影像分析器之:矢量示波器

几十年来,视频制作和拷贝机构一直使用波形监视器和矢量示波器来准确评估视频水平,特别是颜色和亮度。
矢量示波器可测量视频信号的色度(颜色分量),包括色相和饱和度。矢量示波器可将视频的颜色信息映射到圆形图。

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解读矢量示波器

波形示波器、直方图示波器着重于曝光监测,矢量示波器着重色彩监测。在彩色影像处理的前期及后期工作中,矢量示波器有着特别的功用。

矢量波器常用来判断画面的色相与饱和度,两者可合称为色彩,纯白和纯黑也可以用它来辅助判定。如果要调整肤色,或者要调出一些胶片感、旧时光的色彩时,矢量示波器是监控色彩变化的最合适工具。

圆形的矢量示波器,中心点表示无色,从中心点向外,表示饱和度从 0% 开始逐渐增加;圆周代表的是 0 ~ 360° 色相环。
如果信息都集中在中心点,则说明该影像几乎无色彩,或者是一个黑白影像。

提示:矢量示波器不包含亮度信息,所以在使用的时候一般配合亮度波形示波器。

特别要说明的是,矢量示波器主要用于判断画面的色彩而非曝光。所以只要R、G、B值相同的像素,它们的轨迹都会出现在中心,不管其是(0,0,0)还是(128,128,128),亦或是(255,255,255)。即,正常情况下,黑、白、灰的轨迹都应集中在中心点。

图1:黑白影像在矢量示波器的轨迹集中在中心点
如下图,轨迹在哪个角度的范围中越密、越亮,就表示画面中这种色彩的像素越多,越靠近圆的外沿则饱和度越高。
图2:画面中的色彩越丰富,轨迹范围就越宽越复杂
彩条 Bars and Tone的功能是为了早期的传统电视的色彩校正而诞生的。在Premiere Pro等视频剪辑软件可以快速地创建彩条及HD彩条。
Pr菜单:文件/新建/彩条
Pr菜单:文件/新建/HD 彩条
图3:彩条
当使用彩条时,可以看到矢量示波器中,每种颜色的轨迹准确地对应到各个小方框的位置。两个不在小方框内的点就是彩条左下方的青蓝色和蓝紫色。

矢量示波器图示说明:

(1)颜色标注:B=蓝 Blue, R=红 Red, Yl=黄 Yellow,Cy=青 Cyan, Mg=洋红  Megenta。

(2)两条十字交叉线:I代表In-phase 同相,色彩从橙色到青色;Q代表Quadrature 正交,色彩从紫色到黄绿色。

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肤色线
矢量示波器中的十字交叉线,正常的肤色轨迹应落在左上角的线上,俗称“肤色线”。调整出正常肤色,就应该以此线段作为参考,除非他是一个霍克或纳美人,或者整个画面有偏色。
图4:正常肤色的轨迹范围

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确认饱和度的范围
矢量示波器中可以看到每种颜色的框线相互连接,形成一个六边形框线。这条框线的意思是:超出了界线(75%)的色彩,可能在所有广播级设备中被剪切或者无法显示。
图5:画面中包含了大量的鲜黄色,并且一些轨迹明显“出界”。所以,其饱和度必须降低。

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测量特定区域的颜色

多数画面都有丰富的色彩,在矢量示波器上的轨迹自然也十分复杂。想要获知某个特定区域的色彩还真有点困难。此时,若对画面做遮罩(蒙版)处理,将是个不错的方案。

图6:配合使用蒙版测量颜色

如上图,如果能使用蒙版或遮罩的方式,将画面中除了衣服的其余部分全部遮住,此时在矢量示波器上就会只显示出该区域的色彩。

提示:中心点的无彩度轨迹其实是那些被遮住的区域。

图7:可用于白平衡校正

很明显,当前显示的影像偏红黄,如果使用调色工具将偏红黄的部分往青蓝移动,就可使轨迹回到中心点,从而达到白平衡校正的目的。

提示:若在拍摄时使用白平衡卡,那么无色彩的信息也应该都会集中在正中心点上。

还可以使用放大功能代替蒙版的功能,这样,在矢量示波器上可达到同样的效果。
图8:放大后看到的画面
在Premiere Pro及After Effects等软件中,有两种矢量示波器:矢量示波器 HLS及矢量示波器 YUV。它们分别是基于HSL颜色模型和YUV颜色模型产生的轨迹图,使用方法大同小异。
YUV:Y代表亮度 Luminance或Luma,U和V代表色度 Chrominance或Chroma ,用于描述色相及饱和度。
HLS:H代表色相 Hue,L代表亮度 Lightness,S代表饱和度 Saturation。
“有钱捧个钱场,有看点下在看”
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