达芬奇调色基础(3)—色彩理论.docx

一、光与色在这个世界上，没有光就没有色。一般而言，光是人眼可以看见的一系列电磁波，也称可见光谱。严格来首，科学所定义的光是所有的电磁波普。这意味着，人眼看得见的光和看不见的光都是存在。达芬奇调色所关注的都是可见光。可见光的范围没有一个明确的界限，一般人的眼镜所能接受的光波长在380760nm之间。除此之外的电磁波都属于不可见光。小于380nm的电磁波还包括紫外线，X射线和Y射线等，大于760nm的电磁波包括红外线、微波和广播电波等。光的颜色跟波长和频率有光，可见光中紫光频率最大，波长最短，红光刚好相反。光具有波粒二象性。波：宏观上光表现出波动性；粒：微光来看光是由光子组成， 具有粒子性。所有光在传播过程中因为不同的传播介质会产生反射、折射或衍射。色散现象就是说明光在介质中的速度随光的频率而变。光的色散可以用三棱镜、衍射光栅、干涉仪来实现。 （光的色散示意图）（人类眼睛里看到的彩虹是如何形成的）白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的，叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫作单色光。复色光分解为单色光的现象叫光的色散。牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带，即光谱。人类能够看到影像必须满足三个条件：光源：自然光或人造光；接收器：眼镜；处理器：大脑。二、色彩模式色光三原色（RGB）光线进入眼镜的方式只有两种：一种是光线从光源出来后直接照射进眼镜，另一种是光线先照射到物体上，然后反射到眼睛里。根据这两种不同的获取光线的方式，对应着两种色彩模式，前一种对应的是加色模式（RGB），后一种对应的是减色模式。（色彩减色模式在影视调色中极少用到）可见光谱中的大部分颜色可以又3中基本光色按不同的比例混合而成，就是红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三原色光。这3种光以相同的比例混合且达到一定的强度，就呈现白色（白光）；若3种光的强度为零，就是黑色（无光）。这就是RGB加色模式，这种模式被广泛应用于电视机、显示器等主动发光的产品中。达芬奇调色及其他后期软件都是基于RGB色彩模式的，所以，我们将把主要的精力放在学习RGB色彩模式上。调色软件中的色轮如图所示。通过色轮可以很容易掌握RGB的加色模式，其公式如下：R（红）+G（绿）=Y（黄）R（红）+B（蓝）=M（品红）B（蓝）+G（绿）=C（青）根据以上公式我们可以得出调色基本规则，例如，我们要为图像增加红色，则至少有两种方法可以实现。一种是只增加红通道的数值，由于每一个像素的红通道的数值都增加了，所以整个图像就会偏红，同时增加了整个图像的亮度。一种是降低红的反色青（在色轮上看二者在180对角线），但是达芬奇软件不让我们直接操作青颜色通道，所以我们利用加色公式：B（蓝）+G（绿）=C（青），同时降低蓝和绿的数值，这就等于降低了青，同时也就等于增加了红，画面同样会偏红，不过由于降低了蓝和绿，所以整个画面的亮度会有所降低。三、颜色深度计算机采用一种称作“位（bit）”的记数单位来记录所表示颜色的数据。当这些数据按照一定的编排方式被记录在计算机中，就构成了一个数字图像的计算机文件。“位（bit）”是计算机存储器里的最小单位，它用来记录每一个像素颜色的值。图像的色彩越丰富，“位（bit）”越多。（bit 也被音译为比特）达芬奇中的位深度是指每个颜色通道的位深度。每个像素都有3个颜色通道，这3个通道用RGB表示。例如，我们说这个素材是8位的或8比特的，意思是每个通道都有2的8次方也就是256种变化，3个通道也就有2的24次方也就是16777216种变化，这意味着每一个像素点的变化都可以达到1600多万种。那么一个10比特的素材，单个通道的变化已经达到2的10次方也就是1024种，单个像素点的变化可以达到10亿种以上。这样的素材会给调色提供巨大的自由度，所以一般而言，比特越高的素材，宽容度也就越高，RAW格式的颜色深度已经达到最高32位，其宽容度达到现有技术能力的顶峰。四、色温色温（Color Temperature）是表示光源光色的尺度，单位为K（开尔文）。色温是按照绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称为此光源的色温。开尔文认为，假定某一纯黑物体，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如，当黑体受到的热力相当于500550时，就会变成暗红色（某红色波长的辐射强度最大），达到1050一1150时，就变成黄色。因而，光源的颜色成分是与该黑体所受的温度相对应的。打铁过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对多一些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930k，钨丝灯为27602900k，荧光灯为3000k，闪光灯为3800k，正午阳光为6500k（北方平均值），晴朗的蓝天为1000020000k。国内印刷行业常用的色温为5500k，视频监视器的色温通常设置为6500k。五、采样压缩由于我们的眼睛对亮度敏感而对色度不敏感，所以在压缩影像数据的时候，经常会在采样的时候舍弃一些色度。例如，把影像从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间的过程中，对Y（亮度）分量多采样，对UY（色度）分量少采样。这样就利用人的视觉特性来节省信号的宽度和功率，可以使UV两个色差信号所占的带宽明显低于Y的带宽，而又不明显影响重显彩色图像的观看。目前常见的YUV采样格式有如下几种：4:4:4品质最高的压缩模式，接近于无损。在调色和抠像操作中具有很大优势。并且还可以带Alpha通道。此模式视频可以满足电影的品质要求。4:4:2品质较高的压缩模式，在调色和抠像上表现中等，不过仍然是满足高清广播要求的压缩品质。4:4:0品质一般的压缩模式，肉眼很难分辨画面瑕疵。采用这种压缩的视频在工作中十分常见，一般的摄像机、照相机或手机拍摄的视频采用的就是这种压缩模式。它能够满足大多数广播需求，但在调色上宽容度窄，抠像操作中很容易出现锯齿边。