曝光控制中的傳統(tǒng)與革新

張寧

4.3膠片和數(shù)字?jǐn)z影機(jī)之辨

4.3.1 ISO的“陷阱”

膠片時(shí)代感光度是指感光乳劑在特定的曝光條件和顯影條件下對(duì)光的敏感程度，這個(gè)參數(shù)是使用攝影器材進(jìn)行曝光控制的依據(jù)。計(jì)算黑白負(fù)片的感光度時(shí)，是以規(guī)定的沖洗條件沖洗后的底片達(dá)到規(guī)定密度所需要的曝光量為準(zhǔn)的，彩色負(fù)片則要考慮三層乳劑各自的感光能力。每一種膠片都有其基準(zhǔn)ISO，通過迫沖或降感，膠卷的ISO可以被升高或降低。降感會(huì)降低膠片的反差，同時(shí)提高其寬容度；迫沖則會(huì)增大反差，同時(shí)增加顆粒感。

標(biāo)清時(shí)代的攝像機(jī)是沒有ISO的，只有靈敏度。不同靈敏度的機(jī)型之間的曝光量也從來不用曝光指數(shù)EV或光圈檔位來換算，改變靈敏度的方法是使用增益（用dB表示）。以CCD和CMOS作為感光單元的攝像機(jī)和膠片的曝光顯影原理風(fēng)馬牛不相及，兩者相安無事平行發(fā)展幾十年。在實(shí)際創(chuàng)作中，標(biāo)清攝像機(jī)一直遵循著將18%的灰板的亮度信號(hào)支配在50IRE21單位。由于黃種人皮膚反光率為23%，在沒有中灰板和示波器的情況下，往往會(huì)把一級(jí)斑馬紋的電平設(shè)定調(diào)整到700毫伏視頻信號(hào)電平幅度的60%-65%，正好是灰板反光率提高5個(gè)百分點(diǎn)的IRE位置。攝像機(jī)和膠片雖殊途，卻同歸。

有一點(diǎn)要特別提出，不同的標(biāo)清攝像機(jī)由于靈敏度不同，在把18%中灰的亮度支配到50IRE時(shí)，曝光參數(shù)也不相同。用測(cè)光表測(cè)光的方法并不適用于當(dāng)時(shí)的攝像機(jī)，測(cè)光表主要的作用在于確定場(chǎng)景中合適的光比，創(chuàng)造特定的影調(diào)效果。

現(xiàn)在幾乎所有的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)都轉(zhuǎn)向了ISO，因?yàn)橐愿泄舛取⒐馊涂扉T形成的“曝光三角形”在創(chuàng)作中具有無可比擬的可操作性。但數(shù)字產(chǎn)品的ISO必須通過其他的方法來確定，具體方法記錄在標(biāo)準(zhǔn)《攝影技術(shù).數(shù)字靜物照相機(jī).曝光指數(shù)、ISO感光度標(biāo)定值、標(biāo)準(zhǔn)輸出靈敏度和推薦曝光指數(shù)的測(cè)定；ISO 12232：2006》中。制造商遵循這些標(biāo)準(zhǔn)來為傳感器確定ISO值，也就是現(xiàn)在大家常說的基準(zhǔn)ISO或者基礎(chǔ)、原生ISO，保證了具有相同靈敏度的傳感器和膠片一樣對(duì)光線具有相同的敏感程度。這是否意味著所有適用于膠片攝影的測(cè)光表與曝光控制技術(shù)，對(duì)數(shù)字?jǐn)z影機(jī)同樣適用？

以SONY的F55為例：（表1）

以Kodak標(biāo)準(zhǔn)灰卡測(cè)光作為曝光基準(zhǔn)，分別用S-Log2和REC.709模式分別對(duì)灰板進(jìn)行拍攝，然后再把S-Log2映射到REC.709，實(shí)驗(yàn)證明S-Log2的18%曝光點(diǎn)和SONY給出的參數(shù)說明相吻合，基準(zhǔn)點(diǎn)偏低。（圖54、55）

Log模式下，中灰板的輸出偏低，而且不同的Log模式比如S-Log和Log-C也是有差異的。再以ARRI Amira為例：（表2）

情況大致相同，只是18%中灰更亮，再向上一檔對(duì)應(yīng)的是白種人膚色，也比S-Log2亮。顯然ARRI在實(shí)際曝光控制時(shí)，比S-log2更適用。針對(duì)這種情況，SONY研發(fā)出了S-Log3系列并作為建議選項(xiàng)。在人們揣測(cè)SONY的動(dòng)機(jī)是否是用3系替代2系時(shí)，SONY委婉地否認(rèn)了。為獲得更好的暗部對(duì)比度S-Log3還在陰影區(qū)域降低了趾部。圖56是SONY的S-Log2、S-Log3和ARRI Log-C、電影投影機(jī)、ACES22特性曲線的比較。

攝影師在用Log進(jìn)行曝光控制時(shí)，要比膠片曝光更加小心。不但要熟悉所使用的Log特性曲線的特點(diǎn)，還必須開拍前試片，確定曝光補(bǔ)償?shù)臄?shù)量。

圖57中的場(chǎng)景的亮度范圍超過了9檔，用S-Log2拍攝能很好的照顧到高光和暗部。

拍攝時(shí)在人臉的位置標(biāo)準(zhǔn)灰板測(cè)光，然后以此為基礎(chǔ)以0.3EV為單位上下包圍曝光。測(cè)試證實(shí)如果是以灰板標(biāo)準(zhǔn)測(cè)光值F11進(jìn)行曝光，加載官方的LUT映射后人臉的亮度偏低，后期調(diào)整的幅度過大，暗部的密度會(huì)被破壞。補(bǔ)償曝光0.7EV對(duì)于這個(gè)場(chǎng)景的大光比來說是比較折中的選擇，高光細(xì)節(jié)雖然有所減少，但是僅僅是窗戶的最亮部失去了一些層次，而對(duì)于臺(tái)面上F64的位置依然細(xì)節(jié)豐富，最關(guān)鍵的是人臉的亮度能夠提升到理想的狀態(tài)，而暗部的密度沒有崩潰。（圖58）

4.3.2 降感和迫沖的數(shù)字化應(yīng)用

對(duì)感光度的“稱謂”，Canon、Sony和Panasonic使用ISO，而ARRI使用EI。從學(xué)術(shù)上說，ARRI更準(zhǔn)確。膠片時(shí)代，攝影機(jī)通過更換不同速度的膠片來改變感光度，而數(shù)字?jǐn)z影機(jī)并不能隨時(shí)更換感光單元（CMOS等）來改變感光度，唯一的方法是通過功率放大器放大信號(hào)來獲得不同的感光度。

EI ： exposure index，即曝光指數(shù)的一種變換值?，F(xiàn)在業(yè)內(nèi)的許多人望文生義把EI翻譯成曝光指數(shù)，可謂失之毫厘謬以千里。曝光指數(shù)即EV，系根據(jù)感光片固有感光度所確定的曝光量，用這個(gè)曝光量曝光，再用普通顯影可以生成曝光正確的底片。EI值則系根據(jù)感光片非固有的感光度所確定的曝光量，必須有某種特殊顯影加工才能獲得曝光正確的底片。例如ISO400作為EI800曝光，然后加強(qiáng)顯影，可使底片效果與ISO800膠片相近。23

所以對(duì)于數(shù)字?jǐn)z影機(jī)來說，調(diào)整ISO的說法是不準(zhǔn)確的，容易誤導(dǎo)攝影師，導(dǎo)致在創(chuàng)作中對(duì)暗部細(xì)節(jié)或者亮部細(xì)節(jié)的錯(cuò)誤強(qiáng)調(diào)。調(diào)整ISO，更準(zhǔn)確的說是調(diào)整EI是數(shù)字?jǐn)z影機(jī)對(duì)膠片降感和迫沖的數(shù)字化應(yīng)用，它不但改變了感光單元的靈敏度，更關(guān)鍵的是它改變了18%中灰在整個(gè)影調(diào)中的位置，進(jìn)而影響到整個(gè)影調(diào)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。從圖59 SONY官方給出的數(shù)據(jù)中可以說明這一點(diǎn)。

ARRI的官方數(shù)據(jù)也說明了18%的位置會(huì)改變，但寬容度不變（圖60）。ISO或EI的調(diào)整和更換不同感光度的膠片存在著巨大相似性，和降感、迫沖獲得特殊的影調(diào)關(guān)系有異曲同工之妙。但現(xiàn)在的攝影師大多把這種調(diào)整作為應(yīng)對(duì)照度不足的應(yīng)急辦法。ISO本質(zhì)上是A/D電路前的放大電路，所以在數(shù)字?jǐn)z影機(jī)用Log方式記錄時(shí)，ISO的設(shè)置會(huì)影響最終記錄下來的數(shù)據(jù)。應(yīng)急使用的后果是改變了原有的影調(diào)結(jié)構(gòu)，通過后期再調(diào)整是無能為力的。

對(duì)EI的深度解讀同時(shí)也說明了前期“試片”工作的重要性，用不同的EI分別拍攝片子中重要的、典型的場(chǎng)景，比如ISO160、200、400、800、1600、3200等等24，后期映射調(diào)色后看哪一種EI的反差和色彩質(zhì)量最好或者最合適，實(shí)拍時(shí)就采用此EI值。

4.3.3 曝光和光比控制的復(fù)雜性

有了以上對(duì)ISO和EI的辨析，可以得出結(jié)論：18%中灰不再是曝光的基準(zhǔn)，但它依然是影調(diào)控制的絕對(duì)參考。兩層意思并不矛盾，下面詳細(xì)說明。

18%中灰不再是曝光的基準(zhǔn)。中灰是否是大自然的平均亮度？這個(gè)問題在膠片時(shí)期就存在爭(zhēng)議，現(xiàn)在的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，明暗度平均的場(chǎng)景，實(shí)際平均反光率僅為13%，但為了保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的連貫性，今天的灰卡仍一如以往的做成18%的灰，根據(jù)這個(gè)結(jié)果，柯達(dá)公司建議攝影師使用18%灰卡來進(jìn)行替代性測(cè)光時(shí)，補(bǔ)償+0.5EV的曝光量作為正確曝光的參考25。數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代，面對(duì)如此豐富的Log，如果以18%灰板作為測(cè)光和曝光的依據(jù)，忽略不同伽馬的特性和不同的EI條件下中灰的位置，一定會(huì)導(dǎo)致曝光的偏差，增加后期DI的工作量和難度，如果偏差較大則會(huì)嚴(yán)重影響影像質(zhì)量。

18%灰依然是影調(diào)控制的最佳參考。從標(biāo)清攝像機(jī)的曝光控制可以得到啟示：不論靈敏度是F8還是靈敏度為F11的攝像機(jī)，在常規(guī)的曝光控制上都要把中灰支配在示波器的中部，也就是50IRE的位置。中灰是自然界萬物的平均反光率，它的正確還原意味著整個(gè)影調(diào)的傳遞和人眼主觀感受的完美匹配。數(shù)字?jǐn)z影機(jī)中的Log模式按照規(guī)范的測(cè)光，中灰亮度偏低，但這并不意味著攝影師在創(chuàng)作中機(jī)械的把中灰支配到30.3%—34.3%（S-Log2），而是一定按照敘事的要求進(jìn)行曝光補(bǔ)償。簡(jiǎn)單說如果不考慮劇情要求的時(shí)間氣氛，只是完成正確曝光，那么要確保自己拍攝的素材映射到投放設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍、色域后，被拍攝對(duì)象和中灰板亮度一致的影調(diào)能夠支配到示波器的中間位置。（圖61）

不只是曝光，光比的控制也有了新的要求。標(biāo)清時(shí)代最早的2：1、4：1，高清時(shí)代的8：1，到數(shù)字?jǐn)z影機(jī)14檔的動(dòng)態(tài)范圍下使用16：1都不能稱作大光比。從技術(shù)發(fā)展的角度可以說數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的新發(fā)展的確離更準(zhǔn)確的還原甚至超越人眼有了革命性的進(jìn)步，但是從創(chuàng)作控制規(guī)范的角度說，仍然有很長(zhǎng)的路要走。

4.4數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代的曝光控制規(guī)范

按照數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的特性，可以參考綜合運(yùn)用以下三種曝光控制的方法：

4.4.1選用對(duì)數(shù)空間的監(jiān)視器

如果用廣播級(jí)的高清監(jiān)視器，符合Rec.709規(guī)范的圖像能正確的還原其伽馬空間和色域空間。Rec.709是符合傳統(tǒng)電視制作流程標(biāo)準(zhǔn)的一種輸出格式（色域空間的模式）。Rec.709是the International Telecommunication Unions ITU-R Recommendation BT.709的簡(jiǎn)稱。因?yàn)镽ec.709是用來顯示圖像的視頻監(jiān)視器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，所以用通用的顯示器監(jiān)看Rec.709模式的圖像是非常匹配的。另外Rec.709的圖像可以被大部分的高清視頻后期軟件輕易的處理。

用其他色域模式記錄的圖像則需要選用對(duì)數(shù)模式的監(jiān)視器，或者通過中間設(shè)備在輸出給監(jiān)視器上的信號(hào)加載LUT26，例如Arri Alexa Log-C模式拍攝的圖像。（圖62和圖63）

前期拍攝中數(shù)字?jǐn)z影機(jī)往往要應(yīng)用特殊的曝光對(duì)數(shù)曲線（Log），像Canon C-Log、Arri Alexa的 Log-C、Sony的S-Log、RED R3D媒體的REDFilmLog設(shè)置，都是曝光對(duì)數(shù)曲線的應(yīng)用。早期的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)由于電路系統(tǒng)的寬容度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于膠片，記錄動(dòng)態(tài)范圍細(xì)節(jié)的能力非常有限，而采用這些對(duì)數(shù)曲線能彌補(bǔ)數(shù)字產(chǎn)品的先天不足，能夠最大限度的保護(hù)圖像中高光和陰影部分的細(xì)節(jié)。但是不通過LUT映射和后期處理，在普通的監(jiān)視器上圖像的動(dòng)態(tài)范圍會(huì)被壓縮在很窄的范圍，圖像給人的直接感受是平和灰。所以前期拍攝時(shí)監(jiān)看最好選用對(duì)數(shù)監(jiān)視器或者是帶Log模式的監(jiān)視器。

這里需要特別提醒的是，雖然對(duì)數(shù)監(jiān)視器能夠還原反差和色彩，但這種還原是在監(jiān)視器內(nèi)部應(yīng)用LUT映射的結(jié)果。如果場(chǎng)景的反差較大，攝影機(jī)拍攝的Log素材即使記錄了所有的亮度層次，映射到監(jiān)視器上仍然有可能丟失高亮和暗部層次，干擾攝影師的判斷。另外，由于外部環(huán)境亮度變化的影響，監(jiān)視器里的影像并不能非常準(zhǔn)確的反映實(shí)際的曝光結(jié)果。所以不能以監(jiān)視器里看到的影像作為在曝光的參看和光孔的設(shè)置的絕對(duì)依據(jù)，還是要結(jié)合實(shí)際量光、定光來綜合處理決定。借助示波器成為精確曝光控制的必然選擇。

4.4.2借助示波器合理進(jìn)行曝光補(bǔ)償

本章第3部分詳細(xì)介紹了如何借助示波器定光，換一種方式說，如果想快速“進(jìn)階”，最有效的方法是從問對(duì)的問題開始。

“如何確定影像已經(jīng)正確曝光？”

“正確的人臉、皮膚影調(diào)應(yīng)該如何把握？”

“什么樣的亮度能稱得上恰到好處？”

“如何設(shè)定影像的高光部分？”

熟悉曝光分區(qū)和波形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能準(zhǔn)確判斷曝光在不同的場(chǎng)景中是否合理，是否準(zhǔn)確表現(xiàn)了時(shí)間感，也就是時(shí)間定位。圖64是波形示波器的0-1023波形范圍和0-10共11個(gè)分區(qū)的對(duì)位示意圖，簡(jiǎn)單表明了波形和分區(qū)之間的轉(zhuǎn)換。借助于這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，攝影師來判斷場(chǎng)景的曝光是否準(zhǔn)確。

圖65顯示是一個(gè)比較明亮的室內(nèi)，以18%中灰板作為測(cè)光基準(zhǔn)，按照測(cè)光表讀數(shù)進(jìn)行曝光。通過監(jiān)視器目測(cè)，只是從灰白色的墻壁就非常容易看出影像曝光不足，右上角窗戶透入的高光應(yīng)該位于9區(qū)和10區(qū)之間，也就是波形示波器900——1023的范圍。人物的面部亮度應(yīng)該位于6區(qū)，考慮到室內(nèi)場(chǎng)景光線照度比室外要弱一些，普遍降半?yún)^(qū)的曝光更加符合觀眾根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)空間環(huán)境的判斷，所以把人物面部的曝光鎖定在5區(qū)和6區(qū)之間，高光鎖定在9區(qū)和10區(qū)之間。轉(zhuǎn)換成波形示波器指標(biāo)則是人物面部亮度波形頂部位于580附近，室外亮度波形頂部在950附近。

曝光補(bǔ)償直到達(dá)到上述要求。（圖66）

遮罩（MASK）把影像的局部分離，定位查看波形。（圖67）

數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的Log模式極大提高了數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，使之可以達(dá)到甚至超越膠片的寬容度。寬動(dòng)態(tài)范圍可以讓攝影師表現(xiàn)個(gè)人風(fēng)格的余地更大，比如曝光過度的高調(diào)和曝光不足的暗調(diào)。但在每個(gè)片子開拍之前，攝影師都必須對(duì)即將用到的攝影機(jī)進(jìn)行測(cè)試，掌握攝影機(jī)的特性以便充分的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

4.4.3特殊場(chǎng)景曝光偏移以擴(kuò)展特定影調(diào)層次

“向上曝光”擴(kuò)展暗部細(xì)節(jié)層次。根據(jù)場(chǎng)景的特點(diǎn)，如果不存在特別的高亮部分，而且敘事要求擴(kuò)展暗部細(xì)節(jié)層次，可以利用Log曲線的特點(diǎn)向上曝光。然后配合后期的工藝流程，利用調(diào)色軟件的反差控制工具把影調(diào)壓縮到合理的時(shí)間氣氛。

利用EI改變影調(diào)結(jié)構(gòu)。以ARRI Amira為例，Amira的基準(zhǔn)感光度是ISO800，分配給中灰上部和下部的動(dòng)態(tài)范圍最為優(yōu)化，即能保證暗部低噪點(diǎn)又能使高光干凈平滑。針對(duì)特定的創(chuàng)作需求，EI可以以1/3檔為單位從ISO160至3200進(jìn)行調(diào)整。（表3）

EI雖不會(huì)改變14檔的動(dòng)態(tài)范圍，但是影像的影調(diào)結(jié)構(gòu)卻發(fā)生了重大變化。EI值越低，18%中灰位置上移，系統(tǒng)分配給暗部的動(dòng)態(tài)范圍增加，也就意味著暗部的噪點(diǎn)會(huì)更少，但同時(shí)高光的動(dòng)態(tài)范圍壓縮，層次過度減少。EI值越高，18%中灰位置下移，暗部噪點(diǎn)會(huì)增加，細(xì)節(jié)減少，但同時(shí)高光的動(dòng)態(tài)范圍得到擴(kuò)展。

結(jié)語：對(duì)一個(gè)攝影師來說，精確的曝光控制是一項(xiàng)非常重要的能力要求。在一條抽象的感光特性曲線上，如何精確地控制被攝景物的亮度范圍和內(nèi)部層次之間的亮度間距，以及確定能夠反映創(chuàng)作意圖的曝光點(diǎn)，往往被看成是一個(gè)攝影師技術(shù)和藝術(shù)綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。重視對(duì)不同攝影機(jī)感光特性曲線的研究測(cè)試，通過在開拍前進(jìn)行大量細(xì)致的技術(shù)和氣氛效果試驗(yàn)，來掌握不同的參數(shù)設(shè)置與實(shí)際影像效果之間的關(guān)系，其重要性不言而喻。

膠片時(shí)代如是，數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代亦如是！

21. IRE是一個(gè)在視頻測(cè)量中的單位，以創(chuàng)造這個(gè)名詞的組織——“無線電工程學(xué)會(huì)（Institute of Radio Engineers）”來命名的。IRE把視頻信號(hào)的有效部分——視頻安全黑色（黑電平）到視頻安全白色（白電平）之間平分成100份，定義為100個(gè)IRE單位，即0～100IRE。100IRE相當(dāng)于700毫伏視頻信號(hào)電平。

22. Academy Color Encoding Specification的縮寫，譯為：學(xué)院色彩編碼系統(tǒng)。是美國(guó)電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院提出的新一代的電影制作標(biāo)準(zhǔn)。

23. 這是《簡(jiǎn)明攝影詞典》中解釋，其中沒有給出EI的中文叫法，筆者認(rèn)為可以叫做相對(duì)感光度。

24. 最理想的是用1/3EV的間隔來拍攝，比如ISO64，ISO80，ISO100，ISO125，ISO160等等，但是現(xiàn)在的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的設(shè)置的EI間隔是1EV。

25. 美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)攝影叢書《實(shí)用攝影手冊(cè)》，彼得·K·布里恩、羅伯特·凱普托著，黃忠憲譯。遼寧教育出版社，2003年7月第一版。P137。

26. LUT是Look-up table的縮寫，也就是“像素灰度值映射表”。LUT的出現(xiàn)是為了轉(zhuǎn)換現(xiàn)在的各種標(biāo)準(zhǔn)，精確的再現(xiàn)色彩空間和亮度空間。