)生靠近的感覺(jué)，甚至可以適當(dāng)增加視差直至物體出鏡。

3.2.2 飽和度延縱深方向遞增

畫(huà)面的背景是色彩飽和度比較高的景物時(shí)，比如背景是在朱紅色的歷史古墻，則主體事物的立體感常常會(huì)被背景所掩蓋。此時(shí)，最大縱深方向已經(jīng)是最大飽和度，人眼視覺(jué)敏感度已經(jīng)很大，此時(shí)主體事物的飽和度可以適當(dāng)降低，有多個(gè)陪體的情況下，還可以利用陪體，將飽和度延縱深方向遞增。

與大景深拍攝不同，飽和度延縱深方向遞增主要作用于3D立體視覺(jué)中的負(fù)視差部分，可以凸顯主體事物的出屏感，加強(qiáng)作品的互動(dòng)性。同時(shí)，這一方法還可以讓人的視線可以隨著飽和度的遞增方向得到視覺(jué)上的引導(dǎo)，更容易關(guān)注到畫(huà)面中的主體事物，進(jìn)一步加強(qiáng)立體視覺(jué)感知。

3.2.3 飽和度整體增加

在普遍的認(rèn)知理論中，當(dāng)畫(huà)面色彩飽和度不為零且艷麗度在人眼的可承受范圍內(nèi)時(shí)，飽和度越大，立體視覺(jué)效果越好，人眼立體感知越強(qiáng)。

但是，從立體視覺(jué)以及人眼承受力來(lái)說(shuō)，畫(huà)面飽和度并不是越大越好。這一規(guī)律是在一個(gè)有限的飽和度范圍內(nèi)體現(xiàn)的，這是由于隨著畫(huà)面的飽和度增大，畫(huà)面的細(xì)節(jié)紋理變得更加模糊和雜亂［2］。細(xì)節(jié)紋理的清晰度能夠極大的影響到人眼的立體感知，由此可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)畫(huà)面色彩趨近為光譜色時(shí)，畫(huà)面色彩艷麗程度會(huì)使得人眼感到極度不適，同時(shí)更加模糊的細(xì)節(jié)紋理會(huì)使畫(huà)面失真，極大地削弱了立體視覺(jué)。

3.2.4 主體飽和度增加

飽和度低的色調(diào)里出現(xiàn)高飽和度的主體事物，從而產(chǎn)生的對(duì)比能夠吸引觀眾的視線。這種增加主體飽和度并減弱陪體的飽和度的手法，在影像作品中也被稱為單色強(qiáng)調(diào)。

在單色強(qiáng)調(diào)的畫(huà)面中，觀眾視線常常會(huì)在第一時(shí)間被有色彩的主體部分吸引，但是，在立體視覺(jué)感知上來(lái)說(shuō)，主體過(guò)于凸顯則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)畫(huà)面的層次感減少。飽和度差異增大還會(huì)導(dǎo)致主體細(xì)節(jié)紋理丟失，立體感知反而被削弱了。

由此可見(jiàn)，雖然單色強(qiáng)調(diào)在平面作品中能夠起到增大視覺(jué)沖擊力的效果，但是在3D立體視覺(jué)中，單色強(qiáng)調(diào)的立體視覺(jué)效果并不凸顯。

3.2.5 陪體飽和度增加

在主體事物比較明顯的低飽和度的畫(huà)面中，陪體的整體飽和度較小，則主體事物與陪體之間的反差較大，而畫(huà)面的整體層次則會(huì)降低。在立體視覺(jué)角度來(lái)說(shuō)，適當(dāng)增加陪體飽和度使得畫(huà)面層次更為豐富，有利于畫(huà)面整體立體視覺(jué)感知的表達(dá)。同時(shí)，一些與主體不在同一深度的陪體飽和度增強(qiáng)后，該陪體所在的位置在一定程度上也可以加強(qiáng)畫(huà)面整體縱深感的表達(dá)。

4.結(jié)論

在立體視覺(jué)中，色彩飽和度的控制需要保證在人眼的承受范圍之內(nèi)，飽和度的過(guò)度增大會(huì)引起物體失真，細(xì)節(jié)丟失，甚至超出人眼承受能力，這些因素都會(huì)使得立體視覺(jué)感知會(huì)大打折扣。當(dāng)畫(huà)面的艷麗度在人眼的可承受范圍內(nèi)時(shí)，飽和度越大，變化層次越豐富，立體視覺(jué)效果越好，人眼立體感知越強(qiáng)。同時(shí)，在飽和度低的畫(huà)面中如果出現(xiàn)飽和度相對(duì)較高的事物，則能夠吸引觀眾的視線，增加畫(huà)面層次，進(jìn)一步引起對(duì)立體深度的增強(qiáng)。

［1］彭濱.3D立體攝影［M］.浙江：浙江攝影出版社，2013：87.

［2］李素梅，付貝貝，臧艷軍，張英靜.影響立體圖像舒適度的飽和度范圍測(cè)定［J］.天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2012 （8）：669-676.

注：潘璋敏為通訊作者。

（作者單位：上海大學(xué)數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院）

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上海市科研創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目：“高速數(shù)碼3D環(huán)境下尖端攝影技術(shù)的研究”（14zs096）。