波形示波器与矢量示波器基础（一）

Tektronix 波形示波器与矢量示波器基础——应用手册
版权所有：Tektronix
翻译：小寇
本文仅用于学习用途，请勿用于商业用途。

在本册中您将学到：HSL（色相饱和度亮度）色彩空间的初步介绍以及HSL色彩空间与波形示波器和矢量示波器的关系。之后将使用这些概念进行调色中的两个核心任务：色域的监看与决定色彩平衡。

目录：
概述
基础色彩理论和色域的监看
什么是HSL色彩空间
定义标准和有效色域
色域和波幅监看
介绍波形示波器和矢量示波器
使用波形示波器来决定色彩平衡
矢量示波器

概述：

你是否曾经被导演要求来修补几个拍坏的镜头？你是否曾经尝试着让最终效果变得好一些？你是否曾经思考过你看到的究竟是什么颜色？你是否曾经为通过质检而担忧？调色是一种错综复杂的过程。人类的视觉系统会伴随着环境的改变和进行连续自动的调整，这使得了解你真正看到的颜色成为一项棘手的工作。作为一个剪辑师或者调色师，将如何克服这些困难从而确保自己的技术标准将通过质量检查？
了解如何去使用示波器将会使得剪辑和调色的工作变得轻松加愉快。剪辑师将减少因需要将素材保持在交付规格内的重复工作从而快速得到结果。这个应用手册将介绍色彩空间以及其与波形示波器和矢量示波器的关系。

基础色彩理论与色域监看

以下两件事情对于做好视频调色是极其重要的
1：保证屏幕上的图像看起来是好的，并且是以配合讲述故事为目的进行调色的。
2：确保图像能够正常的再现并传送到各种媒体和屏幕上。

在第一部分，我们将专注于如何确保图像能够正常的重现并传播到多种媒体和屏幕上。保证颜色能够在多种媒体和广播手段上正常的重现的主要技术挑战在于理解合法和有效色域的重要性。在各种不同来源的素材以各种方式重复利用的今天，保持合适的色域是非常重要的。如果没有能够能力去准确地监看色域，那么对广播传送，录制设备，以及那些被一些观众观看时已经劣化的图像的赞助商和客户会产生严重的影响。在我们定义合法和有效这两个概念之前。让我们来先回顾一下色彩空间的概念。

什么是HSL色彩空间

视频是由三种色彩分量，红绿蓝（RGB）组成的。这集中颜色的多种多样的组合构成了我们看到的色彩。其中一种理解色相，饱和度，亮度（HSL）或者RGB色彩空间的方式就是想象它们是两个以他们最广的点所连接的两个圆锥。



如果在空间中对它进行描述的话，两个相互连接的圆锥最顶端的点是白色，最底端的点是黑色。饱和度是随着两个连接在一起的椎体在中间部分变得较宽而表示的。在连接在一起的椎体的宽上的点的角度代表着色相。
如果你从上往下看这个椎体的话， 你会看到一个以白色为圆心的圆，如果从下往上看则是一个以黑色为圆心的圆。



色度的强弱是由它离圆心的距离表示的。离圆心越远，则色度越强或者说色彩越鲜艳。色相则是由圆转动的角度表示的。
为了将这些概念投入实际操作，我们需要考察颜色是如何测量的，我们将从波幅和波幅的界限两个方面进行阐述。

定义合法和有效色域

对于色域的一个简单定义即为一个范围。对于广播电视来说，色域就是被RGB信号值所定义的色彩能够重现的色彩范围。所有的在重现色彩色域范围内的色彩都能通过单独调整RGB信号来表现。下图展现了由NTSC,SMPTE以及REC.709所使用的色彩坐标。



在广播视频制作中，RGB信号的值是以电压的范围定义的。超出特定电压范围或者说色域的RGB信号将会在之后的信号处理中被切掉或者压缩。这就会造成在其他监视器上播放该信号时色彩的失真。RGB系统色域的上限为700mv下限为0mv。可以将这些值视为100%和0%。标准广播信号就是那些没有超过特定制式信号范围的信号。如果RGB信号的任何一个通道超过或者低于界限，那么他就超出了色域或者说范围。超过色域界限就使得信号成为了非法信号。另一种超过色域的信号被叫做无效信号。当一个信号从一种制式转换为另一种信号的时候，比如从RGB到YPbPr。在色差制式比如YPbPr中，这样的一种情况是有可能的，对于当前制式来说该信号是合法的，也就是说对于Y来说电压在700-0mvn内，对于色差信号Pb/Pr来说电压在+/-350mv内。但当这个信号被转换，转码或者在另一种不同制式内广播并且超过了那个制式的界限，但在这个制式内是合法的信号。这样的信号就是无效信号。

色域和波幅监看

在各种不同来源的素材以各种方式重复利用的今天，保持合适的色域是非常重要的。
调色师和剪辑师使用它们的肉眼去评估图像的色彩和质量。然后你眼睛所看到的是经过大脑翻译过的，但有时这个过程会误导你，举个例子，请看下面两幅图片，哪一个灰色方块更亮一点。



这是一个微妙的问题。灰色方块实际上是一样的颜色。但是周围的物体会影响大脑对色彩和亮度等级的判断。因此当评估你实际上看到的色彩时，波形示波器是不可或缺的。
波形示波器或者光栅是一个帮助你为你的作品提供一个合法输出的有力的工具。调色师的一部分责任在于保证亮度和色度信号都在一定的技术范围内。如果没有人愿意播出你的作品，或者录像带不能够正常的观看，那么就无从谈起成为一个有才华的剪辑师或者调色师。合法界限是由广播电台和有线网络所设定的，并且每个标准之间都会有一定差别。但是即便你的作品并不是用来广播的，合法等级依旧会影响你作品的复制以及它在正常电视上播放的效果。
让我们谈一谈波形示波器和矢量示波器是如何帮助我们分析我们将要校正的图像。

介绍波形示波器和矢量示波器

首先让我们来认识一下波形示波器，对于很多剪辑师和调色师来说，波形示波器是一种观察视频信号的亮度的很简便的方法。但是它也可以展现信号的色度等级。色度信息可以用来减少你图像的色差。另一个波形示波器的最基础的用法就是允许你观察你的亮度并且调整到合法的等级内。这表示你亮度信号最亮的部分不会超过100%标记，有时镜面高光允许达到105%左右，这取决于不同的广播电台的技术参数，同时图像最暗的部分也不会低于0%标记。
对于复合NTSC视频来说，100%等级和100IRE相等，对于经过setup的NTSC视频，黑电平则是7.5IRE而没有setup的NTSC视频的黑电平则是0IRE。那么你如果能够知道你的视频是否有setup呢？实际上对于所有的模拟NTSC视频，你需要将黑电平手动设置在7.5IRE。然而没有任何一种数字制式是有setup的。从DV到HDCAM，setup在全世界任何地方都没有被使用。对于模拟制式，只有美国依旧使用setup（广播标准RS170A）。在世界上其他地方的NTSC制式有的有有的没有setup。PAL和SECAM制式则不用setup。分量模拟信号则有不同的标准。SMPTE/EBU(N10)标准没有setup，它的电压等级范围是700mv对应100% 0mv对应0%。所以当你有一个数字录像机但使用模拟输入输出的时候，你该怎么办呢？你需要知道另一个模拟设备所使用的只是，之后通过在输入或者输出设定中加入或者去除setup以配合另一个系统。你的视频超过无论任何一种视频制式的界限都将使广播电台拒绝播放你的播出带，直到你做出改正。有时如果视频信号超出太多，甚至会造成音频通道的蜂鸣声。同时还有合法色度范围以及其他的针对信号周期和信号振幅和以及相互关系的技术标准。这些标准在不同广播电台间有着细微的变化。但是先让我们把这些技术标准放在一边，专注于如何使用波形示波器。

未完待续