摄影师必备技能-学会看懂波形监视器和矢量示波器

4月16日 19:12


当电视刚开始出现在美国的时候,它仅有黑白两色,一种测试仪器被设计用作调节和验证视频信号以便检测视频是否被正确显示。这台仪器叫做波形监视器。 当彩色电视在20世纪50年代末出现时,就必须开发另外一种用于调节和验证视频信号中的彩色部分的仪器,这种仪器被称作矢量示波器。由此二者成了检测视频正确播放与否的唯一途径。


还有非常多的方法,这些示波器可以使用不同的测试信号,他们一般都是用于读取彩条,无论是从一个摄像机系统对准或从录像带来调整处理放大器,并确认视频输出是否正确。 然而,这些仪器对于评价一台摄像机和切换机也非常有用。 我们将从波形监视器讲起。


如何阅读波形监视器和矢量示波器


                 如何阅读波形监视器和矢量示波器


上图是一个波形监视器。 虽然在图形中它包括⼀一些神秘的东西,最重要的是底部的-40和顶部的100水平线,加粗细分行的0刻度线是这个等级的第三种观察方式。 这些是我们将会用到的主要刻度。单位是IRE,有140个刻度。 0~100是视频部分,0以下的部分是同步信号。


0到10 之间的虚线是7.5 IRE。 这个级别被称为设置或基准。最初的想法是0是最黑的黑色,100是最白的白色,所有其他色调在两者之间。然而,由于技术原因,这么做不可行,唯一的解决方法,于是他们想出将黑色电平从0提高到7.5。 0到7.5之间的区域被称为绝对黑色。


还需要注意的是在100IRE之上还有110和120 IRE。 这就是所谓的超白区域, 那里真正的强光峰值(阳光闪亮的物体闪闪发光)。 举个例子,看下面的波形:



                        如何阅读波形监视器和矢量示波器


在该波形图,我们看到一个简单的“阶梯”的测试信号从左⾄至右有电平为0,20,40,60,80,和100 IRE。这个信号实际是这样的: 


                        如何阅读波形监视器和矢量示波器


现在让我们来看一个更复杂的测试信号,SMPTE彩条。 这是一个标准的用于校准磁带录像机和摄像机的测试信号。需要注意的是,近些年测试彩条也经历了许多版本的更迭,这是基于大量的研究和实践经验,才确定了现在这种格式。


                 如何阅读波形监视器和矢量示波器


上面的三排色块就是我们将要介绍的。 第一行开始于白色,随后黄色,青色,绿色,品红色,红色和蓝色。 这是三基色(红,绿,蓝)和三个次级色(黄,品,青),通常被称为加色和减色。


第二行的顺序与第一行相反,但只有四小块(蓝色,品红,青色和白色)被用于校准监视器。


最后一行显示深蓝色的小块叫做I,接着是100 IRE超白,另一种暗紫色的小块叫做Q,然后是7.5IRE的黑,之后的三小条被称为PLUGE,他们的亮度分别是-4IRE,0IRE,+4IRE,在校准监视器的时候用来观察黑色的层次的。通常-4和0应该是混合在一起无法区分,0和+4非常隐约的有差异,这说明显示设备的黑位层次是正确的。


在波形监视器看起来是这样的:


                           如何阅读波形监视器和矢量示波器    


现在,让我们来看一个矢量示波器:


                        如何阅读波形监视器和矢量示波器


这里又出现了一些神秘的象形文字,但我们最关心的是在正中央的十字,在0线的十字线的左侧和6个目标是目标点的三原色和三个次级颜色。 围绕目标较大的方框代表可接受的误差极限:如果它在格子里,那么它是合格的。 下面是其中的一个目标格的局部放大图。



                  如何阅读波形监视器和矢量示波器

                       如何阅读波形监视器和矢量示波器 



这是SMPTE COLOR BAR在矢量示波器上的正常显示。


在实际使用中,如果你是对着白色调整白平衡,所有的色彩都应该是集中在中间的点,整个黑白灰的表现都应该如此,否则就是有了色偏。


刚才说的这些图像是用一个测试信号发生器产生的。 让我们来看看摄像机的信号是这样的:


              如何阅读波形监视器和矢量示波器


左侧的图像和右侧的示波器是相对应的。 为了解它,你必须了解的波形表示的一些东西。


1. 示波器显示的视频电平是从左向右读取的,而不是从上而下的。


2. 示波器可以同时显示黑白(亮度)信号和部分颜色(色度)部分重叠在彼此之上。 同时看二者的时候往往是混乱不堪, 使得它很难设定正确的曝光,它通常设置为“过滤器”或“IRE”设置只看到亮度,方便监看。


3. 黑色是在底部,白色是在顶部,在两者之间是所有的中间色调。 虽然说,NTSC/PAL的全黑是7.5 IRE ;HD的全黑是0 IRE。但是在工作中我们依然不会把黑色处理到0,因为很多家用的电视机或者显示器为了对比度会把黑色故意拉低,在这种情况下,如果你在制作的时候把黑控制在7.5左右,遇到不理想的终端设备,还有可以接受的。


4. 白种人肤色将在约60至70 IRE上恰当曝光。黑人和西班牙裔肤色会变暗,具体很大程度上取决于拍摄对象的皮肤的光线。我见过很暗尼日利亚人站在旁边的正确曝光,高加索人和他们的肤色可以下至约45 IRE。 再有爱尔兰女孩的皮肤正确曝光在75或76IRE。 所以各不相同,但65 IRE约为平均白种人皮肤。


5. 白色不是100 IRE。实际经验中⽩实际上大约是80 IRE, 因此,一个白色的桌布在一个白常黑暗餐厅可能只有70 IRE或更低,而在明亮的餐厅,它可能是85到90 IRE,这里面牵涉到视觉的感受问题,不光是数字可以说明的。

当你接近0到100 IRE的时候,细节会减少。所以,如果你想所有的漂亮的珠饰和蕾丝,华丽的婚纱都可以被观察到,你最好不要让它高于80IRE过多。


6. 白色的峰值,如阳光照射下的镀铬保险杠,很可能它的峰值超过100 IRE。但是不用惊慌,曝光是根据场景的整体亮度来设置或通过人类皮肤。所以高光可以接受主要看他所占的画面中的比例。记住,这些只是细节,并不由此来设置曝光。


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