LED摄影棚的色彩保真度

2022-03-09 13:31

 



在上面这些分割画面中,每个模特图片的左侧都是由LED墙照明,右侧则由LED电影灯具照明。电影灯光的色域更广,更能准确呈现肤色。(编者注:由于印刷色彩还原限制,这里的色调对比可能不如屏幕上那样明显。)


在LED摄影棚拍摄使电影人们拥有创造大型交互式照明的能力,而这种照明就来自LED屏本身。这种照明方式是将灯光同时投射到了演员、道具和实物场景设计上,为现实世界的前景与虚拟背景的交互增添了额外的真实感。然而,若只使用LED屏来为摄影棚的某个场景照明,则会存在大量问题。

 

摄影指导克雷格·基夫(CraigKief,ASC)从自己的片场拍摄经验,以及与合作者为此进行的测试出发,总结道:对于电影摄影师在LED摄影棚的拍摄而言,电影灯具仍具有十分重要的地位。

 


色彩范围

匹配前景与背景的色调是在LED摄影棚内拍摄面临的主要挑战之一。电影人对前景元素的照明控制得越到位,就越能匹配好色调——不过,由于物体被感知的色调取决于照射到它的光的波长,因此对色调的控制要受限于光源光谱带宽。

 

对于这个挑战,自称“色彩科学爱好者”的基夫开始在LED摄影棚内拍摄电影《布偶幽灵公馆》时就预料到了。“我把光谱仪一对到我们正在测试的LED墙上,便能看到它发出的窄带颜色。”他说,“光谱中存在峰值和谷值,光谱仪在红、绿和蓝三种颜色中间有明显尖锐的峰值,在青、橙和黄色之间衰减。”

 

“全色彩光谱照明,或接近全色彩,对于呈现合适的皮肤影调至关重要,原理是光线穿过深层组织和血管,然后反射入了摄影机。”基夫继续说道,“如果没有完整的色彩范围,便无法呈现合适的皮肤影调。”

 

全色彩光谱照明,或接近全色彩,对于呈现合适的皮肤影调至关重要。


测试光源

为了进一步分析这个问题,基夫最近与Arri的战略业务发展与技术营销副总裁、ASC协会会员史蒂芬·乌卡斯-布拉德利(StephanUkas-Bradley)在加州伯班克的Arri创意空间开展了一系列关于LED摄影棚的测试。基夫使用的是ArriAlexaLF摄影机搭配SignaturePrime定焦镜头,同时得到了电影摄影指导马克·多林-鲍威尔(MarkDoering-Powell,ASC)和康一芽(TimKang),以及摄影棚操作员安德鲁·乔治(AndrewGeorge)的协助。

 

“Arri创意空间的摄影棚有一面15×25英尺的LED主墙,还有两面15×8英尺的侧墙,都被安装在带滑轮的钢架板上。”基夫说。该团队在主后墙沿LED屏幕顶部设置了一个4×25英尺的白色条形灯,处于摄影机的视野之外,目的是为测试对象提供背光。

 

接着,他们在侧面的LED屏幕上增加了一个4×8英尺的白箱灯作为主光。基夫和合作伙伴们发现,要从LED屏上获得最佳颜色,那么摄影机理想的白平衡是6100K和-1减绿。

 

为了将LED屏幕发射的光与已知光源进行比较,基夫说:“接下来,我们要将测试的背光切换成头顶的ArriSkyPanel灯,而将侧光换成两个Arri的欧比特LED灯,并使用一个4×8英尺的反光板卡纸。我们用SekonicC-800光谱仪测量了这面LED墙的色温,把Arri的各种灯具调到与光谱仪完全匹配的程度。”

 

“我们的测试结果(本文会说明)证实了,摄影师仍需要在LED摄影棚内进行电影照明,”基夫继续说道,“前景主体的整体环境光会自动与背景融合,因此拍摄时的效果会比空绿幕好——但你必须意识到色域的减少,需通过增加电影照明、调低不入画屏幕影像中高饱和度的原色、与美术部门仔细筛选颜色以及在后期进行色彩校正等措施管理。”

 

像SekonicC-800和C-7000光谱仪这样的测光器在LED摄影棚的拍摄中非常有用,基夫补充道:“特别是在使用XY坐标图来匹配电影照明与LED摄影棚照明相匹配时。”另外,完成全光谱分析后,“这个读数有助于预测摄影机在肤色和色偏上可能出现的问题”。

 


上图:上排织物和农产品由LED墙照明,下排则由LED电影灯具照明。上排由于缺乏黄色波长,黄椒实际颜色的呈现因此受到了影响,而紫甘蓝则是缺乏深蓝色波长。这些农产品都偏红色波长,具体来说,这离不开红色LED照明的高功率和高饱和度。

下图:测试装置的视图


新兴装备

目前已经有专门针对LED墙的补光解决方案了,其中包括Sumolight的Sumosky——一种便携、可调节、用于画面外补光的LED墙。该装置本质上是一块大的半透明材料,后面是按比例排列的发光二极管;它可以像标准的LED墙那样输入像素映射的视频信号,也有用于模拟全光谱的LED白光灯泡,每个通道高达16比特。

 

另外一种补光法是采用混合照明设备,结合LED屏幕的视频播放能力和模拟传统电影照明的全光谱色彩还原。ASC协会会员和KinoFlo灯光系统公司总裁福瑞德·霍克海姆(FriederHochheim)目前正在研究一种解决方案,即用像素间距没有入镜的LED屏幕密集、但有更多不同的发光器,以使色彩还原度更高。

 

“这是一个建立在LED显示屏平台上的照明设备,”霍克海姆说,“不仅有红绿蓝三基色的发光器,还外加两个白色发光器。我们同时编写了一个算法,可以从红绿蓝三基色中推出白色,解决单个发光器的问题。这相当于有了一个能幕,但同步了该摄影棚内其他入镜的、具有相同像素映射与锁相的LED屏幕。”

 

视频处理器,一般作为实时内容输出和LED屏幕之间的通道,在LED摄影棚的现场色彩管理中也发挥了重要作用。LED摄影棚通常会安装MegapixelVR公司的Helios视频处理器,而该公司还有种工具“可以直观看到各种制造商的LED屏幕的色域和色彩空间覆盖,”创始人杰瑞米·霍克曼(JeremyHochman)表示,“它还能标记屏幕的离轴情况,从而可以根据摄影机追踪到的画面来调整输出的效果,从不同角度优化拍到屏幕中的镜头。它也有助于校准和规范特定屏幕的色彩,可以将LED墙调到理想的画面效果。”

“如今我们有了一个相当不错的色彩工作流基准,”霍克曼补充道,“同时也有很多改进的机会,因为制造商们也不断参与到了其中,来共同解决这个问题。”

 


正如下方光谱功率分布图所显示,LED墙照明主要由红、绿、蓝三色的窄带光谱组成,并且有峰值分布;而电影照明则是呈更均匀的宽带光谱分布。图中灰色线条显示了与LED墙相同开氏温度的自然光的光谱分布。


LED墙与电影灯具

 

本次测试中所探究的色彩保真度问题,在LED摄影棚的拍摄环境中基本普遍存在。这在很大程度上是因为这项技术在开发时,并没有以LED墙作为实际拍摄光源的用户需求,因为组成这些LED墙的面板都是为了直接观看。它们最初用于音乐会、广告牌和大屏幕演示,因此其最重要的属性是直观的色彩和光谱响应。为此,制造商们一直是基于红绿蓝模式选择LED发光器,目的是优化色彩空间的显示标准,如Rec 709、DCI-P3和HDR。

 

相比之下,许多用于电影与电视照明的专业LED设备便是为再现整个色谱的最佳光谱分布而设计的。克雷格·基夫表示:“白光的LED已经大大改良,因为制造商们在过去十年里优化了发光器中的磷光剂比例,同时增加了额外的发光器——如红绿蓝三基色,以及最近的琥珀色、青色、石灰绿等颜色来填充光谱,致力于提高色彩还原度。”

 

本文摘自《ASC杂志 2021年12月刊》

原文作者:诺亚·卡德纳

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