影視現場調色工藝的技術特點及其在網絡直播中的應用

陶學愷

浙江傳媒學院，浙江杭州 310018

1 引言

電影作為一門基于技術發展而誕生的藝術形式，它的藝術表達往往構建在技術基礎之上，而在電影發展歷程中也經歷了三次技術革命，即從無聲電影到有聲電影、黑白電影到彩色電影、膠片電影到數字電影。在電影藝術的發展歷程中，每一次的技術變革都給電影藝術家們不斷拓寬電影表達的藝術邊界提供了技術支撐。而得益于電影技術的發展，藝術家們希望并且已經可以對電影作品中任一元素進行精確控制，如CG 技術可以“無中生有”，數字光控可以精確控制燈光層次，而調色技術的出現，則讓電影藝術家們對電影中的色彩，可以近乎“隨心所欲”地調整，這也才有了電影《英雄》中漫天黃葉變成紅葉，《逃獄三王》中夏日綠葉變為金色秋日的曼妙場景。伴隨著算力的不斷增強，后期前置化需求的不斷升級，影視調色已經不僅僅面向獨立的后期工作部門，也開始漸漸出現在影視拍攝現場，現場調色這一工作的出現，使得攝影部門與導演部門的藝術構想可以更直觀化地呈現，也成為了影視攝制工作中的重要環節。隨著近年來直播市場的持續火熱，影視現場調色工藝以直播調色的方式逐漸被應用于網絡直播領域。但直播現場調色與影視現場調色在技術實現、創作目標等方面既有沿襲又有區別。直播活動中的實時性問題、聲音問題、延遲問題均需要重點考慮，不能一味地以影視現場調色思路去應對直播活動，了解影視現場調色工作的起源、主要特點及工作內容，分析網絡直播活動中現場調色的主要目標，根據其具體需求設計工作方案，可以讓現場調色工藝更好地在網絡直播領域發揮所長，助力直播畫面提質升級。

2 電影中的現場調色工藝及主要特點

2.1 影視調色的源起

影視調色并不僅是數字時代的產物，早在膠片時期，電影工作者就開始使用跳過漂白（Bleach Bypass）、交叉沖印（Cross Processing）等特殊的化學洗印方式，來控制畫面的色彩飽和度及明度反差，從而形成特殊的影像風格。而到了膠片時代后期，影視從業者們使用配光臺，用不同密度的黃、品、青濾色片，根據經驗對畫面進行色彩校正。膠片配光臺的出現使得影視畫面色彩控制可以更進一步，但依舊無法完成畫面上精細的色彩調整。在數字技術出現以后，影視行業有著一段膠片與數字并存的過渡時期，由于彼時數字攝影機和數字放映機仍未普及，拍攝和放映往往使用膠片進行，但后期的剪輯、特效、調色等工序則在數字化平臺上完成。此時的調色工藝也被稱為數字化配光工藝，使用數字化調色臺可以對每一組、每一幀，甚至每一個局部區域進行精細化的色彩調整。在全面數字化時代，調色工藝流程也得益于影視拍攝和制作成本的大幅降低，使得它成為當下影視及視頻制作領域的必備環節。

2.2 現場調色工藝的演變

直播活動中的現場調色工藝也源自影視制作時期的現場調色工藝。當影視制作進入數字時代后，數字工藝全面取代膠片工藝，影視工作者們愈發地希望可以在前期拍攝時對影像風格進行預置，除了常規的燈光、置景等工序外，影視工作者們將原屬于后期的調色工藝應用在前期拍攝現場，現場調色的工作環節應運而生。影視制作的現場調色主要目的是預置影像風格。誠然影像風格的基礎是現場美術置景、燈光設計以及攝影技法上的取舍，但現場調色可以更加方便地對現場影像風格進行增強、減弱或修正處理；現場調色工作既可以使得攝影部門和導演部門的色彩創意更加直觀化，又能夠檢查和修正拍攝時的技術失誤，并且可以準確地將現場確定的色彩表達傳遞給后期調色部門，減少溝通成本。

現場調色工作分為基于文件的現場調色和基于信號的現場調色。基于文件的現場調色更像是將原屬于后期調色的工藝直接“搬”到了現場進行，往往是等到當天拍攝結束，調色師拿到原素材后對素材文件進行調色，此類方式主要便于調色師與攝影部門進行溝通，可以及時地對當天的素材畫面進行色彩反饋，但本質上與后期調色工藝沒有明顯差別，無法做到對畫面進行實時的調色處理。而隨著計算機技術的飛速發展，影視調色可以不再拘泥于文件化的調色工作，而是可以直接對畫面中的信號進行實時調色，使得在制作現場應用實時調色工藝成為可能。

2.3 影視現場調色的工作內容及主要特點——以電影《長津湖》為例

以筆者參與的電影《長津湖》為例，該電影以抗美援朝戰爭第二次戰役中的長津湖戰役為背景，講述了中國人民志愿軍赴朝作戰，在嚴酷的環境下英勇無畏，奮力扭轉戰場態勢，為戰役勝利做出重要貢獻的故事。《長津湖》在準備階段做了大量測試工作，包含測試片的拍攝以及預期色彩影調的確立，因此在正式拍攝前已存有大量色彩風格的色彩查找表（LUT）文件，但在現場拍攝時，依舊要根據不同的拍攝場景、天氣、燈光環境等去更替LUT 文件或修正色彩調整效果。同時由于影視化的拍攝是分鏡頭、非實時、階段性的拍攝，在拍攝期內有相對充足的時間去細調演員狀態、燈光光比、置景服化細節等，現場調色不需要做過多的細節修正，主要使用一級調色進行風格化預置和整體畫面修飾即可。

影視現場調色工作中，調色本身僅僅是其中的一個部分，現場調色部門還需兼顧不同技術監看需求及主創部門的色彩處理需求，管理色彩配置文件和方案，調色監看方案的協同搭建，通過色彩決策表（CDL）或LUT 文件來進行色彩傳遞也是電影現場調色部門的工作內容，可以說影視中的現場調色部門，更多承擔的工作內容為拍攝現場的色彩管理工作，因此它的技術設計方案的主要前提也不僅限于調色本身，如何處理攝影機信號、現場調色信號、QTAKE系統信號及監視器信號四者之間的關系，如何高效響應色彩調整需求，管理并有效傳遞色彩數據等都是影視現場調色部門方案設計的重點方向。

《長津湖》電影現場調色方案信號鏈路如圖1 所示，現場主攝影機為ARRI ALEXA 65 攝影機，在片門全開模式下最高拍攝分辨率可達到6560×3102，攝影指導羅攀希望能在現場看到4K 實時監看畫面，但是由于該機器采用4×3G SDI，而現場的主要無線信號傳遞基于圖傳，并不支持4×3G SDI 的4K 信號傳輸，最終監看方案依舊采用高清信號監看，在素材完成備份后輸出4K 畫面質量報告。現場信號的分配采用QTAKE 系統完成，現場調色系統由搭載了Livegrade 軟件的Macbook Pro、尊正BoxIO、交換機、12×12信號矩陣共同組成。前期由于需要經常切換不同LUT，經攝影機輸出Log 信號給到調色系統中的矩陣，由Livegrade 將同一畫面完成不同色彩風格預置后，將調色完成的信號輸出給QTAKE 系統，并由QTAKE 系統將LUT 名稱燒錄至現場小樣上，以便后期回溯，至此完成同一畫面的不同色彩風格參考并根據不同需求由QTAKE 分發信號。為了保證每個鏡頭拍攝完成后也能進行色彩調整和比對，現場調色系統的矩陣環出一路Log 信號交由QTAKE 進行備份錄制，如后續有色彩風格對照需求，可由QTAKE將錄制的Log 小樣信號重新返回Livegrade 系統中進行色彩的重新調整。Livegrade 會常出一路已套好標準還原LUT 的BT.709 畫面作為技術參照，并且借由尊正BoxIO 自帶的示波功能對畫面進行波形技術監看，以保證色彩及亮度指標符合標準，現場的色彩配置文件每日輸出CDL、LUT 文件、畫面色彩報告等色彩數據，傳遞給后期DI部門作為調色參考，最終實現整體項目的現場調色鏈路設計。

圖1 《長津湖》現場調色信號圖

通過該方案可發現影視現場調色方案具有如下特點：（1）輔助主創部門的色彩表達及畫面技術監看；（2）高新技術監看需求的色彩樞紐；（3）多需求的色彩信號協同分發；（4）色彩方案和調整數據的傳遞。

3 現場調色在網絡直播活動中的主要目標

自2013 年我國4G 網絡牌照正式下發以及智能手機的普及，網絡直播已不在局限于電腦端，其在近十年間已迅速成為大眾移動端口獲取信息最喜愛的方式之一。伴隨抖音、快手等平臺的興起，大眾消費習慣的轉變，直播電商服務迅速發展，通過網絡直播購物也已成為當下盛行的購物方式。據中國互聯網絡信息中心發布的數據，截至2022 年12 月，我國網絡直播用戶規模達7.51 億，占網民整體的70.3%，網絡直播業態在2022 年的發展主要體現在電商直播業態日趨成熟、專業化公益化內容深受青睞、與新興技術融合更加緊密等三個方面[2]。移動平臺的直播技術方案也從早期單臺手機的粗放式直播，開始轉向攝影機配合專業燈光的高質量直播方式。可以說網絡直播早已不局限于單一窗口觀看，而是變成電視端、電腦端、移動端等多端口、多窗口的聚合式直播。但觀看窗口的多樣性，也同樣給直播畫面提出了挑戰，需要做到直播主體突出、主題明確、色彩一致。既能保障小屏觀看時的體驗，又要避免大屏時出現的細節瑕疵。直播畫面要求的不斷升級，各直播團隊希望可以更加精細化控制直播質量，在直播方案中加入直播調色工藝已經成為當下高質量直播間的必備要素。

直播活動與電影制作不同，電影制作可以對畫面細節不斷修繕以達到最理想的效果，而直播活動中的第一要務是穩定播出，所有的畫面內容都會為直播的順暢性讓路。同時由于直播的多機位、實時性、連續性的特點，它的固有特性導致了現場調色需求與影視現場調色有著較多差異，直播時的燈光設計無法呈現考究的光線造型，既要保證主體照度和層次，還需避免多機位鏡頭切換時易產生的穿幫問題，在取舍之下只能保證主要畫面的照度和主體效果，無法如影視燈光一樣精細到每個景別構圖都趨于完美。如果說電影制作可以對畫面“精耕細作”，那么直播活動只能“保全大局”，正因如此，直播活動中會更依賴現場調色對畫面進行細節上的修飾，對直播時的燈光、色彩、攝影畫面做進一步修繕和優化。在直播活動中，直播規模大小不一，整體技術方案設計也會略有不同，現場調色工藝在不同的直播活動中所承擔的技術需求也有所差異，但總體目標都是為了獲得更加和諧統一、具有風格和質感的畫面色彩，主要有如下具體目標。

3.1 多機位色彩匹配

商業活動類直播和電商帶貨類直播是現場調色的主要對象。其中商業活動類直播是指以品牌宣傳為目的、包含商業因素的營銷性直播，此類直播大多為多人對談或發布會形式，主要直播方式也與傳統直播活動一致。由于此類直播有時會采用多達10余個機位，雖然攝影機品牌型號一致，但由于使用時數不同、批次不同、機位景別不同等原因，呈現出來的畫面會存在亮度及色彩不統一的現象，因此多機位色彩匹配是此類活動中現場調色的主要目的。色彩匹配的具體方式也與直播技術方案息息相關，若采用專業級訊道攝影機進行直播，現場調色環節會使用調色系統配合攝影機遠程控制單元（Remote Camera Panel，RCP）共同完成，通常預先采用與攝影機配套的RCP 控制面板進行多機位色彩匹配校正。RCP面板可以通過控制協議直接對前端攝影機進行參數調整，可調節攝像機光圈、底電平、黑白平衡、增益、自動拐點、電子快門、色溫、RGB 色值增益等參數。多機位調色時，根據波形監視器，畫面監視器對不同攝像機進行統一化的白平衡和色彩校正，主觀觀感配合技術指標來判定畫面反差、亮度、白平衡、色彩準確性等參數是否校正到近乎一致的水平范圍內。現場調色單元作為RCP 部分的補充，可以對部分需要單獨調整的機位信號單獨調整。如果是非訊道攝影機，無法使用RCP 進行預調平處理，則會把多機位信號分別接入現場調色端口，由調色師進行多機位色彩匹配工作。

3.2 預置影像風格

采用實時調色手段，給傳統的直播畫面加以風格化的色彩風貌是實現直播間差異化競爭的有效途徑。但直播活動的現場調色需求與影視制作的現場調色需求不盡相同，影視制作的本質是個性化的作品表達，可以將導演、攝影指導等主創部門的想法融入于色彩表達之內，可以呈現絢爛但并非真實的風格化色彩表達。但直播活動的本質目的是服務于商業產品，會在還原真實、保證產品色彩基準的前提下進行適當的風格化影像處理，部分直播活動也會有意地在某些環節使用風格化影像，例如黑白色、品粉色等用以營造氣氛。

3.3 監看信號質量

在傳統直播活動中，通常會由直播技術人員通過示波器對直播畫面技術指標進行監看，保證畫面的黑電平、白電平、色彩范圍等指標符合廣電傳輸標準。目前對于網絡直播活動，雖然平臺方對技術標準沒有嚴格管控，但直播團隊依舊希望播出畫面可以符合亮度和色彩范圍，以免出現“死黑”“過曝”“飽和度溢出”等現象進而影響直播效果。在直播調色環節中，通常配合軟件示波器對信號進行監看，使用分量示波器和矢量示波器分別對畫面的RGB 亮度信號及色彩飽和度信號進行監看并實時調整。

3.4 重點區域色彩及曝光處理

在網絡直播活動中，對現場色彩調整的要求往往是復合型的，既需要給予影像獨特的色彩風格，又希望能夠完美還原產品色彩。在沒有現場調色參與的情況下，基本只能做到二者選其一。在直播活動現場調色中，通常使用一級調色給予畫面確定的影像風格后，有一些白色或黑色物品會由于擺放位置和整體曝光控制的影響，導致出現局部區域的過曝和欠曝，往往會使用調色系統中的蒙版和限定器等功能來對畫面中的重點區域單獨進行處理，例如主播的面部膚色或者主要產品的色彩還原優化和曝光控制。

4 直播活動現場調色技術方案設計

4.1 基于LUT 的硬件化實時調色方案

LUT 的全稱是Look Up Table，也就是色彩查找表，它是影視調色領域最常使用的工具。它的本質是一個色彩轉換表文件，通過對色域內的部分采樣點進行色彩映射轉換，而采樣點之間的色彩則根據插值算法進行轉換，最終實現修改畫面整體色彩的效果。雖然很多直播推流軟件早已可以對推流畫面加載LUT 文件，從而實現調色效果，但此類做法僅僅是為畫面套上了一個固定的“濾鏡”，沒有辦法實時對畫面進行色彩更改，無法稱為“現場調色”。在現場調色中，我們通常使用可以加載LUT 文件的硬件設備“LUT Box”作為調色處理單元，使用調色臺配合調色軟件，實時更改其中的LUT 文件，最終達到實時調色的目的。

以蔚來汽車NIO Day 2022 發布會項目為例，NIO Day 是國內智能電動汽車品牌蔚來公司的重大年度活動之一，目前已舉辦6屆。該項目發布會現場多達20 多個機位，分為戶外預熱區域和發布會主場區域兩部分（圖2）。

圖2 蔚來汽車NIO Day 2022發布會機位圖

在現場調色技術方案上我們選擇了Pomfort Livegrade Studio 軟件配合尊正BoxIO 來實現現場調色的基本功能。尊正BoxIO 可以載入3D LUT，并通過網絡與電腦連接后可以實時更改LUT 中的數值，通過它自帶的HD-SDI 接口可以實現基于SDI 基帶信號直通化實時現場調色。監看設備為尊正AM210 監視器，搭配Tangent Ripple 調色臺可以實現精細化的調色處理，并且可以根據現場情況對現場信號進行平滑無感的調整。整體鏈路結構見圖3。

圖3 蔚來汽車NIO Day 2022發布會現場調色鏈路圖

該方案通過實時修改BoxIO 硬件中的LUT 來實現實時調色效果，軟件和電腦僅作為修改LUT 的指令發射端，主要的信號色彩處理由BoxIO 完成，因此該方案在軟件崩潰、電腦死機時均不會對調色效果和信號穩定性造成影響，可以極大地保證現場調色環節的穩定性。BoxIO 支持嵌入式音頻輸入與輸出，并且聲畫同步信號延遲極低，可以直接作為最終推流信號使用。所采用的調色軟件Pomfort Livegrade Studio 可以實現暗部、中灰、亮部的分區域色彩調整，并可使用色相-色彩曲線、色相-飽和度曲線、亮度-飽和度曲線等多種調色工具，可以便捷地對實時信號進行風格化調整，能夠滿足直播調色時所有的一級調色工具需求。由于要同時處理多路信號的調色工作，我們使用了4 臺BoxIO 作為處理單元，同時便于信號的切換和控制，使用12×12 規格的Blackmagic Videohub 作為視頻信號矩陣，將所有BoxIO 和Blackmagic Videohub 的網線控制端口共同接入千兆交換機中，這樣可以直接使用Pomfort Livegrade Studio 軟件里的矩陣控制功能對多路信號進行統一管理，對多端口、多機位信號進行協同化實時調色處理。Pomfort Livegrade Studio 也能夠通過抓取Still 靜幀和保存調色預設Look 的方式保存不同的調色結果并隨時調用，并且可以使用劃像等方式在單一窗口觀測多機位畫面的最終調色結果，以保證畫面色彩的統一性。但實際測試時發現，由于尊正BoxIO 固件問題，直接接入節目視頻信號（PGM）會有一定幾率出現硬件不受控的情況，需要重啟硬件后方可恢復，雖然不影響直播色彩，但卻會導致無法繼續修改調色結果。同時該方案無法通過遮罩和選色實現局部區域色彩調整，更不能實現降噪、銳化、磨皮等調色需求，但由于它的穩定性和聲畫延遲極低的特性，更適合在對直播穩定性有較高要求的商業活動直播中使用，來實現多機位色彩匹配和預置影像風格等功能。

4.2 基于DaVinci Resolve 的軟件化實時調色方案

DaVinci Resolve 是Blackmagic Design 公司（以下簡稱“BMD”）所擁有的后期調色系統，也是當下影視制作中的主流后期調色系統。在2013 年DaVinci Resolve 10 發布時就增添了現場調色功能Resolve Live，可以直接對實時輸入的視頻信號進行一級調色、二級調色，添加Power Windows、自定義曲線等調色操作。但是該功能設計初衷是為了在影視拍攝現場讓攝影師和燈光團隊對畫面進行校色和檢查，也是后期前置化的表現之一。但當時受限于硬件性能和帶寬影響，無法對復雜的調色結果做到低延時的高質量實時輸出，不能直接應用于現場直播領域。自2020 年起，隨著直播活動熱度的不斷升級和計算機硬件的發展，越來越多的直播團隊開始使用Da-Vinci Resolve 進行直播調色制作。與基于LUT 的硬件化實時調色方案不同的是，使用DaVinci Resolve進行直播調色可以給信號畫面添加更多工具，而這些調整是無法通過LUT 的方式實現的。例如通過限定器和選區對局部區域摳取進行獨立調色，對畫面進行降噪或銳化處理，甚至可以通過添加OFX 工具對面部進行實時追蹤調色等處理。

以Nike KIDS 官方帶貨直播項目為例，基于Da-Vinci Resolve 的軟件化實時調色方案由電腦、采集卡、調色臺共同組成。其中電腦選擇的是Apple 公司的MacBook Pro 系列，采用M1 Max 處理芯片，采集卡選擇的是BMD DeckLink 8K Pro,電腦與采集卡通過Thunderbolt 3 線纜完成連接，采集卡負責實時采集和輸出處理前后的信號，而色彩處理的所有運算均由電腦端處理完成。監看設備和調色臺依舊是尊正AM210 監視器及Blackmagic Micro Panel 調色臺，最終鏈路如圖4所示。

圖4 Nike App 官方直播間現場調色鏈路圖

從實現效果看，使用DaVinci Resolve 的現場調色要明顯優于基于LUT 的調色方案，但由于Resolve Live 的功能本身不是為直播活動所設計的，因此存在以下問題：

（1）延遲問題。直播中的信號延遲問題一直是困擾直播團隊的主要問題，由于Resolve Live 可以實現較為復雜的調色操作，因此對電腦的性能也有一定的要求。經采用多種不同實時調色方案進行測試后發現（圖5），在可以支持二級調色操作的系統中，電腦算力足夠時，Resolve Live 的延遲相對最小，但即便如此，依舊有5幀左右的延遲問題。但即便算力足夠時，一旦調色節點相對復雜，特別是其中含有高運算需求的復雜操作，如限定器、銳化、模糊、中間調細節等，則會加劇電腦過熱風險，導致因散熱不佳而帶來的算力下降，進而出現信號延遲問題。

（2）不支持聲音嵌入信號。經Resolve Live 處理的現場調色信號中無法包含聲音信號，因此在Resolve Live 作為現場調色方案時，聲音信號需要單獨輸出，由其他環節對調色后的節目視頻信號和聲音信號進行重新加嵌。

（3）存在播出風險。由于使用DaVinci Resolve的現場調色方案完全依賴電腦和軟件端進行調色處理，存在軟件崩潰或電腦系統崩潰等風險，在Nike 項目測試環節就發生過一次軟件崩潰現象。一旦在正式直播過程中發生軟件或電腦系統崩潰，則會導致整個直播鏈路中斷，直接造成直播事故。

最終在Nike KIDS 官方直播間中，我們選擇了DaVinci Resolve 的方案為主播出線路調色方案，而采用BoxIO 的硬件LUT 方案作為備用線路的調色方案。以主線路的調色結果作為基準，將調色完成后的結果輸出為LUT 載入到備路的BoxIO 中。一旦主線路發生事故，則可以快速切換成備用線路播出，而且主線路和備用線路之間除了部分效果無法實現以外，絕大部分的色彩觀感是一致的。既保證了播出時的鏈路安全，又能夠確保畫面色彩符合預期需求。

5 總結與展望

雖然直播活動中的現場調色工藝繼承自影視現場調色，直播調色與影視現場調色的調色方法大致相同，總體目標也都是為了更好地在現場“看見”最終經過調色優化后的風格化影像，但直播調色尤其重視信號處理的實時性及安全播出問題。因此，在技術實現方法上，直播調色主要沿襲影視現場調色的主流技術方案，直播調色方案中可以結合傳統直播的色彩控制方法與影視現場調色技術，實現基于RCP 配合LUT Box 的多機位分路協同調色方法。在調色目標和方案設計上，影視現場調色方案更多會考慮整體的色彩信號分發及色彩數據管理與傳遞，它更多是影視工業化中色彩處理環節后期前置化的具體表現，而直播現場調色所關注的聲音問題、延遲問題、畫面細節色彩的調整問題均不是影視現場調色方案設計的主要考慮內容。直播活動中的現場調色，可以說更加重視調色本身，希望通過調色彌補燈光、置景、主播本身所導致的畫面瑕疵，優化直播中的商品形象。歸根結底，直播調色是以增強直播活動的商業屬性效果為第一要務。

筆者認為，理想的現場調色方案應是前端攝影色彩控制系統（如RCP）配合LUT Box 完成多機位同一化處理，再把需要單獨細化處理的信號和最終節目視頻信號通過Resolve Live 系統進行二級調整和最終輸出，從而實現對現場所有信號的實時調色工作。由于商業直播規模、需求均不相同，甚至很多直播活動的攝影機選用的并不是專業級訊道機，而是消費級相機，無法進行分路調整，因此僅使用現場調色系統對最終輸出的節目視頻信號畫面進行調色。調色工藝是作為攝影、美術、燈光等傳統工作的后期化延伸，只能在一定范圍內優化和修正前期效果，而現場直播時畫面實時更替頻繁，如果一味地將解決畫面色彩問題寄希望于現場調色環節，這無疑是不可取的。要想完全修正色彩偏差問題，營造優質直播畫面效果，只有整體技術流程標準化，各技術部門共同對畫面進行精細化控制，才能更好發揮現場調色的作用。