三 灯光制作思路及方法

4K超高清与高清电视节目制作基于相同电视灯光技术，但是技术参数有所差异。4K超高清电视节目制作呈现高动态范围（HDR）、宽色域（BT.2020）、高分辨率（3840X2160）、高帧频、高量化比特的特征。基于不同的特征，4K超高清与高清相比灯光制作方法有所差异，对于灯具选择、杂散光控制、光比把控以及整个电视画面的色彩还原质量要求更加严格。

1.增加灯具使用数量

分辨率的提升对于主持人形象、皮肤状态的细节要求更加细腻，面光要求更加柔和。4K超高清节目制作相比高清对选择灯具的影响主要体现在灯具使用数量的增加。

4K超高清节目对面光照度的需求取决于4K摄像机灵敏度。4K摄像机在同等尺寸感光元器件上增加了4倍高清像素数量，单个像素点体积减小，灵敏度降低，导致4K摄像机整体灵敏度降低。光圈值相同，获得同等亮度画面，4K的照度需求大于高清。

不同品牌的4K摄像机灵敏度有所差异。CMG直播演播室、CMG访谈演播室分别配备品牌A、品牌B不同型号的4K摄像机。图3、图4为品牌A与品牌B摄像机录制播出的4K电视画面。图3灯光照度1060lx，摄像机光圈F4.7；图4灯光照度1000lx，摄像机光圈F2.4。两台4K摄像机设置的参数类似，主持人肤色相近，但光圈差值接近2倍。品牌不同，灵敏度不同，导致灯具使用数量不同。灵敏度越低，灯具使用数量越多；灵敏度越高，灯具使用数量越少。

获得柔和的面光，可以通过改变灯具光质实现。影响灯具光质因素包括灯具透镜结构、灯光附件（柔光纸、柔光布等），改变灯具亮度无法改变光质。光质过硬，导致主持人面部瑕疵反差增大，造成形象损失。调节灯具聚散，配备柔光纸是电视演播室常用柔化光质的方法，但同时伴随灯具亮度衰减严重的问题。所以为保证灯光光质柔和，同时满足4K超高清节目制作照度需求，灯具使用数量应尽量增加。

2.精准控制杂散光

随着量化深度的提升，4K超高清电视画面的细节展示更加逼真，尤其明暗过渡，层次分明。高清设备由于量化深度（8bit）不足，电视画面中微小的照度变化不易展现；4K设备具备10bit以上高量化特性，画面中细微光线变化都会被捕捉，如实呈现在画面中，并被人眼察觉。

杂散光控制精准化在4K超高清节目录制过程中不可或缺。杂散光控制不精准会严重影响电视画面质量，导致画面呈现“脏乱差”、通透感欠缺等问题。选取自带遮扉或切光功能灯具、黑卡纸及黑旗遮挡等是杂散光控制精准化的有效途径。前方4K超高清演播室选取带切光功能成像灯、带遮扉聚光灯配备黑卡纸、黑旗进行杂散光控制，见图5。最终可达到坐播区域主持人坐播脸部曝光正常，而站立时脸部几乎无光。

3.严格把控光比

目前，高清摄像机宽容度约为10档光圈，4K摄像机宽容度达到12-16档光圈。人眼动态范围远超摄像机，4K摄像机通过高动态范围（HDR）功能将动态范围提升到人眼瞳孔无调节时的类似程度。

采用HDR功能，高清电视画面中出现的高光区“惨白”、暗部“死黑”将不复存在；4K画面中细节的体现会更加丰富饱满，具有更加真实的视觉体验。但是，4K摄像机容纳更宽范围照度光线的同时会将画面中多余的光线表现出来。如果光比处理不当，4K超高清比高清更容易造成整体画面过渡平淡，层次对比不明显。

（1）细化灯位设置、控光角度

根据节目需求、机位设定，前方CMG直播演播室进行了针对性灯位设计，见图1。所有灯具满足特定功能需求前提下，细化调整灯具的安装位置和角度，避免多余光线照射到LED屏幕、舞美景片以及屏幕与主持人之间的过渡区域，保证主持人与屏幕、景片之间整体层次过渡。例如，LED平板灯作为基础光，控光角度达到70度；光路39号成像灯通过精准切光，专门对主持人面部进行局部增光、减光；光路41号成像灯针对舞美播报桌前方LOGO进行补光。黑旗、黑卡纸遮挡灯具也是光比把控的有效方法之一。

（2）精确控制主持人面部与服装照度

4K标准环境下，需要精确控制主持人面部与服装之间的照度差值。虽然浅色衣服不再过曝，但是由于反射系数不同，4K画面中人脸亮度可能低于衣服。增加面部照度，达到人眼感受面部亮度高于衣服，配合监视器画面，可以获得面部与衣服的合适光比。通过设立独立灯具，针对主持人脸局部控光，或者整体提高灯具光心，严格遮挡灯具杂散光，减少衣服曝光等方法可以有效提高面部照度，适配主持人不同的服装变化。

（3）灵活设定LED屏幕亮度

4K超高清节目录制时，LED屏幕亮度要根据播放素材、整体画面灵活设定。设定合适LED屏幕亮度利于光比把控。CMG直播演播室静态LED屏幕素材整体以浅色为主，坐播区画面背景分别为浅蓝色与深蓝色，站播区主要为浅黄绿色。整体调整LED屏幕亮度，全景景别4K画面深色区、浅色区主要体现在亮度明暗变化；近景景别素材浅色区、深色区视觉反差较大。近景浅色区亮度足够，深色区亮度欠缺；深色区亮度合适，浅色区亮度过高，饱和度降低。经过反复对比，最终确定灯光照度、光圈、LED屏幕亮度。站播区LED屏幕亮度设置为20%；坐播区以浅色背景为基础，兼顾深色背景，最终设定25%，图3为坐播区4K播出画面。站播区与坐播区为独立播报区，单独出境。

（4）加强柔化LED灯箱

4K超高清节目录制时，LED灯箱需要更加柔和、均匀。高清节目制作，通常利用DMX512解码器对舞美灯箱进行压光操作，控制光比。LED灯带使用数量不够，压光容易造成灯箱明暗不匀。4K录制环境下，明暗不匀细节会被无限放大，灯箱内LED灯带必须增加到足够数量，保证压光保持均匀、柔和效果。另外，减少舞美反光材料的应用。

4.4K超高清与高清同播

4K超高清与高清在高动态范围、色域等方面存在巨大差异。目前，4K超高清与高清同播时均获得理想画面效果的技术尚未完全成熟，由4K下变换高清画面时可能出现4K画面正常但是高清画面过曝、色彩还原欠佳的情况。制定完善的同播制作流程，重点关注灯光、视频的关键指标参数，是实现高质量的4K与高清同播画面的重要手段。

2022年总台发布的《中央广播电视总台HDR视频制作白皮书》中建议采用HLG作为HDR播出格式，HLG采用与高清相同的相对亮度体系，最大动态范围1200%。其中，确定4K基准信号电平为79%HLG，SDR-HLG信号转换电平映射关系为100%SDR对应79%HLG。实际操作中，SDR-HLG信号转换电平映射关系受不同品牌摄像机拐点影响较大，选取90%SDR时，映射关系更加精确，90%SDR对应75%HDR映射即100%SDR对应79%HLG。

4K超高清与高清同播前期制作时，首先确定调光方式：HDR调光、SDR调光。大运会前方4K超高清演播室均采用SDR调光，即通过4K摄像机HD SDR输出信号在高清监视器、高清示波器上显示的高清图像为基础对4K摄像机进行曝光控制。根据现场实际情况，配合演播室视频技术，结合现场高清/4K监视器、示波器，CMG直播演播室灯光照度分别设置为坐播区1200lx，站播区1000lx，各机位光圈范围为F4.4-F5.1；CMG访谈演播室灯光照度为1000lx，各机位光圈范围为F2.2-F3.0。奥林匹克4K超高清频道与高清频道、CCTV5频道画面均干净通透，光比合理，同时满足播出需求，见图6、见图7。电视画面色彩还原准确，视觉感受上会更加舒适、真实、自然。录制4K超高清节目时，建议选用光谱功率分布连续且波动性小的高色温灯具，显色指数不低于90；现场拍摄时，此类灯具色彩还原能力更强，更接近现实。