由《最強大腦》看數(shù)字高清攝像機的彩色匹配調(diào)整

侯偉佳

【摘要】 最強大腦作為在我臺播出的國內(nèi)首檔大型科學真人秀，以傳播腦科學知識、專注腦力競技為立足點，一經(jīng)推出廣受好評。數(shù)據(jù)顯示，2014上半年首季播出，便打破了季播綜藝節(jié)目的收視新記錄。在同時段排名全國第一。目前，第五季節(jié)目已完美收官，我臺技術(shù)團隊全程提供技術(shù)支持，這其中便包括前期的彩色匹配調(diào)整。本人即以《最強大腦》節(jié)目為例，詳細介紹彩色匹配的原理與過程。

【關(guān)鍵詞】 彩色匹配 彩色矩陣 彩色校正

一.何為彩色匹配

當前電視節(jié)目制作正朝向大規(guī)模、復雜化、精細化趨勢發(fā)展，大型節(jié)目中越來越多地采用多個EFP視頻系統(tǒng)級聯(lián)的方式，將多個公司、多個型號攝像機共同進行畫面采集。在上述應(yīng)用環(huán)境中，將不可避免地出現(xiàn)不同公司不同型號攝像機彩色還原的差異。實踐證明，人眼在對多個電視圖像畫面主觀評價時，彩色還原程度是最敏感的指標之一，在鏡頭切換時這種差異將表現(xiàn)得尤其明顯。節(jié)目制作中攝像機彩色一致性的差異嚴重影響了節(jié)目圖像制作技術(shù)質(zhì)量，由此，有必要對這些攝像機進行彩色匹配調(diào)整，使它們的彩色還原趨于一致，在主觀上讓觀者得到相同的視覺感受。

以《最強大腦》第五季為例，現(xiàn)場我們采用十臺左右的池上HDK-79GX（以下簡稱池上）數(shù)字高清攝像機作為面對舞臺的EFP，采用2臺松下AJ-HPX3100（以下簡稱松下）攝像機配合無線微波作為斯坦尼康游機拍攝，還有四臺索尼HDC-2580（以下簡稱索尼）作為面對嘉賓的跟蹤拍攝。

三種不同廠家不同型號的攝像機在出廠值狀態(tài)下，使用同一型號鏡頭拍攝輸出的圖像彩色差異是很明顯的。以下圖1為例，左為池上出廠狀態(tài)彩色輸出圖像，右為松下出廠狀態(tài)彩色輸出圖像，它們都是在700mv標準信號幅度下拍攝標準高清晰度彩色校正卡TE188?？梢钥闯觯瑹o論是彩色的飽和度還是色調(diào)都是有較大區(qū)別的。

由于節(jié)目實際情況池上攝像機占絕大多數(shù)，所以我們的思路是調(diào)整松下和索尼攝像機的彩色矩陣和彩色校正，以接近池上攝像機的彩色風格，從而達到彩色匹配的目的。

二.原理介紹

彩色匹配的方法一般有校正和合成兩種。修正法是略去光譜響應(yīng)的負區(qū)而只保留其正區(qū)，并將正區(qū)適當壓縮以使重現(xiàn)彩色的失真程度限制在容許范圍內(nèi)。但該法除了不夠精確以外，還因減少CCD入射光的能量而使攝像機靈敏度有所下降。合成法是把光電器件丟掉的光譜響應(yīng)曲線負區(qū)設(shè)法用矩陣電路給予近似恢復。當今的專業(yè)攝像機均采用了該種方式來補償沒有光譜響應(yīng)負區(qū)所造成的彩色失真。另外，為了加強拍攝藝術(shù)效果，有時需要人為地改變某種顏色的飽和度或色調(diào)，也需要由矩陣來進行可變的彩色校正，這實際上是擴大了彩色校正的適用范圍。

1.線性矩陣（MATRIX）

我們知道，根據(jù)公式計算得出，攝像機色差信號校正電路只需要調(diào)整6個色差（R-G、B-G、G-R、B-R、G-B、R-B）的系數(shù)，便可補償光譜響應(yīng)所引起的失真，從而有助于解決不同彩色攝像機的彩色匹配問題。借助高清晰度色度檢測卡CDM28，我們可以得到圖3的矩陣圖形。

2.多區(qū)彩色校正（COLOR CORRECTION）

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的高清晰度攝像機已經(jīng)可以將色度信號根據(jù)彩色相位分為多個區(qū)域，分別在這些區(qū)間內(nèi)進行色調(diào)和飽和度的控制，通過對選擇的顏色進行增加或者減少，達到多攝像機之間的彩色匹配調(diào)整。如松下公司的12相位調(diào)整和索尼公司的16相位調(diào)整，而且單獨調(diào)整其中一個相位的顏色，并不會影響其他相位。下面就以松HPX3100為例，詳細介紹具體過程。

三.實際調(diào)整過程

1.搭建標準的彩色匹配環(huán)境

在標準的照度和色溫條件下（調(diào)整后的攝像機在實際場景使用中彩色匹配效果不會發(fā)生改變），將基準攝像機和待調(diào)整攝像機同時拍攝測試卡，使用泰克WFM7120波形監(jiān)視器觀察輸出畫面，并使用高清監(jiān)視器監(jiān)看實際主觀感受。

2.狀態(tài)確認及Gamma匹配調(diào)整

·關(guān)閉基準攝像機和匹配攝像機光圈，調(diào)整兩臺攝像機的黑平衡；

·設(shè)定基準攝像機和匹配攝像機的工作狀態(tài)，即濾色片設(shè)置為3200K、增益設(shè)置為0dB、GAMMA設(shè)置為ON（0.45）、DTL設(shè)置為ON，自動拐點設(shè)置為OFF，電子快門設(shè)置為OFF，黑電平設(shè)置為10mv；

·開啟基準攝像機和匹配攝像機光圈，拍攝高清灰度卡，調(diào)節(jié)白平衡；

·調(diào)節(jié)光圈，使攝像機輸出信號中灰度卡白塊處的電平為0.7V（100%電平）并保持。

·W F M7120波形監(jiān)視器選擇基準攝像機波形，利用WFM7120的CaptureVu捕獲功能凍結(jié)池上攝像機波形（黃色波形），同屏同時顯示松下攝像機波形（綠色波形）將WFM7120波形監(jiān)視器的顯示方式由“波形”顯示變換為“矢量”顯示，并選擇75%彩條菜單。調(diào)整松下攝像機菜單中Gamma數(shù)值，使其與池上攝像機波形接近一致。見圖4.

3.彩色矩陣Matrix匹配調(diào)整

將池上攝像機和松下攝像機拍攝CDM 28高清晰度色度檢測卡，松下攝像機確認接入彩色矩陣（彩色矩陣參數(shù)可調(diào)狀態(tài)），WFM7120波形監(jiān)視器選擇池上攝像機CDM 28卡矢量波形，利用WFM7120的CaptureVu捕獲功能凍結(jié)攝像機矢量波形（黃色波形），同屏同時顯示松下攝像機矢量波形（綠色波形），調(diào)整松下攝像機菜單中Matrix各項數(shù)值，使其與池上攝像機矢量波形接近一致。調(diào)整順序按先調(diào)整“RG”、“B-G”參數(shù)，而后調(diào)整其他參數(shù)（G-R、GB、B-G、B-R）進行。

在操作上，打開松下3100工程師菜單后，進入PAINT→MATRIX菜單，可以看到六軸的參數(shù)調(diào)整，通過慢慢耐心的反復調(diào)整，使其盡量接近池上攝像機的矢量波形即可。見圖5。

通過調(diào)整對比發(fā)現(xiàn)，在匹配前，兩者差別較大，尤其R-B和B-G差別顯著，通過菜單調(diào)整，在進行彩色矩陣匹配后，可以看出兩者已經(jīng)極為接近，效果比較明顯，見圖6.

4.彩色校正COLOR CORRECTION匹配

將池上攝像機和松下攝像機拍攝TE188高清晰度彩色校正卡，打開松下攝像機彩色校正為ON，WFM7120波形監(jiān)視器選擇池上攝像機TE188卡矢量波形，利用WFM7120的CaptureVu捕獲功能凍結(jié)其矢量波形（黃色波形），同屏同時顯示松下攝像機矢量波形（綠色波形），調(diào)整松下攝像機菜單中COLOR CORRECTION各項參數(shù)（SAT為幅度、PHASE為相位）數(shù)值，使其與基準攝像機矢量波形接近一致。調(diào)整順序按先調(diào)整“G”和“Mg”彩色分區(qū)，而后再調(diào)整“B”、“R”、“YI”、“Cy”及其它彩色分區(qū)進行。

與此同時，也可以在高清彩色監(jiān)視器上切換池上攝像機和松下攝像機的TE188卡圖像輸出，對兩者的彩色匹配效果進行主觀評價，結(jié)合矢量波形一起，相互參照和兼顧，從而達到理想彩色校正效果。見圖8。

攝像機彩色匹配調(diào)整過程中，需要有足夠的耐心，如果一種彩色調(diào)整不正確可能會影響到相關(guān)的彩色空間，需要對匹配攝像機進行反復多次調(diào)整，以達到匹配攝像機與基準攝像機的最佳彩色匹配。

在做完以上工作后，恢復自動拐點為ON工作狀態(tài)，將匹配攝像機的調(diào)整數(shù)據(jù)分別存儲到攝像機場景文件和存儲卡中，以供攝像機調(diào)用。由此推廣到索尼2580攝像機，方法一致。

四.實際效果

經(jīng)《最強大腦》節(jié)目組反饋，在進行彩色匹配調(diào)整之后，各職能機位輸出畫面主觀感受高度一致，差異性極小，即使頻繁切換不同景別不同還原也感覺較為平滑，可以說達到了很好的預(yù)期效果，帶給觀眾更好的視覺體驗。B&P;