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...]

Графика для монтажеров

Теперь рассмотрим обратную ситуацию: предположим, что вы работаете на видеомонтажной системе, которая функционирует в яркостном диапазоне 601. Вам требуется обработать несколько статических изображений со сканера и из архива на CD для включения их в свой проект. Из ответов на указанные выше три вопроса вы знаете, что эти источники представлены в компьютерном диапазоне, но ваша программа работает в диапазоне 601.

Здесь могут потребоваться некоторые преобразования. В ряде систем, в том числе фирмы Avid, имеется опция Import, которая выполнит такое перемасштабирование. Она применима только к тем источникам, которые не подвергались рендерингу на свой кодек.

Если ваша система не делает преобразование автоматически, обработайте изображения в программе для рисования (например, в Adobe Photoshop) и примените эффект Levels, в котором установите Output Black равным 16, а Output White - равным 235. Тем самым яркостный диапазон этих изображений будет преобразован в диапазон 601.

Как убедиться в том, что ваша монтажная система работает в диапазоне 601? Для этого нужны тестовые изображения и монитор видеосигналов. Создайте простое изображение, состоящее из четырех областей с разными уровнями серого: 0/0/0, 16/16/16, 235/235/235 и 255/255/255. Импортируйте его в свою монтажную программу и понаблюдайте за= выходным видеосигналом. Если будут видны только две области, ваша система точно работает в диапазоне 601 (от 16 до 235), а все цвета вне этого диапазона она устранила. Если видны четыре области, подключите к выходу осциллограф. Уровни сигнала выше 100 IRE и ниже выбранного вами пьедестала (0 или 7,5 IRE - в зависимости от аппаратных настроек) свидетельствуют о том, что ваша система работает в диапазоне 601. Области с уровнями 0/0/0 и 255/255/255 содержат недопустимые цвета, так как по спецификации 601 они темнее черного и ярче белого.

Если вы видите четыре области, а осциллограф не показывает недопустимых уровней сигнала, значит, области ниже 16 и выше 235 обработались корректно. Из этого следует, что ваша монтажная система либо работает во внутренней части компьютерного диапазона яркостей, либо выполняет необходимые преобразования автоматически.

При отсутствии тестового оборудования создайте тестовую запись с серыми областями и попросите посмотреть на нее кого-нибудь, кто имеет осциллограф. Не пытайтесь устранить проблему переключением настройки 0/7,5 IRE. Это не то, что здесь требуется, и в любом случае не исправит уровень белого. (Подробнее по этим вопросам см. врезку "Уровни IRE и цифры".)