《调色师手册:电影和视频调色专业技法(第2版)》——挑选监视器

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《调色师手册:电影和视频调色专业技法(第2版)》——挑选监视器

异步社区 2017-05-02 16:59:00 浏览5237
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本节书摘来自异步社区《调色师手册:电影和视频调色专业技法(第2版)》一书中的第2章,挑选监视器,作者 【美】Alexis Van Hurkman(阿列克谢·凡·赫克曼),译者 高铭,陈华,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

挑选监视器

我最不喜欢回答的问题之一就是该选择哪种监视器,因为这个问题没有最佳答案。现在各种各样的显示技术被用于精密色彩监视器中,每一款设备都有其优势与劣势。鉴于广播级的专业色彩监视器是调色师评估图像的首要工具,它可能是你所拥有的最重要也是最昂贵的工具。

最后,调色师需要做一些研究、查找相关资料来帮助自己选择监视器,也可以对监视器进行实际测试,根据设备的真实表现以帮助你做出最佳决定。你所选用的监视器的级别很大程度上取决于项目的规模和预算的多少。但是,调色师所进行工作的种类对于监视器的选择更加重要。

监视器的类型(面板类型)

在本书写作期间,市场上有五种专业显示技术可供选择(包括几种液晶面板和两种投影仪)。

LCD

液晶显示(LCDs)的优势是色彩准确而稳定,这使它成为了众多项目毋庸置疑的选择。最近,你可以找到各种型号的精密色彩级液晶屏,从适合现场使用的17英寸显示屏到适用于多用户端的50英寸显示屏一应俱全。近些年,广播级液晶监视器的黑位及对比度逐渐改进,而且,因为它可以显示出精确并让客户满意的图像而与等离子显示屏比肩。如今,液晶显示屏在全世界广泛用于精密色彩级监看。

此外,10比特液晶显示面板如今较以往更加常见,这也使高位深度(high-bit-depth)监看可以轻易实现。在价格方面,液晶面板可能会比同规格的等离子监视器更贵,但是在本书写作时它比OLED便宜。

适合广播级工作的LCD监视器配有调节色彩标准的菜单设置,有的还配有可以使用外置探头的内置校准软件,很多监视器还可以装载诸如LightSpace CMS这些色彩管理软件所生成的3D LUT,作为监视器的外部校准。

在一些机型中,布满整个面板的中性衰减片(ND滤镜)增强了黑色显示,通过减少外界不必要的反射及眩光增强了对比度。这很有效,因为ND滤镜对监视器发射的光线只衰减一次,但它对工作间中的反射光线有两次衰减作用。然而,对于液晶面板黑电平和对比度的改良意味着新型液晶监视器并不一定要与ND滤镜搭配使用。

注意

基于ND滤镜的工作原理,如果监视器被置于一间无自然光的暗室中,因为没有反射光或眩光,ND滤镜将收效甚微。

对于不带ND滤镜的监视器来说,镜面屏消除了因防眩光表层而产生的细微杂光,所以在对比度方面有了显著的提升。但是,根据所处的周边环境,你仍然要面临防眩光屏与镜面屏的抉择。如果调色师是在有光线调节的房间里工作(调色环境本应如此),镜面屏不会带来什么麻烦,因为反射光微乎其微;若调色师不得不在自然光线充足的环境中工作,那么防眩光屏的确有其价值。但是,如果这个面板因素对输出图像的整体效果影响甚微,那么选择哪种面板技术就变成个人喜好问题了。

液晶显示屏也可以按其使用的背光种类进行区分。现在使用的主要有三种类型:CCFL荧光背光源,白色LED光源和三基色LED光源。

  • 宽色域的CCFL荧光背光面板是一度应用最广的面板型号,现在也广泛普及。因为其所使用的CCFL荧光灯的特性,高品质的CCFL背光面板的色域比白光LED背光面板要广,可以达到标准DCI P3色域的97%(余下的3%是完全饱和的绿色)。对于使用多个显示设备的工作间来说,CCFL背光的光谱输出有助于LCD和等离子监视器,或者LCD和使用氙气灯的影院投影机能实现更好的匹配。另一方面,CCFL背光灯打开30分钟后才能稳定下来使用。在校准稳定性方面,如果不间断使用的话,有必要每半年重新校准一次,但是间歇性的使用则可以延长重新校准的间隔时间,最长可以一年校准一次。
  • 白光LED背光屏最近才常见于精密色彩级的监看应用之中,这也要归功于白光LED制造业在质量和一致性上的进步。与CCFL背光不同,白光LED不需要预热时间,几乎一启动就可以投入使用。但是,白光LED背光面板的色域比CCFL背光面板窄(一般是标准DCI P3的74%)。但是,对于使用BT.709色彩标准的视频来说,这不是问题,因为这个色域对于电视播出的视频来说已经绰绰有余了。对于配有多个显示设备的工作间来说,白光LED的光谱输出与使用汞蒸气灯的数字放映机,以及大部分新型液晶监视器更为匹配,它们中间大部分使用的也确实是白光LED。从校对稳定性来讲,LED背光两次校准的时间间隔可以相当长,有人告诉我,高品质的边缘照明式面板可以两年不进行色彩校准,而其色彩精确度仍不会有很大偏差。5
  • 三基色RGB LED背光是一套较为复杂的系统,用于少数高端液晶广播级监视器,最有名的要数杜比PRM-4220。这种技术是指由第二面板上的、三个一组可控变化的红绿蓝LED来照亮主面板上的小规模像素点,杜比将其称为“双重调制”。它扩展了监视器的色域,增加了比特位深;同时也通过控制图像固定区域的背光输出,制造了更深的黑位以及精确的暗部细节。因此,杜比监视器的色域宽度覆盖了BT.709和百分之百的DCI P3,还可以很便捷地调节色温和参考亮度。RGB LED背光启动后需要预热时间,并且,与不间断(24小时×7天)使用的CCFL背投一样,需要每半年校准一次。在上述三种显示科技中,RGB LED背光系统是最为昂贵的。

顶级的等离子监视器在调色环节上已经使用了很多年,它既可以作为主控级监视器,也可作为普通客户端的监视器。等离子监视器的优势是:很深的黑位、优越的对比度表现,还有对于客户喜爱的大机身而言等离子监视器相对低廉的价格。很多人使用等离子监视器做播出端或播放广告,这是因为它在有光线的环境中效果很好。

一般来说,高端机型允许通过机内的菜单设置进行精确校准,但等离子机型通常会使用外置校准硬件进行校准,此内容在本章的“校准”一节中会具体介绍。因为其技术特性,等离子监视器相比起大部分液晶监视器来说需要更频繁的定期校准,在稳定下来进行精密色彩级应用之前需要三十分钟预热。

但是,等离子监视器在价格和尺寸方面的优势与其两个不足之处相互抵销了。首先,是等离子屏在极暗区域的图像细节显示不如液晶屏或OLED屏,这是因为等离子技术中细节噪点模式的固有缺陷。这并不是特别严重的问题,但是要注意。

另外,等离子监视器都有自动亮度限制器电路(auto brightness limiter(ABL)),在图像亮度超出特定阈值后,会自动降低屏幕亮度以降低能耗。这可以通过测试图像看出来,或者在使用大型电脑绘图软件时,也会造成一些问题。但是,大部分传统的实景拍摄视频并不会触发电路,而且在各种情况下限制电路都不会影响等离子作为专业监看的应用。

OLED

有机发光二极管(OLED)监视器一度是小规模实验性质的,如今,它逐渐在众多高端监视器经销商那投入大规模销售。自发光的OLED显示屏不需要背光源照明,可以显示超低黑位以及无与伦比的对比度,这归功于它没有漏光的现象,能够彻底“关闭”一些像素点以显示绝对的黑。色彩和对比度都很棒,使用OLED显示屏工作就好比透过巴黎圣母院的彩绘窗向外张望—画面很漂亮,同时还可以看到视频信号的最佳画质。

如上文所示,OLED显示屏很昂贵,并且,在实际应用中只能应用到24英寸及以下尺寸的监视器。这两个因素要归于OLED大规模生产很困难。工厂生产的OLED面板很少,因此只能限量供应。尺寸小且价格昂贵这两个因素综合起来限制了OLED监视器对于消费级用户的吸引力,这也意味着你在工作时始终可以看到完美图像,而电视观众们却可能无福消受。关于对与观众看到画质不同的图像进行调色这一做法是否正确的争辩,事实上并无正确答案。

早期的OLED显示屏离轴观看效果较差,其之后的型号在这方面有了显著的改进。在本书写作时期,OLED显示屏的另一个问题是在多监视器工作环境中,它很难与其他类型的监视器匹配使用。而且,每个人对OLED屏显示的色彩与其他监视器显示的色彩在感知上不匹配,在色彩感知上是有个体差异的。有趣闻报道说:在OLED和其他类型的监视器边靠边(side-by-side)的对比中,不同年龄的人对OLED显示屏的观感可能会出现将淡绿色看成淡品红色色偏这种情况。当工作室中只有OLED一种监视器时,这种色彩偏差大部分会消失,但它是你设计工作环境时要注意的问题。

尽管如此,OLED仍然是一种重要的新兴技术。与等离子及CCFL背光的LCD监视器一样,OLED显示屏在稳定下来用于精密色彩级显示应用之前需要三十分钟预热。

为什么我的监视器不匹配?关于同色异谱失败的简单解释
 

这是一个难以一言以蔽之且非常复杂的课题,我尝试快速地总结,让你不再纠结于为什么两台经过校对的监视器仍然在视觉感知上不尽相同的问题,以及鼓励你在精密色彩级环境中不要使用多台主控监视器来进行色彩评估。以下四点要牢记:

    不同监视器采用了不同的发光技术,因此每种监视器输出的光谱分布都会略有差别。

    根据CIE 1931标准中针对色彩度量的标准观察者模式,允许使用红绿蓝三基色光谱的不同分布来产生相同的测量颜色。只要每种光谱在视锥体细胞上可以产生相同的吸光率即可(我们知道人眼的视锥体细胞对长波(红色)、中波(绿色)、短波(蓝色)光线敏感)。这种经过测量的匹配被称为条件等色。

    当你把不同光谱分布输出光线的、不同型号的监视器并排比较时,即使测量仪器显示色度已经一致,但我们的肉眼还是可以感知光谱之间的差异。同色异谱失败指的是:即使应用了经过测量的条件等色,我们仍然可以看出不同光谱之间的差别。

    在对比监视器时,监视器的照明方式(即背光方式)所使用的光源带宽越窄,不同的生物个体差异就越容易使其看出细微的色彩差异。这也是不同人在看同一个OLED显示屏时产生不同观感的原因,因为OLED面板使用更纯的光源进行面板照明,这对于试验阶段的激光放映机也是一个挑战。

总之,监视器的背光方式会影响你对图像的感知,尤其是将两台使用不同背光方式的监视器放在一起时,你的眼睛可以通过同时对比两种光源的辐射度差异进行比较。当你在合适的环境中单独观察一台监视器时,这种感知差异几乎就消失了。

如果想对这个主题深入了解,可以在弗兰德斯科技(FSI/尊正数字视频)Flanders Scientific technical的资源网页上找到相关视频(www.flandersscientific.com/index/tech_resources.php)。

视频投影机

对于要在影院放映的影片,调色时使用数字投影仪观看更适合。所有的数字投影仪都是通过某种装置来聚焦光束,在前置投影银幕上产生影像。数字放映机可采用多种技术,但其中最适用于精密色彩级调色的技术是硅基液晶(LCOS,Liquid Crystal On Silicon)和数字光处理(DLP,Digital Light Processing)。我们可以做出如下概括。

  • 专业级别的DLP投影仪是进行高端数字影院调色的理想选择;但需要注意的是,能够显示DCI P3色域的投影仪较为昂贵,并且专业级别的DLP投影仪对调色影厅的大小、隔离噪声和散热方面的基础设施有更高要求。
  • DLP和LCOS投影仪是专为高端家庭影院市场设计的,对于使用BT.709色域标准来制作的低成本项目(例如专为电影节放映的或家庭观影制作的独立电影)也很有用。

除了使用不同的投影技术,投影仪会采用以下四种光源中的一种:氙灯、汞灯、LED和激光(在本书创作时期还处于试验阶段)。因为任何专业投影仪都可以进行校正,所以某些照明技术在特定市场中会更适合影院展示,因此你也需要考虑此问题。我将会在本章后续详细介绍投影工作环境的相关内容。

关于监视器的重要事项

显示技术正突飞猛进,就像电脑一样,每年各个公司的监视器的型号都会升级换代,所以推荐一款半年后还未淘汰的设备型号相当困难。

但是,无论你对哪种技术感兴趣,当你评估各种各样的监看解决方案时,都要在脑海里牢记以下标准。
要符合播出及发行标准

你选择的监视器,应当可以支持你制作的视频所需的色域(色彩范围)及伽马(亮度重现)。

目前,电视广播和电影产业中的电子显示装置,其色彩和亮度重现特性是由三个标准以及一个新兴的消费级标准控制的(图2.3)。

screenshot

  • BT. 601 RP 145标准(ITU-R建议标准BT.601)在标清视频领域占统治地位,它设定了由SMPTE RP 145三基色定义的色域(前几代专业CRT显示屏使用了SMPTE-C荧光粉)。
  • BT. 601 EBU规定了一组不同定义的PAL及SECAM色度指标,其色域与上述稍有差别(与其他CRT专业监视器的EBU荧光粉相匹配)。
  • BT.709(ITU建议标准BT.709)是高清视频领域的标准,指定了高清设备的色域和伽马值。
  • DCI P3是数字发行及放映的标准,是由数字电影发行母版(DCDM)所规范的色域。

不同的显示技术可以用不同方法应对处理色域及伽马响应,因此,从生产厂商那边确保监视器是否符合使用的标准,这是非常重要的。专业的监视器通常可以用菜单进行预校准。

但是,高端消费级的设备可能没有这种保障。某些高端电视机的“电影”模式可以大概接近播出标准,但其色域过宽,且伽马不准确。尽管制造商正逐渐开始进行接近BT.709工业标准的预设校准(适用于带有THX视频评级的电视),但最好还是购买可以机内校准、有色域及伽马调整选项的专业监视器,或使用可以做3D LUT处理的外部校准设备(硬件),来调节监视器以符合标准。

关于推荐的标准:ITU-R BT.2020

为了能够让电视机比现今显示出更多种颜色,ITU(国际电信联盟)提出了如何规范高分辨率(上至7,680×4,320)、高帧率(上至120fps)和宽色域视频信号。但是事实上,现在使用的监视器没有一款可以包含整个ITU-R BT. 2020色域,据我所知,只有激光可以达到相应的色度值,而激光显示技术在本书写作时仍然处于试验阶段。

我不止一次听到调色师们讽刺REC.2020标准直到2020年才会生效,但也许在未来,你打开任何一台监视器时,会对这种无可救药的乐观主义或悲观情绪报以一笑。

显示技术的位深(BIT DEPTH)

一般来说,视频信号是每通道8、10或12比特(DCP工作流程中,影院投影仪的信号通常是12比特)。高于12比特位深则不能用于视频监视器。消费级显示设备一般是每通道8比特,但每通道10比特的数字监视器在专业领域的使用正日趋广泛。根据调色师的工作类型,在购买监视器时,要考虑该监视器是否支持每通道10比特,这是非常重要的。不要想当然地认为任何一台监视器都支持10比特。

作为一台能进行精确色彩评估的监视器来说,支持每通道10比特不是必要条件,当然,能支持是更好的。无论是8比特还是10比特都不会影响色彩显示。但是,每通道10比特允许你精确观察并评估10比特信号范围内的渐变平滑度。而8比特的话,可能在显示浅蓝色天空和阴影的渐变时会出现条带现象(banding),影响你做出不必要的修改。

另外,一些厂商谈到可以进行“32比特处理”的显示。这其实并不是对显示面板的性能描述,而是指通过LUT支持进行色彩校正,以及进行缩放(resizing)或去交错(deinterlacing)之类的内部图象处理。

广播标准色温

简单来说,色温指的是监看设备上的“白色是什么”。在低色温设置的监视器上,图像会显得“暖”或者更橘色,同一个图像在色温设置更高的监视器上会看起来更“冷”或者更蓝。当你观看纯白时,切换两种不同的色温设置,这个现象更明显。

以下是专业领域中监视器和投影仪的色温标准(在色温测量中的工业级标准单位是开尔文,或称K):

-   5400K(D54):SMPTE标准196M指定5400k为胶片投影的色温标准。尽管此标准和数字监视器还有数字投影无关,但是作为有着悠久历史的胶片投放标准,还是需要了解的。
  • 6300K:根据DCI标准指定,6300K是数字电影投影机的色温标准。
  • 6500K(D65):北美和欧洲的高清和标清广播视频的色温标准。
  • 9300K(D93):根据索尼提供的资料,9300K是日本、韩国、中国和其他一些亚洲国家的广播标准色温。消费级显示设备与专业监视器的另一个关键区别在于色温的可调节性。尽管这些标准是色彩校正过程中“参考预览”的最佳方式,但一般来说,观众看到的实际图像却是相当不同的。

矛盾的是,尽管高档的消费级显示设备正逐渐配备与播出标准近似的色温调节设置,但它们的平均色温却通常会比播出标准更冷一些,范围一般是7200K到9300K。对专业人士来说不幸的是,由于色温高的白色显得更明亮,普通观众在电器商店对比选购时更倾向于色温较高的显示设备,而不是它边上使用D65标准的显示设备。

电影院也有自身的差异,色温会基于影院里氙灯的使用时长而变化。氙灯使用的时间越长,其色温就越低,投影出来的图像色彩就越暖。

在调色过程中记住上述内容很有用。为了保持后期制作与播出的一致性,调色师还是要确认你所用的监视器适用于目前地区的色温标准。
高对比度,合理黑电平

对于许多人来说,对比度是色彩校正用于显示技术中最直观和最重要的特征之一。如果你的监视器无法显示较宽的对比度,包括深黑和纯白,你将无法对你所校正的图像做出正确的评估。特别是当你使用黑位浑浊(即黑色呈深灰色)的监视器时,你(或你的客户)为了弥补图像显示上的色彩缺陷,可能会有暗部超标的风险。

之前CRT监视器在调色工作中占主导地位的部分原因是:在合适的观看环境中,它们的高对比度可以显示深邃、饱满的黑以及纯正的亮白。

尽管现在有诸多显示技术想要在调色间内占一席之地,你还是要选择一台能给你和CRT类似的对比度体验的监视器。如果你在准备购买一台经过精确校准的监视器,但它的黑色显示偏灰,那你可能要考虑别的型号。

在本书的创作时期,函括黑电平标准并在市面发行的资料,只有EBU(可上网搜索EBU消费者平板显示器购买指南(EBU Guidelines for Consumer Flat Panel Displays)),它建议黑电平的测量值低于1 cd/m2。根据与我交流过的厂商的说法,目前几乎所有监视器都可以做到这一点。

这也就是说,不同的显示技术采用不同的黑电平,以及相应的不同对比度。当涉及测量对比度时,并发对比度(concurrent contrast,有时也称为simultaneous contrast,同时对比)可能是类比不同监视器时最有用的基准,它通过显示棋盘格测试图的黑白对比来同时体现白色的峰值与黑色的最小值,以反映调色师们最为关心的问题:最亮与最暗区域的真实差异。

在本书写作时期,以下显示屏的并发对比度被认为是同类中较为出众的。当然,这些数据将会随着新一代设备的出现而进步。

- 液晶显示屏的对比度每年一直在大幅提升,使用白色LED或CCFL背光的高品质镜面屏机型的并发对比度达到1400︰1或更高。带有防眩光涂层的雾面屏监视器对比度稍低,在1100︰1左右或更高。
  • 等离子显示屏在深黑电平方面与液晶显示屏相比仍旧有略微优势,它的对比度稍高(但在深黑处有噪点),达到1800︰1。
  • OLED显示屏可以显示令人惊叹的深黑电平,且对比度惊人。索尼公司的惯用数据是1,000,000︰1,但更贴合实际的对比度是5000︰1或更高。尽管这个数字比其他现有种类的监视器的数字高得多,但很明显的是,在OLED显示屏上显示的图像与在LCD或等离子显示屏上展现的图像不尽相同。这到底是有益于高清信号的主控级显示,还是仅仅要与众不同而已?大家仍然在争论之中。

广播标准伽马

伽马(gamma)指的是电视或电脑显示器亮度的非线性表达,技术上称为电光学传递函数(EOTF,electro-optical transfer function)。但不同的监视器会有不同的伽马值,它会显著影响视频的呈现效果。调色师务必确认你所用的监视器设置了合理的伽马值。

注意

尽管不同制造商出厂的消费级电子设备所设定的伽马值一般为2.2,但仍要注意不同品牌的电视机和投影仪设置可能采用了不同的伽马调整,这可能会导致显示伽马失调,这也让调色师及导演们头疼不已。

在查理斯·波伊顿(Charles Poynton)的《数字视频和高清电视:算法和接口(摩根考夫曼出版社,2012)》(Digital Video and HDTV:Algorithms and Interfaces,Morgan Kaufmann 2012)的图像渲染一节中—这也是我在本章要阐释的—波伊顿解释道,视频监视器所重现的图像的亮度比拍摄时原始场景的亮度降低很多。亨特效应说明随着亮度的降低,色度会降低。因此,如果我们在监视器上线性重现拍摄原始场景的UC值,其结果是我们会感觉到显示的图像色彩缺失且对比度低,这会让我们感到失望。

事实证明,我们的视觉系统(眼睛及大脑的特定区域)对于光线表现出非线性知觉响应,其中亮度大约是场景相对亮度的0.42幂函数。同时,CRT显示屏输出的亮度是输出电压的非线性函数,调色工作间参考CRT显示屏的伽马响应平均值设定为2.4,这恰好接近人类视觉系统将亮度到明度转换函数的倒数。

注意

因为上述原因,严格遵循拍摄图像亮度的线性显示并不能有效利用现有视频系统的可用带宽或位深。因此,在录制BT.601及709视频的设备内部直接应用反向调整,这样既可以正常显示图像,同时可以保存更多图像细节。紧接着,广播监视器及电脑显示器采用了相应的反转伽马校准,其显示基本接近图像的真实效果。

鉴于我们已经转向使用数字监视器,带着这些问题,视频影像专家们认为再对亮度进行严格的线性表达已不合适,因而将继续使用类似CRT的伽马值以保持拍摄(以及调色后)场景在监视器上的最佳感知表现。

上述连同巴特尔松-布雷内曼效应(Bartleson-Breneman effect),这个效应表明随着环境光(稍后讨论)的增加,图像的感知对比度也会增加—这意味着将监视器的参考亮度和伽马值与环境光的亮度相匹配是很重要的。这就是有不同的伽马设置可供选择的原因。

尽管关于广播监视器的标准已经有明确的定义,但是当我们要评估可同时用于网络播放及广播电视播出的监视器时,我们还是会很容易感到迷惑。以下是目前使用的标准。

  • 2.6是在没有环境光的、黑暗的影院环境中的数字影院投影的伽马标准。
  • 2.4是BT.1886所述的、用于高清视频显示的推荐伽马设置。2.4伽马值与CRT监视器的平均测量伽马值相同,这也一度是精密色彩监控的标准,被拟用于有1%~10%环境照明的观看环境中,而1%的环境照明基本上是现今高端主控级工作环境中的使用标准。
  • 2.35伽马已被EBU采用,用于“昏暗”环境下的监视器。
  • 2.2是民用电视机的常规伽马设置值,用于有5%(昏暗的客厅中)至20%(办公环境)环境照明的观看环境中。
  • sRGB 2.2:与民用电视的2.2伽马标准值不同,sRGB显示设备使用由IEC 61966-2-1:1999规定的伽马设置值。这是所有连接到运行Windows或Mac OS X系统的电脑显示器使用的系统默认值。sRGB 2.2同时也拟使用于环境照明有5%(昏暗的客厅)至20%(办公环境)的观看环境中。

向专家了解更多关于伽马的知识

在此,我已对涉及后期工作的伽马进行了扼要总结。想要了解更详细的技术细节以及伽马在广播、电脑和电影中广泛应用的说明,请见www.poynton.c om上关于伽马的常见问题解答。相关技术也可参考查理斯·波伊顿(Charles Poynton)的著作《数字视频和高清电视:算法和接口(摩根考夫曼出版社,2012)(Digital Video and HDTV:Algorithms and Interfaces(Morgan Kaufmann,2012))》。

IRE设置

近些年因为主要使用数字信号,IRE设置(有时也称为Pedestal(基架))或监视器应使用的黑电平一直是大家的困惑之源。如果你只阅读了本段,那么请记住,所有数字视频信号的黑电平值都是0%(IRE或毫伏)。如果图像中存在绝对的黑像素点,它们应当处于你的视频信号(波形监视器、RGB分量示波器、直方图)上0的位置。就是这么简单。

下列内容与和模拟磁带及录像机(例如Beta SP)存档打交道的人有关。大部分的专业监视器可以选择7.5 IRE或0 IRE标准。以下是判断何时选择7.5 IRE的规则。

  • 7.5 IRE的设置仅用于使用模拟分量Y’PBPR信号,并由模拟Beta SP录放机播放或录制的标清NTSC视频。对于大部分视频接口来说,在驱动软件妥善安装的情况下,这是应由视频输出端口负责的模拟信号问题,通常是用菜单选项或设置面板来设置的。
  • 除上述情况外,均应使用0 IRE,包括日本的标清NTSC视频、各国的PAL制视频、由SDI(串行数字接口)输出的全部标清数字信号,以及通过模拟或数字端口输出的全部高清视频。

需要强调的是,如果你不使用模拟Beta SP录放机进行输入或输出,就绝对不应使用7.5 IRE。所有的数字及高清信号的设置,黑电平值都是0。

亮度输出

为了准确评估图像的质量,监视器输出的峰值或参考亮度可根据制作机构或设备的差异进行调节,这是非常重要的。有一个控制峰值亮度的输出标准非常重要,因为同样的图像在高亮度输出时会看起来饱和度和对比度更高,而在低亮度输出时则会饱和度较低而且对比度较低(Hunt或Stevens效应20)。因此,监视器的亮度输出对调色决定有重大影响。

参考亮度的设定,决定了当监视器被输入一个设置为100%纯白的视频信号(或100IRE(700毫伏),取决于你如何测量信号)时所显示的图像,以及使用探头测量亮度输出时得到的数值。

出人意料的是,现在却没有相关的SMPTE指导标准来专门规定高清监视器的白色亮度参考值。在实际操作中,过去的CRT监视器所使用的白电平参考值被视为非正式的标准。监视器制造商们的推荐值各有不同,但以下是主要的参考值。

  • 80~100 cd/m2:LCD、OLED或等离子在较暗光照并且监视器周边有环境光照射的环境中的亮度值是80~100 cd/m2。一份测量CRT监视器在精密色彩级应用的调查报告显示,这些监视器的实际输出亮度值范围在80和100“尼特”之间。一些和我聊及此话题的专业影像人士认为,这取决于调色间中客户区的环境照明的强度,这是有一定的个人倾向的。查理斯·波伊顿建议亮度为100 cd/m2。
  • 120 cd/m2:LCD、OLED或等离子在正常光照并且监视器周边有环境光照射的环境中的亮度值是120 cd/m2。根据现已停用的SMPTE推荐操作文件RP166-1995(在本文撰写时,该文件仍无替代方案),120 cd/m2其实是数字后期制作监视器的传统推荐。这种亮度输出依然适合灯光环境较明亮的客户环境。

当需要选择监视器的伽马和亮度输出时,考虑该监视器的显示环境非常重要,当然这一切的前提条件是:在一个精心设计过灯光环境的工作间内,而且有一个专业的、经过校准的监视器。

消费级显示器的亮度通常要高得多,可达到150~250 cd/m2甚至更高。事实上,欧洲广播联盟对此的推荐标准为:对角线长度最大为50英寸的消费级显示器,其输出亮度应不低于200 cd/m2。(作为参考,在较暗的影院环境且没有环境照明的数字投影机,DCI推荐的光输出值为48 cd/m2)

但是,也有人支持更亮的白电平参考值。例如,杜比PRM-4220监视器号称拥有高达600 cd/m2的亮度输出,且不需要更改监视器的黑电平。在杜比PRM-4200的白皮书里,杜比声称在涉及拍摄的现场监视条件时,“由于亮度上限的扩大,使得DYN模式即使是在具有挑战性的高亮环境光下,依然可以让影像清晰”。

注意

 

正确校准后,屏幕上SD或HD的彩条,其底部左侧白色方块的输出值应该等于白电平参考值。

{尼特(NITS)VS英尺-郎伯(FOOT-LAMBERTS)!!}

在美国,监视器和投影仪的亮度输出,其传统度量单位是英尺-郎伯(ft-L)。不过业内也逐渐倾向于使用坎德拉/平方米(cd2m2),并且将尼特(nit)作为亮度测量的标准单位。它们之间的转换关系为:1英尺-朗伯(ft-L)=3.4262590996323坎德拉/平方米(cd2m2)。

监视器的可调节性

监视器的可调节性不只是为了精确显示。监视器其实是一个工具,就像你的视频示波器一样,它可以让你仔细检查图像的各方面信息。有时,为了了解信号在不同情况下的效果,你可以从默认校准状态手动调整亮度、色度或对比度。

监视器的可调选项应具备以下基本内容。

  • 欠扫描(Under scan),便于评估安全范围外的显示。
  • 对亮度/色度/相位/对比度(Bright/Chroma/Phase/Contrast)的调节,可以刻意模拟出失调监视器21,以评估你的调色项目在失调监视器上的效果。
  • 黑白单色按钮(Monochrome only),用于评估图像对比度,以及关闭第二台监视器的色彩,这样就不会影响到你或客户。

21未校准的监视器。
监视器的分辨率

对于质量控制来说,用于工作的监视器可以全分辨率显示各种标准的视频,这一点是很重要的22。虽然几乎所有的专业监视器都能根据接收到的显示信号切换分辨率,但是根据屏幕或图像处理芯片的结构,大部分数字监视器还是有着固定的原生分辨率。

22简而言之,即像素点对点。

注意

 

顺便一提,如果你用过多格式CRT监视器,就应该知道由于电子束绘制的图像投射到阴极射线管的表面的方式不同,所以分辨率也不同。最专业的CRT监视器基本使用800~1000线的分辨率。这在色彩校正工作中虽然可以接受,但还是远低于现代数字监视器的原生分辨率。

一台标准清晰度(SD)的监视器,应该能处理NTSC和PAL两种分辨率。另外,虽然标清视频通常是4︰3(1.33)的宽高比,但专业的监视器均有一个变形模式(通常是一个按钮或菜单选项),可以将图像纵向压缩,以便16︰9(1.78)宽高比的宽屏使用。分辨率如下。

  • 720×486 for NTSC。
  • 720×576 for PAL
。

为了适应广泛的高清(HD)格式,高清监视器应能在其原生的16︰9(1.78)宽高比下显示两种标准全光栅高清帧尺寸。


  • 1280×720。
  • 1920×1080

一些新型的监视器也适用DCI规定的数字电影分辨率。从技术上来说,符合这些分辨率的投影机应能显示DCI P3色域。这些分辨率应在1.85(学院)或2.39(电影宽银幕/变形宽荧幕)宽高比下都能显示(图2.4)。

  • 2048×1080是2K分辨率的数字投影标准。
  • 4096×2160是4K分辨率的数字投影标准。

新一代的消费级电视机与以往的产品不同,它们拥有更适用于广播的分辨率,比如超级高清电视(Ultra-high-definition television)、超高清(Ultra HD)或UHDTV。适用于广播指的是,它们采用的分辨率为1920×1080高清标准的倍数,这样对向后兼容来说,下变换就更加容易。值得注意的是,ITU(国际电信联盟)已经将这种分辨率纳入到目前推荐的BT.2020标准中。以下这些分辨率对应的都是原生16︰9(1.78)宽高比。

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  • 3840×2160是4K UHDTV的标准。
  • 7680×4320是8K UHDTV的分辨率,被日本NHK认定为超高清的标准格式。

本文撰写时,只有高端投影机才有4K精密色彩级的显示能力,但这种情况会随时间逐渐改变。

为什么监视器的原生分辨率很重要?

 

应该注意的是对于任何的数字显示屏,最锐利的分辨率还是它的原生分辨率。原生分辨率以外的其他分辨率在显示时为了适应显示区域都需要进行缩放。如果处理不好就可能会导致图像的软化。

但部分监视器有一种1︰1模式来禁用这种缩放。这种模式下我们使用的是原始分辨率,尽管图像显示区域相比屏幕会比较小。

宽高比

拥有高清分辨率的专业监视器的屏幕宽高比为16︰9。如果其他类型的视频要在高清监视器上播放,那么其他格式的视频应按照如下操作在帧内进行匹配。

  • 标清视频在高清监视器上播放时,应当以邮筒模式(Pillarboxed)播放,图像的左边和右边都有垂直的黑条,保留了1.33图像的尺寸和形状。
  • 比DCDM分辨率更宽的长宽比在高清监视器上播放时,应当以信箱模式(letterboxed)呈现,在屏幕上方和下方会有水平方向的黑条来保持1.85或者2.39的图像(图2.5)。

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隔行扫描

另一方面要注意的是,数字监视器是如何处理隔行扫描的。这两场中,一个包含图像奇数编号的水平线,另一个包含图像中偶数编号的水平线,两个场被组合到一起以形成视频的每“帧”。数字监视器本身是逐行显示的,每个画面显示全帧。这对于完成24p项目来说是非常好的。然而,很多用于广播的节目使用标清或高清格式的隔行扫描来拍摄和完成,这是由于广播公司的要求(和带宽的限制)。

专业监视器应该具备以可见方式处理隔行扫描的能力,理想来说,应该具备可评估当前播放的场是否以正确次序播放的模式(意外的场序颠倒是很大的质量控制问题,必须能够及时发现)。有的监视器通过模拟场接场播放的方式来实现,而另一些只是以去交错方式播放视频,并在播放暂停时将两场合并显示。23

23这就是使用电脑显示器而不是技术监视器评估带场视频容易出问题的原因。

注意

 

如果你还在使用CRT监视器这就不成问题,因为CRT监视器是为隔行扫描信号设计的。

图像尺寸

图像尺寸是影响监视器价格的最大因素之一。理想情况下,你会想要一个足够大的监视器,对调色师和客户来说能够坐在舒适的距离观看图像,然而,往往大于24英寸的监视器会十分昂贵。

有两个重要因素需要谨记:调色间的大小以及你合作的客户类型。当监视器可以在一个理想的家庭影院环境中观看时,大一点的监视器会令评估调色效果更容易。而且,在图像在经过大幅调整之后,使用大尺寸监视器也更容易识别出颗粒和噪点,让我们判断这些噪点是否被夸大到无法接受。

然而,相对于你的调色间来说监视器太大这也是完全可能的24。理想情况下,调色师需要对整个图像一目了然。当你匹配两个镜头的颜色时,这也会帮助你较快地做出决定,而且它也会避免调色师的脖子因为来回转动观看图像而引起肌肉痉挛。

24比如你购买了一台50英寸的监视器,放在一个狭小的工作间。

  • 液晶面板的监视器,现在从17英寸和24英寸到32英寸、42英寸、50英寸都可以从经销商处买到。25
  • 等离子面板的监视器可以更大—通常是42英寸到65英寸对角线或更大—而且对于大的配有专用客户区的调色间来说,作为客户监视器是一个很好的选择(要确保监视器是已经做好正确校正的前提下)。
  • 视频投影仪只适用于大型调色间和调色影院,投影图像从80英寸到142英寸,投射环境是大调色间或更大的调色影院。

2517英寸适合于现场使用,24英寸适合小调色间。

关于监视器的布置和视频投影仪安装的更多信息,稍后将在本章中叙述。

悼念CRT

 

高端CRT监视器在过去很长一段时间内是色彩校正环节的唯一选择。然而,欧盟对于电子设备中铅含量标准的规范给CRT制造业带来了灭顶之灾。结果是,大部分制作机构已经淘汰了那些老化的CRT监视器,由于显像管有限的寿命,还有转向使用数字监视器进行精密色彩级监看的趋势,这使CRT成为行业的历史脚注。

谁在制造监视器?

几家公司正在研发色彩极限级应用的高端监视器。在本书写作期间,弗兰德斯科技(FSI/尊正数字视频)(Flanders Scientific)、索尼、杜比、FrontNICHE、惠普、松下、Penta Studiotechnik和TV Logic的产品都值得深入研究。

谈到适用于精密色彩级使用的专业级等离子显示屏,在本书编写期间,松下是专业后期制作工作室的不二选择。26

26本书翻译期间松下等离子产品已停产。
专业监视器的视频接口

调色师肯定希望在进行色彩校正时,确保自己所见的图像是最高质量的图像。同时也要记住,监视器的准确性是整个视频信号链里最薄弱的一环。无论你的工作间使用哪种监视器,都要确保它能够支持(或升级到可支持)你的调色系统或剪辑系统的视频信号接口所输出的最高质量视频信号。

这里有一些建议。

  • 如果你是在一个设备较陈旧的工作室中进行标清节目制作,使用Y’PBPR或者SDI将电脑中的视频输出到监看设备,这是比较好的选择。
  • 如果你在制作高清节目,你应该使用HD-SDI进行监看。
  • 只有视频格式或设备需要更高带宽的4︰4︰4色度采样的信号时,双链路HD-SDI和3G SDI才是必要的。
  • 只有需要在4K监视器或投影仪上监控4K信号时,才会用到四链路HD-SDI和6G SDI。
  • HDMI是高端家庭影院设备的唯一可选的连接方式。尽管这是一个高级标准,你可能仍需要HD-SDI到HDMI格式的转换器才能将其纳入系统之中。下面的章节将会展示每一个用于高品质视频输出的视频接口标准,还有关于哪一种接口更适合你的设备以及每种接口的最佳电缆长度的建议。

Y’PBPR

Y’PBPR(这不是首字母缩略词)是一个三线缆专业模拟分量视频端口。它通过三根独立的视频信号线传输每个视频信号分量(一个亮度,两个色差分量),与Bayonet Neill-Concelman (BNC) 插头相连(BNC插头通过正确连接后可快速锁固)。

Y’PBPR尽管不再广泛用于现代化数字后期制作间,但它仍然适合监看标清和高清信号,而且它是用于专业视频监看的最高级的模拟信号通道。

注意

 

Y’PBPR是一种模拟视频标准,不可与Y’CBCR混淆。Y’CBCR是数字分量视频信号标准,可通过多种数字接口的一种来执行。

Y’PBPR的最大电缆长度一般是100英尺(30米),根据电缆质量的不同有时甚至长达200英尺(60米)。
SDI

串行数字接口(SDI,Serial digital interface)通常用于数字化、无压缩的标清视频的输入输出。SDI是进行标清视频监看时可使用的最高质量的数字信号。所有三个信号分量,亮度(Y')和两个色差通道(CB和CR),被多路复用到一根BNC电缆上。

若使用高质量电缆,SDI的最大电缆长度是大约是300英尺(90米)。SMPTE 259M中有计算SDI电缆传输长度的具体指导。
HD-SDI、双链路SDI、3G SDI和6G SDI

高清晰度数字串行接口(HD-SDI,High-definition serial digital interface)是高清版本的SDI,能够传输4︰2︰2数字视频信号。

双链路SDI(使用两根BNC电缆)和3G-SDI(使用单根BNC电缆的更高带宽信号)被设计为用于输入输出高清无压缩4︰4︰4视频信号(例如索尼HDCAM SR设备拍摄或播放使用的信号)。

四链路SDI用于传输4K信号,需要4根BNC电缆。最新的6G SDI标准允许4K信号使用单线缆进行传输。

HD-SDI的最大电缆长度根据你使用的电缆质量,大约为300英尺(90米)。在SMPTE 292M中提供了计算HD-SDI电缆传输长度的具体指导。
HDMI

高清晰度多媒体接口(HDMI,High-definition multimedia interface)是一种支持多种格式、经由多触点电缆传输音频和视频的“全合一”标准。虽然HDMI被设计为用于易操作的消费类电子设备,它仍可以根据你的设备搭配用于小型的视频后期工作室中。

HDMI是一个不断发展的标准,后续版本持续增强功能。为确保信号通道的准确,输出设备和监视器必须采用同一版本的HDMI标准。当前可用的HDMI版本如下。

  • HDMI 1.2支持每信道8比特传输的标清和高清Y’CBCR。
  • HDMI 1.3增加了对上至2560×1600的2K分辨率的支持,同时增加了对10、12和16比特每信道的“高倍色彩还原”的支持,以及采用4︰2︰2或4︰4︰4的Y’CBCR和使用4︰4︰4 RGB格式的支持。
  • HDMI 1.4增加了对3840×2160分辨率的超高清4K(每秒24,25,30帧)的支持,以及对4096×2160分辨率(每秒24帧)的DCI 4K的支持。它还支持各种3D立体格式,包括可选图场(隔行扫描)和帧封装(包括顶部及底部的全分辨率帧),以及HDMI 1.4a和1.4b(可支持立体1080p 60帧)中使用的其他立体格式。
  • HDMI 2.0增加了4K分辨率下的60帧回放和Y’CBCR 4︰2︰0色度二次采样,以支持更高分辨率下的更高压缩率、25帧的立体3D格式、多种视频和音频流支持,21︰9屏幕宽高比支持,以及上至32通道的音频(包括1536 kHz的音频)支持。

注意

 

需要了解更多关于HDMI的详细信息,可登陆www.HDMI.org查阅相关说明。

要注意,虽然特定版本的HDMI支持特定的位深、分辨率或色域,但并不意味着你输出或连接到的设备会支持这些。举例来说,尽管大部分较新版本的HDMI支持10比特彩色,但许多设备的HDMI接口仍然只输出8比特彩色。如果你打算使用HDMI进行信号路由,要先检查设备,确定它可以输出并显示你希望使用的信号。

使用高质量屏蔽电缆传输HDMI的最大电缆长度为50英尺(15米)。如果你使用极限线缆长度播放1080p的视频,建议使用二类认证的HDMI(Category 2-certified HDMI,有时也称为高速HDMI)连接线以保证质量。

DISPLAYPORT 27

27简称DP接口。

DisplayPort是下一代接口,用于电脑显示而不一定用于播出显示。DisplayPort可传输6、8、10、12和16比特每道的RGB和Y'CBCR信号(适用于BT.601和709视频标准),使用4︰2︰2色度二次采样,并且支持多种分辨率,包括1920×1080及更高。

有趣的是,DisplayPort可以向后兼容HDMI信号(但DisplayPort设备的制造日期将决定与HDMI的哪个版本兼容)。

这意味着专门设计的转换器电缆可以轻易地在其支持的设备上将一种格式转换成另一种格式。此外,因为DisplayPort是一个多功能接口,制造商正在研发可以将HD-SDI信号转换成DisplayPort信号的视频信号转换器。请参阅下一节关于信号转换的详细内容。

DisplayPort在全分辨率(2560×1600,70 Hz)下的最大电缆长度为9英尺(3米),在1920×1080(1080p 60帧)分辨率下是49英尺(15米)。
将一种视频信号转换为另一种

较新型号的监视器有时需要使用信号转换硬件来将色彩校正系统中的HD-SDI输出变成HDMI或DisplayPort信号。有以下可用选项(按字母顺序排列)。

  • AJA的HI5和HI5 3G。
  • Ensemble Designs的BrightEye 72和72-F 3G/HD/SD转换器。
  • Gefen的HD-SDI和3G-SDI至HDMI定标器盒(HDMI Scaler Boxes)。
  • Miranda的Kaleido-Solo 3Gbps/HD/SD-to-HDMI转换器。
  • FujiFilm的IS-Mini。
  • Pandora的Pluto。
  • SpectraCal的DVC-3GRX。
  • Blackmagic Design的HDLink Pro。

那DVI接口呢?

 

尽管许多早期高清设备支持数字视频接口(DVI),单链路DVI只支持8比特每信道输出。双链路DVI支持12比特每信道输出,但它在视频设备中并不常见,且从未用于专业视频软件。

对于视频设备来说,DVI已被HDMI取代。对于计算机应用程序,DisplayPort是新兴标准,并且在不断完善。

我的调色工作间是否应该配备两台监看设备?

我的建议是每个工作间中只配备一台可供所有人参考的主监视器,但许多工作室仍然采用双监看。其中一台较小,更严格符合标准的监视器供调色师进行调色工作;而另一台较大的(经常是等离子监视器)用于客户观看,更有视觉冲击且看起来更舒服。

使双监视器正常工作的关键:首先,要确定两台监视器使用的背光技术的光谱输出是相对兼容的;其次,它们应尽可能得精确校准,且能够保持这种状态。但是,如果你使用的两台监看设备采用不同的显示技术,那么无论你多么精心地校准,仍然会有视觉色差的存在。

注意

 

投影仪与LCD或OLED组合是最具挑战性的双监看组合。投影仪需要在黑暗的影院环境中才能展现最佳效果,而自发光监视器则需要用背光来“淡化”人眼对其丰富的光输出和“淡化”自发光监视器导致的图像高饱和的感觉。在黑暗的房间中,摆放在投影仪旁边的自发光监视器显示的图像总是看起来比投影的图像更亮,更饱和;如果你不能很好地对这个差别进行解释,客户会非常困惑。

最危险的情形就是客户跟你提出“能否使那个监视器上的图像与这个监视器上的看上去一样?”在这种情况下,你最好鼓励你的客户只针对其中一台设备的图像做出反馈。
监视器的完备性检查

另一个建议是手边有一台普通电视机(通常在专门做评估的阶段使用),这样你就可以检查你的视频文件在普通电视上看起来如何了。另一种方法是有一台可以存储多个LUT的监视器。只要你在其中储存一到两个用较差的监视器采样生成的LUT,就可以将精密色彩级监视器转换为“垃圾模式”,这样你就可以看出你的图像在低端的电视机上将会变差成什么样了。

一些调色师还喜欢有一台小型的、专用的单色监视器:可以是桌面级的小型监视器,或者是一台可进行单色视频预览的示波器;还可以是把另外一台监视器的色度设定为0。这对仅用于评估图像的对比度是很有用的,因为没有色彩的单色显示,客户们一般也不会太多关注到它。

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