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      CIE修訂彩電轉播的體育照明要求技術報告

      2019-07-30 09:04
      科技踐行者
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      現代化體育場不僅需要在建筑外形上設計新穎而且各種體育軟、硬件設施也要完善齊全,當然一定要有良好的照明環境。照明不僅需要滿足進行比賽和觀眾觀看的要求,還需要滿足拍攝電影和電視現場直播對照明的色溫、照度、照度均勻度等要求,這個要求遠比運動員和觀眾要求高很多。

      CIE總結了現有的電視和電影技術,包括主相機、外景多機作業攝影機(EFP)、超慢鏡頭相機(SSM)等多種類型的拍攝手段,明確了彩電轉播體育場照明需求,2019年在 CIE 83-1989 Guide for the lighting of sport events for colour television and film systems, 2nd edition基礎上進行了第三次修訂并發布最新修訂Technical Report——CIE 083:2019。

      在報告中,規定了彩電轉播體育場的照明、光源類型以及安裝建議,使用垂直照度、水平照度均勻性、閃爍、色溫、顯色指數、電視光源一致性(TLCI)等關鍵評價指標來評價光源的照明效果,且針對部分參數根據賽事的等級(國際賽事、國家賽事以及地區賽事)給出了推薦性的指標。下面詳細介紹一些關鍵性評價參數。

      垂直照度

      對于需要轉播的場地而言,照明的照度要求不再局限于水平照度,還需要考察垂直照度,而對于垂直照度則必須強調方向性,需要測試攝像機垂直照度。那么攝像機垂直照度與我們通常意義上的垂直照度有何不同呢?

      簡單地講:四方向垂直照度的測量方向是朝向東西南北四個方向的,測量用照度計的探頭垂直于地面擺放;而攝像機垂直照度則探頭是朝向攝像機方向的。報告中提到,固定位置相機需要朝向攝像機固定方向測試,運動相機則是需要朝向攝像機的運動方向測試,如下圖所示。

      固定相機(左)及運動相機(右)

      垂直照度測試

      此外,對于垂直照度的評估報告對照度均勻性以及照度梯度也提出了相應的要求,此處不再贅述。

      水平照度均勻性

      彩色攝像所需的照度均勻度比黑白攝像或視覺欣賞要大得多,尤其是在快速運動項目比賽時,為了操作攝像機而不使畫面失真,照明需要有足夠高的照度和良好的均勻度。水平照度均勻性用兩個參數來衡量U1和U0,其中U1為體育場內最小照度與最大照度之比,U0為體育場內最小照度與平均照度之比。

      水平照度均勻性控制了比賽場地整體的照明質量,但是近距離點之間照明水平有可能會有較為明顯的跳變,而這個跳變情況是通過水平照度梯度的指標來評價的,因此水平照度梯度也需要特別關注。

      色度參數

      彩色攝像所需的照明色度要求主要包括色溫、顯色指數(CRI)以及電視光源一致性指數(Television Lighting Consistency Index,縮寫為TLCI)。前兩個參數與常規的體育場照明要求比較一致,需要采用高顯色指數、色溫變化不大的光源,而第三個參數是標準中新加的參數,這里詳細說明一下。

      在電影電視拍攝的照明環境中,LED光源的使用已經非常普遍。由于LED光源發光原理和光譜分布的特殊性,有時候,CRI指數很高的光源,在電影電視的拍攝環境下使用時,也會因光譜成份與攝像機的感光芯片彩色特性的不匹配,表現出輸出畫面顏色上的偏差。基于此歐洲廣播聯盟(European Broadcasting Union,縮寫為EBU)于2011年年提出了電視光源一致性指數,命名為TLCI-2012,它是通過光譜輻射度計對被測光源的光譜能量分布進行測試,然后用分析軟件計算,得到TLCI的測試結果。該結果不僅能夠正確反映人眼對光源光色的感知程度,還可以反映攝像機對光色的接收和色彩的還原程度。

      與CRI類似,TLCI用0至100的數值來表示光源在電視照明環境中的色彩還原的表現程度,數值的意義與CRI也比較一致,但是在分級上更加詳細。值得一提的是,TLCI的加權系數與CRI會有區別,遠方的光譜儀(如SPIC-300系列)已集成了該分析功能,可以一鍵分析電視光源照明一致性。

      對于CRI來說,一個光源的顯色指數大于等于85,就認為是適合于電視拍攝了,而TLCI-2012的數值是分得更加細致,見下表。

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