电影的拍摄和放映利用了什么视觉原理
看电影时,我们都觉得银幕上的人或物的一系列活动与真实生活中的活动没有差异,为什么会有如此逼真的感觉呢?
首先,了解一下电影的拍摄和放映过程。拍摄镜头有一个间歇装置,每秒停放各24次。停时快门打开曝光把场景摄入胶片;放时快门关上胶片转动,一个连续5秒的运动,摄影机要拍120次,胶片上有120个画面。依动作顺序,任何两张邻近的画面动作上都有细微的差别,这些胶片的拷贝在放映时,每秒也开闭24次,拷贝上的画面每秒钟在银幕上亮相24次。放映机开时,银幕上出现画面,放映机闭时,银幕上就是暗的,这样一个小时的电影,银幕上暗的时间接近半个小时。然而,没有一个人感觉到明暗的交替,我们所看到的是连续展现的画面,这是为什么呢?
人们的知一种似动现象。如果在银幕上放映一条竖光带,间隔一会儿再闪现一条横光带,这两条光带形成一个90°的角,随着两条光带先后呈现的时间间隔的不同,人的知觉结果也不同。间隔大于1/5秒,人们看到两条相续出现的光条;而间隔小于1/30秒,人们就会觉得两条光同时连续地亮。当间隔在1/15秒时,我们会把它们看成是一条白光在一个直觉范围内作往返运动。
这就是“似动现象”,也就是说把本来不动的东西,知觉为运动的了,电影摄制和放映时每秒钟24次间隔,就使静止的画面产生了动感。
彩视觉理论(Theory of Color Vision)是基于人眼视觉系统对彩辨识机制所发展出来的,其目的在于希望藉由此等彩视觉理论来解释或协助研究人员了解并掌握肉眼视觉与彩产生的现象及关系。经过多年的研究,在彩视觉理论上可以归纳为下列三种理论:
 
    1. 视觉彩三原理论(Three-component or Trichromatic Theory)
 
    2. 对立彩理论(Opponent-colors Theory)
 
    3. 阶段视觉彩理论(Zone Theory of Color Vision)
 
  有关“视觉彩三原理论”是最早被提出的学说,也一直在彩科学上居于主导的地位;其后“对立彩理论”才被提出,这项理论是除了视觉彩三原理论外的另外一个重要的学说,亦受到彩科学界所重视;虽然这二种彩视觉学说都可以解释大部分的视觉彩现象,但也有最近几年有“阶段视觉彩理论”的提出,并且为大家所接受,而此——学说是综合“视觉彩三原理论”和“对立彩理论”的基本概念,加以统合并相互补充配合而成。至于此三种彩视觉理论的详细内容,将陆续在彩技术专文中来加以解说,在本文中将首先来探讨“视觉彩三原理论”。
 
    在1802年时,英国Tomas Young发现利用红、绿、蓝三种光混合,可以产生各种彩,于是发表并提出了彩三原理论;而在1861年英国Maxwell利用三原光的混合法,制作了第一张彩照片;此一理论到了19世纪末,1892年德国Helmholtz则加以验证并阐述其学说,因此将视觉彩三原理论又称为“Young-helmholtz彩三原理论”。
 
  其学说认为在人类的视网膜上的三种视觉细胞,名自与脑皮层中的三种不同的神经细胞相连,每种细胞的刺激都会引起一种原感觉?分别为红、绿、蓝三种彩的感觉,此一论点在上一期文章中有详细资料说明,读者应该有些印象。
  当光线照射物全所反射(或透射)的光进入人眼视觉系统后,会同时引起三种不同细胞的刺激,而光的波长特性,使得三种细胞各自总合刺激的强弱比例不同,产生各种不同彩的感觉。此一理论是由英国的Tomas Young所提出的。
  由于发生某一种彩感觉时,三种细胞中会有某一种感光细胞的刺激最为强烈,但另外两种细胞也会多少产生刺激,也就是说三种细胞均会受到刺激,所以对于每一种彩都会有白光成份,亦即有明度感觉。而亮度的感觉则为三种细胞各自提供的亮度感觉总和。
 
  后来,德国helmholtz补充Tomas Young的理论,认为光谱的不同部分能引起三种不同细胞不同强弱比例的刺激,在混合光所见的彩是三种不同细胞的刺激结果,而此一论点的提出,对于眼睛可以看到红、绿、蓝三种彩以外的单光就得到更合理的解释。总而言之,眼睛所看到的任何彩都是光刺激三种视觉细胞后总合刺激的结果。
 
    Young-Helmholtz彩三原理论最大的优点是可以充分解释说明各种彩的混合现象,解决彩再现问题,如彩电影、彩电视的彩复制都是根据此一理论基础所发展的;而其所提出的三种感光细胞的假设,在实验结果也得到了证明,奠定光谱三刺激值的基本概念,此一学说更可以说是现代“度学” 发展的根源。
 
  但是此一彩视觉理论的缺点是不能满意的解释盲(Color Blindness)现象。就盲(Color Blindness)现象而言,Helmholtz认为盲是因为缺乏某一种(单盲)或某二种,甚至三种(全盲)锥状细胞所造成,所以按照其理论,红盲、绿盲和蓝盲是可以单独存在的,但是事实上所有红盲的人几乎同时也是绿盲者,也就是说红盲的人一般都不能分辨红和绿,称为红-绿盲;
 
    同时根据其理论推断,红-绿盲者应该不会有黄感觉——因为红-绿盲是缺乏红和
绿锥状细胞的,而黄彩感觉是由红和绿锥状细胞感应形成,但是事实上红-绿盲者一样有黄感觉;另外依据其学理,三种感光细胞同时作用才会有中性——白或灰感觉,盲者至少缺乏其中一种锥状细胞,应该不会有中性?白或灰感觉,然而即使是全盲的人一样有明度或白的感觉。
  所以就“视觉彩三原理论”而言是有其矛盾之处及其无法解释之现象,因此就有另一学派的彩视觉理论产生——Hering之“对立彩理论”。至于“对立彩理论”将留待下一期的专文中再来加以探讨与说明彩对于事物的表现能力有着其他形式无法比拟的超强效果。在我们生活里,彩无所不在,它是构成我们生活环境的重要组成部分。可以说我们对每一件事物的认知,都是从彩与形状开始的。我们也在用彩创造丰富的视觉空间,用彩的语言与社会进行沟通。日常生活中,人们对颜的反应都是有一定的规律。为此人们把每种颜都赋予了特殊的感情意义。    彩构成(Interaction of Color),即彩的相互作用,是从人对彩的知觉和心理效果出发,用科学分析的方法,把复杂的彩现象还原为基本要素,利用彩在空间、量与质上的可变幻性,按照一定的规律去组合各构成之间的相互关系,再创造出新的彩效果的过程。彩构成是艺术设计的基础理论之一,它与平面构成及立体构成有着不可分割的关系,彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而独立存在。
作为一个网页设计师,只有掌握彩构成原理,熟知各彩的相互关系及各种彩的生理或心理作用,结合自己所具备的平面构成知识,在网页设计中正确用,才能实现传达特定信息和渲染页面的效果的目的。彩构成
1、彩的性质
A、光与彩
彩是由光的刺激而产生的一种视觉效应。光好似产生的原因,是光感觉的结果。
光在物理学上是电磁波的一部分,其波长自700~400nm,在此范围称为可视光线。当把光线引入三棱镜时,光线被分离为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,因而得出的自然光是七光的混合。这种现象称作光的分解或光谱,七光谱的颜分布是按光的波长排列的。
B、物体
物体本身不会发光的,之所以能看到它,是因为光源经物体表面的吸收、反射,反映到视觉中的光感觉。
物体在自然光照下,只反射其中一种波长的光,而其它波长的光全部吸收,这个物体则呈现反射光的颜。如果某一物体反射所有光,那么我们便感觉这个物体是白的;如果把七光全部吸收,那么就呈现一种黑;实际上,现实生活中的颜是极其丰富的,各种物体不可能单纯反射一种波长的光,它只能对某一种波长的光反射得多,而对其它波长的光按不同比例反射得少,因此,物体的颜不可能是一种绝对标准的彩,而只能是倾向某一种颜,同时又具有其它光的成分。所以说物体的彩是受光源的彩和该物体的选择吸收与反射能力所决定的。
3、彩的混合
彩有两个原系统:光的三原、素的三原。彩有三种混合方式:正混合、负混合、中性混合。
A、原
不能用其它混合面成的彩叫原。用原却可以混出其它彩。
原有两个系统,一种是光方面的,即光的三原,另一种是素方面的即素三原。
光的三原:红光(Red)、绿光(Green)、蓝光(Blue)。
素的三原:品红(Magenta)、黄(Yellow)、青(Cyan)。
B、彩的正混合
正混合指光的混合。将太阳光线引入三棱镜时,光线被分离为红、橙、黄、绿、青、
蓝、紫的光谱。同样,我们可以在实验室里把单光混合成其它光,得出台下实验结果:红光+绿光+蓝紫光=白光
红+绿=黄光
红光+蓝紫光=紫红光
可以看出光的混合特征,两或多光相混,混出的新光,明度增高,明度是参加混合各光明度之和。参混合的光越多,混出的新的明度就越高,如果把各种光全部混合在一起则成为极强白光。所以把这种混合叫正混合或加法混合。
在环上,相混合的两光在相环上的距离较近,中等,较远相混,形成的新光均为相两光的中间光。相距近混了的新光纯度高,相距远混出的新光纯度低,相距最远的补光相混,混出的光为白光,其纯度消失。混出新光的明度为参加相混光明度之和。
电脑显示器的彩是通过荧光屏的磷光片发出的光通过正混合叠加出来的,它能够显示出百万种彩,其三原是红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue),所以称之为RGB模式。
C、彩的负混合
负混合指素的混合,素的混合,素的混合是明度降低的减光现象,所以叫负混合或减法混合。颜料、染料、涂料等素的性质与光谱上的单光不同,是属于物体的复光,料的显是把白光中的光经部分选择与吸收的结果,所反射的和所吸收的混合的结果,而是吸收部分相混合所增加的减光现象。
在环上相混合的两距离近,距离中等,距离较远的相混,混合的结果均为相混两的中间。两相距较近时,混出的纯度降低得少;两相距远时,混出的纯度降低得多。若两为相距最远的互补时,混出的新纯度消失,明度降低为黑灰。
因此要混合出纯度较高的新彩,一定要选择在环上距离较近的,如用黄绿和蓝绿混出的绿,一定比用黄和蓝混出的绿的纯度高。由于各料的本质的不同及混合时分量的误差都会影响混的结果。还有些彩是无法用其它彩混合出来的。
在理论上,将品红(Magenta)、黄(Yellow)、青(Cyan)三种素均匀混合时,三种光将全部吸收,产生黑,但在实际操作中,因料含有杂质而形成棕褐,所以加入了黑颜料(Black),从而形成CMYK彩模式。这是电脑平面设计的专用彩模式,在印前处理中有着最重要的作用,是四印刷的基础。
D、彩的中性混合
中性混合包括回旋板的混合方法(平均混合)与空间混合(井置混合)。
(1)回旋板的混
回旋板的混是属于颜料的反射现象。如把红和蓝按一定的比例涂在回旋板上,以每秒40-50次以上的速度旋转则显出红紫灰。可是如果我们把红和蓝两光用加法混合则成为淡紫红光,明度提高。把红和蓝颜料用减法混合,则成为暗紫红,明度降低。通过以上
不同方法的混合对比,发现用回旋板的方法混合出的彩其明度基本为参加混合彩明度的平均值,所以把这种混合方法叫中性混合。回旋板的中性混合实际是视网膜上的混合。正如上面举的例子,由于红、蓝两经回旋板快速旋转使红、蓝二反复刺激视网膜同——部位,红、蓝,红、蓝,交替而连续不断,因此在视网膜上发生红、蓝两光混合而产生红紫灰的感觉。