論影響電視畫面色彩還原的因素

王京池+徐立明

【摘 要】 電視畫面色彩還原是決定電視畫面質量的一個重要因素。影響電視畫面色彩還原的因素包括光源、燈具、布光、攝像機、后期制作、顯示器等諸多方面。為了獲得色彩還原準確的電視畫面，燈光師須了解光源特性，分 清燈具優劣，懂得攝像機原理，掌握正確的布光設計。

【關鍵詞】 電視畫面；色彩還原；光源；燈具；攝像機；后期制作

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.12.001

電視畫面質量的好壞取決于很多方面，電視畫面色彩還原是否準確就是其中的一個重要因素。正確色彩還原的電視畫面，會讓人感到真實、自然、舒適，反之會讓人生厭。影響電視色彩還原的因素很多，筆者從光源、燈具、布光、攝像機、后期制作、顯示器等幾個方面，做一簡單探討。

1 優質的光源

電視色彩還原是從拾取光信號到還原光信號的過程，優質的光源是正確色彩還原的基礎。

1.1 陽光是最理想光源

人類眼睛的進化是在陽光下進行的，攝像機跟人的眼睛一樣最適合在陽光下拍攝。陽光光譜從長波到短波分布均勻，光譜能量的分布是連續的，其顯色指數CRI的數值（量用Ra表示）定義為100，是最理想的光源，見圖1。

光源的色溫和顯色性是影響電視畫面色彩還原的最重要的參數。色溫和顯色性是由光源的光譜成分決定的。如果光源中含有紅色成分較多，那么光源色溫就會較低，偏紅；如果光源中含藍色光成分較多，則光源色溫較高，偏藍。

電視畫面的色彩還原最注重的是膚色，也就是對面光光源提出了要求。顯色性是光源正確顯示物體顏色的性能。照射后，如果顏色失真，光源顯色性不好；如果顏色正常，光源顯色性就好。陽光是色彩還原最理想的光源。圖2是在陽光下拍攝的電視畫面，色彩還原非常好。

1.2 電光源對色彩還原的影響

電視節目制作所用的電光源主要有鹵鎢燈、氙燈、金鹵燈、三基色熒光燈以及LED等。如果光源色溫不匹配，顯色性再好，畫面也會出現色彩失真，所以幾種光源同時使用時必須要色溫匹配 。

鹵鎢燈曾經是照明的主流光源。圖3是鹵鎢燈光譜圖和顯色指數值，光譜能量分布是連續的，顯色指數Ra高達98，色溫可達3 000 K以上，是色彩還原比較理想的光源。

氙燈光源的追光燈，色溫約為6 000 K，接近日光，連續性光譜類似于陽光，顯色指數大于95，能在整個壽命期內維持光色特性，亮度高，也是理想的電光源。

金鹵燈色溫在5 600 K左右，顯色指數也在80以上，目前是電腦燈的主要光源。過去電腦燈作為效果燈使用，對顯色性要求不高，現在作為面光使用時其顯色性就要求高一些，顯色指數已經能達到94。

三基色熒光燈一般色溫有3 200 K和5 600 K兩種，顯色指數在85以上，完全可以還原正常的電視畫面。

LED光源具有節能環保、光效高等特點。不同廠家的LED燈具差距很大，有的還原好，有的還原后人物臉色發青、發綠，有色差。LED光源的光譜分布是非連續性的，特別是用RGB混合產生的白光，用顯色指數CRI來評價是不太合適的——有的LED顯色指數不高，但還原效果很好。為了尋找好的評價方法，色質指數CQS和TLCI等方法應運而生，已經越來越準確地評價LED的特性。圖4就是RGB三色混合LED光源的光譜分布圖。

有些LED燈具通過一定的技術手段根據實際情況進行色溫可調，避免因色溫不同引起的色彩還原不準。隨著LED技術的不斷發展，LED光源的顯色性越來越好，完全能達到電視錄制的需求。圖5是《生活圈》畫面的截圖。

2 合適的燈具

有了好的光源，還要選擇好的燈具，合適的燈具對電視畫面色彩還原影響很大。常規燈具主要影響到人物膚色的還原，效果燈具則主要影響到整個畫面的氛圍好壞，但有時候二者也可能互相影響。

2.1 聚光燈和柔光燈

鹵鎢光源聚光燈為低色溫，顯色指數高。LED聚光燈色溫可調，有高低色溫可分，顯色指數高低不一。柔光燈光線柔和，色溫高低由光源而定。

色散是LED聚光燈經常出現的問題，會造成光斑中心與邊緣色溫和顯色指數的不一致，這是當光經過透鏡時各單色光折射率不同造成的，邊緣單色光正好照射到主持人臉上，就出現膚色“花斑”或者是膚色不正。光路設計合理的燈具能很好地解決色散問題。

螺紋聚光燈可控制光斑大小，能準確定位，控制光線方向就更加有效，可實現聚光和散光效果。柔和的散光對電視照明來說必不可少，光線過硬會使得臉部過曝甚至化妝粉底都被表現出來，畫面色彩還原后臉色看起來很不正常，而柔光效果可以很好地避免這個問題，這就是要應用柔光燈的原因之一。

追光燈屬于聚光燈的范疇，可控制光圈大小，可控制光線亮度，可控制光斑虛實變化，具有高顯色性，是現在電視演播室必不可少的燈具。這些特性對電視畫面色彩還原是很有利的。因此，綜藝節目中都是以氙燈追光燈作為面光。

柔光燈的散光面比較大，不容易控制方向，通常需要不同角度的格柵來控制出光方向。雜散光一旦太多，不僅使畫面顯得雜亂，還會嚴重影響電視畫面的色彩還原。雜散光如果照射到大屏上，會使大屏發灰，所放內容色彩就很難還原正確；雜散光“飛”到景片上，也會導致景片自發光的顏色或者是用燈具渲染后的色彩飽和度降低，電視畫面就會變得色彩還原欠佳。

要選擇合適的燈具，以保證電視畫面色彩還原正常。圖6是常用的以LED為光源的聚光燈和柔光燈。

2.2 效果燈

效果燈主要用來烘托氣氛。使用時一定要注意色光或者圖案不要“飛”到演員臉上。否則，會嚴重影響演員膚色還原。

近些年，電腦燈開始做面光使用。電腦燈功能很多，可利用燈光控制臺控制變焦、光斑縮放、光斑切割等達到錄制要求。但要注意，電腦燈的顯色指數有高有低，為了得到色彩還原正常的電視畫面，一定要選擇顯色性高的燈具。高顯色性的切割圖案燈、染色燈都可以作為面光的選擇。endprint

優質的光源加上合適的燈具，是電視畫面色彩還原正常的基本要求。

3 燈光設計最重要

燈光設計是影響電視畫面色彩還原最重要的一個因素。燈光師在電視節目制作過程中對于色溫、光位以及照度光比的應用，直接影響著電視畫面質量的好壞，也就決定了電視畫面色彩還原的好壞。

燈光師的任務就是利用手中的燈具創造出最美的電視畫面。設備的應用是影響電視節目色彩還原是否準確的關鍵因素。燈光師要了解燈具，了解光線的基本特性，要選擇合適燈具，利用自己的知識和經驗布好光，按照攝像機對照度的要求布好光，按照電視照明的特點控制好光比。

3.1 色溫的應用

要還原好顏色，首先要做好色溫的平衡。燈具與大屏色溫的平衡，燈具間色溫的平衡，整體與局部的色溫平衡，光與攝像機的色溫平衡等。

燈光師可利用色溫手段調整電視畫面的色調。使用高色溫會感覺電視畫面相對明亮些，選用低色溫感覺暗淡些。如果想要畫面偏暖，就用高于現場光源色溫的預置色溫調白；想要畫面色調偏冷，就用低于現場光源色溫的預置色溫調白。使用黃卡紙來做白平衡，使黃種人膚色經電視還原后變白，就是這個道理。

當演播室內高低色溫燈具混合使用時，就涉及到各光源間色溫的平衡問題。可通過加色紙等技術手段將現場光源色溫統一。有時候，會遇到燈具顯色指數符合錄制要求但實際色彩還原效果欠佳的問題。這時，可通過測試分析光源的光譜成分找原因，可在燈具出光口加裝不同色紙改變光源的光譜組成成分，來達到正確還原畫面色彩的目的。

3.2 合適照度

只有在選擇合適照度的情況下，電視畫面的色彩還原才能夠正常。

一般情況下，照度越大，同一被照物體反射的光線就越多，物體越明亮；反之，照度不夠，物體就顯得發灰，甚至發黑。為了將畫面內元素真實呈現到電視屏幕上，燈光師要根據現場的實際情況選擇合適的照度使得畫面曝光準確，色彩還原正常。

照度的高低直接影響著光圈開值。如果照度過低，光圈過大，畫面噪點增多，畫面質量就會降低。照度的選取也有主次之分，一般是以正常還原主持人面部膚色為主，其他為輔，保證關鍵因素色彩還原正常。例如，某場景下，當主持人身穿較亮的黃色衣服時，臉部色彩還原正常需要的照度可能是800 lx，而此時黃色衣服的色度值可能已經超標，但仍舊會定800 lx的照度值。沒有表現色彩還原的合適照度，高質量的電視畫面也就不存在。

3.3 控制光比

受攝像機寬容度的限制，光比控制是電視拍攝布光有別于舞臺布光的重要內容。舞臺上光比可以很大，電視拍攝卻不行。光比利用合理，制作出的畫面質量高，色彩還原好。

光比表達的是被照射體所接受光照的明暗對比度。嚴格控制光比，會使得畫面層次、色彩呈現有一個好的效果，從而提高電視畫面質量。根據實際情況確定主持人面光照度，結合主持人與大屏、景片等物體位置亮度關系確定逆光等光型的照度。當遇到主持人衣服反射系數高造成與人臉對比度過大的情況時，保證人臉正常曝光，衣服就會過曝；衣服正常，人臉會顯得光照不足，膚色還原欠佳。這種情況下，燈光師會適當控制光比，保證主體人物膚色還原正常的前提下，對衣服盡量減少光照，最大程度提高其色彩還原程度。

使用LED屏幕、燈帶等一系列的自發光體作為舞臺背景時，對控制光比提出了挑戰。LED屏幕亮度高，分布面積大，在鏡頭中呈現的多少直接關系到前景人物面光照度的高低。要針對每個機位進行適當的布光調整，控制光比。這就大大增加了布光的難度。光比控制好，這些元素會增加畫面感染力，提升畫面質量；光比控制不好，畫面層次不明顯，色彩還原差，就會降低畫面質量。

3.4 選擇合適光位

光位指的是光源相對于被拍攝物體以及攝像機的擺放位置和角度。光位一旦確定，也就意味著燈具的投射角度和投射距離，以及光線所要呈現的造型效果確定。燈光師對于光位選擇的合理性最終會體現到畫面質量上，合適光位的畫面干凈通透，色彩還原準確；反之，畫面就會顯得雜亂沉悶，色彩還原效果差。光位布置不好，雜散光控制難度加大，反射進攝像機會使得整個電視畫面發灰，照射到LED屏幕或者景片會降低色彩飽和度，影響色彩還原質量；光位不好，有時會導致主持人臉部兩側光線分布不均，出現陰影或者兩側明暗不一，如果人臉兩側明暗不同可能會導致主持人面部兩側色彩還原的差異。

光位的不同可以刻畫人物的美丑。使用正前下方光位進行人物造型會使得人物看上去顯得怪異，丑化人物形象；使用正前上方的光位視覺效果良好，人物造型舒適。主持人都希望將自己最好的形象呈獻給觀眾，燈光師對于光位的選擇直接影響到這一點。

3.5 專業間的配合

要制作出高質量的電視畫面，需要各專業間的密切配合和合作，尤其是燈光與視頻、化妝等直接與膚色還原有關的技術人員的溝通配合。

畫面出現整體偏色時，首先應該考慮白平衡的問題，畫面曝光過度時，要適當減小光圈，這就是燈光與視頻的合作。了解攝像機工作原理，合理運用燈具，是燈光師提高畫面色彩還原質量的基礎。

同一光環境，同一攝像機，不同的人物膚色還原效果也可能不一樣，這就需要同化妝師的溝通。在E07演播室錄制《生活圈》時，就出現過這種情況，兩個主持人一人膚色還原正常，一人膚色偏青。經與化妝師溝通后，在膚色偏青的主持人粉底里加了適量偏粉色的粉底，就成功解決了問題，圖7所示為與化妝師溝通后得到的色彩還原正常畫面。

4 電視攝像機

把美好的場景人物呈獻給電視觀眾離不開攝像機。攝像機實現了光信號到電信號的轉換，實現了實景到電視畫面的轉換。攝像機的好壞對獲得正確的色彩還原舉足輕重。

4.1 攝像機色還原基本原理

彩色攝像機的工作原理可以理解為被拍攝物體所發出的光信號被攝像機接收，進入攝像機后經過光電轉換（一般為CCD）系統轉換為電信號并被記錄，再經過視頻信號處理系統對其進行校正補償處理，最后輸出呈現在電視屏幕上的過程。endprint

攝像機結構分為光學系統和電子電路處理系統。光學系統由鏡頭、濾色片和分色系統組成。鏡頭主要是攝取圖像，濾色片主要是用來校正色溫，使現場光源色溫盡量貼近電視攝像機的需要。分色系統中光線經過分色棱鏡將彩色圖像分為紅綠藍三基色圖像再分別送到三組成像元件上。視頻信號處理系統對三基色圖像信號進行預放大處理后再進行校正補償，最后三組信號進入彩色編碼處理得到包含色度信號和亮度信號的彩色全電視信號。

4.2 黑白平衡

除了攝像機本身質量的好與壞，黑白平衡的正確調整也是能否獲得色彩還原正常的電視畫面的一個因素。

在錄制節目之前，首先做的就是攝像機白平衡調整。調白平衡的目的就是使被拍攝物體的色彩還原準確。調白平衡是將白色物體反射的光線在攝像機內部進行色溫變換，最終等效為3 200 K色溫的光圖像。這一過程是通過攝像機內部預置的濾色片和自動電路調整R和B通道的增益來實現的。調白一般又分為粗調和細調，粗調靠的就是濾色片，微調靠的就是電子電路。

調白平衡時，一般要將大屏等一些色光關掉，只保留白光照明環境，并且要求攝像機對準標準灰卡至少90%的面積，以防止雜散光進入到攝像機，影響白平衡的準確性。另外，在調白平衡之前，一定預置合適的濾色片，否則，會導致畫面偏色。比如說，現場光源色溫為3 200 K，用5 600 K來調，那么畫面肯定會偏黃；同樣，現場光源為5 600 K，用3 200 K來調，畫面肯定會偏藍。白平衡調整完后，可以通過矢量示波器檢查調節是否準確，如果色度信號為0，僅僅坐標原點有一個白點，則代表調節準確。如果白點偏離原點，就說明調節是失敗的。

為了得到色彩還原準確的電視畫面，除了要調節攝像機白平衡外，黑平衡也是需要調節的。黑平衡也是影響被拍攝對象能否色彩還原正確的一個因素，特別是畫面的黑色部分，例如主持人的頭發。在調黑平衡時，電視攝像機一般置于自動光圈檔，再啟動自動黑平衡開關。

4.3 色域

攝像機色域可以簡單理解為設備所能表達的顏色數量構成的范圍區域。圖8所示為攝像機所能還原的色域。從中可見，不管是高清攝像機還是超高清攝像機，所能還原的色域都是有限的。

舉例說明。圖9和圖10分別是攝像機用標清色域和高清色域拍攝的畫面。圖10中景片的藍色飽和度明顯比圖9中的要高，而這是在同一光環境下、同一機器拍攝的，區別就是攝像機所使用的色域不同。從中可以看到攝像機的色域對于畫面的色彩還原有很大影響。

隨著電視技術的發展，從標清到高清再到4K超高清，它們的色域是越來越廣，更廣的色域帶來更鮮艷的畫面，也就是色彩飽和度越來越大。這正是因為高清模式下的色域比標清的要大，才導致兩幅畫面看起來藍色的飽和度相差不少。

5 后期校色

電視節目從錄制到播出，中間有一個環節是繞不過的，那就是后期制作。后期制作中，除了對視頻進行剪輯，做一些特效外，校色也是一項很重要的工作。電視節目錄制前期，無論制作工作做得如何充分，畫面都有可能出現色偏，一旦出現色偏，就需要通過后期校色來達到畫面的色彩平衡，使電視畫面色彩還原正常。色彩校正一般分為一級校色和二級校色。

5.1 一級校色

一級校色是對整個電視畫面進行調色的基礎，在電視節目后期制作中用到相對較少。

一級校色一般會用在電視畫面呈現整體偏黃或者偏藍的時候，出現這種情況的主要是電視攝像機白平衡調整不準確導致的。調白時，攝像機操作步驟不規范或者是現場光源色溫不匹配，用的濾色片不合適等等都會出現這種情況。在對其進行一級校色時主要是調整畫面的紅藍增益。如果畫面偏黃，就微調藍色的增益；反之畫面偏藍，就微調紅色增益，有時候二者都需要微調。

圖11和12是用EDUIS進行一級校色的前后效果。從圖11中，可以看到整個畫面顏色偏黃，矢量圖中色彩偏向黃綠方向，而經過對整體畫面的藍色增益和飽和度調整后，可以很清楚地看到畫面色彩變得相對正常，矢量圖中色彩也基本已經回到原點。

5.2 二級校色

二級校色是對電視畫面進行的一個局部校色。如果說一級校色是一個調色基礎，那么二級校色就是一個對細節的調色修飾。二級校色在電視畫面調色中主要是調節主持人膚色。受燈光、攝像機以及主持人自身膚色的影響，電視節目在錄制中，經常遇到現場景片以及主持人服裝等色彩還原都正常但是膚色不正常的問題。有時候，現場受一些條件限制，可能解決不了這個問題，因此只能放到后期進行二級調色將其恢復回來。

在圖13中可以看到，整個畫面中除了主持人臉色偏黃外，其余的色彩還原程度還是可以接受的。這種情況下需要用到二級校色，對主持人臉部進行局部的色彩校正。首先，在EDUIS中利用色度濾鏡選出主持人臉部輪廓，然后進行色彩平衡校正，通過調節藍色增益和色度，將主持人臉色恢復到正常顏色，圖14和圖15就是校正后畫面。通過這個例子，可以清楚地看到，二級校色對電視畫面的色彩還原有很大的幫助，它可以有效修補節目前期錄制時出現的畫面色彩還原不正常現象。

6 電視機和顯示器

電視節目歸根結底都是要輸送到千家萬戶去的，如果家中的電視機色彩還原能力一般，那么我們為了得到色彩還原好的電視畫面所做的努力就成了無用功。

圖16是一臺老電視機呈現的效果，明顯還原不正常，畫面偏藍色，圖17是顯示器正常的顯示效果，顏色還原相對正常。這是因為不同的電視機色域是不一樣的。

目前，國際上主要有三大色域標準，sRGB，AdobeRGB和NTSC。NTSC主要應用在廣色域的電視標準。為了更加簡單明了地表示色域，CIE制定了一個簡單方法：CIE-xy色度圖。在色度圖里，各設備所能表現的色域范圍是靠RGB三點圍成的三角形來表示，三角形越大，表示該設備的色域范圍越大。目前的電視節目就是應用這三個色域標準中的一個。

出現這種現象的原因，除了電視機本身色域較窄外，還牽扯到燈具、攝像機以及顯示器這三者色域重合度的問題。在CIE的色度圖里三者色域重合部分越大，則電視機出現圖16這種畫面的概率就越小。圖18中的灰色部分就是LED燈具、攝像機和以Adobe RGB為色域標準的顯示器三者在色度圖上的重合部分，理論上三者重合越多，畫面色彩還原越好，也就是說三者的色彩特性匹配更好。因此，選擇一個色域合適的電視機，對于獲得色彩還原好的電視畫面是很有幫助的。

總之，在電視節目制作過程中，光源、燈具、布光、攝像機、后期制作、顯示器等，多項因素都會影響電視畫面色彩還原。要獲得色彩還原正常的電視畫面，燈光師了解光源特性，分清燈具優劣，懂得攝像機原理，掌握正確的布光設計是必要的。

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作者簡介：

徐立明，2013年畢業于山東科技大學機械電子工程專業，工學學士，畢業后進入中央電視臺從事燈光技術工作，主要是提供技術保障工作，協助完成電視節目的錄制。endprint