第2章 Color Theory
引言
令人着迷的是，在行业里工作了二十年后，我对色彩的了解依然如此之少。 但希望我仍能与大家分享一些知识。
当你从事灯光工作时，显然知道一些技巧：比如橙色和蓝色搭配起来很好看。这种配色方案（颜色的组合），被称为 “橙青配色”，可能是好莱坞最常用的。很可能是因为它是所有方案中风险最低的。
既然我们有美术部门为我们制作色彩基调，对于灯光艺术家来说，在色彩方面只触及表面是很容易的：照着参考匹配就行了！
色彩基调是一种概念绘画，通常由美术部门在 Photoshop 中完成。
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色彩基调匹配得相当不错，对吧？虽然并非总是如此，但我们会在后面看到这一点。
首先，让我们看看画面：橙色来自火焰，蓝色来自屋顶。漂亮的互补色方案！这种方案是当今动画行业最常用的。但实际上还有很多其他可用的方案（我们将在下文研究它们）。
色彩术语
让我们稍微退一步，从头开始。我真的不想复制维基百科的文章。所以我只快速回顾一下术语。你需要的所有信息都在互联网上！例如，皮克斯可汗学院关于色彩科学的内容就相当有趣。要谈论色彩，我们主要使用以下三个重要术语：
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引自 Sharon Callahan：眼睛更容易被色彩而非中性图像吸引，色彩越饱和，越能吸引注意力。
色彩模型与色轮
我们如何组织色彩？色轮是开始处理色彩的一个有趣工具。主要有两种不同的色彩混合模型：
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这是业界最常用的两种模型。
没有哪种模型比另一种更好。 它们只是用途不同。每种模型都有自己的色轮，基于原色、间色和复色。
RGB 色彩模型 及其加色模型是计算机图形学中使用的模型。我使用 Guerilla Render 渲染了一张图，其中使用了红、绿、蓝三原色的三个聚光灯。我们在前一章已经看到，我们的视锥细胞主要对这三种颜色敏感。
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与大多数渲染引擎一样，Guerilla Render 基于 RGB 色彩模型。
开尔文色温表
在涉及色温时，色轮的使用也很重要。在灯光日会上你会经常听到：“这个太暖了”或者“让这个灯光冷一点”。
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在大多数渲染器中，你可以使用多种颜色拾取选项。
色温通常用开尔文表示，使用符号 K，这是绝对温度的单位。超过 5000 K 的色温被称为“冷色”（偏蓝），而较低的色温（2700–3000 K）被称为“暖色”（偏黄）。
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这张开尔文色温表从橙色渐变到蓝色……它是不是让我们想起了什么？没错，就是“橙青配色”方案，它潜意识里让我们联想到自然光照。
普朗克轨迹 VS 日光轨迹
值得一提的是，与互联网上许多图表（包括上面的图表）所展示的相反，10000K 并不会给你“蓝天”的颜色。这仅仅是一种分类尝试！如果你查看 Renderman 的 PxrBlackBody 文档，你会看到一个可能具有误导性的表格：
| 温度值 | 光源 |
| 15000 到 27000 | 晴朗的极地天空 |
实际上，每个轨迹都有两个不同的“数据集”：“普朗克轨迹”和“日光轨迹”。这篇文章对它们进行了精确描述。由于天空不是发光/白炽体，灯光艺术家基本上不可能通过使用普朗克轨迹来获得蓝天的颜色。这根本就是错误的数据集。
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）：
- 黑体轨迹 或 普朗克轨迹 是指一个白炽黑体的颜色在特定色度空间中，随着黑体温度变化而遵循的路径。
- 日光轨迹 是通过数学函数定义的（参见 CIE D 系列标准光源）。对于显示器，我们倾向于匹配日光轨迹，并且大多数色彩空间都有日光白点（例如 D65）。
开尔文对比
在 RGB 和开尔文之间工作，哪种方式更好？我知道这个问题颇具争议。一些工作室甚至为此发生过“圣战”。在我看来，这仅仅是艺术指导和习惯的问题。
“The secret life of pets”（导演：Chris Renaud，艺术指导：Colin Stimpson）几乎完全使用开尔文温度进行布光，以获得自然的外观。这在“Lego Batman”（导演：Chris McKay，制作设计师：Grant Freckelton）上完全不可能实现，因为其艺术指导饱和且极具原创性。
一些总监更喜欢使用开尔文来避免不自然的颜色。这对他们来说就像一张安全网。我个人更喜欢 RGB。
但是，说实话我并不责怪他们。
不过，这两部电影之间有一个巨大的区别：合成环节的使用方式。
- “The secret life of pets” 的电影感外观很大程度上是在合成环节通过伽马、色彩校正和饱和度节点实现的。
- “Lego Batman” 的饱和外观则直接在灯光环节完成。我在 Animal 工作时，灯光中使用了最极端的 RGB 值。这对我来说几乎是一次文化冲击。
我知道有些人可能不同意，所以让我解释得更清楚些。我并不是说 Lego Batman 没有进行合成。但由于我们渲染时使用了 3D 运动模糊和景深，这是我职业生涯中第一次能在渲染视图中看到最终结果。
更多内容请参见 第 9 章。
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这实际上是工作室里一个巨大的争论点。渲染结果应该多接近最终图像？我个人认为，我们应该尽可能地接近最终渲染效果。
配色方案与和谐
有趣的是，RYB 色轮 经常被用于配色方案研究。这可能源于历史上在艺术和设计（尤其是绘画）中将红、黄、蓝作为原色使用的传统。以下是配色方案的图示：
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- 单色 是指单一色相的所有颜色。
- 类似色 是指在色轮上彼此相邻的三色组合。
- 互补色 是指当组合或混合时，会相互抵消产生灰度色（如白色或黑色）的颜色对。当它们并置时，会为这两种颜色创造最强的对比，并且在色轮上总是相对的。
- 分裂互补色 配色方案是互补色方案的一种变体。除了基色外，它还使用其互补色两侧相邻的两种颜色。这种配色方案具有与互补色方案同样强烈的视觉对比，但张力较小。
- 三色 是指在色轮上均匀间隔的三种颜色。三色和谐往往非常鲜艳，即使你使用的是浅色或不饱和的色调。
- 四色 或 矩形 是由两组互补色组成的四种颜色的组合。这些颜色在色轮上形成一个矩形。矩形短边上的颜色间隔一个色相。
- 方形 是指在色轮上等距分布的四种颜色的组合。
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你可以在此处和这些幻灯片中找到更多关于配色方案的说明。
配色方案示例
它们真的很有趣。浏览完整的配色方案列表很有意思，因为动画长片大多使用互补色方案。
这里是对《Toy Story 4》（导演：Josh Cooley，摄影指导：Jean-Claude Kalache 和 Patrick Lin）配色方案的快速研究。这部电影的配色非常多样。
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一些配色方案生成器可以在这里和这里找到（甚至 Adobe 也做了一个）。
在好莱坞从事动画长片工作几年后，你最终可能只会看到两种颜色：橙色和蓝色。就像这部电影《Coco》（导演：Lee Unkrich，摄影指导：Matt Aspbury 和 Danielle Feinberg）：
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不过，我真正喜欢的是，他们在介绍新角色 Ernesto de la Cruz 时改变了配色方案。选择绿色并非偶然，它让你感到不适。也许观看时你没有意识到，但你的大脑可能会想：“这家伙有点不对劲。”我们将在稍后再讨论绿色。
既然我们谈到了电影中的标准化，我要公开一个秘密。在过去的十年里，我在所有与天空相关的灯光（如顶光、轮廓光或环境光）中都使用了同一种蓝色：R: 0.4 / G: 0.7 / B: 1。太阳光也是如此：R: 1 / G: 0.8 / B: 0.6。是的，我只使用整数数值，它们更容易分享和记忆。
这些数值基于 “linear_rec709″ 色彩空间。
色彩心理学
色彩的使用绝非小事。根据我们的年龄、文化或性别，每种颜色都可能对我们产生强烈影响。1980 年，Robert Plutchik 构建了一个情绪图表，可视化了八种基本情绪：喜悦、信任、恐惧、惊讶、悲伤、厌恶、愤怒和期待。
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以下是关于角色设计的一个解释：
我们依赖一些口头习语，比如“我感到忧郁”、“我感到悲伤”、“我快要气炸了”等等。[……] Joy 是一颗星星，或者说一个火花。金色且发光的。Sadness 是一滴眼泪。所以她的形状和颜色都像一滴眼泪。Fear 就像一根裸露的神经，只是一条弯弯曲曲的线，这就是为什么他很紧绷。Disgust 的形状和颜色像一根西兰花茎。当然，Anger 是一块砖头，不可动摇。
这说得通，但我仍然不确定为什么“恐惧”是紫色的。
色彩与情感
根据 Paul Ekman 的观点，情感是普遍的。但我们表达情感的方式，比如我们的态度，是文化性的。 他还说，触发情感的因素是个人化的。
但我们应该谨慎地将色彩解读为符号，因为它们大多在历史和地理上与特定文化相关联。 让我在这里引用 Sharon Callahan 的话，因为我不希望你认为存在一个通用的色彩密码（实际情况比那要复杂一些）：
直到文艺复兴时期，色彩才被作为一种美学选择来欣赏。[……] 我们有足够多的共同生活经验和背景，可以就色彩如何影响我们的情感做出一些概括，尤其是在美国文化中，其中许多影响已被广告刻板地强化。
自然光和人工照明的色温是相当普遍的。偏离它们很可能会引发反应。但没有任何说法表明，这种反应对于每种文化的观众都是相同的。
一个完美的例子就是白色：在西方世界，白色与婚礼相关，但在中国却与葬礼相关。
制作实例
我将在下面详细分析不同的故事片。每部电影的制作都可能因各种因素而相当独特：艺术指导、公司规模、团队中的角色……但让我们别自欺欺人。大多数电影都是巨大的投资，大多数制片人都想稳妥行事： 我在《Planet 51》、《The secret life of pets》、《Ninjago》或《The Star》中都以相同的方式打光并使用了相同的色彩。
Planet 51 与 The secret life of pets
与《Planet 51》非常相似，《The secret life of pets》具有自然的外观。这并不意味着我们只使用了自然光，而是指电影的整体观感是自然的，而非人工的。我们将在第 4 章深入探讨这个话题。
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自然的外观在动画电影中非常普遍。
Playmobil
我有幸直接与《Playmobil the movie》的美术指导 Rémi Salmon 合作。让他与灯光团队在现场一起工作真的很有用：如果我有什么疑问或问题，他通常都能提供帮助。以下是 Rémi 使用色彩来强化故事的两个例子。
有一个片段，两个角色意见不合并发生争吵。你如何用色彩来视觉化地传达这一点？ 我认为 Rémi 的解决方案非常酷：
我们将利用他们身后的花环作为理由，来打一些彩色的轮廓光。然而，Marla 的头部将用蓝色光照明，而 Del 的头部用粉色光。我们还会在座位上使用渐变来反转这些颜色。这就像每个角色都处在自己的气泡里一样。
我真心认为这是个很棒的主意。以下是来自 YouTube 的截图（如果你想查看镜头，这里有一个我的演示链接）：
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显然，类似的技巧也曾用于电影……“Se7en”（导演：David Fincher，摄影指导：Darius Khondji）！请务必阅读这篇文章，它非常值得一读！
两位不合拍的调查员在 John Doe 的公寓里检查一堆暴露真相的笔记本——冲突的色温加剧了场景的不安感。
Playmobil 夜间场景
我们用同样的两个角色制作了另一个场景，他们在夜晚降落在一个充满敌意的城市。这里面临着同样的挑战：如何让观众感受到他们的不适？Rémi 提出了另一个绝佳的解决方案：
我们不会把天空做成蓝色。而是做成绿色。这会表现出他们的不适。绿色是一种相当令人不舒服的颜色。
关于天空应该是蓝色还是绿色，当时有过一场辩论。蓝色版本很不错，但我认为绿色版本更具原创性，并且能更好地服务于故事。我很高兴我们最终坚持了这个想法。可以说，蓝色版本是更安全的选择，因为 90% 的 CG 电影都采用蓝色的夜晚。以下是该场景的一部分：
物理但绿色
我最近就如何在 CG 中制作绿色天空进行了一次讨论。假设你正在参与一个技术导向的项目，并且出于某些实际原因，你希望坚持使用物理天光。你有两种可能的解决方案：
- 天空的绿色调来自合成阶段的调色。这可以在 Nuke 甚至数字中间片（DI）中完成。
- 绿色来自雾霾（体积效果），通过调整其颜色和/或环境光来实现。
我个人更喜欢在渲染视图中看到的天空就是照亮场景的那个。所以我更倾向于第二种选择。但在这两种方案之间做出选择时，需要考虑很多变量（视觉效果、预算、时间限制……）。
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偶尔玩玩人造天光也很有趣。
绿色问题
关于绿色的这个理论，我在 James Gurney 的这本书中得到了印证。我在制作上述场景时读了这本书，并开始将各个点联系起来……看看 James 的博客，那里有一些很棒的内容。
绿色问题：在平装书领域，有句老话叫“绿色封面的书不好卖”。服装设计师告诉我，绿色在舞台灯光下常常看起来很可怕。画廊总监报告说，客户不太喜欢带有强烈绿色调的画作，尤其是当颜色倾向于明亮的黄绿色时。
为什么我用 Playmobil 作为前两个例子？因为 On Animation 是一家相当小的公司（大约 200 人），而我们很幸运能有 Rémi 在现场和我们一起，并参与每日审片。遗憾的是，这种情况并不常见。
Lego Batman
再举一个关于绿色的例子。在 Lego Batman 中，有一个场景是小丑戏弄蝙蝠侠并向他提出交易。猜猜这个场景的主色调是什么？
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为每个角色设定色彩方案是一个非常强大的工具。它可以展现角色的个性及其在故事中的弧光。上页幻灯片中的蝙蝠洞就是一个绝佳的例子，展示了同一地点在不同影响下的变化：色彩方案的改变标志着一个重要的故事节点。
Lego Batman 夜戏序列
这是 Lego Batman 中的另一个例子：我们当时正在启动一个设定在夜晚森林中的序列，Grant Freckelton 给我看了一些参考。他告诉我：
我们打算制作一个序列，其关键将是：场景上的光是暖色的，角色上的光是中性的，而体积特效上的光是蓝色的。
当我听到这个时，我的心跳都漏了一拍。这怎么可能？怎么能让同一个关键光有不同的颜色？我刚完成 “The Secret Life of Pets”，在那部电影里我们完全没有使用灯光链接，也几乎没有“作弊”……我对此毫无准备！
在 Lego Batman 中对色彩的使用非常独特，并且几乎被推到了极致。这是唯一一部我使用了这些（近乎）纯色的电影：R: 1 / G: 0.01 / B: 0.01。 我花了一些时间才接受它，因为它与我习惯的做法大相径庭。
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在与 Grant 进行了几次审阅后，我意识到他的构想非常出色。这些颜色搭配在一起效果非常好。这实际上是 Grant 作品中相当常见的一种技巧：为几何体和体积光使用不同的颜色，可以增加景深和可读性。
需要注意的重要一点是，我们在角色上使用了中性光来表现肤色。 蓝色的光打在乐高小人（或小黄人）身上看起来并不好！该死的绿色！
How to train your dragon
我并没有参与这部电影的制作，但我想引用 Dave Walvoord 的这个例子。请务必查看他在 Siggraph 2019 上的演讲。这是一篇非常有趣的阅读材料！我认为他在下面描述的色彩原理虽然简单，但非常清晰有效。
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现在让我们看一个来自《How to train your dragon》的清晰例子，其中的灯光不会相互抵消，它们的色温完美融合。
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另一个自然观感被戏剧性灯光增强的绝佳例子。
我在这里与第 8 章关于镜头灯光的内容有些重叠。其核心思想是展示不同方向的灯光通常需要搭配不同的颜色。选择灯光的颜色和强度是你最重要的任务之一。幸运的是，我们通常有参考来指导我们。
我通常避免在 CG 中使用“0”这个值。这是一个相当危险的值，因为它会完全移除通道信息（就像一种激进的优化）。如果你之后想在 Nuke 中调整你的灯光，你将没有任何操作空间。这里有一个使用 Lee Perry Smith 扫描数据的例子：
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即使我们与 2D 和实拍共享一些视觉原则，PBR CG 有其自身的规则。上面的色彩指定在 2D 中看起来很棒，但我猜在 3D 中，草地的细节可能不足，角色脸上的阴影可能过于生硬，并且需要更多的图案来使渲染效果更悦目。
色彩与媒介
根据我的经验，匹配 2D 色彩指定实际上取决于许多因素：美术部门与灯光部门之间的关系、电影导演、项目进度……有些总监喜欢严格遵循参考，有些则不在乎……这真的因人而异。
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现在我将以短片《Competition》为例，其中色彩与媒介紧密相连。我将聚焦于影片的第一分钟。让我们来看看：
https://youtu.be/PjfP2tmjtQM?t=27
在这部短片中，将色彩指定适配到 CG 有点令人头疼。CG 艺术家们尽力匹配，但总感觉有些地方不太对劲。我个人认为这主要是由于媒介的改变。以下是我的解释：
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。这是一篇关于如何为材质添加颜色和细节的绝佳读物。
我将引用一位伟大的 CG 总监的话来结束这部分：流程的每一步都应该比前一步有所改进。Layout 应该比故事板更好，灯光和色彩基调也是如此。
2D 的传承
在我参与过的大多数电影中发生了什么？导演过去通常是动画总监，而艺术总监则是具有 2D 背景的插画师。这在审阅 CG 灯光镜头时可能会引发一些问题。
我有时会在审片时听到这样的评论：“你能去掉全局光照吗？” 或者 “你能在不改变其他部分的情况下让阴影更亮吗？”。
2D 和 3D 之间经常存在文化冲击，我所知道的最佳解决方案是：拥有一位对 PBR 友好的艺术总监。 让我们看看 Sabine Weiss 的这些照片和 Alberto Mielgo 的概念设计。
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让我在这里说清楚。我并不是说与 3D 相比，2D 缺乏细节。我是说 2D 可以承受一些极简主义（一个简单的渐变或一笔笔触），而 3D（PBR 卡通风格）则不能。 例如，你可以在 Lou Romano 的作品中看到这一点。但这并不意味着一种媒介比另一种更好。
在一部加拿大制作的长片电影中，艺术总监会不断要求到处都有渐变。我能从头部到脚部有一个渐变吗？从前景到背景有一个吗？从角色的左侧到右侧有一个吗？
你可以想象一下，在这种评论之后，灯光设置会变成什么样子。
Lego Batman 的经验
在我看来，在 Lego Batman 中，角色分工有一个有趣的解决方案：
- Chris McKay 是 “Lego Batman” 的导演，负责许多任务，如 layout、动画、对话、剪辑和叙事。
- Grant Freckelton 是 “Lego Batman” 的制作设计师，负责建模、材质、灯光、视觉效果和 DI。
我个人认为这种分工非常高效。他们每个人都负责自己最擅长的领域。
这具体意味着什么？Chris McKay 不参加灯光日审。 Grant 和 Craig Welsh 负责灯光环节的运作。每周一次，他们会将已批准的镜头展示给 Chris。我从他那里收到的最糟糕的返修意见是：“镜头末尾有一句重要的对话台词。你能让 Barbara 的脸稍微亮一点吗？” 这表明了非常顺畅的工作关系。
Grant，我们的制作设计师，主要在 Photoshop 中工作，但他实际上了解全局光照和我们的渲染引擎：Glimpse。这非常罕见。我问过他是否受过培训：
刚好足够理解渲染输出的各种通道以及着色和灯光的基本原理。……像 Glimpse 和 Vray 这样的基于物理的渲染器，比许多传统的渲染技术更容易获得好的结果……这意味着它们更容易被非技术背景的艺术家理解。
你可以在这里查看 Max Liani 的博客。
所以看起来 PBR 不仅对 CG 艺术家有益，也对艺术总监有益。双赢！
艺术家还是技术员？
如今，得益于路径追踪和现代工作流程，这两个方面（“艺术”和“技术”）正在更成功地协作。但这在许多工作室仍然是个问题。 一方面，我们有谈论色彩、构图、形状和设计的艺术家。另一方面，我们有谈论高光、粗糙度、灯光链接和置换边界的 CG 总监。我们需要这两个世界进行沟通和分享，因为他们都需要向对方学习。
我曾经问过伦敦的一位同事：我们是艺术家还是技术员？我仍然记得他的回答：“两者都有一点”。
“工匠” 这个词是一个很好的职位描述。
我们今天面临的大问题是关于色彩基调。我们如何将 Photoshop 中绘制的 2D 图像转化为 PBR 3D 媒介？ 这听起来可能很基础，但相信我，这是一个非常普遍的问题。我们如何成功地让这两个世界携手合作？
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Grant 的看法
我也询问了 Grant 对色彩的看法：“你是否有选择配色方案的过程？是基于剧本、你的‘直觉’，还是仅仅参考你喜欢的作品？” 他的回答非常有趣：
我希望我有一个流程！这个问题很复杂，因为它会因每位导演而异。在某些情况下是制作色彩脚本，在其他情况下则靠直觉。这也是一个尝试在美学（让它看起来很酷）和叙事（做出有助于传达信息、引发情感反应的选择）之间取得平衡的问题。有些导演乐于接受持续不断的‘酷’感……而另一些则完全追求清晰度、自然主义或其他什么。这可以是一场关于色彩理论的完整讨论……但作为一个从未正式学习过色彩理论的人，我可以说直觉也占了很大一部分。我仍在学习如何使用色彩！
我喜欢他的坦诚。“仍在学习”。这真是太棒了！
心理图像
二维艺术家和三维艺术家之间的主要区别之一似乎在于曝光。这是我们所有动画长片问题的核心。 更有趣的是，这个问题实际上可以用一张图片来概括。很酷，对吧？
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我问了一位出色的二维艺术总监和一位了不起的灯光总监同一个问题：“在 CG 中，我们应该尝试再现什么？相机还是人眼？” 他们给了我不同的答案：
- 艺术总监回答：人眼。
- 灯光总监回答：相机。
通常，有二维背景的导演会瞄准我们的心理图像（右图），而有真人电影经验的灯光总监则会追求相机曝光（左图和中间图）。我所知道的唯一解决方案是达成共识并做出明确的选择。
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我猜聘请 Roger Deakins 作为视觉顾问在这个过程中起到了帮助。
来自 Dave Walvoord：传统上，由于动画的二维起源，动画电影是以画家的视角制作的。而《驯龙高手》系列则采用了相机的视角。
他们在《驯龙高手》上做出了一个大胆的选择。
我参与过的大多数电影都采用了“心理图像”式的摄影风格。我个人称这种风格为“饱满-饱和”风格（法语为“débouché-saturé”），这样不会吓到孩子们。下面这张来自《爱宠大机密》（导演：Chris Renaud，艺术总监：Colin Stimpson）的镜头就是一个完美的例子。
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如果采用摄影曝光，天空就会过曝。
结论
我尝试从一个灯光艺术家的角度表达了我对色彩的看法。希望你觉得有用！