色彩空间对影视后期制作的影响实验分析

曾祥民，王 健，孙若男

（辽宁师范大学 计算机与信息技术学院，辽宁 大连 116081）

色彩空间对影视后期制作的影响实验分析

曾祥民，王 健，孙若男

（辽宁师范大学 计算机与信息技术学院，辽宁 大连 116081）

色彩空间设置对画面质量会产生影响。文章主要针对项目设置、素材导入和成品输出环节色彩空间设置对画面的影响做实验测试，得出测试图表，汇总出测试结果，分析出色彩空间对影视后期制作环节的影响，指出项目设置、素材导入和成品输出环节色彩空间设置的错误搭配方案，总结出可优化制作流程、提高制作质量的科学合理的色彩空间设置方案。

色彩空间；影视；后期制作

一、引言

色彩空间又称为色彩工作空间或工作空间，指在不同的色彩模式或色彩模型下，处理色彩数据及关系的一种软件算法或者管理模式［1］。色彩学中，人们建立了多种色彩模型，用坐标来定义色彩范围，即色彩空间［2］。

影视后期制作过程中，项目设置、素材导入和成品输出环节都涉及到色彩空间的设置。这些设置的不同组合对影视后期制作会产生哪些影响？某些组合会不会影响影视后期制作的质量？如何组合才能优化制作流程？带着这些疑问，本文采用Avid Media Composer软件，用实验的方法，对色彩空间设置做了测试，并对测试结果作了综合分析，目的是明确色彩空间设置对影视后期制作的影响，优化制作流程，提高影视制作质量。

二、导入、输出设置测试

在导入素材时，色彩空间有两种映射方式：“计算机级别的RGB（0-255）”和“601SD或709HD（16-235）”，这两种色彩空间的亮度范围有明显的区别。在输出成品时，有两种色彩空间可供选择：“RGB”和“601/709”。在导入和输出时，素材的编码方式和数据率会对画面的色彩造成很大的影响，因此在测试时，只测试色彩空间对亮度的影响。

为了直观地展示导入时色彩空间设置对素材亮度的影响，本人用Photoshop制作了一个亮度测试图，如图1所示。该测试图中由左至右亮度值逐渐升高（0-255）。

图1 亮度测试图

（一）色彩空间为YCbCr的纯高清项目

1.以“601SD或709HD（16-235）”模式导入

将亮度测试图以“601SD或709HD（16-235）”模式导入，并将其添加到序列中，此时的素材亮度范围是0-255，如图2所示。将该素材以“RGB”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图3所示。将该素材以“601/709”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图4所示。

图2 导入后的亮度分布

图3　以“RGB”选项输出

图4　以“601/709”选项输出

2.以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入

将亮度测试图以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入，并将其添加到序列中，此时的素材亮度范围是16-235，如图5所示。将该素材以“RGB”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图6所示。将该素材以“601/709”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图7所示。

图5　输出前的亮度分布

图6　以“RGB”选项输出

图7　以“601/709”选项输出

（二）色彩空间为RGB的纯高清项目

1.以“601SD或709HD（16-235）”模式导入

将亮度测试图以“601SD或709HD（16-235）”模式导入，并将其添加到序列中，此时的素材亮度范围是0-255，如图8所示。将该素材以“RGB”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图9所示。将该素材以“601/709”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图10所示。

图8　输出前的亮度分布

图9　以“RGB”选项输出

图10　以“601/709”选项输出

2.以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入

将亮度测试图以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入，并将其添加到序列中，此时的素材亮度范围是16-235，如图11所示。将该素材以“RGB”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图12所示。将该素材以“601/709”选项输出，测试输出成品的亮度范围，如图13所示。

图11　输出前的亮度分布

图12　以“RGB”选项输出

图13　以“601/709”选项输出

（三）测试结果统计

经过以上测试，结果统计如表1所示：

表1　导入、输出测试结果统计表

三、项目设置测试

用较低的数据量保证高质量的画面制作一直是影视制作技术追求的目标。色彩空间对制作环节的影响主要体现在素材的数据量和画面质量上。在新建项目时，有两种色彩空间模式：RGB和YCbCr。为了弄清楚这两种色彩空间哪一种数据量更小，哪种可以保留更多地画面细节信息，我们用一段抠像素材做测试。

（一）数据量测试

新建一个色彩空间为YCbCr的纯高清项目。将一段抠像素材以“601SD或709HD（16-235）”选项，“1：110b MXF”格式导入（以“计算机级别的RGB”选项导入素材会影响画面亮度，这里不做测试），该文件所占空间是4.06G。

新建一个色彩空间为RGB的纯高清项目。将同一段抠像素材以“601SD或709HD（16-235）”选项，“1：1 10b MXF”格式导入，该文件所占空间是6.5G。

表2　数据量测试结果统计表

从表2可以看出：同样的素材，用同样的格式导入，色彩空间为RGB的项目数据量比色彩空间为YCbCr的项目数据量大得多。

（二）画面色彩信息测试

画面包含的色彩信息越全，抠像的效果越好［3］。我们用抠像效果作为衡量画面色彩信息多少的标准。抠像特技为“Spectra Matte”，抠像参数采用默认参数设置。为了方便比较效果，两种色彩空间的序列取同一帧、同一位置画面，并显示出Alpha通道。

当画面中主体头发处于静止状态时：色彩空间为RGB的纯高清项目，抠像的Alpha通道，经放大后如图14所示；色彩空间为YCbCr的纯高清项目，抠像的Alpha通道，经放大后如图15所示。查看边缘的轮廓，可以发现，采用RGB色彩空间的项目Alpha通道更清晰，具有更多地细节。

图14 RGB色彩空间通道放大

图15 YCbCr色彩空间通道放大

当画面中主体头发处于运动状态时：色彩空间为RGB的纯高清项目，抠像的Alpha通道，经放大后如图16所示；色彩空间为YCbCr的纯高清项目，抠像的Alpha通道，经放大后如图17所示。查看边缘的轮廓，发现采用RGB色彩空间项目的Alpha通道更清晰，具有更多地细节。两者的差别比静态时的更明显。

图16 RGB色彩空间通道放大

图17 YCbCr色彩空间通道放大

四、结果分析

（一）项目的色彩空间设置对导入素材的亮度范围不产生影响

导入时，影响素材亮度范围的是导入设置，当设置成“601SD或709HD（16-235）”选项导入时，素材的亮度范围不变，当设置成“计算机级别的RGB（0-255）”时，素材亮度发生改变。

（二）导入设置不仅影响素材亮度，还会影响素材的对比度

导入时，不管采用何种设置，亮度的变化都是均匀的。当亮度范围由0-255变为16-235时，素材的对比度变小。导入时亮度范围的变化，会影响素材的外观。

（三）不管采用何种方式导入，高亮区和低暗区的细节都被保留

不管采用何种方式导入素材，亮度变化都是均匀的，即使对比度发生变化，高亮区和低暗区的细节也都被保留，为后续制作留有余地。

（四）以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入的素材，应作亮度曲线调整

在剪辑时，以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入的素材，亮度范围发生均匀变化，对比度发生改变，但依然保留高亮区和低暗区的细节，对这种素材做亮度曲线调整可恢复画面的原貌。

（五）制作过程中，监视器的色彩空间应与最终成品色彩空间一致

不管素材以何种模式导入，保持监视器的色彩空间与最终成品色彩空间一致，可实时监视素材的亮度和对比度，确定画面是否符合制作成品的需求。尤其是面对不同色彩空间的素材混编时，保持监视器的色彩空间与最终成品色彩空间一致，可直观地判断出哪些素材的亮度和对比度需要调整。对画面作出调整时，保持监视器的色彩空间与最终成品色彩空间一致，可准确地把握调整幅度，确保最终成品的画面质量。

（六）色彩空间的设置应考虑最终成品的用途及制作的复杂度

1.高标准的视频制作，复杂度高，有较多的特效画面，最终多格式输出，应选择色彩空间为“RGB”的项目，以“601SD或709HD（16-235）”选项导入。这样可以始终保持素材的亮度范围不发生改变，保留最多的色彩信息，应对特效制作和多种格式输出需求。这种设置的劣势是对设备的存储空间和运行速度要求高。该种设置比较适合在高标准设备上的精细制作。

2.制作高清视频节目可选择色彩空间为“YCbCr”的项目。此种设置对设备要求不高，可保证制作效率和较高的画面制作量，输出时应选择“601/709”项设置。

（七）以“601/709”选项输出，会保持项目中素材亮度范围不变

从测试结果统计中可以看出：无论什么类型的项目，只要以“601/709”选项输出，都保持导入后的亮度范围不发生变化。

（八）以“601SD或709HD（16-235）”模式导入，以“RGB”选项输出，是制作的禁忌

无论剪辑、制作得有多完美，以“601SD或709HD （16-235）”模式导入，以“RGB”选项输出，都会使输出的画面高亮区和低暗区的细节丢失，对比度发生变化，画面质量受到很大影响，这种色彩空间的设置方法是制作的禁忌。

（九）以“计算机级别的RGB（0-255）”模式导入，以“RGB”选项输出，是不被推荐的设置

虽然此种设置会保证最终成品素材的亮度和对比度不发生变化，但在整个制作过程中，素材的亮度范围和对比度都改变，不利于监视和特效的制作，所以是不被推荐的设置。

［1］芶雁.色彩空间的应用分析［J］.成都大学学报（社科版），2007，（4）:101-102.

［2］田浩.电影色彩管理白皮书［J］.时代漫游，2013，（5）:08-45.

［3］史蒂夫・赖特.视效合成进阶教程 ［M］.李铭译.北京：世界图书出版公司，2014.

TN948

A

1007-0125（2015）06-0154-03

曾祥民（1981-），男，满族，研究生（硕士），实验师，主要从事影视制作技术方面的研究。