日期：2015/11/24 來源：中國演藝科技網(wǎng)

燈光顏色是舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)的主要元素之一。光色的一致性一直是燈光設(shè)計(jì)的重要課題之一。隨著LED光源和燈具的快速發(fā)展，對這個(gè)課題展開深入探討和研究顯得越發(fā)重要和迫切。同一臺(tái)彩色LED燈具如何復(fù)制相同的燈光顏色，不同制造商的彩色LED燈具如何獲得相同顏色的兩束燈光？當(dāng)下制定相關(guān)的顏色傳輸標(biāo)準(zhǔn)非常必要，勢在必行。

1 對顏色傳輸標(biāo)準(zhǔn)化的需要

對于白熾燈和濾色片，標(biāo)準(zhǔn)化是容易做到的。在任何制造商的燈具前設(shè)置相同的濾色片，將在舞臺(tái)上獲得差不多相同的顏色?，F(xiàn)在，使用LED光源替代白熾光源；那么，對于使用各自RGB版本的不同制造商的LED燈具，使用兩個(gè)不同的光源版本來獲得相同的顏色，其可能性如何呢？一個(gè)開發(fā)中的新標(biāo)準(zhǔn)——PLASA ANSIE1.54，力圖給控制臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)化的顏色空間和顏色語言，以便能夠以明確的而與制造商無關(guān)的方式將顏色信息傳達(dá)給燈具。其目標(biāo)是什么？十分簡單，就是復(fù)制相同的燈光顏色。

現(xiàn)今幾乎每家演藝燈具制造商都使用它們各自的RGB色域。LED燈具的色域通常是由燈具所采用的特定的紅、綠、藍(lán)LED光源的波長所定義的。精確的LED光源顏色的選擇是一種主觀選擇，并因不同的制造商而有不同的選擇。對于使用不同波長LED光源的每一家制造商，在制造商之間，甚至在同一家制造商的產(chǎn)品之間，沒有RGB控制設(shè)置的通用性。將一組RGB或HSI值發(fā)送給20臺(tái)不同的燈具，將獲得20個(gè)不同的顏色。圖1顯示僅來自三臺(tái)燈具的三個(gè)假想的不同的RGB色域。將控制指令“轉(zhuǎn)到艷紅色”發(fā)送到這三臺(tái)燈具，在舞臺(tái)上將導(dǎo)致產(chǎn)生三種完全不同的紅色，很可能沒有一種是燈光設(shè)計(jì)師所想要的結(jié)果。

圖1 特定的LED光源所確定的任意RGB色域

在LED燈具發(fā)展進(jìn)程中，這種情況很可能是發(fā)展中不可避免的一條路徑。在大多數(shù)情況下，單個(gè)有色LED光源的控制很少試圖依據(jù)任何顏色標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施顏色校準(zhǔn)或參考（筆者的意思是，通過直接控制，在控制臺(tái)上平滑推升紅色通道引起燈具點(diǎn)亮的只是它的紅色LED，而不是點(diǎn)亮LED光源的組合體以混合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的紅色）。不過，情況在日益改善，燈具和LED技術(shù)在不斷發(fā)展，現(xiàn)在很多制造商以絕對參照基準(zhǔn)標(biāo)定它們的燈具，因而能夠提供由它們燈具所產(chǎn)生的符合標(biāo)準(zhǔn)化顏色定義的混合色。對一家制造商來說，運(yùn)用哪一個(gè)顏色定義沒有特別的商業(yè)利益。然而，如果所有制造商都使用相同的顏色定義，這對整個(gè)行業(yè)有著相當(dāng)大的利益！控制臺(tái)將能夠給所有燈具發(fā)送相同的信息，因而獲得相同的顏色。這種情況類似于DMX512成為標(biāo)準(zhǔn)之前的數(shù)字傳輸?shù)某跗?。DMX512帶來的好處并不是說它絕對是最好的傳輸方法，但是每個(gè)人都在使用它傳達(dá)信息。我們再次需要同樣的舉措，但是需要確定的是顏色空間、顏色語言以及明白無誤的方法，以便精確地傳達(dá)我們所需要的那一個(gè)顏色。

2 如何獲得來自兩臺(tái)不同燈具的相同顏色

2.1 確定PLASA顏色空間

從控制臺(tái)向燈具明白無誤地傳達(dá)顏色信息有很多方法。或許對于標(biāo)準(zhǔn)化而言，最簡單的事情將是認(rèn)同顏色空間，譬如圖1中用作背景標(biāo)繪的熟悉的CIE 1931x,y空間。雖然CIE 1931空間已經(jīng)被新空間所取代，譬如均勻性更好的新空間L*u*v*或L*a*b*，然而對于大多數(shù)人來說，它仍然是最熟悉的顏色空間。這些顏色空間都被我們用作標(biāo)準(zhǔn)，它們都覆蓋相同的顏色區(qū)域，因而，它們彼此都可以線性轉(zhuǎn)換。

建議1：PLASA顏色傳輸應(yīng)使用CIE 1931 x,y顏色空間雖然使用x,y空間是全面的和明確的，它是傳達(dá)最終顏色目標(biāo)的極好方法；但是對于交叉漸變，它不是一個(gè)極好的顏色空間，對程序編制也不是非常直觀。如，色坐標(biāo)（x,y）為0.5,0.2代表什么顏色？另一方面，用戶使用RGB（紅、綠、藍(lán)）或HSI（色調(diào)、飽和度、亮度）參數(shù)來處理、選擇顏色要更為熟悉。這些參數(shù)由許多控制臺(tái)所提供，顯得更為直觀。它們也提供顏色之間淡入淡出交替變化的較好的空間。很明顯，所建議的PLASA標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該也為RGB和HSI提供標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 考量PLASA RGB色域的選擇

對于演藝照明應(yīng)用，在選擇RGB空間時(shí)有兩個(gè)主要的、潛在的互相沖突的要求。首先，被定義的RGB空間應(yīng)該是很大的，足以包含用戶有可能想要產(chǎn)生的所有顏色。這就提示應(yīng)該選擇非常大的顏色三角形，譬如在圖2中舉例闡明的那個(gè)三角形。然而在許可的顏色空間之外仍有大量的區(qū)域，因此，結(jié)果是漸變推桿上產(chǎn)生一大段空的區(qū)段，隨后伴之而來的是分辨率損失，以及在未定義顏色的區(qū)域里發(fā)生大量淡入淡出交替過程時(shí)出現(xiàn)的奇怪變化。其次，用戶希望這個(gè)顏色空間是可以理解的，并希望其數(shù)學(xué)運(yùn)算是簡單的。建議仍然包含全部法定的顏色空間的更小的RGB三角形是做得到的，但只能允許一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)變成負(fù)數(shù)，這將引發(fā)潛在的數(shù)學(xué)問題，至少會(huì)引起混亂，仍然還有很多無用的區(qū)域。圖3顯示包含藍(lán)色縱坐標(biāo)y值為負(fù)值的這種可能出現(xiàn)的RGB三角形。然而，如果后退一點(diǎn)，那么問題就可以被簡單化了。如果考慮1931顏色空間中實(shí)際使用的那些區(qū)域，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：（1）全部的綠色不是都有用。（2）現(xiàn)實(shí)世界的顏色并沒有充滿這個(gè)空間。

圖2 在標(biāo)定色域外有死角的大RGB色域

圖3 帶有負(fù)參數(shù)的RGB顏色空間

用戶需要使用的是具有浪費(fèi)空間盡可能小的顏色三角形，那將帶來良好的分辨率（尤其是在色調(diào)方面微小變化非常敏感的淡彩色），以及提供良好的淡入淡出效果。筆者也不想白費(fèi)力氣做重復(fù)工作?？逻_(dá)（Kodak）已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域有了實(shí)踐，研發(fā)出ProPhoto顏色空間作為建議顏色空間以供成像和攝影使用，見圖4。它具有如下特性：

（1）它是任何成像設(shè)備所能獲得的更大的顏色空間；（2）只有非常小的無用或不能用到的顏色空間。有最佳使用的有效分辨率；（3）無負(fù)值的x或y；（4）它包含所有可能顏色的90%和所有真實(shí)世界顏色的100%。圖4 Kodak Prophoto顏色空間-ROMM RGB ProPhoto空間已經(jīng)被采納而成為ANSI/I3AIT10.7666:2003和ISO 22028-2:2013的一部分，現(xiàn)在通常被簡稱為“ROMM RGB”（Reference Output MediumMetric RGB：參考輸出媒體測量RGB）。ISO 22028-2:2013包含下列簡介，解釋ROMM RGB空間在影像和攝影界的使用。如果采用相同的RGB色域作為PLASA標(biāo)準(zhǔn)，那么它可以被定義為如下。 建議2：PLASA RGB原色點(diǎn)的CIE 1931色度坐標(biāo) 紅 x=0.7347，y=0.2653 綠 x=0.1596，y=0.8404 藍(lán) x=0.0366，y=0.0001 2.3 PLASA白色點(diǎn)的CIE 1931色度坐標(biāo) ANSI和ISO標(biāo)準(zhǔn)的其余部分與我們的關(guān)系不大，尤其是它們利用D50白色點(diǎn)，這個(gè)白色點(diǎn)對應(yīng)用并不是適當(dāng)?shù)陌咨c(diǎn)。而有人建議，演藝照明的標(biāo)準(zhǔn)白色點(diǎn)應(yīng)采用3200K黑體輻射源的白光（3200K通常被用作劇場照明、濾色片樣本和燈光控制臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)白色點(diǎn)，因而是很熟悉的參考）。 白色點(diǎn)的選擇不應(yīng)以任何方式限制顏色的選擇，明白這一點(diǎn)很重要。對于應(yīng)用RGB或HSI參考量的顏色的全參考，不僅需要定義三角形的三個(gè)角，而且要定義R、G、B值都擁有時(shí)或其飽和度為零時(shí)所獲得的白色點(diǎn)?？刂婆_(tái)或燈具仍能夠以不同的白色點(diǎn)內(nèi)在地運(yùn)作，比如5 600 K或D50白色點(diǎn)，執(zhí)行簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算以便從一個(gè)白色點(diǎn)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)白色點(diǎn)。PLASA標(biāo)準(zhǔn)的意圖將是提供默認(rèn)的RGB色域和白色點(diǎn)，它們能夠被用作將想要的顏色從控制臺(tái)準(zhǔn)確地傳達(dá)到燈具。應(yīng)用3200K白色點(diǎn)達(dá)到這個(gè)目的。因此，白色點(diǎn)被定義為3 200 K的2°普朗克光源（Planckian source）。 建議3：PLASA白色點(diǎn)的CIE 1931色度坐標(biāo) 白x=0.4254， y=0.4044 至此，我們擁有了已定義了的RGB三角形和白色點(diǎn)，有可能導(dǎo)出方程式以實(shí)現(xiàn)變換，從x,y色坐標(biāo)以及RGB或HSI來控制信號的輸入（或制造商可能選擇使用的任何其他的顏色空間）。正如此前筆者所提及的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)背后的理念是，不應(yīng)以任何方式限制燈光設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作自由，或用戶和制造商在燈具或控制臺(tái)內(nèi)想要做的顏色選擇。標(biāo)準(zhǔn)要做的全部是，提供一種將這個(gè)顏色毫不含糊或毫無混亂地從一個(gè)裝置傳向另一個(gè)裝置的手段。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對用戶是透明的，正如DMX512被用作傳輸調(diào)光電平或電腦燈的位置時(shí)，它對用戶是透明的一樣。 2.4 假使燈具不能產(chǎn)生用戶要求的顏色時(shí)該怎么辦？ 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)顏色空間和顏色語言，將不可避免地導(dǎo)致有的燈具被要求產(chǎn)生超出其色域的顏色。在這種情況下，將定義它會(huì)發(fā)生什么情況，以便使其失效也是不明顯的，并盡可能是可接受的。在這些情況中，最好的實(shí)現(xiàn)方法似乎是要求燈具應(yīng)產(chǎn)生相同色調(diào)的顏色，但是需減少其飽和度直至其退入色域內(nèi)。圖5顯示一個(gè)例子，一臺(tái)燈具具有R、G、B三角形顯現(xiàn)的色域。它能夠制作這個(gè)三角形內(nèi)的任何顏色，但是三角形以外的顏色都不能產(chǎn)生。如果要求產(chǎn)生飽和的青色，如點(diǎn)1所示，它應(yīng)減少其飽和度（即等同于沿著一直線往后向白點(diǎn)移動(dòng)）直至這個(gè)彩色落入其能夠顯示的范圍。在這種情況下，它就將產(chǎn)生點(diǎn)2的彩色。它是一種具有相同色調(diào)的青色，但是其飽和度較低。這種飽和度變化誤差通常是可接受的，常常是不明顯的。圖5 RGB三角形色域外的顏色 節(jié)選自《演藝科技》2015年第10期

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