图源：Kelvin Design UK on Unsplash

今天要讲的是调色入门课里的第三篇。如果你一直在阅读这个系列，你就会知道我们现在已经介绍了所有电影制作工作流三要素中的两个 —— （1）人眼视觉和（2）摄影机。

在我们了解了这些系统如何运作、如何互相影响之后，我们不妨来看看这三元素中的最后一个元素 —— 显示设备。

在我们介绍前，先简单回顾一下我们之前讲到的成像过程。

快速回顾

首先，人眼可以感知有限范围内的电磁波波谱，而这部分电磁波被称为可见光 —— 它构成了我们所看见的图像。如果我们想要将看到的图像捕捉下来，就要用到摄影机 —— 它和人眼一样，也有其自身的感知能力，在能够感知和存储的电磁辐射上存在自身的局限性。正如我们在本系列第二部分提到的，这些感知能力和局限性在形成最终可供人们观看的图像上扮演着重要角色，而仔细引导这些元素是成功图像再现的关键一步。

今天我们将介绍的一步同样重要：那就是理解我们的显示设备的感知能力和局限性。我们会发现，这些元素和摄影机的元素通常截然不同。在有了这层理解之后，我们就能完善成像管线中的基础要素的学习，为在一个更广泛的流程中讨论调色所扮演的角色建立一个绝佳环境。

我们首先会大致介绍下所有显示设备的运作原理 —— 无论是放映机、手机还是以前你常用来打电游的老式 CRT 电视。之后，我们会分析决定显示设备能力的关键性能。我们马上开始吧。

显示设备如何运作

首先，我们先来讲讲显示设备的基础功能：

1. 显示设备将接收到的已编码图像作为输入 —— 该信号可能是数字信号，也可能是模拟信号，并可以通过多种接口传输，如：HDMI、SDI、复合视频或分量视频。在一条优质的图像管线中，该信号会针对显示设备的性能进行优化处理 —— 我们稍后会更详细地讲到这部分内容。

2. 利用各种显示技术（LCD、OLED、QLED或投影）的其中一种，显示设备可以将接收到的已编码图像转换为可见光。（我们今天不会深入讲到这些不同的显示技术，具体可点击了解：直视型显示器）

在理解了显示设备的整体信息后，我们现在来分析一下决定显示设备性能的关键属性。

显示设备关键属性

为了呈现出赏心悦目的逼真图像，我们需要了解人眼看到的内容和显示设备能呈现的内容之间的关系。我们可以通过分析显示设备的以下属性来确定这种关系 —— 一旦准确量化好每种属性，我们就可以准备图像，使其尽可能匹配肉眼看到的效果。在本文中，准备图像指的是根据输出显示设备的技术规格应用一个或多个数学转换。

分辨率

这可能是你最熟悉的一个属性，因为分辨率通常是电视制造商用以宣传的第一个参数。虽然通常来说，分辨率越高越好，但大概在 2K 左右有一个转折点，超过这个分辨率后，我们接下来要讲到的其他属性就会对我们的图像体验产生同等甚至更大的影响。就我们的目标而言，关于分辨率，我们想要强调的是，输入信号的分辨率需要匹配显示设备的分辨率，这通常会涉及到将源素材放大或缩小 —— 例如从3840×2160 UHD 缩小至1920×1080 HD。

对比度

对比度大概算得上是显示设备最基础的属性了。顾名思义，对比度指的是显示设备能够呈现的最暗的暗部和最亮的高光之间的差距。对比度的范围可以从700:1一直上到1,000,000:1或更高。对比度越高，动态范围越广，图像越逼真。有些显示技术（例如 LED 和 QLED）在呈现明亮高光上表现尤其突出，但在呈现暗部方面则略逊一筹。其他的一些显示技术（如 OLED）拥有出色的暗部呈现性能，但亮度表现不如 LED 显示设备。

值得一提的是，由于对比度由暗部和高光这两个因素的呈现决定，因此，即使是两台对比度相同的显示设备，它们在阴影或高光方面的性能表现也可能存在显著差异。

另一个谈论对比度的术语是动态范围，也许你在阅读完之前的两篇介绍人眼视觉和摄影机的文章后还记得这个词。这两个术语含义相同，本质上都是在描述最暗的暗部和最亮的高光之间的数值范围。在人眼视觉和摄影机中，我们用动态范围来描述我们能够使用或捕捉的最大范围；而在显示设备中，我们用它来描述我们能够重现的最大范围。

对比度也是决定显示设备是 HDR（高动态范围）还是 SDR（标准动态范围）的其中一个因素。HDR 显示设备的对比度总是要明显高于 SDR 显示设备。

色调曲线

色调曲线指的是，当信号从最深的暗部到最亮的高光时，其亮度值的分布情况。例如，在一条线性的色调曲线上，信号增加一倍会导致显示设备发出的光增加一倍。这听起来很正常，但事实上人眼并不是以线性方式来感知光的。鉴于此，显示设备也不按照线性方式来感知光 —— 它们通常会使用伽玛曲线。伽玛曲线会将整个信号向下“弯折”，使亮度值的分布更接近线性感知。

伽玛曲线有许多不同类型，包括：Gamma 2.4、Gamma 2.2、Gamma 2.1和 BT.1886。了解显示设备所需并能够忠实重现在哪条伽玛曲线下，这对于为显示设备准备信号来说是很重要的。

色域

这个概念我们在之前的文章中有讲过。色域指的是一台特定设备能够捕捉、存储和/或呈现的那部分可见光谱。这部分的面积越大，图像看起来就会越生动逼真。常见的显示色域包括 Rec 709、DCI-P3 和 Rec 2020。

和色调曲线一样，我们必须要知道显示设备需要输入的色域是什么、能够呈现的色域是什么，这样才能更好地针对显示设备准备图像。

处理

当我们在讨论显示设备的基础功能时，我们实际上忽略了信号输入和图像输出之间的一个步骤 —— 处理。处理包括一系列对信号的调整，如：缩放、降噪、提高对比度、提高饱和度、色温调整，以及基于时间的调整，如帧率平滑。在这些调整中，一部分调整是静态或固定操作，其他操作则是根据对输入信号的分析所做出的动态操作。

几乎在所有情况下，这些各种各样的“增强”都是为了提升显示设备的感知性能，但代价却是要牺牲电影人创意意图的准确呈现。如果我们的目标是要准确的呈现，那我们就要尽可能减少这些处理，让经过适当处理的信号在从输入到输出的过程中保持不变。事实上，这正是超高清联盟（UHD Alliance）所推崇的“Filmmaker Mode”（电影人模式）。

关于 HDR

多年来，在我们见证的多项显示技术的发展成就中，HDR（高动态范围）是最令人惊喜的一个。那么，为什么在这篇文章中我们没有更多地提及HDR呢？

简而言之，这是因为 SDR（标准动态范围）和 HDR 只是一些随机给定的术语，用来描述显示设备能（或不能）达到上述属性中提到的特定性能标准。当我们说一台设备是 HDR 显示设备，我们指的是它比传统的 SDR 显示设备拥有更高的对比度和更大的色域。最终，这些属性会极大地改变我们感知图像的方式，但我们用来区分二者的术语其实并不重要。

总结

我们的“调色入门”系列文章已经讲完了一半。目前，我们已经介绍了所有电影制作工作流中三个必不可少的元素。在掌握这些概念后，我们就可以开始整体地学习调色的工具和技巧，最大限度地发挥我们的创意、效率和一致性。在这个系列的第四篇文章中，我们将会讲到调色中最容易被忽视的决策之一 —— 参照场景（scene-referred）工作流和参照显示（display-referred）工作流。不见不散！

出处：Cullen Kelly | Medium

编译：Katja | 盖雅翻译小组