影视现场调色工艺的技术特点及其在网络直播中的应用

陶学恺

浙江传媒学院，浙江杭州 310018

1 引言

电影作为一门基于技术发展而诞生的艺术形式，它的艺术表达往往构建在技术基础之上，而在电影发展历程中也经历了三次技术革命，即从无声电影到有声电影、黑白电影到彩色电影、胶片电影到数字电影。在电影艺术的发展历程中，每一次的技术变革都给电影艺术家们不断拓宽电影表达的艺术边界提供了技术支撑。而得益于电影技术的发展，艺术家们希望并且已经可以对电影作品中任一元素进行精确控制，如CG 技术可以“无中生有”，数字光控可以精确控制灯光层次，而调色技术的出现，则让电影艺术家们对电影中的色彩，可以近乎“随心所欲”地调整，这也才有了电影《英雄》中漫天黄叶变成红叶，《逃狱三王》中夏日绿叶变为金色秋日的曼妙场景。伴随着算力的不断增强，后期前置化需求的不断升级，影视调色已经不仅仅面向独立的后期工作部门，也开始渐渐出现在影视拍摄现场，现场调色这一工作的出现，使得摄影部门与导演部门的艺术构想可以更直观化地呈现，也成为了影视摄制工作中的重要环节。随着近年来直播市场的持续火热，影视现场调色工艺以直播调色的方式逐渐被应用于网络直播领域。但直播现场调色与影视现场调色在技术实现、创作目标等方面既有沿袭又有区别。直播活动中的实时性问题、声音问题、延迟问题均需要重点考虑，不能一味地以影视现场调色思路去应对直播活动，了解影视现场调色工作的起源、主要特点及工作内容，分析网络直播活动中现场调色的主要目标，根据其具体需求设计工作方案，可以让现场调色工艺更好地在网络直播领域发挥所长，助力直播画面提质升级。

2 电影中的现场调色工艺及主要特点

2.1 影视调色的源起

影视调色并不仅是数字时代的产物，早在胶片时期，电影工作者就开始使用跳过漂白（Bleach Bypass）、交叉冲印（Cross Processing）等特殊的化学洗印方式，来控制画面的色彩饱和度及明度反差，从而形成特殊的影像风格。而到了胶片时代后期，影视从业者们使用配光台，用不同密度的黄、品、青滤色片，根据经验对画面进行色彩校正。胶片配光台的出现使得影视画面色彩控制可以更进一步，但依旧无法完成画面上精细的色彩调整。在数字技术出现以后，影视行业有着一段胶片与数字并存的过渡时期，由于彼时数字摄影机和数字放映机仍未普及，拍摄和放映往往使用胶片进行，但后期的剪辑、特效、调色等工序则在数字化平台上完成。此时的调色工艺也被称为数字化配光工艺，使用数字化调色台可以对每一组、每一帧，甚至每一个局部区域进行精细化的色彩调整。在全面数字化时代，调色工艺流程也得益于影视拍摄和制作成本的大幅降低，使得它成为当下影视及视频制作领域的必备环节。

2.2 现场调色工艺的演变

直播活动中的现场调色工艺也源自影视制作时期的现场调色工艺。当影视制作进入数字时代后，数字工艺全面取代胶片工艺，影视工作者们愈发地希望可以在前期拍摄时对影像风格进行预置，除了常规的灯光、置景等工序外，影视工作者们将原属于后期的调色工艺应用在前期拍摄现场，现场调色的工作环节应运而生。影视制作的现场调色主要目的是预置影像风格。诚然影像风格的基础是现场美术置景、灯光设计以及摄影技法上的取舍，但现场调色可以更加方便地对现场影像风格进行增强、减弱或修正处理；现场调色工作既可以使得摄影部门和导演部门的色彩创意更加直观化，又能够检查和修正拍摄时的技术失误，并且可以准确地将现场确定的色彩表达传递给后期调色部门，减少沟通成本。

现场调色工作分为基于文件的现场调色和基于信号的现场调色。基于文件的现场调色更像是将原属于后期调色的工艺直接“搬”到了现场进行，往往是等到当天拍摄结束，调色师拿到原素材后对素材文件进行调色，此类方式主要便于调色师与摄影部门进行沟通，可以及时地对当天的素材画面进行色彩反馈，但本质上与后期调色工艺没有明显差别，无法做到对画面进行实时的调色处理。而随着计算机技术的飞速发展，影视调色可以不再拘泥于文件化的调色工作，而是可以直接对画面中的信号进行实时调色，使得在制作现场应用实时调色工艺成为可能。

2.3 影视现场调色的工作内容及主要特点——以电影《长津湖》为例

以笔者参与的电影《长津湖》为例，该电影以抗美援朝战争第二次战役中的长津湖战役为背景，讲述了中国人民志愿军赴朝作战，在严酷的环境下英勇无畏，奋力扭转战场态势，为战役胜利做出重要贡献的故事。《长津湖》在准备阶段做了大量测试工作，包含测试片的拍摄以及预期色彩影调的确立，因此在正式拍摄前已存有大量色彩风格的色彩查找表（LUT）文件，但在现场拍摄时，依旧要根据不同的拍摄场景、天气、灯光环境等去更替LUT 文件或修正色彩调整效果。同时由于影视化的拍摄是分镜头、非实时、阶段性的拍摄，在拍摄期内有相对充足的时间去细调演员状态、灯光光比、置景服化细节等，现场调色不需要做过多的细节修正，主要使用一级调色进行风格化预置和整体画面修饰即可。

影视现场调色工作中，调色本身仅仅是其中的一个部分，现场调色部门还需兼顾不同技术监看需求及主创部门的色彩处理需求，管理色彩配置文件和方案，调色监看方案的协同搭建，通过色彩决策表（CDL）或LUT 文件来进行色彩传递也是电影现场调色部门的工作内容，可以说影视中的现场调色部门，更多承担的工作内容为拍摄现场的色彩管理工作，因此它的技术设计方案的主要前提也不仅限于调色本身，如何处理摄影机信号、现场调色信号、QTAKE系统信号及监视器信号四者之间的关系，如何高效响应色彩调整需求，管理并有效传递色彩数据等都是影视现场调色部门方案设计的重点方向。

《长津湖》电影现场调色方案信号链路如图1 所示，现场主摄影机为ARRI ALEXA 65 摄影机，在片门全开模式下最高拍摄分辨率可达到6560×3102，摄影指导罗攀希望能在现场看到4K 实时监看画面，但是由于该机器采用4×3G SDI，而现场的主要无线信号传递基于图传，并不支持4×3G SDI 的4K 信号传输，最终监看方案依旧采用高清信号监看，在素材完成备份后输出4K 画面质量报告。现场信号的分配采用QTAKE 系统完成，现场调色系统由搭载了Livegrade 软件的Macbook Pro、尊正BoxIO、交换机、12×12信号矩阵共同组成。前期由于需要经常切换不同LUT，经摄影机输出Log 信号给到调色系统中的矩阵，由Livegrade 将同一画面完成不同色彩风格预置后，将调色完成的信号输出给QTAKE 系统，并由QTAKE 系统将LUT 名称烧录至现场小样上，以便后期回溯，至此完成同一画面的不同色彩风格参考并根据不同需求由QTAKE 分发信号。为了保证每个镜头拍摄完成后也能进行色彩调整和比对，现场调色系统的矩阵环出一路Log 信号交由QTAKE 进行备份录制，如后续有色彩风格对照需求，可由QTAKE将录制的Log 小样信号重新返回Livegrade 系统中进行色彩的重新调整。Livegrade 会常出一路已套好标准还原LUT 的BT.709 画面作为技术参照，并且借由尊正BoxIO 自带的示波功能对画面进行波形技术监看，以保证色彩及亮度指标符合标准，现场的色彩配置文件每日输出CDL、LUT 文件、画面色彩报告等色彩数据，传递给后期DI部门作为调色参考，最终实现整体项目的现场调色链路设计。

图1 《长津湖》现场调色信号图

通过该方案可发现影视现场调色方案具有如下特点：（1）辅助主创部门的色彩表达及画面技术监看；（2）高新技术监看需求的色彩枢纽；（3）多需求的色彩信号协同分发；（4）色彩方案和调整数据的传递。

3 现场调色在网络直播活动中的主要目标

自2013 年我国4G 网络牌照正式下发以及智能手机的普及，网络直播已不在局限于电脑端，其在近十年间已迅速成为大众移动端口获取信息最喜爱的方式之一。伴随抖音、快手等平台的兴起，大众消费习惯的转变，直播电商服务迅速发展，通过网络直播购物也已成为当下盛行的购物方式。据中国互联网络信息中心发布的数据，截至2022 年12 月，我国网络直播用户规模达7.51 亿，占网民整体的70.3%，网络直播业态在2022 年的发展主要体现在电商直播业态日趋成熟、专业化公益化内容深受青睐、与新兴技术融合更加紧密等三个方面[2]。移动平台的直播技术方案也从早期单台手机的粗放式直播，开始转向摄影机配合专业灯光的高质量直播方式。可以说网络直播早已不局限于单一窗口观看，而是变成电视端、电脑端、移动端等多端口、多窗口的聚合式直播。但观看窗口的多样性，也同样给直播画面提出了挑战，需要做到直播主体突出、主题明确、色彩一致。既能保障小屏观看时的体验，又要避免大屏时出现的细节瑕疵。直播画面要求的不断升级，各直播团队希望可以更加精细化控制直播质量，在直播方案中加入直播调色工艺已经成为当下高质量直播间的必备要素。

直播活动与电影制作不同，电影制作可以对画面细节不断修缮以达到最理想的效果，而直播活动中的第一要务是稳定播出，所有的画面内容都会为直播的顺畅性让路。同时由于直播的多机位、实时性、连续性的特点，它的固有特性导致了现场调色需求与影视现场调色有着较多差异，直播时的灯光设计无法呈现考究的光线造型，既要保证主体照度和层次，还需避免多机位镜头切换时易产生的穿帮问题，在取舍之下只能保证主要画面的照度和主体效果，无法如影视灯光一样精细到每个景别构图都趋于完美。如果说电影制作可以对画面“精耕细作”，那么直播活动只能“保全大局”，正因如此，直播活动中会更依赖现场调色对画面进行细节上的修饰，对直播时的灯光、色彩、摄影画面做进一步修缮和优化。在直播活动中，直播规模大小不一，整体技术方案设计也会略有不同，现场调色工艺在不同的直播活动中所承担的技术需求也有所差异，但总体目标都是为了获得更加和谐统一、具有风格和质感的画面色彩，主要有如下具体目标。

3.1 多机位色彩匹配

商业活动类直播和电商带货类直播是现场调色的主要对象。其中商业活动类直播是指以品牌宣传为目的、包含商业因素的营销性直播，此类直播大多为多人对谈或发布会形式，主要直播方式也与传统直播活动一致。由于此类直播有时会采用多达10余个机位，虽然摄影机品牌型号一致，但由于使用时数不同、批次不同、机位景别不同等原因，呈现出来的画面会存在亮度及色彩不统一的现象，因此多机位色彩匹配是此类活动中现场调色的主要目的。色彩匹配的具体方式也与直播技术方案息息相关，若采用专业级讯道摄影机进行直播，现场调色环节会使用调色系统配合摄影机远程控制单元（Remote Camera Panel，RCP）共同完成，通常预先采用与摄影机配套的RCP 控制面板进行多机位色彩匹配校正。RCP面板可以通过控制协议直接对前端摄影机进行参数调整，可调节摄像机光圈、底电平、黑白平衡、增益、自动拐点、电子快门、色温、RGB 色值增益等参数。多机位调色时，根据波形监视器，画面监视器对不同摄像机进行统一化的白平衡和色彩校正，主观观感配合技术指标来判定画面反差、亮度、白平衡、色彩准确性等参数是否校正到近乎一致的水平范围内。现场调色单元作为RCP 部分的补充，可以对部分需要单独调整的机位信号单独调整。如果是非讯道摄影机，无法使用RCP 进行预调平处理，则会把多机位信号分别接入现场调色端口，由调色师进行多机位色彩匹配工作。

3.2 预置影像风格

采用实时调色手段，给传统的直播画面加以风格化的色彩风貌是实现直播间差异化竞争的有效途径。但直播活动的现场调色需求与影视制作的现场调色需求不尽相同，影视制作的本质是个性化的作品表达，可以将导演、摄影指导等主创部门的想法融入于色彩表达之内，可以呈现绚烂但并非真实的风格化色彩表达。但直播活动的本质目的是服务于商业产品，会在还原真实、保证产品色彩基准的前提下进行适当的风格化影像处理，部分直播活动也会有意地在某些环节使用风格化影像，例如黑白色、品粉色等用以营造气氛。

3.3 监看信号质量

在传统直播活动中，通常会由直播技术人员通过示波器对直播画面技术指标进行监看，保证画面的黑电平、白电平、色彩范围等指标符合广电传输标准。目前对于网络直播活动，虽然平台方对技术标准没有严格管控，但直播团队依旧希望播出画面可以符合亮度和色彩范围，以免出现“死黑”“过曝”“饱和度溢出”等现象进而影响直播效果。在直播调色环节中，通常配合软件示波器对信号进行监看，使用分量示波器和矢量示波器分别对画面的RGB 亮度信号及色彩饱和度信号进行监看并实时调整。

3.4 重点区域色彩及曝光处理

在网络直播活动中，对现场色彩调整的要求往往是复合型的，既需要给予影像独特的色彩风格，又希望能够完美还原产品色彩。在没有现场调色参与的情况下，基本只能做到二者选其一。在直播活动现场调色中，通常使用一级调色给予画面确定的影像风格后，有一些白色或黑色物品会由于摆放位置和整体曝光控制的影响，导致出现局部区域的过曝和欠曝，往往会使用调色系统中的蒙版和限定器等功能来对画面中的重点区域单独进行处理，例如主播的面部肤色或者主要产品的色彩还原优化和曝光控制。

4 直播活动现场调色技术方案设计

4.1 基于LUT 的硬件化实时调色方案

LUT 的全称是Look Up Table，也就是色彩查找表，它是影视调色领域最常使用的工具。它的本质是一个色彩转换表文件，通过对色域内的部分采样点进行色彩映射转换，而采样点之间的色彩则根据插值算法进行转换，最终实现修改画面整体色彩的效果。虽然很多直播推流软件早已可以对推流画面加载LUT 文件，从而实现调色效果，但此类做法仅仅是为画面套上了一个固定的“滤镜”，没有办法实时对画面进行色彩更改，无法称为“现场调色”。在现场调色中，我们通常使用可以加载LUT 文件的硬件设备“LUT Box”作为调色处理单元，使用调色台配合调色软件，实时更改其中的LUT 文件，最终达到实时调色的目的。

以蔚来汽车NIO Day 2022 发布会项目为例，NIO Day 是国内智能电动汽车品牌蔚来公司的重大年度活动之一，目前已举办6届。该项目发布会现场多达20 多个机位，分为户外预热区域和发布会主场区域两部分（图2）。

图2 蔚来汽车NIO Day 2022发布会机位图

在现场调色技术方案上我们选择了Pomfort Livegrade Studio 软件配合尊正BoxIO 来实现现场调色的基本功能。尊正BoxIO 可以载入3D LUT，并通过网络与电脑连接后可以实时更改LUT 中的数值，通过它自带的HD-SDI 接口可以实现基于SDI 基带信号直通化实时现场调色。监看设备为尊正AM210 监视器，搭配Tangent Ripple 调色台可以实现精细化的调色处理，并且可以根据现场情况对现场信号进行平滑无感的调整。整体链路结构见图3。

图3 蔚来汽车NIO Day 2022发布会现场调色链路图

该方案通过实时修改BoxIO 硬件中的LUT 来实现实时调色效果，软件和电脑仅作为修改LUT 的指令发射端，主要的信号色彩处理由BoxIO 完成，因此该方案在软件崩溃、电脑死机时均不会对调色效果和信号稳定性造成影响，可以极大地保证现场调色环节的稳定性。BoxIO 支持嵌入式音频输入与输出，并且声画同步信号延迟极低，可以直接作为最终推流信号使用。所采用的调色软件Pomfort Livegrade Studio 可以实现暗部、中灰、亮部的分区域色彩调整，并可使用色相-色彩曲线、色相-饱和度曲线、亮度-饱和度曲线等多种调色工具，可以便捷地对实时信号进行风格化调整，能够满足直播调色时所有的一级调色工具需求。由于要同时处理多路信号的调色工作，我们使用了4 台BoxIO 作为处理单元，同时便于信号的切换和控制，使用12×12 规格的Blackmagic Videohub 作为视频信号矩阵，将所有BoxIO 和Blackmagic Videohub 的网线控制端口共同接入千兆交换机中，这样可以直接使用Pomfort Livegrade Studio 软件里的矩阵控制功能对多路信号进行统一管理，对多端口、多机位信号进行协同化实时调色处理。Pomfort Livegrade Studio 也能够通过抓取Still 静帧和保存调色预设Look 的方式保存不同的调色结果并随时调用，并且可以使用划像等方式在单一窗口观测多机位画面的最终调色结果，以保证画面色彩的统一性。但实际测试时发现，由于尊正BoxIO 固件问题，直接接入节目视频信号（PGM）会有一定几率出现硬件不受控的情况，需要重启硬件后方可恢复，虽然不影响直播色彩，但却会导致无法继续修改调色结果。同时该方案无法通过遮罩和选色实现局部区域色彩调整，更不能实现降噪、锐化、磨皮等调色需求，但由于它的稳定性和声画延迟极低的特性，更适合在对直播稳定性有较高要求的商业活动直播中使用，来实现多机位色彩匹配和预置影像风格等功能。

4.2 基于DaVinci Resolve 的软件化实时调色方案

DaVinci Resolve 是Blackmagic Design 公司（以下简称“BMD”）所拥有的后期调色系统，也是当下影视制作中的主流后期调色系统。在2013 年DaVinci Resolve 10 发布时就增添了现场调色功能Resolve Live，可以直接对实时输入的视频信号进行一级调色、二级调色，添加Power Windows、自定义曲线等调色操作。但是该功能设计初衷是为了在影视拍摄现场让摄影师和灯光团队对画面进行校色和检查，也是后期前置化的表现之一。但当时受限于硬件性能和带宽影响，无法对复杂的调色结果做到低延时的高质量实时输出，不能直接应用于现场直播领域。自2020 年起，随着直播活动热度的不断升级和计算机硬件的发展，越来越多的直播团队开始使用Da-Vinci Resolve 进行直播调色制作。与基于LUT 的硬件化实时调色方案不同的是，使用DaVinci Resolve进行直播调色可以给信号画面添加更多工具，而这些调整是无法通过LUT 的方式实现的。例如通过限定器和选区对局部区域抠取进行独立调色，对画面进行降噪或锐化处理，甚至可以通过添加OFX 工具对面部进行实时追踪调色等处理。

以Nike KIDS 官方带货直播项目为例，基于Da-Vinci Resolve 的软件化实时调色方案由电脑、采集卡、调色台共同组成。其中电脑选择的是Apple 公司的MacBook Pro 系列，采用M1 Max 处理芯片，采集卡选择的是BMD DeckLink 8K Pro,电脑与采集卡通过Thunderbolt 3 线缆完成连接，采集卡负责实时采集和输出处理前后的信号，而色彩处理的所有运算均由电脑端处理完成。监看设备和调色台依旧是尊正AM210 监视器及Blackmagic Micro Panel 调色台，最终链路如图4所示。

图4 Nike App 官方直播间现场调色链路图

从实现效果看，使用DaVinci Resolve 的现场调色要明显优于基于LUT 的调色方案，但由于Resolve Live 的功能本身不是为直播活动所设计的，因此存在以下问题：

（1）延迟问题。直播中的信号延迟问题一直是困扰直播团队的主要问题，由于Resolve Live 可以实现较为复杂的调色操作，因此对电脑的性能也有一定的要求。经采用多种不同实时调色方案进行测试后发现（图5），在可以支持二级调色操作的系统中，电脑算力足够时，Resolve Live 的延迟相对最小，但即便如此，依旧有5帧左右的延迟问题。但即便算力足够时，一旦调色节点相对复杂，特别是其中含有高运算需求的复杂操作，如限定器、锐化、模糊、中间调细节等，则会加剧电脑过热风险，导致因散热不佳而带来的算力下降，进而出现信号延迟问题。

（2）不支持声音嵌入信号。经Resolve Live 处理的现场调色信号中无法包含声音信号，因此在Resolve Live 作为现场调色方案时，声音信号需要单独输出，由其他环节对调色后的节目视频信号和声音信号进行重新加嵌。

（3）存在播出风险。由于使用DaVinci Resolve的现场调色方案完全依赖电脑和软件端进行调色处理，存在软件崩溃或电脑系统崩溃等风险，在Nike 项目测试环节就发生过一次软件崩溃现象。一旦在正式直播过程中发生软件或电脑系统崩溃，则会导致整个直播链路中断，直接造成直播事故。

最终在Nike KIDS 官方直播间中，我们选择了DaVinci Resolve 的方案为主播出线路调色方案，而采用BoxIO 的硬件LUT 方案作为备用线路的调色方案。以主线路的调色结果作为基准，将调色完成后的结果输出为LUT 载入到备路的BoxIO 中。一旦主线路发生事故，则可以快速切换成备用线路播出，而且主线路和备用线路之间除了部分效果无法实现以外，绝大部分的色彩观感是一致的。既保证了播出时的链路安全，又能够确保画面色彩符合预期需求。

5 总结与展望

虽然直播活动中的现场调色工艺继承自影视现场调色，直播调色与影视现场调色的调色方法大致相同，总体目标也都是为了更好地在现场“看见”最终经过调色优化后的风格化影像，但直播调色尤其重视信号处理的实时性及安全播出问题。因此，在技术实现方法上，直播调色主要沿袭影视现场调色的主流技术方案，直播调色方案中可以结合传统直播的色彩控制方法与影视现场调色技术，实现基于RCP 配合LUT Box 的多机位分路协同调色方法。在调色目标和方案设计上，影视现场调色方案更多会考虑整体的色彩信号分发及色彩数据管理与传递，它更多是影视工业化中色彩处理环节后期前置化的具体表现，而直播现场调色所关注的声音问题、延迟问题、画面细节色彩的调整问题均不是影视现场调色方案设计的主要考虑内容。直播活动中的现场调色，可以说更加重视调色本身，希望通过调色弥补灯光、置景、主播本身所导致的画面瑕疵，优化直播中的商品形象。归根结底，直播调色是以增强直播活动的商业属性效果为第一要务。

笔者认为，理想的现场调色方案应是前端摄影色彩控制系统（如RCP）配合LUT Box 完成多机位同一化处理，再把需要单独细化处理的信号和最终节目视频信号通过Resolve Live 系统进行二级调整和最终输出，从而实现对现场所有信号的实时调色工作。由于商业直播规模、需求均不相同，甚至很多直播活动的摄影机选用的并不是专业级讯道机，而是消费级相机，无法进行分路调整，因此仅使用现场调色系统对最终输出的节目视频信号画面进行调色。调色工艺是作为摄影、美术、灯光等传统工作的后期化延伸，只能在一定范围内优化和修正前期效果，而现场直播时画面实时更替频繁，如果一味地将解决画面色彩问题寄希望于现场调色环节，这无疑是不可取的。要想完全修正色彩偏差问题，营造优质直播画面效果，只有整体技术流程标准化，各技术部门共同对画面进行精细化控制，才能更好发挥现场调色的作用。