電影色彩因素在兩個時代中的對比分析和數字放映設備的色彩校正詳解

薛公博

【摘要】電影工業從膠片時代走進了數字時代。單就電影放映設備方面，可謂發生了革命性的巨變！本文將從色彩規范入手，詳細探討影響膠片及數字放映設備的色彩因素的區別和聯系，以及在數字放映設備中，運用軟件進行色彩校正的相關知識。

【關鍵詞】色度 色溫 色彩校正 數字放映設備

通常，色溫和色度能基本決定電影放映畫面的真實色彩的還原度。想要得到人眼感官上真實、美麗的視覺效果，就要對電影放映設備的色彩進行嚴格地把握和適度地校準。

首先，膠片放映設備和數字放映設備對色溫（Color Temperature）和色度（Chromaticity）均有其相應的規范。其中，膠片放映設備以色溫為標準，數字放映設備則以色度為標準。這主要以觀影倉（即放映廳）中觀影者的雙眼對畫面色彩的主觀感受來衡量，受到光源、鏡頭、放映窗、銀幕特性等綜合因素的影響。

根據《數字立體聲電影院的技術標準》（GY/T183-2002），膠片放映設備的銀幕反射光的色溫為：5400±400K。實際色溫值應該介于5000K和5800K之間。根據《數字影院暫行技術要求》（GD/J017-2007），在數字放映設備中其白點色度坐標值為：x=0.3140，y=0.3510，x與y的允許誤差為±0.006。特別指出的是：色溫和色度其實是同一物理量的兩種描述方式。其中，部分換算公式如下：

n=（x-0.3320）/（y-0.1858）

T=-437n3+3601n2-6861n+5514.31（K）

其中：n為系數，T為色溫

當x=0.3140， y=0.3510時，計算可得出相對色溫為：6325K，但是這樣與膠片放映設備所對應的色溫5400K就有了相當大的差距。其原因是上述公式并不是增函數或減函數。這樣就需要在誤差允許的范圍內對各組色坐標值逐一進行計算，從而確定對應的色溫范圍。通過計算可以得出《數字影院暫行技術要求》（GD/J017-2007）規定的白點色度坐標所對應的色溫在6010K和6630K之間。

業界的共識是：由于設計以及生產工藝等方面的不同，影響膠片放映設備和數字放映設備色溫及色度的因素有所不同。

膠片放映設備中，影響色溫的因素包括：鏡頭、反光鏡、氙燈等。相互之間要基本匹配，否則將造成色溫偏差。通常，膠片放映設備均以雙機模式放映，兩組氙燈和反光鏡等的類型也需要相近。膠片放映設備的氙燈、反光鏡等物品在購買及安裝時，在色溫方面要憑借經驗盡量作到匹配。

數字放映設備通常采用單機放映模式（特殊的雙機巨幕項目除外）。由于數字放映設備的光路較為復雜，因此，影響其色度的因素也較多，包括：氙燈、反光鏡、UV鏡、導光柱、冷鏡、折射鏡等。其中，冷鏡、折射鏡以及引擎內棱鏡表面鍍膜會對色度的影響較大。盡管數字放映設備在出廠前均需要進行色彩校正。但是，在實際情況中，各影城由于銀幕、3D設備以及觀眾所配戴的3D眼鏡等因素造成的影響，現場需要系統工程師對數字放映設備的2D以及3D影像的色彩分別進行校準。

目前主流的數字放映設備，其核心部件大都為：DMD成像芯片以及圖像處理板。在此核心基礎上，各數字放映設備商開發了屬于自身品牌的可視化軟件界面。各品牌設備可運用軟件，方便、快捷、準確地對數字放映設備的色度值進行校準。經過校準，使紅、綠、藍、白色度坐標在符合DCI規范的色度坐標范圍內。

數字放映設備的各品牌產品所使用的校色原理基本一致。都是將實際測量值輸入軟件，由數字放映設備經過自動計算后實現校準。

DCI標準色坐標表：

接下來，以我接觸的BARCO品牌數字放映設備為例，具體闡述使用其開發的Communicator軟件進行色彩校正的內容（其他各品牌數字放映設備的色彩校正過程大體類似）。首先關閉放映廳光源（此時最好將放映機房光源一并關閉）。然后，打開Communicator軟件，以“工程師”身份登錄，進入“安裝”——“色彩校正”菜單（如圖1所示）。選擇“Measure Native Colors”菜單，在放映廳的銀幕上依次放映紅、綠、藍、白四種顏色的測試光，用符合SMPTE標準的色度計（如圖2所示）在放映廳觀眾區的中部選擇最佳位置測出各種測試光的色度坐標，并把實際測得的坐標數值（x，y）輸入相對應顏色的方框中（如圖3所示），存儲并命名生成一個色度文件為“Measured Colors”，執行“應用并退出”按鈕，放映設備會將測量值寫入色度文件中，并處于激活狀態。接下來打開“Select target Colors”菜單，通常選取“Color Verification”作為目標色彩文件（TCGD）執行色度值自動計算校準。最后，打開“Verify Corrected Colors”菜單驗證色彩校正是否合格。激活并放映白光測試圖，用色度計在放映廳觀眾區內同一測量點再次測量色度坐標是否落在x=0.3140，y=0.3510，如果誤差在±0.006范圍之內，則表示校準合格。如果誤差范圍超出±0.006，則需要再次進行以上所述步驟，直至校準達到合格。如果影城使用一臺數字放映設備放映3D影片，還應視不同類型的3D設備及3D眼鏡對色彩的影響，對數字放映設備進行再次的色彩校正。以目前普遍使用的偏振3D系統設備為例，在放映設備鏡頭前配備偏振鏡，并在色度計前配備3D眼鏡，模擬觀影者的實際觀影狀態，按照上述步驟進行色彩校正，存儲并生成另一個色度文件“Measured Colors 3D”，以確保放映3D影片時有與放映2D影片同樣準確的色彩還原。

以下左右兩組數據為某影城數字放映設備2D色彩校正前后的實際記錄。

通過實際測量，數據輸入，軟件校正等相關步驟后，可以得出結論：數字放映設備是通過其軟件功能生成的色度文件，實現對數字放映設備進行色彩校正的。

通過對膠片放映設備及數字放映設備色彩規范中色溫、色度的分析，我們不難看出：膠片放映設備的色溫更多的是由設備本身的生產工藝以及內部的相互匹配所決定。數字放映設備的色度則更多地通過品牌各自開發的色彩校正軟件對數字放映設備在實際影院環境中的校準，來實現對色彩的正確還原。只有色彩得到精確地校準，才能使影片在銀幕上得以真實，美麗地呈現。