Диапазоны яркости: О черном и белом, как определяются значения черного и белого. Опции

[Weliyaminov Anto...]

Диапазоны яркости: О черном и белом

Кажется, что может быть очевиднее: черный - самый темный из возможных цветов; белый - самый светлый. Однако так их воспринимают не все аппаратные и программные средства для работы с видео. Очень часто в них допускаются значения темнее черного и светлее белого, что в ряде ситуаций обеспечивает большую надежность. Следовательно, в разных системах используются различные значения черного и белого.

Такие различия создают множество сложностей для видеомонтажеров и художников, которые в процессе производства пользуются разнообразными инструментальными средствами. В изображении без всякой видимой причины могут сместиться относительные значения яркости и контрастности. Проблема усугубляется отсутствием точной информации о том, как нужно обращаться с такими смещениями. Но если их игнорировать, в конечном счете можно получить блеклое изображение или недопустимые цвета.

Поэтому необходимо иметь представление о том, как в разных системах определяются значения черного и белого и как их следует преобразовывать друг в друга. Чтобы разобраться в этих вопросах, вначале понадобятся определенные умственные усилия, которые безусловно оправдаются в дальнейшем.

Цифровые параметры

В большинстве программ компьютерной графики, в том числе в программах для рисования, 3D-графики и композитинга, используются интуитивно понятные определения: черный означает нулевую яркость, которой в цветовом представлении RGB с 8 битами на канал соответствуют значения 0/0/0; белый - максимальную яркость, которой соответствуют значения 255/255/255. Получить изображение темнее черного или светлее белого невозможно. Таким образом, компьютерная яркостная система охватывает диапазон 0-255.

Но во многих системах цифрового видео используются различные варианты определений: черный - это яркость чуть более 6%, которой в RGB соответствуют цветовые значения 16/16/16; белый - яркость чуть выше 92%, т. е. значения RGB 235/235/235 (опять-таки при 8 битах на каждый цветовой канал). Эта система, описанная в спецификации ITU-R BT601, используется в большинстве устройств цифрового видео - в видеомагнитофонах с форматами от DV до D-1 и в системах передачи цифрового видео (например, SDI и IEEE 1394/FireWire). Следовательно, яркостная система 601 охватывает диапазон 16-235.

Система 601 допускает цвета темнее черного и светлее белого. Это особенно важно для съемочных камер. При съемке объекта, имеющего яркое пятно, в котором сигнал выше принятого уровня белого, вы можете впоследствии восстановить детали в этом ярком пятне. Уровни темнее телевизионного черного иногда применяются для синхросигналов, а также в ряде несложных кеинговых приложений, например "superblack", когда система маскирует или вырезает области изображения, где уровень чернее черного.

Важно понимать, когда и как нужно выполнять трансляцию из одной системы в другую.

[Weliyaminov Anto...]

Диапазоны яркости: О черном и белом

Кажется, что может быть очевиднее: черный - самый темный из возможных цветов; белый - самый светлый. Однако так их воспринимают не все аппаратные и программные средства для работы с видео. Очень часто в них допускаются значения темнее черного и светлее белого, что в ряде ситуаций обеспечивает большую надежность. Следовательно, в разных системах используются различные значения черного и белого.

Такие различия создают множество сложностей для видеомонтажеров и художников, которые в процессе производства пользуются разнообразными инструментальными средствами. В изображении без всякой видимой причины могут сместиться относительные значения яркости и контрастности. Проблема усугубляется отсутствием точной информации о том, как нужно обращаться с такими смещениями. Но если их игнорировать, в конечном счете можно получить блеклое изображение или недопустимые цвета.

Поэтому необходимо иметь представление о том, как в разных системах определяются значения черного и белого и как их следует преобразовывать друг в друга. Чтобы разобраться в этих вопросах, вначале понадобятся определенные умственные усилия, которые безусловно оправдаются в дальнейшем.

Цифровые параметры

В большинстве программ компьютерной графики, в том числе в программах для рисования, 3D-графики и композитинга, используются интуитивно понятные определения: черный означает нулевую яркость, которой в цветовом представлении RGB с 8 битами на канал соответствуют значения 0/0/0; белый - максимальную яркость, которой соответствуют значения 255/255/255. Получить изображение темнее черного или светлее белого невозможно. Таким образом, компьютерная яркостная система охватывает диапазон 0-255.

Но во многих системах цифрового видео используются различные варианты определений: черный - это яркость чуть более 6%, которой в RGB соответствуют цветовые значения 16/16/16; белый - яркость чуть выше 92%, т. е. значения RGB 235/235/235 (опять-таки при 8 битах на каждый цветовой канал). Эта система, описанная в спецификации ITU-R BT601, используется в большинстве устройств цифрового видео - в видеомагнитофонах с форматами от DV до D-1 и в системах передачи цифрового видео (например, SDI и IEEE 1394/FireWire). Следовательно, яркостная система 601 охватывает диапазон 16-235.

Система 601 допускает цвета темнее черного и светлее белого. Это особенно важно для съемочных камер. При съемке объекта, имеющего яркое пятно, в котором сигнал выше принятого уровня белого, вы можете впоследствии восстановить детали в этом ярком пятне. Уровни темнее телевизионного черного иногда применяются для синхросигналов, а также в ряде несложных кеинговых приложений, например "superblack", когда система маскирует или вырезает области изображения, где уровень чернее черного.

Важно понимать, когда и как нужно выполнять трансляцию из одной системы в другую.

[Weliyaminov Anto...]

3D-рендеринг

Многие 3D-аниматоры работают на станциях, не имеющих видеоплат PAL или NTSC, однако порой им нужно создавать демонстрационные ролики для привлечения клиентов, а также делать пробные записи своих работ на видеоленте перед сдачей окончательной версии.

Простота сопряжения аппаратуры DV с компьютером склонила многих пользователей к переходу на DV для создания видеопроб. Популярны и платы M-JPEG, например Media100qx. Однако многие из этих устройств, в том числе Media100 и ряд кодеков DV, по умолчанию работают в яркостном диапазоне 601 (от 16 до 235), а не в компьютерном диапазоне (от 0 до 255), который используется в большинстве 3D-программ. Поэтому если осуществлять рендеринг непосредственно из 3D-программы в DV или Media100, то в результате диапазон контрастности может получиться не таким, какой ожидался.

Чтобы этого избежать, нужно выполнить рендеринг для промежуточного кодека, например кодека Animation из QuickTime, а затем обработать результат в какой-нибудь программе типа After Effects для изменения яркостного диапазона. Это можно сделать, применив эффект Levels и установив значение Output Black равным 16, а Output White - 235. Надеемся, что разработчики 3D-программ учтут это и введут опцию настройки яркостного диапазона в свои меню записи файлов, тогда можно будет исключить этот лишний этап.

Те же вопросы, что и в приведенном выше примере из области композитинга, возникают, если оцифрованное видео используется в качестве текстурной карты для трехмерных объектов. Вам необходимо знать, в каком яркостном диапазоне представлены отснятые материалы: в компьютерном, которым пользуется программа трехмерной графики, или в диапазоне 601. Во втором случае придется выполнять преобразование яркостей, прежде чем использовать материал как текстурную карту.

Следует отметить, что большинство 3D-программ= не способно корректно обрабатывать частоту кадров и поля изображений в видеосъемке; возможно, поэтому вам часто приходится предварительно обрабатывать видео в какой-то другой программе. При этом, если оцифровка выполнялась в системе, работающей в диапазоне 601, примените эффект Levels с установкой Input Black и White на 16 и 235 соответственно. Разработчикам 3D-программ, планирующим ввести в текстурные карты необходимые функции работы с видеоматериалами (например, выделение полей), следовало бы добавить и опцию автоматического растяжения яркостного диапазона.