传统影像评价与数字电影技术

唐 建

传统影像评价与数字电影技术

唐 建

对于目前数字影像的评价更多在主观方面。本文对传统的影像评价方法作了全面介绍，通过两种评价方式差异的比较，借鉴传统影像评价方法，系统性的指标及参数的确立，对于数字影像技术评价有一定的参考作用。

影像 评价 数字 电影

尽管目前数字电影已成为电影产品的绝大多数，数字影像技术已全面取代胶片电影技术，但以前的胶片电影，不论是黑白还是彩色电影，均视为传统的电影，在长期的拍摄制作及加工过程中，形成了一套较为完整的影像质量评价方法，对现在处于数字技术下的影视来讲，了解和借鉴具有一定的益处。

一、传统胶片电影影像评价的主要内容

胶片电影具有一百多年的历史，至今，也还有极少数胶片电影的摄制生产，在长期的过程中，逐步形成了一套对于影像质量进行评价的技术指标和内容，总体可归纳为三个方面。

（一）影调还原

这里的影调，指的是原景物拍摄加工形成的影像后，景物的明暗关系表现在影像上的明暗层次，是构成影像的基本因素，影调是物体结构、色彩、光线效果的客观再现。

用“密度”一词来表达景物形成影像后在彩色胶片颜色上的浓与淡，黑白胶片黑灰白上的深与浅，不同的密度形成梯度反映出各个层次，由于胶片固有的性质和加工工艺条件的不同，生成的影像层次就不同，层次少的，相邻密度间对比度高的，通常用影调“硬”来表达，层次多的，相邻密度间对比度低的，影调就“软”。在实际工作中，用一种不同密度组成的梯形控制片来具体衡量，称为“光楔”。

对光楔上各级密度进行测量，所得到的密度值与相应的曝光量可制作出一条曲线，这条曲线称为“感光特性曲线”，它综合地反映了胶片的自身特性以及加工工艺的状况。

感光特性曲线的直线部分可得到一个函数的正切值，称为“反差系数”，通常简称为“反差”，它具体表达了密度间的对比值，也反映出了影调的情况。

反差系数值越大，表示层次少，影调越硬，反差系数值越小，表示层次多，影调越软。

对于彩色胶片，还有一个“平衡反差系数”，这是对构成影像而生成的黄、品红、青三种染料密度特性曲线值的相互匹配与平衡的情况。

这种影像对景物的实际记录和层次表现的情况，就是影调还原。

景物的实际层次比相对应生成影像的层次要丰富得多，大部分景物的层次可按比例压缩后的影像线性记录的，这部分直线范围记录的称为“宽容度”，不同的胶片具有不同的宽容度，这是根据胶片的实际用途来决定的，

宽容度大的胶片，一般它的影调软，反之，影调就硬。

对于同一种胶片，可以采用不同的加工工艺，在一定的范围内改变它的宽容度，其影调也随之改变。

（二）色彩还原

色彩是彩色电影中衡量影像质量的一个重要内容，其色彩还原评价的基础，还是色度学中的色度图。

通常对色彩评价从三个参数来考虑：主波长、明度（亮度）、饱和度。

主波长：生成的彩色影像可测量它的主波长数值与景物的主波长之间发生多大的偏差。就是通常讲的，色彩是否偏色，是否还原到正常的范围内。

明度：影像的彩色密度与景物的实际密度的比例，是浓了还是淡了，它在色度图中是处于马蹄形曲线的边缘，还是在图形中间部分。

饱和度：这是通常的鲜艳度，呈现的影像是充满生机，还是显得灰白或灰暗。

在实际操作控制与评价中，采用一种叫做“目标控制密度”的方法，一种既包括人物头像，又有各种颜色的密度标版，灰色和彩色的光楔条组成的测试画面。

通过对各个数值的测定，可以对色彩还原作出一个综合评价。

特别要提到的是，这中间包含着一个中性灰的还原情况，这一块密度在1.0左右的中性灰标板还原的数据在某种程度上可基本代表整体色彩的还原情况。

还要考虑到，色彩还原的综合因素较多，不同的民族，不同的群体对色彩的感觉与偏好不同，在体现真实还原的基础上，还要考虑到上述原因，最后可用“优美还原”更实用一些。

（三）细部还原

解像力、锐度、清晰度、颗粒度等都是衡量细部及还原情况的重要指标参数。

解像力：对实物标版进行拍摄加工后，在显微镜下观察，每一平方毫米可以清楚看到的线条数目。

锐度：影像边缘的分界状态，是清晰的还是模糊的。

颗粒度：影像观看上是有颗粒的还是细腻的感觉。

清晰度：影像的清晰状态，它既是细部还原的内容也是影调还原的内容。

对于影像细部还原的评价，还可用“模量传递函数”（MTF）来测评。

模量传递函数是影像对不同的空间频率响应程度的反映，通过不同的空间频率在影像表现上的衰减情况，可以看出当空间频率增大到什么样的情况下，其细部还原能力出现明显降低。

上述三方面评价内容，它们既是独立的，同时也是相互关联的，一些数据还会相互影响，所以在进行影像评价时，要综合全面地考虑各个参数指标。

二、数字电影影像的质量评价方法

在目前的数字影视中，对影像的评价往往是用像素值、对比度、亮部细节、暗部细节、噪波、清晰度、色彩等作为主要的技术指标。

画面影像像素值：通常用K来表示像素的多少。

画面像素越大，表示画面质量越好，清晰度更好，画面质感上更细腻。

对比度：对比度适当，表现的影像层次丰富。

亮部细节：画面亮部细节丰富，损失较少。

暗部细节：画面暗部细节表现较好，细节缺失少。

噪波：画面无明显噪波，如有也不影响观看的程度。

清晰度：影像清晰，画面主体焦点准确。

色彩：色彩还原正确自然，肤色正常，画面质感强，色彩饱和，镜头色调相互衔接。

数字电影画面的影像评价主要是上述内容，可以看出，它们包括了影像评价的各方面，也是在实际应用中可行的。

三、胶片电影与数字电影在影像评价上的异同

数字电影影像技术质量标准的主要内容中，有一些内容与胶片电影影像相似，但有一些属于数字电影特有的内容。

数字电影画面影像技术标准中以“亮部细节、暗部细节”对应于胶片电影中“密度”的概念和内容，胶片电影的密度与曝光和加工工艺及条件关联度极大，数字电影的亮部细节和暗部细节与曝光关联度极大，正确的曝光对于胶片电影和数字电影来讲都极其重要，否则，数字电影的亮部和暗部的细节损失较大。

数字电影画面影像技术标准中以“对比度”对应胶片电影中的“反差系数”，从物理特性来讲，二种表述方式其实质内容一致，均是明暗程度的对比和不同层次记录的表达，它们属于影调还原的内容。

数字电影影像中用“噪波”一词对应胶片电影中的“颗粒度”，是观看者在对影像观看时对画面颗粒性的感觉，主观上的“粗糙”或者“细腻”的感觉。

数字电影与胶片电影比较区别较大的地方为，数字电影增加了“画面完整性与连续性”评价指标，闪烁、拖尾、丢帧、黑屏、马赛克、画面连续等技术问题不能出现，或不影响整体效果。

数字电影画面部分常见的问题：摄影的焦点跟焦不准、变焦不及时，影响观影效果。日内气氛时，人脸一般较暗，透过窗户的光线很强；日外气氛时，从树荫走到太阳下，造成整体和局部的不平衡，容易出现色块，这种镜头多了，影响画面质量。曝光要准确，太亮没有质感；太暗没有层次，虽然后期调色能挽回一些信息，但是数字信号对于信噪比是很敏感的，调暗、提亮都会出现噪波信号，影响画面质量和观看效果。

目前对于数字电影影像技术质量的评判有一些量化、科学和可供操作的行业指标，但更多的是画面影像质量不是用量化参数，而是由主观来评判的，经过大量研究和论证以及大量对人的感知和主观习惯的调查，认为影视图像最终是由人眼来感知的，图像质量的评判应建立在主观评价的基础之上，这个看法已成为目前影视测评中最有效、最可靠的方法，在行业中，得到普遍认同。

数字电影技术的快速发展带来了电影产业的生机，在传统工艺流程的基础上，革命性地提升了电影的技术品质，无限地满足了电影艺术的创作设想和愿望，拍摄制作中实现了更加简单、高效和便捷的结果，但数字电影技术还在不断进步和完善之中，在不断的实践中，总结和探索一些具体的画面影像评价指标和参数，对于系统和完整地进行数字影像评价方法的形成是有积极作用的。

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峨眉电影制片厂）