数字调色和生物学有什么关系?

9月11日 13:56

9ecffc8e613fc981e9f7828c5853ebf9调色不仅仅是一门艺术,某种意义上还是一门生物学科。很多我们认同的色彩搭配逻辑,其实背后都有自然与生物科学作为支撑。


只是,大多数时候我们是无意识的和循规蹈矩的使用,对于为什么这样?似乎并不怎么关心。


今天这篇文章,是国外一位电影制作人Art Adams对于色彩、亮度以及生物学关系之间的一些思考。


Art Adams坦言:“在色彩领域,自己是一个严格的业余爱好者而非科学家或艺术专家。但对于色彩艺术上的问题,他喜欢刨根问底。


黄色为什么是最亮的颜色?绿色为什么在所有的色域中范围都最大?橙青调是怎么成为好莱坞最受欢迎的色彩搭配的?前进色与后退色的感受是怎么造成的?


这些问题可能你也多多少少有过思考。这篇文章里,Art Adams给出了很多有价值的观点。


意识是发现的关键,我希望你读完我这篇文章,能够从中找到乐趣。

——Art Adams



这张图大家可能见过,也许是在某篇描述色彩科学的文章里,也许是在你的初中生物书上。这就是人眼中视锥细胞的光谱反应图,S与蓝色有关。“M”与绿色有关。“L”与红色有关。


大家都知道红、绿、蓝是色光三原色。三原色通过叠加,可以混合出其它的所有颜色,这就是我们常说的加色混合模式。


在这种情况下,每个加色三原色就对应于上图中的一个峰值。“加色”模式下,如果以黑色开始添加颜色,则叠加出的颜色会越来越亮,并且如果以等量添加,则结果将为白色。这也是光的工作方式。


几年前,在拍摄一个MTV时,一位年轻的制作人,希望让背景色更饱和一些。


他们告诉我:“直接在后面加几盏灯吧”。 


我说:“那没用,因为光是加色模式”


他们似乎没听进去:“你就这样干吧!” 我们没时间了,我不想争论! ”


“好吧……我迫不得已在背景上添加了更多的灯,并加入了非常饱和的色纸。结果是背景变得更亮了,画面饱和度反而更低了。


最后制作人妥协了,我把大部分灯都关掉,把周围的光从背景中去除,这使得剩下的彩灯看起来更加纯净。


这就是光的工作方式。无论你加的色纸颜色有多重,如果你加入更多的光,你会得到一个更亮的画面。


在加色法系统中,三原色等量相加得到白色,减色法则不同,在减色法系统中三原色等量相加得到的是黑色。


水彩画就是一个很好的例子: 一开始是白色的,颜料的使用过滤了白色光谱的一部分,留下了想要的颜色。加色法总是会使颜色更深。


减色法三原色是黄、品红和青。


加色法在光的领域(比如投影、led和显示屏、交通灯...)等作用。但在没有电的世界里,减色法决定了我们如何看这个世界。


在这个过程中,绿色是一种对于我们的肉眼来说相对更敏感的颜色。


我不知道这是否有用,但确实很有趣。



最亮的颜色是什么?

黄色


我们再来看看这个图表



L和M锥体的光谱响应曲线重叠很多。有一种理论认为,L锥体只是M锥体的突变,这意味着人眼“红色”视锥体可能是进化中的一个意外,这也解释了为什么它们如此相似。


另一个方面,可以通过分析luma(亮度)系数来理解


Rec. 709:


Red = 0.2126

Green = 0.7152

Blue = 0.0722


换句话说,luma(亮度)通道下:


Red = 21%

Green = 71%

Blue = 7%


“这和黄色有什么关系?” 


“对不起,我正要说呢。”


由于绿色和红色构成了我们对亮度的主要感知,如果红色是我们亮度感受的21% ,绿色是71%,那么它们相加(红色+绿色=黄色)。黄色就是我们感觉亮度的92%。


另一方面,蓝色只有7%。纯蓝色永远不会很亮。


为什么这很重要?


你可以去问问室内设计师们,它们都知道的一个原理:


暖色前进,冷色后退


“好莱坞大片”的澄青色风格是众所周知的,以至于已经成为陈词滥调。


然而,最大的问题是。它的工作原理是什么?它为何产生?


让我们回到几十万年前,人类还住在山洞里的时候


区分前景和背景的东西是:


前景:肤色(暖色)

背景:天空(冷色)


那我们就来逐一分析一下。



暖色


我们能很敏感的看到肤色,因为它是红色和绿色的结合——这两种颜色对我们肉眼的“明亮感”贡献最大。


我第一次在弱光下使用Arri Alexa时,遇到了很大的一个困惑。我不断检查显示器上的仪表,因为根据仪表显示,我的脸应该是比显示器上的黑很多,但肉眼看实际不是这样的。


Arri似乎模仿了一种减色模式,最饱和的色彩也最暗的地方,因此它们会使色彩饱和,直到亮度达到中灰。在中灰之外,颜色只会变得更亮,而不是更饱和。


然而,这让我感到困惑,因为从肉眼看肤色比我在仪表器读出的更明亮,我认为这也是索尼LC 709 typeA LUT 让人感觉曝光不足的原因之一。


几年前,索尼让我在CineGear上做一个关于索尼F55和Cine-EI的演讲,听众抱怨说“正常”曝光看上去太暗。但通过亮度波形判断,它已经快到头了。


我的猜测是,他们把中间调的饱和度拉低了一点(这样给予我们“明亮感”的橙黄色就少了)脸就会感觉比以前暗了一点。因为肤色是由红绿两种颜色组成的,而这两种颜色是我们最容易产生明亮感的颜色。


还有一个例子,几年前,我参与了一部黑白短片的制作,DP把胶片曝光得好像是(color negative)彩色负片一样,但dailies中所有的肤色都显示为暗灰色。


就在那时,突然我意识到,老黑白电影中的肤色应该比彩色电影中的肤色曝光的更亮——至少亮了一截——因为如果没有颜色信息,它们看起来就是暗灰色,就需要更多的曝光,才能显得栩栩如生。 



冷色


蓝色的天空总是明亮的,所以我们的肉眼不需要像对其他颜色那样,对蓝色过于敏感,通常我们看到的大量蓝色都是在远处,在主体的后面。


在自然界中,除了天空以外,真的没有其它地方能看到更多蓝色。比如很少有蓝色的食物。根据《瓦格纳颜色反应报告》,让食物看起来没有胃口的最好方法,就是用蓝色的光来照亮它。



冷暖对比


原始时代,我们狩猎为生。习惯看到肤色在旁边,蓝天在远处。


肤色看上去明亮,因为它包含了我们最敏感的两种色彩,而眼睛最不感敏感的蓝色和我们始终有一种距离。


在室内设计界有句话说“暖色前进,冷色后退”。在我们作为灵长类动物进化的背景下,这是很有道理的。


当调色师让肤色变暖,让其他颜色变冷时,他们只是在利用人类天生对颜色的反应,从而产生一种潜意识的原始视觉感受,增强我们对画面层次,和前景/背景分离的感觉。



绿色,最好的增光剂 


任何看过Rec. 709 (HD)和Rec.2020/2100 (UHD/HDR)色域对比图的人都知道,绿色比其他颜色延展的范围更大:



但你有想过为什么吗?(这个问题在HOMEBOY调色职业班课堂上,也经常有不少学员问道)


还记得刚才说的吗。绿色占亮度的71%,它也是我们能看到的最饱和的颜色之一。


如果你曾经在森林里拍摄过,你会发现森林是一个非常黑暗的地方,树叶越重,颜色越深,它吸收蓝色/紫外线,和红色/红外线,仅仅留下绿色。


在一个头顶有捕食者的黑暗森林中,能够看到树叶和树枝之间的移动可能意味着生与死的区别,所以我们先天就对绿色敏感。这也许就是为什么我们能如此清楚地看到绿色的原因。


根据《视觉与艺术:视觉的生物学》(强烈推荐)一书中说道;“我们观察运动的能力很大程度上是基于光本身,这或许可以解释,为什么这种感觉在很大程度上是基于绿色的”。


在艺术创作上,绿色是一种复杂的颜色。它的存在和不存在,都会引起注意:绿色过多(脸上呈黄色)或绿色不足(呈品红色或红色)的光线在视觉上都会令人感到不舒服。


绿色能使任何混合的颜色变亮,我们喜欢的许多色彩,或多或少都有一些绿色在里面。


在现实世界中,很少能看到纯蓝色,或纯红色,绿色经常与蓝色混合在一起,创造出一种更明亮的色调,许多人认为这是纯蓝色,但事实并非如此;绿色还经常和红色混合在一起,创造出一种更亮、略带橙色的红色,这种红色有更多的“冲击力”,但仍然给人以红色的感觉。



蓝色,很好的去饱和剂


有一次,当我用摄影机拍摄金门大桥时,我发现可以让草变绿,或者让桥偏向适当的橙色,但不能同时让两者兼得。


一些摄影机通常会将红色偏向一点橙色,这显然是为了将皮肤瑕疵(红色)混合成肤色,并将桥的颜色染成橘红色。


我通过使用一个摄影机内置的颜色矩阵,让桥的颜色变得更合适了(偏向橙色),但同时也使得前景中的草地呈现出强烈的绿色,分散了画面中对人物的注意力。


我意识到,在最初没有添加颜色矩阵的画面中,红色向肤色倾斜,也将绿色向蓝色偏移,这样草地不会特别饱和,人物被很好的强调了出来。


所以,我开始在两个方案之间挣扎。


这时我意识到,技术上正确的颜色并不总是完美的:很明显,有人明白亮绿色抢了肤色的风头,他们为此做了一些改变和修正(也就是向蓝色偏移)。


我唯一有些抱怨的是:我不能在给草去饱和的同时让桥的颜色合适,至少使用摄影机内置的颜色矩阵无法做到。我就不得不在后期通过调色来处理。



正在上映的电影《大黄蜂》中对于金门大桥场景的处理


在任何颜色中加入蓝色都会降低它的亮度,因为蓝色对我们的亮度贡献很小,这通常也会降低颜色的饱和度。


这也是绿幕合成流行起来的原因之一。在任何使用绿色幕布的场景中,绿色幕布在现有光线下总是显得更亮。(绿色=Rec. 709 luma 71%,蓝色= 7%),而以前的纯蓝幕就暗一些。


此外,任何在绿色背景前的物体,都会帮助画面形成对比度比较高的场景。这对于生成蒙版很有用,但往往也更容易在画面中暴露出摄影机和编解码器的缺陷。



青色:我们爱它们,因为我们不能拥有它们


当Varicam 35摄影机发布时,我发现它在视觉上呈现出来的感受令人惊叹,尤其是对于日光场景的记录。我花了很长时间才弄明白为什么。


最终我意识到,这是因为它能以一种大多数摄影机无法做到的方式突出冷色调。


我有一个观点,我们喜欢青色,是因为我们看得不太清楚。


在文章顶部的图表中,我们看到蓝色和绿色没有重叠,所以我们在自然界中,我们看到减色法的青色不会非常明亮。


不过,加色法的青色,可以达到和预期一样的明亮度。一些摄影机制造商会在蓝色的天空中添加一点绿色,让它们看起来更流行一些(有点类似于“糖果天空”风格,它们对我来说有点太过了)。


这是松下HDR电视广告在Varicam 35上拍摄的一条广告,大部分蓝色实际上有点绿——但很微妙。


这个广告中的镜头包含了好莱坞大片“暖色进,冷色退”的一些很好的例子。



看这个画面,黄色花瓣需要最大的视觉处理能力,因为黄色同时刺激肉眼的LM锥体。


整个画面暖黄色为主,但最红要的却是背景中零星的青色窗口,尽管是作为点缀,但却保证了画面的颜色对比和层次感。它定义了画面的最大深度。(暖色前进,冷色后退)。



这幅画面也是同样的道理,只是对比更加明显一点。请注意这幅图像的对比度本身是比较低的,因为没有任何明亮的高光或深阴影。


但是色彩的搭配却让对比度感觉比实际高。有趣的是,花瓣是黄色(红色+绿色)和青色的(蓝色+绿色)。所以服装要么是温暖的(红色+绿色),要么是暗淡的白色,要么是黑色。如果没有黑色的服装,图像会感觉有点单调。



这个画面还是一样,暖色前进,冷色后退。红色的前景和青色的背景使这位女演员显得很漂亮。汽车上的绿色亮点与车窗上的红色倒影形成了鲜明的对比,使演员更加突出。


红色和绿色是对立的我们从来没有看到过绿红色或红绿色,所以把它们放在一起会形成更大的对比。他们变得更加流行了。



这个画面,虽然整体上是冷色调,但是绿色和前景的暖色调混合在了一起,形成了略带黄色的高光。温暖的前景在冷色的背景衬托下显得格外醒目。这是经典的好莱坞大片色彩风格。


这个屡试不爽的套路真的很管用!(此外,由于这款显示器是专为HDR而设计的,所以额外的绿色可能会在Rec 2020/2100显示屏上显示出更多,因为绿色在Rec 2020色域中扩展的最多。)


这并不一定意味着它更饱和,但它有可能创造出比我们在Rec 709显示器上看到的更微妙的绿色。



再来看这张,这是少有的前景不是暖色的情况。然而,这个火球一下子就吸引了我。你看,我们的老朋友黄色,依然扮演着重要的角色。


有趣的是,调色师把青色放到了女演员的腿上——我怀疑这样做的原因是,青色在火球的映衬下效果不佳,因为火球中心的黄色可能会让宇航服的青色显得更暗。

再来看一个例子,这片冰之后出现的大多是青色,但也有一些红色混合在一起,形成了一个非常复杂的冷色调。



这个画面的色彩非常微妙,高光部分是偏绿的蓝色,但是阴影部分是微红的蓝色。这不仅会让冰感觉更冷,而且还会增加一大块白色冰的对比度。


蓝色是不变的,但是高光和阴影之间的对比是绿色和红色之间的对比(在人类的视觉系统中,这是对比色)


我认为人类不希望看到完全真实的影像,这是很无聊的。我们想看到的是“现实下的扭曲”或者“基于真实的变化”。


作为电影摄影师或者调色师,我们做出镜头选择、灯光选择、曝光选择和颜色选择,这些都是从自然界无法找到的视角来讲述故事的。


我写这篇文章,是因为我认为,自己所做的事情,一定有生物学上的原因。


读了《视觉与艺术》这本书,促使我写下自己脑海中出现的想法,尽管我离读完这本书还差得很远。


有很多艺术家凭直觉理解颜色,但我总是想知道艺术选择背后的“原因”。这有助于我有意识地和有直觉地使用这些技巧。


我希望你读完我这篇文章,能够从中找到乐趣。


原文链接:https://www.provideocoalition.com/thoughts-color-brightness-contrast/






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