電影色彩因素在兩個時代中的對比分析和數(shù)字放映設(shè)備的色彩校正詳解

薛公博

【摘要】電影工業(yè)從膠片時代走進(jìn)了數(shù)字時代。單就電影放映設(shè)備方面，可謂發(fā)生了革命性的巨變！本文將從色彩規(guī)范入手，詳細(xì)探討影響膠片及數(shù)字放映設(shè)備的色彩因素的區(qū)別和聯(lián)系，以及在數(shù)字放映設(shè)備中，運用軟件進(jìn)行色彩校正的相關(guān)知識。

【關(guān)鍵詞】色度 色溫 色彩校正 數(shù)字放映設(shè)備

通常，色溫和色度能基本決定電影放映畫面的真實色彩的還原度。想要得到人眼感官上真實、美麗的視覺效果，就要對電影放映設(shè)備的色彩進(jìn)行嚴(yán)格地把握和適度地校準(zhǔn)。

首先，膠片放映設(shè)備和數(shù)字放映設(shè)備對色溫（Color Temperature）和色度（Chromaticity）均有其相應(yīng)的規(guī)范。其中，膠片放映設(shè)備以色溫為標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字放映設(shè)備則以色度為標(biāo)準(zhǔn)。這主要以觀影倉（即放映廳）中觀影者的雙眼對畫面色彩的主觀感受來衡量，受到光源、鏡頭、放映窗、銀幕特性等綜合因素的影響。

根據(jù)《數(shù)字立體聲電影院的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GY/T183-2002），膠片放映設(shè)備的銀幕反射光的色溫為：5400±400K。實際色溫值應(yīng)該介于5000K和5800K之間。根據(jù)《數(shù)字影院暫行技術(shù)要求》（GD/J017-2007），在數(shù)字放映設(shè)備中其白點色度坐標(biāo)值為：x=0.3140，y=0.3510，x與y的允許誤差為±0.006。特別指出的是：色溫和色度其實是同一物理量的兩種描述方式。其中，部分換算公式如下：

n=（x-0.3320）/（y-0.1858）

T=-437n3+3601n2-6861n+5514.31（K）

其中：n為系數(shù)，T為色溫

當(dāng)x=0.3140， y=0.3510時，計算可得出相對色溫為：6325K，但是這樣與膠片放映設(shè)備所對應(yīng)的色溫5400K就有了相當(dāng)大的差距。其原因是上述公式并不是增函數(shù)或減函數(shù)。這樣就需要在誤差允許的范圍內(nèi)對各組色坐標(biāo)值逐一進(jìn)行計算，從而確定對應(yīng)的色溫范圍。通過計算可以得出《數(shù)字影院暫行技術(shù)要求》（GD/J017-2007）規(guī)定的白點色度坐標(biāo)所對應(yīng)的色溫在6010K和6630K之間。

業(yè)界的共識是：由于設(shè)計以及生產(chǎn)工藝等方面的不同，影響膠片放映設(shè)備和數(shù)字放映設(shè)備色溫及色度的因素有所不同。

膠片放映設(shè)備中，影響色溫的因素包括：鏡頭、反光鏡、氙燈等。相互之間要基本匹配，否則將造成色溫偏差。通常，膠片放映設(shè)備均以雙機模式放映，兩組氙燈和反光鏡等的類型也需要相近。膠片放映設(shè)備的氙燈、反光鏡等物品在購買及安裝時，在色溫方面要憑借經(jīng)驗盡量作到匹配。

數(shù)字放映設(shè)備通常采用單機放映模式（特殊的雙機巨幕項目除外）。由于數(shù)字放映設(shè)備的光路較為復(fù)雜，因此，影響其色度的因素也較多，包括：氙燈、反光鏡、UV鏡、導(dǎo)光柱、冷鏡、折射鏡等。其中，冷鏡、折射鏡以及引擎內(nèi)棱鏡表面鍍膜會對色度的影響較大。盡管數(shù)字放映設(shè)備在出廠前均需要進(jìn)行色彩校正。但是，在實際情況中，各影城由于銀幕、3D設(shè)備以及觀眾所配戴的3D眼鏡等因素造成的影響，現(xiàn)場需要系統(tǒng)工程師對數(shù)字放映設(shè)備的2D以及3D影像的色彩分別進(jìn)行校準(zhǔn)。

目前主流的數(shù)字放映設(shè)備，其核心部件大都為：DMD成像芯片以及圖像處理板。在此核心基礎(chǔ)上，各數(shù)字放映設(shè)備商開發(fā)了屬于自身品牌的可視化軟件界面。各品牌設(shè)備可運用軟件，方便、快捷、準(zhǔn)確地對數(shù)字放映設(shè)備的色度值進(jìn)行校準(zhǔn)。經(jīng)過校準(zhǔn)，使紅、綠、藍(lán)、白色度坐標(biāo)在符合DCI規(guī)范的色度坐標(biāo)范圍內(nèi)。

數(shù)字放映設(shè)備的各品牌產(chǎn)品所使用的校色原理基本一致。都是將實際測量值輸入軟件，由數(shù)字放映設(shè)備經(jīng)過自動計算后實現(xiàn)校準(zhǔn)。

DCI標(biāo)準(zhǔn)色坐標(biāo)表：

接下來，以我接觸的BARCO品牌數(shù)字放映設(shè)備為例，具體闡述使用其開發(fā)的Communicator軟件進(jìn)行色彩校正的內(nèi)容（其他各品牌數(shù)字放映設(shè)備的色彩校正過程大體類似）。首先關(guān)閉放映廳光源（此時最好將放映機房光源一并關(guān)閉）。然后，打開Communicator軟件，以“工程師”身份登錄，進(jìn)入“安裝”——“色彩校正”菜單（如圖1所示）。選擇“Measure Native Colors”菜單，在放映廳的銀幕上依次放映紅、綠、藍(lán)、白四種顏色的測試光，用符合SMPTE標(biāo)準(zhǔn)的色度計（如圖2所示）在放映廳觀眾區(qū)的中部選擇最佳位置測出各種測試光的色度坐標(biāo)，并把實際測得的坐標(biāo)數(shù)值（x，y）輸入相對應(yīng)顏色的方框中（如圖3所示），存儲并命名生成一個色度文件為“Measured Colors”，執(zhí)行“應(yīng)用并退出”按鈕，放映設(shè)備會將測量值寫入色度文件中，并處于激活狀態(tài)。接下來打開“Select target Colors”菜單，通常選取“Color Verification”作為目標(biāo)色彩文件（TCGD）執(zhí)行色度值自動計算校準(zhǔn)。最后，打開“Verify Corrected Colors”菜單驗證色彩校正是否合格。激活并放映白光測試圖，用色度計在放映廳觀眾區(qū)內(nèi)同一測量點再次測量色度坐標(biāo)是否落在x=0.3140，y=0.3510，如果誤差在±0.006范圍之內(nèi)，則表示校準(zhǔn)合格。如果誤差范圍超出±0.006，則需要再次進(jìn)行以上所述步驟，直至校準(zhǔn)達(dá)到合格。如果影城使用一臺數(shù)字放映設(shè)備放映3D影片，還應(yīng)視不同類型的3D設(shè)備及3D眼鏡對色彩的影響，對數(shù)字放映設(shè)備進(jìn)行再次的色彩校正。以目前普遍使用的偏振3D系統(tǒng)設(shè)備為例，在放映設(shè)備鏡頭前配備偏振鏡，并在色度計前配備3D眼鏡，模擬觀影者的實際觀影狀態(tài)，按照上述步驟進(jìn)行色彩校正，存儲并生成另一個色度文件“Measured Colors 3D”，以確保放映3D影片時有與放映2D影片同樣準(zhǔn)確的色彩還原。

以下左右兩組數(shù)據(jù)為某影城數(shù)字放映設(shè)備2D色彩校正前后的實際記錄。

通過實際測量，數(shù)據(jù)輸入，軟件校正等相關(guān)步驟后，可以得出結(jié)論：數(shù)字放映設(shè)備是通過其軟件功能生成的色度文件，實現(xiàn)對數(shù)字放映設(shè)備進(jìn)行色彩校正的。

通過對膠片放映設(shè)備及數(shù)字放映設(shè)備色彩規(guī)范中色溫、色度的分析，我們不難看出：膠片放映設(shè)備的色溫更多的是由設(shè)備本身的生產(chǎn)工藝以及內(nèi)部的相互匹配所決定。數(shù)字放映設(shè)備的色度則更多地通過品牌各自開發(fā)的色彩校正軟件對數(shù)字放映設(shè)備在實際影院環(huán)境中的校準(zhǔn)，來實現(xiàn)對色彩的正確還原。只有色彩得到精確地校準(zhǔn)，才能使影片在銀幕上得以真實，美麗地呈現(xiàn)。