劉 涵 顧曉娟

(北京電影學(xué)院 中國(guó)電影高新技術(shù)研究院，北京100088)

1引言

電影作為聲畫的藝術(shù)，畫面是傳達(dá)藝術(shù)想法最直接的要素，而影像色彩是電影敘事的重要手段。在傳統(tǒng)的膠片電影時(shí)代，一部電影的影像色彩主要是由攝影指導(dǎo)和后期配光師來決定的，創(chuàng)作者在前期拍攝階段無法馬上看到最終的影像呈現(xiàn)結(jié)果。隨著數(shù)字電影技術(shù)發(fā)展至今，數(shù)字電影所見即所得的特性為影視工作者帶來了更大的創(chuàng)作空間，主創(chuàng)人員在現(xiàn)場(chǎng)就能夠?qū)ψ罱K的影像色彩風(fēng)格進(jìn)行把控。

一部電影的完成離不開無數(shù)后期工作者的努力，將主創(chuàng)人員在前期拍攝時(shí)對(duì)影像色彩風(fēng)格的想法準(zhǔn)確、高效地傳遞給后期制作人員以使得最終的影像呈現(xiàn)貼近于前期創(chuàng)作者的初衷，是當(dāng)代影視工作者需要追求的目標(biāo)，也是CDL誕生的意義。

本文對(duì)CDL的工作原理進(jìn)行了總結(jié)，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)分析了CDL對(duì)線性影像和對(duì)數(shù)影像的不同調(diào)整作用，并對(duì)CDL和LUT的不同特性和用途進(jìn)行了比較。最后，對(duì)CDL在影視制作流程中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

2 什么是CDL

2.1 CDL的誕生

電影攝影指導(dǎo)作為影像的創(chuàng)作者，不僅要決定攝影構(gòu)圖、燈光以及攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)，還要對(duì)整個(gè)影像色彩風(fēng)格進(jìn)行把控。進(jìn)入數(shù)字電影時(shí)代后，隨著攝影機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，為了能夠記錄并保留更多的影像信息，各大廠商紛紛推出了各自的RAW文件記錄格式，這意味著攝影師在拍攝時(shí)對(duì)攝影機(jī)內(nèi)部做的任何非光學(xué)調(diào)節(jié)都將作為元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而不能直接改變攝影機(jī)存儲(chǔ)的影像，最終的影像色彩風(fēng)格是由后期調(diào)色師對(duì)源素材進(jìn)行色彩調(diào)整決定的。多年來，攝影指導(dǎo)只能在拍攝工作結(jié)束后通過拍攝筆記、現(xiàn)場(chǎng)照片等方式與調(diào)色師進(jìn)行溝通，這種溝通方式往往不能讓調(diào)色師準(zhǔn)確、直觀地理解攝影指導(dǎo)的創(chuàng)作意圖，工作效率也極其低下。

美國(guó)電影攝影師協(xié)會(huì)(ASC)作為一個(gè)旨在促進(jìn)電影攝影藝術(shù)的機(jī)構(gòu)，為了讓攝影指導(dǎo)對(duì)影像色彩風(fēng)格的創(chuàng)作意圖更準(zhǔn)確、高效地傳遞給后期制作部門，于2007年制定了一種新的色彩交換格式——CDL(Color Decision List)，全稱為ASC CDL，中文直譯為色彩決策表。CDL可以在不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備和軟件之間交換基本的RGB顏色校正信息。無論在哪種調(diào)色系統(tǒng)中應(yīng)用CDL，都能夠以相同的處理算法得到同樣的影像結(jié)果，正是這一特性使得CDL成為傳遞創(chuàng)作者色彩意圖的橋梁。

2.2 CDL的工作原理

類似于記錄每個(gè)鏡頭出入點(diǎn)等編輯信息的剪輯決策表EDL，CDL記錄的是每一個(gè)鏡頭畫面的調(diào)色信息。CDL的傳遞函數(shù)由四個(gè)基本函數(shù)組成，其中前三個(gè)基本函數(shù)slope(斜率)、offset(偏移)和power(指數(shù))分別作用于R、G、B三個(gè)顏色通道，可以用9個(gè)參數(shù)來描述。第四個(gè)基本函數(shù)Saturation能夠同時(shí)作用于RGB三個(gè)色彩通道，用于調(diào)整影像的整體飽和度，用第10個(gè)參數(shù)描述。這10個(gè)參數(shù)決定了CDL的四個(gè)基本函數(shù)如何作用于影像的RGB值。以下為CDL各個(gè)基本函數(shù)的計(jì)算原理，這里我們令input為輸入信號(hào)，output為輸出信號(hào)：

(1) slope

圖1 slope函數(shù)的計(jì)算原理

圖2 offset函數(shù)的計(jì)算原理

output=input*slope，如圖1所示，slope參數(shù)在不改變黑電平的情況下影響函數(shù)的斜率，slope參數(shù)的值為大于或等于0的數(shù)，默認(rèn)值為1。

圖3 power函數(shù)的計(jì)算原理

(2) offset

output=input+offset，如圖2所示，offset參數(shù)影響函數(shù)的上下平移，offset參數(shù)的值可以為正數(shù)也可以為負(fù)數(shù)，默認(rèn)值為0。

(3) power

output=input^power，如圖3所示，power參數(shù)的值為大于0的數(shù)，默認(rèn)值為1。

以上三個(gè)基本函數(shù)共同構(gòu)成的計(jì)算公式為：output=(input*slope+offset)^power。

從該公式就可以看出這三個(gè)基本傳遞函數(shù)的計(jì)算順序： slope、offset、power(也可縮寫為SOP)。saturastion在這三個(gè)函數(shù)之后參與計(jì)算。

(4) saturation

saturation函數(shù)同時(shí)作用于RGB三個(gè)顏色通道，它采用Rec.709加權(quán)法對(duì)各個(gè)顏色分量進(jìn)行計(jì)算。

3 CDL對(duì)線性影像和對(duì)數(shù)影像的調(diào)整對(duì)比

現(xiàn)如今影視制作環(huán)節(jié)中主流的高質(zhì)量影像文件格式采用的大多是線性編碼和對(duì)數(shù)編碼方式，我們可以將這兩種編碼方式的影像分別稱為線性影像和對(duì)數(shù)影像。線性影像記錄的是真實(shí)場(chǎng)景的光照信息，影像的碼值和真實(shí)場(chǎng)景亮度呈線性比例關(guān)系；而對(duì)數(shù)影像的碼值和真實(shí)場(chǎng)景亮度呈對(duì)數(shù)關(guān)系。視效制作中常用到的OpenEXR文件采用的就是線性編碼方式，各大攝影機(jī)廠商制定的各種log模式以及膠片掃描的cineon文件采用的就是對(duì)數(shù)編碼方式。

相同的CDL參數(shù)作用在不同編碼方式的影像上起到的調(diào)整效果是不同的。本文主要就CDL各個(gè)參數(shù)對(duì)以上兩種編碼方式的影像起到的調(diào)整作用進(jìn)行對(duì)比分析。

令x為線性影像的單通道碼值，x為對(duì)數(shù)影像的單通道碼值，I為場(chǎng)景單通道亮度，I為最終顯示亮度。線性影像、對(duì)數(shù)影像單通道碼值與真實(shí)場(chǎng)景亮度有如下關(guān)系：

x～I(xiàn)

(1)

x～klogI+a

(2)

其中k、a為常數(shù)，～表示左右兩式成比例關(guān)系。

在實(shí)際制作中，我們都會(huì)將線性影像和對(duì)數(shù)影像通過色彩管理映射到最終的顯示設(shè)備上，以還原真實(shí)的場(chǎng)景。為了便于描述，我們假定最終的系統(tǒng)gamma為1，如圖4所示。

圖4 顯示器亮度還原過程

從圖中可以看出，最終的顯示亮度I和真實(shí)場(chǎng)景亮度I成線性比例關(guān)系：

I～I(xiàn)

(3)

由(1)、(2)、(3)式我們可以得到：

(4)

顯示亮度I決定了影像亮度、對(duì)比度(影像對(duì)比度指的是影像畫面中兩個(gè)不同部位的明暗比)，因此我們可以通過影像碼值的改變判斷CDL對(duì)影像的作用效果。通過上文分析，我們可以推導(dǎo)出CDL參數(shù)作用于對(duì)數(shù)影像和線性影像前后的亮度及對(duì)比度公式，如表1所示(其中x是影像中任意像素點(diǎn)的碼值，x和x指的是影像中任意兩個(gè)像素點(diǎn)的碼值，s、o、p指的是CDL的slope、offset、power參數(shù)值，k、a為常數(shù))。

從表1我們就可以看出，CDL對(duì)線性影像和對(duì)數(shù)影像的作用效果是不同的。圖5和圖6分別為CDL對(duì)線性影像和對(duì)數(shù)影像的調(diào)整前后對(duì)比圖(影像調(diào)整后都經(jīng)過了色域映射)。

圖5 CDL對(duì)線性影像的調(diào)整對(duì)比

圖6 CDL對(duì)對(duì)數(shù)影像的調(diào)整對(duì)比

對(duì)于線性影像，slope能夠調(diào)整各顏色通道的亮度，而不改變對(duì)比度，如圖5(b)；對(duì)于對(duì)數(shù)影像，slope能夠同時(shí)調(diào)整各顏色通道的亮度和對(duì)比度，如圖6(b)。

對(duì)于線性影像，offset能夠同時(shí)調(diào)整各顏色通道的亮度和對(duì)比度，如圖5(c)；對(duì)于對(duì)數(shù)影像，offset能夠調(diào)整各顏色通道的亮度，而不改變對(duì)比度，如圖6(c)。

power能夠同時(shí)調(diào)整線性影像和對(duì)數(shù)影像各顏色通道的亮度和對(duì)比度，但相同的power參數(shù)對(duì)他們的調(diào)整幅度是不同的，如圖5(d)和圖6(d)。

而saturation參數(shù)同時(shí)作用于線性影像和對(duì)數(shù)影像的RGB三個(gè)通道，改變影像的飽和度。

CDL的這10個(gè)調(diào)整參數(shù)就能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)校色的需求，由于CDL只記錄這10個(gè)調(diào)整參數(shù)的信息而不記錄關(guān)于影像色彩空間等信息，因此在制作中使用CDL時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的色彩管理，以確保不同環(huán)節(jié)的制作人員在應(yīng)用CDL后得到的結(jié)果是一致的。還有一點(diǎn)需要注意的是，CDL是不能記錄關(guān)于選區(qū)、遮罩等二級(jí)校色信息的。

4 CDL的交換格式

圖7 封裝CDL信息的CMX EDL格式文本信息

圖8 CDL XML格式文本信息

CDL有多種交換格式，這些格式可以分為兩類：一類是封裝進(jìn)現(xiàn)有的文件格式，包括ALE、CMX EDL、FlEx文件格式；另一類是根據(jù)XML規(guī)范創(chuàng)建新的XML文件，常見的有CDL XML和CCC XML這兩種，前者是CDL的基本形式，只包含一組顏色調(diào)整信息，而后者可包含多組顏色調(diào)整信息，通常和CMX EDL一起使用。這些交換格式都存儲(chǔ)了CDL的10個(gè)調(diào)色參數(shù)。圖7和圖8分別是CMX EDL和CDL XML的文本信息，可以看出，在EDL文件中，鏡頭編輯信息下方的ASC_SOP和ASC_SAT就是該鏡頭的基本顏色校正信息。而CDL XML文件則是根據(jù)XML規(guī)范把這10個(gè)參數(shù)的信息進(jìn)行了數(shù)據(jù)封裝。

5 CDL與LUT的區(qū)別

在影視制作中，我們經(jīng)常會(huì)用到LUT(Look Up Table，顏色查找表)文件，LUT同樣能夠記錄調(diào)色前后的色彩變化。LUT和CDL的根本不同就是，LUT記錄的只是顏色查找表信息，而CDL記錄的是色彩調(diào)整信息(SOP和saturation)。LUT和CDL的不同工作原理決定了它們?cè)谟耙曋谱髦械牟煌猛尽?/p>

CDL的主要用途就是用于記錄創(chuàng)作者對(duì)影像的基本校色工作。前期創(chuàng)作人員將CDL文件交接給后期部門后，后期制作人員不僅可以看到前期的色彩調(diào)整結(jié)果，還可以得到具體的調(diào)色操作，并且能夠在前期工作的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的色彩調(diào)整。對(duì)影像應(yīng)用CDL時(shí)，調(diào)色系統(tǒng)會(huì)基于其內(nèi)部的浮點(diǎn)數(shù)精度算法對(duì)影像進(jìn)行計(jì)算處理，而不會(huì)造成影像信息的損失。CDL還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是前文已經(jīng)提到過的，它可以封裝進(jìn)EDL、ALE文件交換格式中，能夠存儲(chǔ)多個(gè)鏡頭的色彩調(diào)整信息。這樣調(diào)色系統(tǒng)就可以根據(jù)各個(gè)鏡頭的元數(shù)據(jù)信息套回其對(duì)應(yīng)的色彩調(diào)整信息。這對(duì)于一部成百上千個(gè)鏡頭的影片是非常有意義的。

雖然對(duì)影像的色彩調(diào)整結(jié)果同樣可以導(dǎo)出為L(zhǎng)UT文件，但在應(yīng)用LUT后，制作人員只能看到調(diào)色后的畫面，而不能得到前期創(chuàng)作人員具體的調(diào)色操作。并且，由于LUT自身的精度有限，對(duì)影像應(yīng)用LUT會(huì)造成影像色彩信息的損失。但是LUT也有其優(yōu)勢(shì)，相較于CDL，LUT可以記錄更多一級(jí)校色工具的調(diào)色結(jié)果，例如Lift、Gamma、Gain、曲線等。使用LUT能滿足我們對(duì)影像更多的創(chuàng)造性操作，像我們平時(shí)使用的技術(shù)LUT、校準(zhǔn)LUT、風(fēng)格化LUT的功能，都是CDL無法完成的。

因此，在記錄和傳遞前期創(chuàng)作者色彩意圖的工作流程中，往往會(huì)將CDL和LUT結(jié)合起來使用。

6 CDL在影視制作中的應(yīng)用

CDL在影視制作中的主要應(yīng)用就是記錄現(xiàn)場(chǎng)拍攝時(shí)攝影指導(dǎo)和導(dǎo)演的影像色彩創(chuàng)作意圖，并傳遞給剪輯、調(diào)色、視效等后期制作部門。本節(jié)首先對(duì)CDL在影視制作中的工作流程進(jìn)行概述，然后基于幾款制作軟件簡(jiǎn)述CDL在影視制作中的應(yīng)用。

6.1 CDL在影視制作中的工作流程概述

CDL在影視制作中的工作流程如圖9所示。通常由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師根據(jù)攝影指導(dǎo)和導(dǎo)演對(duì)影調(diào)、色調(diào)的要求對(duì)攝影機(jī)輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色，然后將調(diào)色結(jié)果導(dǎo)出為CDL等文件交付給DMT(Data Management Technician)，DMT將CDL文件應(yīng)用到原始素材制作數(shù)字樣片以便于剪輯，并將CDL文件傳遞給DI部門；這樣，在剪輯完成后，視效部門以及后期調(diào)色部門就可以利用現(xiàn)場(chǎng)拍攝時(shí)的CDL文件在前期工作基礎(chǔ)之上完成最后的影片創(chuàng)作。

圖9 CDL在影視制作中的工作流程

6.2 CDL在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色中的產(chǎn)生

近幾年來，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師這一工種在國(guó)內(nèi)影視劇組中開始逐漸普及?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師的首要任務(wù)就是根據(jù)攝影指導(dǎo)和導(dǎo)演對(duì)影調(diào)的要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拍攝時(shí)攝影機(jī)輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)色處理，并將實(shí)時(shí)調(diào)色畫面?zhèn)鬟f給拍攝現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)部門。這樣各個(gè)部門就可以快速領(lǐng)會(huì)攝影指導(dǎo)及導(dǎo)演的創(chuàng)作意圖，并提出有效的解決方案，這大大提高了現(xiàn)場(chǎng)拍攝效率。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師在現(xiàn)場(chǎng)拍攝中基于ASC CDL調(diào)色控件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色，并將調(diào)色工作通過CDL文件傳遞給后期部門，這樣后期工作人員就能夠基于前期工作完成影片的最終制作。圖10為Pomfort公司的LiveGrade pro的ASC CDL校色模塊，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師可以輕松地調(diào)整CDL的10個(gè)色彩調(diào)整參數(shù)，并能夠根據(jù)具體拍攝場(chǎng)景選擇LiveGrade 的不同調(diào)色模式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色工作。在完成調(diào)色工作后，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師需要將拍攝時(shí)使用的調(diào)色預(yù)設(shè)以文件形式導(dǎo)出。

圖10 LiveGrade pro中的ASC CDL校色模塊

6.3 CDL在數(shù)字樣片制作中的應(yīng)用

在每天的拍攝任務(wù)結(jié)束后，DMT 需要對(duì)當(dāng)天的拍攝數(shù)據(jù)進(jìn)行備份及安全管理，同時(shí)還需要將原始RAW素材進(jìn)行轉(zhuǎn)碼及信息燒錄，也就是數(shù)字樣片(Dailies)制作。在制作數(shù)字樣片時(shí)，DMT需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師提供的調(diào)色報(bào)告及CDL、LUT文件等色彩信息，將每個(gè)鏡頭對(duì)應(yīng)的調(diào)色預(yù)設(shè)應(yīng)用到原始鏡頭素材中，這樣后期剪輯師以及其他制作人員就能夠通過數(shù)字樣片直接地看到前期的調(diào)色結(jié)果。

圖11 Davinci Resolve中導(dǎo)入CDL

圖11為Davinci Resolve中導(dǎo)入CDL的方法，在Davinci Resolve調(diào)色界面的Stills靜幀面板中單擊右鍵，選擇導(dǎo)入，然后選擇現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師提供的CDL文件就可以將ASC CDL調(diào)色預(yù)設(shè)導(dǎo)入進(jìn)Stills庫(kù)中，最后就可以將CDL應(yīng)用到對(duì)應(yīng)的鏡頭中了。

6.4 CDL在后期調(diào)色中的應(yīng)用

后期調(diào)色師的工作決定了最終的影像色彩風(fēng)格，CDL讓后期調(diào)色師能夠在前期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色師的工作基礎(chǔ)之上，遵循攝影指導(dǎo)及導(dǎo)演的創(chuàng)作思路完成最終的色彩創(chuàng)作。當(dāng)今主流的調(diào)色系統(tǒng)Davinci Resolve、Baselight、Mistika都能夠支持CDL的使用。

剪輯師完成定剪后，通過AAF、XML、EDL將剪輯時(shí)間線信息傳遞給后期調(diào)色師，后期調(diào)色師可以結(jié)合DIT部門提供的EDL及CCC文件，利用Davinci Resolve的Remote grading功能自動(dòng)套回所有定剪鏡頭的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色信息。

6.5 CDL在視效制作中的應(yīng)用

CDL同樣能夠幫助視效制作，合成師可以在視效合成軟件中使用DI部門提供的CDL文件，這不僅能讓合成師作為鏡頭參考，還能夠讓合成師直接在CDL的校色基礎(chǔ)上進(jìn)行合成，從而提升合成師的工作效率。如圖12所示，視效合成軟件Nuke里面的OCIOCDLTransform節(jié)點(diǎn)就可以直接加載.cc或.ccc文件。

圖12 Nuke的OCIOCDLTransform節(jié)點(diǎn)

7總結(jié)與展望

本文對(duì)CDL的原理進(jìn)行了總結(jié)，分析了CDL對(duì)線性影像和對(duì)數(shù)影像的不同作用效果，對(duì)CDL和LUT的不同特性及用途進(jìn)行了比較，并結(jié)合實(shí)際制作，對(duì)CDL在前期拍攝的產(chǎn)生，以及CDL在數(shù)字樣片制作、后期調(diào)色和視效制作中的應(yīng)用進(jìn)行了舉例說明。由于篇幅有限，CDL在制作軟件中的具體操作步驟無法詳述。

CDL在影視制作中已經(jīng)發(fā)展了近十年了，幾乎所有的專業(yè)影視制作軟件都已經(jīng)能夠兼容它。CDL在國(guó)外影視制作流程中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，而在國(guó)內(nèi)的影視制作中還沒有形成一套標(biāo)準(zhǔn)化體系。筆者相信，隨著國(guó)內(nèi)影視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將會(huì)有更多的影視工作者對(duì)CDL在影視制作中的應(yīng)用價(jià)值予以重視。