攝影 · 11 月. 21, 2022/星期一

記憶色

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驚!100個調色師必須知道的小技巧

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圖1. 電影<布達佩斯大飯店>中一幕

I.記憶色簡介

正如電影<布達佩斯大飯店>中采用粉色作為主色調表達危難之中的情侶的愛戀,文學中亦常用顏色來視覺化某種記憶或情感,從而使得特定的事物變得具象。例如,讀到『兩個黃鸝鳴翠柳,一行白鷺上青天』時,我們可能很容易再現其用色彩勾勒出的美好畫面。通常,用語義表達描述色彩(即color naming)並不準確且完備,如天空藍、香蕉黃、肉色,但在顏色科學中,這一類與常見事物相關的顏色卻常被重點關注,也就是本文所要討論的記憶色(memory color)。嚴格來說,記憶色屬於一種色貌現象,最早由赫林(Hering, 顏色視覺對抗色學說的提出者)提出並用來討論其與顏色恒常性(color constancy)的關系,Mark Fairchild在<色貌模型>(Color Appearance Model)一書中給出了一個相對簡練的定義:

Def. 1: Memory color refers to the phenomenon that recognizable objects often havea prototypical color that is associatedwith them. For example, most people have a memory for the typical colorof green grass and can producea stimulus of this color if requested to do so inan experiment.

即,依賴於對熟悉事物的視覺經驗,人們可以憑借長期記憶(long-term memory)還原出印象中物體的顏色,如天空的藍、草地/樹葉的綠、以及各種膚色。有趣的是,記憶色一般與物體的實際顏色並不一致,而是表現出更為飽和的顏色,此外,某些記憶色的其他顏色維度即色調(hue)與亮度(lightness)也有一定變化。

圖2. Windows XP壁紙

為了進一步說明記憶色現象,下圖為一種名為兩色投影(two-color projections)的示意圖,(b)中是原圖(a)的RGB三通道投影片(transparencies),當紅色通道再次以紅色而綠色通道以白色光源照明時則得到(c)中的結果。不同於預期的粉色圖像,該結果顯示出相對豐富的色調。而其中一項原因便是記憶色對其的增強效果。

圖3. 兩色投影示例:(a)原始全彩圖;(b) RGB三通道投影片;(c) 兩色覆現效果圖

基於上述定義,記憶色的重要性主要體現在兩方面。一是由於記憶色是基於熟悉事物的色貌現象,這些在實際場景中遇到的顏色將同等頻繁地在不同媒體間得以傳遞,因此成像、顯示及打印等設備的校準/特征化以及評價過程中需對這些色彩樣本給予更多關注,如膚色、天空藍、草綠。例如,在色域/色彩深度有限的條件下,設備的色域應盡可能多地覆蓋/有效表達這些顏色。另一方面,根據記憶色與實際物體色的差異,在顏色覆現中對圖像予以適當地調整,可以使得圖像質量得到提升、更令人愉悅。類似地,在照明光源設計時,合適的光譜功率曲線(SPD)可以使被照射物體有更接近記憶色的呈現,從而達到更佳的“顯色性”(color rendition)。可以看出,記憶色作為一種內在標準存在於觀察者印象之中,當觀察者再次得到相關物體的視覺線索時,記憶色便會被喚起進而用作評價圖像自然感(naturalness)的參照物。

Def. 2: Naturalness is typicallydefined as the degree of correspondence between the visual representation ofthe image and theknowledge of reality as stored in memory.

II.記憶色的量化研究

為了更好地在上述兩方面運用記憶色,需要在如CIELUV等標準色空間中確定記憶色的分布。而記憶色既然與觀察者的經驗相關,在個體之間必然存在著對相同物體的記憶色差異。因此,生理心理學實驗常被引入用來研究不同觀察者對不同物體記憶色的反應情況。實驗中,被試者需要根據提示(cognitive/perceptual cues)將其記憶色以特定方式覆現出來。通過梳理在實驗設計中通常需要考慮的因素或環節,記憶色的近期研究動向將在下文給出。

1. 記憶色樣本

根據記憶色被喚起場景的不同,提示可以以文本形式(text based)或圖像形式(image context based)給出,即被試者根據文字或缺失顏色信息的特定形狀將印象中的記憶色恰當地覆現。由於一般性,後者被更廣泛地采用。而樣本介質可基於應用導向采用印制圖片或電子圖像。關於記憶色的選擇,大多數研究關注於膚色、天空、草地、樹葉、成熟蔬果等,近年來,亦有現代記憶色(modern memory color)的概念被提出,即將傳統記憶色的概念以符號學視角推廣到商業標識、國旗等同樣為人熟識的事物上。

圖4. 商標設計中的色彩與情感

2. 參與者樣本

記憶色和所有色彩一樣無法脫離“人”來討論,並且更加依賴於觀察者的熟悉程度與相關經驗。所以在實驗中需要考慮記憶色樣本與參與者樣本的協調,即備選的記憶色應該對觀察者是熟悉的。不同實驗針對於參與者的不同經驗及文化背景對其記憶色差異及運用進行了調查。例如,對於印刷品色彩,專業從業者和一般觀察者(expert vs. naïve observer)雖然都會以記憶色作為產品質量的評價標準,一般觀察者則單純以記憶色評價,而專業人士會優先考慮其他印刷方面的瑕疵。類似地,在圖像後期處理中,有經驗的修圖師會優先分隔記憶色區域(比如膚色)從而進行色彩調整,而一般觀察者在評價圖像時也會優先關注記憶色。

此外,記憶色的跨文化研究也得到了關注,但結果表明地域間的平均差異幾乎相當甚至小於個體間水平(一個例子:莫奈和他的鄰居對那個著名池塘的記憶色),意味著地域對記憶色的影響的重要性相對較低。下圖為不同地區觀察者對青蘋果記憶色的平均水平(可視化及u’v’圖分布結果),有趣的是,即使是文化背景相近的中國大陸與台灣卻表現出最顯著的差異,當然一種解釋是地域間青蘋果種類的差異。值得一提的是,目前幾乎所有相關實驗都是基於色覺正常群體開展的。

圖5. 不同地區對青蘋果的記憶色平均水平(sRGB渲染效果與u’v’色品圖分布)

3. 其他實驗設置

嚴謹的實驗觀察條件會采用如暗室、標準燈箱、校準好的顯示器等,而觀察者覆現記憶色的方式也會被有意設計,如采用較靈活的混色法(color mixing)、從多個候選樣本選擇最匹配的等方式。此外,近年來興起的眾包(crowd-sourcing)模式也被引入用於研究記憶色,即觀察者可通過類似於電子問卷調查的方式在各自的顯示設備上進行實驗,由於眾包廣泛地對參與者及其文化背景、采用的顯示器、觀察條件等有效采樣(筆者持存疑態度),得到了類似於傳統實驗的記憶色分布結果。對於記憶色分布結果,一般采用如下圖中左圖所示的二維置信橢圓,即涵蓋一定比例,如95%,觀察者的記憶色結果。若考慮記憶色與實際物體色的亮度差異,則需要在三維色空間行采用橢球或如下圖中右圖所示的凸包(convex hull)展示。

圖6. 左圖:三種物體在兩種光源下的記憶色橢圓[Boustet al., 2004];右圖:草地、天空與膚色在CIELAB色空間中的記憶色凸包[Zeng & Luo, 2010]

III.結語

在得到記憶色的分布後,調色師們可以將色彩調整三維的靈活度降低至朝向記憶色區域的一維,從而增強圖片的自然感。然而,記憶色覆現在廣義上也屬於喜好色覆現。對於觀者“因人而異”的喜好,記憶色只提供了一種視角。其他方面,如色偏(colorcast)有意營造的藝術效果(一個例子:黑白攝影)和環境光源對記憶物體的影響同樣值得考慮。例如,有研究通過對社交平台Instagram數據分析發現,低色溫、高曝光、高對比度的圖片更易被點讚和評論。正如亨特(Hunt)所述,“the conceptsof spectral, colorimetric, exact, equivalent, and correspondingcolorreproductionprovide a framework which is a necessary preliminary to anydiscussion ofdeliberate distortions of color reproduction”,在傳統顏色覆現的基礎上,記憶色的研究同樣也會為顏色覆現提供一種參考與更多選擇。

讀完本文,也許你還是無法快速準確地選出Instagram里最令人滿意的濾鏡,但試著回憶下你最愛的人的形象,TA的膚色、發色、衣服的顏色……,你腦海里的TA還是真實的TA麽?

作者簡介
謝昊
美國羅徹斯特大學電氣工程專業在讀碩士
浙江大學光電工程專業學士
研究興趣:多基元顯示,多光譜成像,計算攝影學

記憶色漫談

色彩科學微課堂 · 2016-09-13

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