https://tvkinoradio.ru/canon
Следующий урок «Класса цветокоррекции» колориста и моушн-дизайнера Олега Шарабанова посвящен форматам видеоматериалов и тому, почему некоторые из них лучше подходят для обработки.  Об этом — ниже, в видеоролике и тексте.
 
Видеоурок 2. «Форматы съемки: битность, компрессия и битрейт» в рамках проекта «Берем Canon на тест»

Выбор модели и формата  зависит от целей и задач проекта, бюджета и вычислительных возможностей. В этой статье мы рассмотрим основные характеристики видеоматериала и их влияние на процесс постобработки.

Примеры форматов, которые поддерживает камера Canon Cinema EOS C200Примеры форматов, которые поддерживает камера Canon Cinema EOS C200

Любой видеоматериал имеет контейнер и кодек. Контейнер — это, по сути, расширение файла и заголовок, а кодек — это программный алгоритм сжатия/декомпрессии. Собственно, слово «codec» состоит из первых букв слов compression и decompression. Кодеком задается принцип сжатия, а также такие параметры, как битность, цветовая субдискретизация и битрейт.
 

Что показывает битность


Битность, или глубина цвета (англ. bit depth) — это, в сущности, количество градаций в каждом из каналов. Само слово bit происходит от английского «binary digit», что означает «двоичная цифра». На базовом уровне компьютер оперирует проводимостью транзисторов, а вычислительные операции осуществляются с двоичными числами, принимающими значение либо 0, либо 1. В цифровом изображении с помощью битов мы можем закодировать определенное количество градаций. Возьмем для начала материала в 1 бит. В этом случае, нам будут доступны всего два значения: 0 и 1. Это значит, мы сможем закодировать только два значения яркости: абсолютно черный (0) и абсолютно белый (1).

Если мы возьмем 2 бита, то это позволит нам закодировать 4 градации, поскольку нам будут доступны 4 вариации: 00, 01, 10, 11. Если мы будем двигаться дальше, то с помощью 4 бит мы получим 16 градаций, а 8 бит - 256 значений яркости. Легко догадаться, что общее количество значений яркости мы можем посчитать по формуле n=2^bit, где n — количество градаций, а bit — это битность материала. 

Для нашего глаза в большинстве случаев, достаточно 8 бит на канал. Зная, что в изображении 3 канала, мы можем умножить 256*256*256 и получить 16 777 216 вариаций цвета.

Несмотря на то, что визуально между 8- и 10-битным материалом разницу найти крайне сложно даже профессионалу, все становится гораздо более критично, когда дело доходит до постобработки: в этом процессе чем больше битность материала, тем лучше. Особенно это касается материала с логарифмической гаммой (об этом позже), потому что в этом случае, существенно возрастает контраст и, как следствие, расстояние между отдельными градациями.

Битность материала и количество градаций в каждом канале
Битность материала и количество градаций в каждом канале

Цветовая субдискретизация или цветовая разрядность (chroma subsampling) — это описание того, каким образом происходит сэмплирование цвета. Чтобы сжать материал, во многих кодеках встроен процесс понижения разрешения цветовых составляющих. В этом случае изображение делится не на RGB-каналы, а на яркость и две цветоразностные составляющие. Канал яркости при этом существенно не меняется, только цвет. Для описания сэмплирования цвета используется блок из двух строк по четыре пикселя.
 
  • Общий формат, в котором описывается разрядность, выглядит так: J:a:b, где J — это длина макропикселя (во всех современных форматах — 4), а — количество уникальных цветовых сэмплов в первой строке, b — количество уникальных цветовых сэмплов во второй строке. То есть, если исходный материал представлен в формате 4:4:4, это означает, что в каждом из рядов будет по четыре уникальных пикселя для цвета. По сути это означает, что цвет представлен в несжатом виде. 
  • Разрядность 4:4:4 отлично подходит для серьезной цветокоррекции материала, а также для широкого спектра задач графики, таких как трекинг и кеинг. Разрядность 4:2:2 будет содержать в 2 раза меньше цветовых пикселей и в ней на каждые 2 пикселя яркости будет один цветовой сэмпл. Материал в 4:2:2 по-прежнему неплохо поддается цветокоррекции, но с ним могут возникнуть небольшие проблемы на графике. 4:2:0 — это самый сжатый материал с точки зрения цвета: на 4 пикселя яркости приходится всего один цветовой сэмпл. Такой материал подходит для оперативной съемки, когда серьезное вмешательство с точки зрения цвета и графики не требуется. Отличить на глаз 4:4:4 от 4:2:0 практически невозможно, зато при цветокоррекции эта разница будет очевидна.

Цветовая субдискретизация / Изображение videomaker.com
Цветовая субдискретизация / Изображение: videomaker.com
 

Виды компрессии


В современных кодеках есть два типа компрессии материала: пространственная (или внутрикадровая) компрессия и временная (межкадровая). Внутрикадровая компрессия обеспечивает сжатие каждого кадра путем деления его на блоки и приведения общих значений яркости. Нужно понимать, что любая компрессия — это поиск и обозначение повторяющихся блоков информации.  При небольших градациях многие алгоритмы сжатия приводят значения к одному среднему, из-за этого на сильно сжатых видеоматериалах мы можем наблюдать так называемый banding или разбиение градаций. Для внутрикадровой компрессии кодеки используют разные виды преобразований: вейвлет, фрактальное, алгоритм Хаффмана и дискретно-косинусное.

Межкадровая компрессия, которая часто называется IPB, обеспечивает достаточно высокую степень сжатия. Базовый модуль такой компрессии называется GOP (group of pictures, англ. «группа изображений»). Он состоит из трех видов кадров: I (intra) используют только внутрикадровую компрессию и содержат полное изображение, то есть их можно отобразить без дополнительных вычислений. Их также называют ключевыми кадрами. B (Bi-directional, англ. «двунаправленные») и P (predictive, англ. «предсказывающий») содержат только информацию о разнице между кадрами и поэтому занимают гораздо меньше места, но для их вычисления программному алгоритму потребуется обратиться к I-кадру, так что в монтажных приложениях на слабых компьютерах работать с материалом IPB будет немного медленнее, чем с ALL-I.

Внутрикадровая и межкадровая компрессия / Изображение: bogotobogo.com
Внутрикадровая и межкадровая компрессия / Изображение: bogotobogo.com
 

Битрейт


Битрейт показывает, сколько места на носителе информации занимает секунда материала. Единица измерения битрейта — это мегабит в секунду или гигабит в секунду. К примеру, камера Canon Cinema EOS C200 может записывать материал в Cinema RAW Light с битрейтом 1 гигабит в секунду и параллельно — материал для монтажа в MP4 Proxy с битрейтом 35 мегабит в секунду. Место на наших носителях информации обычно измеряется в байтах, а в одном байте — 8 бит. Чтобы перевести значения битрейта в более привычные для нас единицы измерения, мы просто разделим исходные данные на 8. Таким образом, секунда материала в Cinema RAW Light будет занимать 0.125 Гигабайта (125 Мб), а в MP4 Proxy — 4.375 Мб.

Чем меньше значение битрейта, тем больше материал сжимается, и, как следствие, его качество становится ниже, но при этом он занимает меньше места на диске.

Битрейт и визуальное качество материала / Изображение: vimeo.com
Битрейт и визуальное качество материала / Изображение: vimeo.com

Для кино, клипов и рекламы очень желательно снимать в RAW: в этом случае вы получаете возможность максимально гибкой работы с материалом. Но, к примеру, в случае съемки документального кино, RAW будет достаточно дорогим решением, ведь 1 час RAW-материала Canon Cinema EOS C200 будет занимать примерно 450 Гб. Кроме этого, RAW-материал потребует более сложного рабочего процесса. Чтобы получить часть преимуществ RAW, но при этом оставить файлы сжатыми, используется логарифмическая гамма- кривая. 
Canon Log 2 (слева), материал после цветокоррекции (справа) / Изображение: WTS Broadcast

Canon Log 2 (слева), материал после цветокоррекции (справа) / Изображение: WTS Broadcast

RAW, Log, Rec. 709

RAW, Log, Rec. 709

Гамма — это соотношение исходной и выходной яркости. В зависимости от того, какую из гамма-кривых вы применяете к материалу, вы получаете разный контраст исходного материала и разную проработку с точки зрения динамического диапазона. Таким образом, Canon Log обеспечит вам примерно 12 ступеней диапазона, Canon Log 2 — 15 ступеней, а Canon Log 3 — 14 ступеней.
 

Обложка: pixabay

 

Комментарии

Комментариев: 2

Спасибо Олег, за такой лаконичный и при этом информативный материал!!!

Отличная статья и видеоурок, спасибо!

Смотрите также

Популярное
Практика

5 типичных ошибок студенческих фильмов и как их избежать

С чего начинаются все ошибки начинающих режиссеров, зачем их анализировать и что делать, чтобы их не допускать

  • 10 апреля
  • 4762
Практика

Как это снято: «Асса»

Главному фильму поколения перемен исполнилось тридцать лет. Вспоминаем, как создавалась картина: драматургия «слоеного пирога», триумф неформалов, камера Лебешева и некрореализм. И при чем здесь индийское кино?

  • 7 апреля
  • 4553
Практика

Основные этапы и главные ошибки цветокоррекции

Что такое LUT, как оценивать тени и свет, контролировать яркость и не допускать распространенных ошибок: об этом — в новой статье колориста и моушн-дизайнера Олега Шарабанова в рамках спецпрокта «Берем Canon на тест»

  • 12 апреля
  • 3366
Слова

«Проект разваливался, все боялись и загнали себя в тупик»: Тони Гилрой о том, как он спас «Изгоя-один»

Lucasfilm так открыто и не призналась, насколько большую роль Тони Гилрой сыграл в судьбе первого полнометражного спин-оффа «Звездных войн». Больше года спустя сценарист вспоминает, каково это было — вытаскивать студийный проект из болота

  • 8 апреля
  • 2787
Практика

«Ваша работа — защищать шоу»: советы монтажеров, работающих на ТВ

Монтажеры проектов «Во все тяжкие», «Чокнутая бывшая» и «Смертельный улов» делятся своим многолетним опытом

  • 6 апреля
  • 2687
Практика

«В любом сюжете должны быть три составляющие: любовь, смерть, власть»: мастер-класс Пола Брауна о сценарном мастерстве

Что такое hyper-power для сценаристов, почему мы должны читать свои сценарии прежде всего перед женщиной и чем плох идеальный хэппи-энд: вспоминаем, о чем на 15-ой выставке CPS-2018 говорил сценарист, режиссер и продюсер Пол Браун, преподаватель New York Film Academy

  • 9 апреля
  • 2331
Мы используем cookie-файлы, чтобы собирать статистику, которая помогает нам делать сайт лучше. Хорошо Подробнее