1. februar 2013

Masterclass: Filmlook part 2

Der er meget snak om ”film look”. Vi ser denne gang på de digitale tekniske faktorer, som tilsammen giver en basis for at give video et mere filmisk udtryk. I denne del kigger vi nærmere på eksponering, farvestyring og Codecs.

 

Film er et interessant medie, der på en gang er supersimpelt og samtidigt rasende avanceret. Det simple består i, at film set helt primitivt er lysfølsomme kemikalier tilsat farvestoffer på en gennemsigtig strimmel. Fremstillet med tilstrækkelig god kvalitetskontrol kommer der ens resultater ud af samme eksponering på samme filmmateriale hver gang. Det avancerede består i, at kemien er endda meget kompleks. Det er ikke noget, man lige laver på køkkenbordet.
    

Det betyder, at et filmmateriale som for eksempel Kodak 5219 (farve negativ film /320 ISO) har et eksponeringsspillerum på 14 blænder, hvilket kan oversættes til 15 bit. Dertil er eksponeringskurven dels den klassiske S-form, men den har også ender af S’et, der er så lange, at de er fem blænder over 90% hvid, hvilket er referencen for hvid set i videosammenhæng. Tilsvarende er der tre blænder under 2% sort.
    

Disse forhold betyder, at højlysene ruller blidt af, og at der stadigvæk er tegning i skyggerne. 18% grå er sat som reference i forhold til S-kurven, da det er standard reflektivitet af hudtoner. Belysningskurven er logaritmisk, idet en fordobling af lyset jo betyder, at man går en blænde op. Dertil har de tre emulsionslag i en filmstrimmel forskellige eksponeringer, da det røde, grønne og blå lag har forskellig følsomhed. Men under normale eksponeringer følges eksponeringerne ad. Derfor kan man på film nøjes med en hvidbalance på 18% grå via et gråkort. Farvesætter man det til gråt, så passer resten af farvepalletten.
    

Det er jo super, men der er bare ingen uden for film-laboratorierne, som ser et filmnegativ. Ud over at det er et negativbillede, så ville man opfatte det som meget kontrastfattigt. Der vil som minimum altid være et mellemnegativ til lyssætning og et projektionspositiv. Igennem denne kæde af kopieringer sker en gamma-ændring, sådan at der kommer mere kontrast i billederne, når filmen vises på et lærred. I biografsammenhæng er der alle mulige interessante ting at tage hensyn til, som at filmen ses i et rigtig mørkt lokale og lyskarakteristika for projektorer. Alt sammen ting der korrigeres for i den endelige projektionskopi. Men også ting der er lidt ligegyldige i dagens digitale verden. Som en sidebemærkning var den første fase af filmens digitalisering også digitalisering af mellemnegativet. Det gjorde lyssætning og redigering meget nemmere.
    

Det var en lang snak, men lad os lige vende tilbage til første artikel i denne serie. Her skriver vi – hvis det skal ligne film, så skyd det på film. Den udtalelse vil vi gerne modificere lidt – Hvis du ikke kan skyde video med minimum 14 bit opløsning ukomprimeret 4:4:4 HD og vise det med ægte 14 bit opløsning, så skyd film – hvis det skal ligne film. Og inden vores læserbrevkasse bliver fyldt op – Det kan godt se fantastisk ud med 8 bit komprimeret video. Det bliver bare ikke helt det samme som film vist som film.

Video er kompleks medieteknologi
Og her kommer begrundelsen. Et videokamera er en blandet analog/digital enhed. Alle billedsensorer er analoge. Den enkelte pixel danner en spænding afhængig af, hvor meget lys der rammer den aktuelle pixel. Denne spænding aflæses af et kredsløb, der forvandler spændingen til en digital værdi. Det sker i de fleste
digitalkameraer med 14 bits præsicion, hvilket betyder 16.386 forskellige værdier. Men det er monokrom. For at danne farver skal flere pixels med farvefiltre kædes sammen til et billedpunkt. Det kan ske på flere måder.
    

Traditionelt anvender et professionelt videokamera tre billed-sensorer og et prismesystem til at splitte lyset op i rød, grøn og blå. Det har den fordel, at de tre primærfarver aflæses samtidigt i samme pixel, og dermed at det er relativt nemt at danne billedpunktets farveværdi. Ulempen er prisen på hele den optiske blok med tre billedsensorer. De fleste billedsensorer til stillbilledkameraer bruger fire pixels til et billedpunkt. Det betyder, at billedpunktets farveværdier skal konstrueres ud fra disse tætliggende pixels, der skal aflæses samtidigt. Det er en kompleks procedure. Samtidigt er det således, at lysfølsomhed og pixelstørrelse følges ad. Jo større pixels, jo større lysfølsomhed. Men større
pixels giver mindre opløsning. Det er der heldigvis en kur for. Ved at anvende f.eks. en 24 megapixel sensor kan billedet nedskaleres til HD. Gøres det rigtigt bliver billedet uhyggeligt skarpt. Dertil er store sensorer hyldevarer og dermed billige. Det dyre er her udlæsnings-systemerne, og processorsystemerne, der foretager billedbehandlingen.
    

Og så er der lige en anden ting. Video fylder, og specielt ukomprimeret video. Det betyder igen, at lagring af videoen bliver dyr. Derfor bliver video komprimeret i kameraet. Ud over at komprimeringen af selve billedet, reduceres farverummet også. Langt de fleste Codecs er 8 bit, hvilket betyder, at 14 bit farvedata per billedpunkt skal reduceres til 8 bit, samtidigt med at der lagres færrest muligt farvedata.

4:4:4 og alt det andet
4:4:4 betegnelsen for farverum betyder, at hvert billedpunkt har både luminansdata og Crominans-data. Siden vores syn har begrænset farvesyn, kan man slippe af sted med at fjerne rimelig meget farvedata uden den helt store forskel. 4:2:2 er et meget godt kompromis. Et farverum på 4:2:0 er det praktiske minimum, og det er netop det farverum, som anvendes i AVCHD.
    

Så kameraet tager altså videoen fra sensoren og smider hoved-parten af farveinformationerne væk, når det enkelte frame komprimeres – hvis man altså er så heldig, at det er en intraframe codec – som AVC-Ultra, MPEG eller MPEG2-P. Ellers lagres kun forskellene mellem et referencebillede og de enkelte frames i en sekvens. Det gør både AVCHD, H.264 og MPEG-4 og MPEG-2. Derfor leder alt dette hen til, at kameraets billedprocessor skal fodres med de bedst mulige billeddata, og at man skal pille minimalt ved billedet, hvis kameraet anvender en af de hårdt komprimerende codecs.

Broadcastvideo er farvebegrænset
Og så er der lige en ting mere, nemlig begrebet ”Broadcast Safe”. I hine analoge tider betød det, at alt materiale, som skulle udsendes via TV overholdt forskellige udstyringsnormer. I vores digitale HD-verden betyder det i stedet, at vi skal forholde os til to nye begreber nemlig supersort og superhvid. Supersort er værdierne 1-15 og superhvid er værdierne 236-254 for en 8 bit codec, der har de mulige værdier 1 – 255. Al video, der vises på en TV-skærm har farveværdier mellem 16 og 235 jfr. BT.601, med mindre det er computergrafik, som vises på en computerskærm. Standarden BT.709, der gælder for computerudstyr tillader nemlig værdierne 1-254. Det er årsagen til, at ukorrigeret videosort ser mørkegrå ud på en computerskærm. Og skulle nogen undre sig over,at deres optagelser ser underlig kontrastløse ud på en skærm, kan det skyldes at videoen er optaget med 1-254 værdier, men visningssystemet viser 16-235-værdier og simpelthen klipper toppen og bunden af farveskalaen. Det er lidt forskelligt, hvordan de forskellige videoredigeringsprogrammer klarer denne forhindring. Premiere Pro klipper simpelthen videoen på monitoren, mens Final Cut X viser det hele. Og det er noget variabelt, hvordan de forskellige codecs klarer det. Der er ikke andet at gøre end at bruge en waveform-monitor eller histogramfunktion til at checke videoen fra ens kamera. Og inden man afleverer video til distribution, skal den begrænses til broadcast safe værdier, ellers risikerer man netop klippede højlys eller kvaste skygger. Det er meget udefineret, hvad der sker med 8 bit videoer, der indeholder supersort eller superhvid hos forskellige Blu ray mastering virksomheder eller hos de forskellige broadcastere. 10 bit codecs er naturligvis bedre her, men ikke almindelige.

 

To skoler for filmlook
Det gør det alt sammen noget sværere at opnå et filmlook. Der er her to skoler. Den ene går ud på, at man så vidt muligt rammer det ønskede look i kameraet, da kameraets billedprocessor er det eneste sted i hele billedkæden, hvor der er adgang til al billed-information. Derefter justerer man minimalt i post. Den anden skole går ud på at optage med log eller flad billedprofil for at kunne få maksimal mulighed for at justere på billedet i post.

Ram looket i kameraet
Nu er dette en teoretisk artikel. Men lad os alligevel komme med en praktisk bemærkning i forbindelse med optagelse, hvor man prøver at ramme et bestemt look i DSLR-kameraet. Brug aldrig kameraets skærm til andet end framing. Brug en ekstern (og helst kalibreret) monitor til al lyssætning. Alle billedskærme på en DSLR er beregnet til visning af stillbilleder og deres profil er sat derefter. I værste tilfælde ændrer skærmen gamma ved optagelse. Videokameraers skærme er normalt bedre, men også her er en ekstern monitor essentiel for at kunne bedømme farverne. I alle tilfælde er det nødvendigt at teste hele billedkæden igennem, da mulighederne for at korrigere i post er begrænsede.
    

Det betyder, at både eksponering og hvidbalance skal være helt korrekte på optagetidspunktet. Brug enten en waveform monitor eller et histogram på søgerskærmen. Det er ikke muligt på DSLR-kameraer, men de nyeste eksterne søgere/monitorer har funktionen indbygget. De fleste videokameraer tillader superhvid, men ikke supersort. Det betyder, at man får et lidt bredere spillerum for eksponering og har mulighed for at håndtere højlysene i post. Men der skal stadigvæk eksponeres efter højlysene. De helt dybe skygger må klare sig selv. Alle DSLR-kameraer har indbygget forskellige billed-profiler. De anvendes af kameraets billed-processor, når videoen skal komprimeres.
    

Skulle man anvende flere kameraer ved optagelserne, er det vigtigt, at de er af samme mærke, samme model, samme firmware og indstillet ens. Helt ens. Det kan være endda meget besværligt at matche uens kameraer i post. Eksempelvis er Canons konsumserie af DSLR-kameraer forskellige i farvegengivelse i forhold til for eksempel et 5D Mrk III. Derfor er det en meget dårlig idé at bruge for eksempel et EOS 550D som B-kamera til et 5D Mrk II.

Den flade billedprofil
Her er der to underskoler. Log-profiler og flade billedprofiler. Logprofiler er billedprofiler, som prøver at repræsentere så meget af et stort farverum som overhovedet muligt på færrest mulige bit. Det gør man ved at bruge mange bits til mellemtoneområdet og få bits til højlys og skygger. Lige mellemtonerne er vigtige for hudgengivelse. Og dårlig hudgengivelse er et problem, som øjeblikkeligt fjerner al illusion om filmlook. Optagelser med log-profiler ser umiddelbart lidt flade og triste ud. De kræver enten en LUT (look up Table) i redigeringen eller at blive farvesat for at have kontrast. Det er muligt at hente Technicolor Cinestyle log-profiler til Canon DSLR-kameraer. De er strengt taget designet til at gøre det muligt at sammenklippe optagelser fra Canon DSLR-kameraer med filmoptagelser, ikke til normale optagelser.
    

De fleste lidt mere avancerede videokameraer har ofte logprofiler. De kaldes ofte et eller andet med Cinema eller bare log. Det er stadigvæk 8 bit data, man redigerer, men det er optimerede 8 bit. Hvor meget man kan justere i post afhænger af codec’en. Men forvent ikke filmiske mirakler, specielt ikke i skyggerne.
    

Flade billedprofiler er indstillinger, hvor man har reduceret kameraets kontrast, skarphed og farvemætning mest muligt, sådan at der plads i post til at optimere disse værdier. Alle kameraer med undtagelse af de mest avancerede digitale filmkameraer prøver at danne et så attraktivt billede som muligt lige ud af kameraet. De mere avancerede brugere forventes at vide bedre end at falde for et kontrastrigt, mættet billede. Og billedprocessorer specielt i DSLR-kameraer er ret grove med hensyn til netop at optimere kontrast, skarphed og farvemætning.
    

Har man mulighed for at anvende en ekstern recorder, hvis ens kamera kan levere HD ud af HDMI eller SDI-porten er det naturligvis at foretrække, selv om det stadigvæk bliver 8 bit video, men man slipper for turen igennem kameraets videoprocessor. Det er nemlig så snedigt, at mange kameraer kan levere 4:2:2 video ud af HDMI-porten til en ekstern recorder, selv om det optager i f.eks. 4:2:0. Siden recordere enten optager i ukomprimeret HD, som Blackmagic Designs Hypershuttle eller i ProRes/DNxHD, som begge er næsten tabsløse codecs, bliver mulighederne for at behandle videoen langt bedre i post.
    

Det allerbedste er naturligvis at optage i et RAW videoformat. Det betyder enten kamera i den hele dyre prisklasse som RED, Arri Alexa, Sony F5, Sony F55 og Canon C500 eller i den helt billige prisklasse som Black Magic Design Camea. I den dyre ende betyder det ofte brug af eksterne recordere med øget kompleksitet til følge. I alle tilfælde betyder det et komplekst workflow.

Konklusion
Skal man optage video, så det virkelig ligner film, bør man sikre samme eksponerings-spændvidde som film. Det er minimum 14 blænder eller omkring 15 bit. Og et matchende farverum. Det betyder, at der skal optages i 4:4:4. Har man ikke disse muligheder, betyder det, at der sker en komprimering af toneområdet. Denne komprimering bør være så lille som mulig. Kameraer, der optager i ProRes, DNxHD samt visse versioner af AVC-Ultra har mulighed for 10 bit optagelser med 4:2:2 eller 4:4:4, hvilket giver broadcast safe værdier mellem 64 og 940 eller et fire gange større spænd end en 8 bit codec. Og 8 bit er standarden for MPEG-2 og AVCHD, hvor farverummet i bedste fald er 4:2:2. Giver kameraet mulighed for at optage et højkvalitetssignal på en ekstern recorder via HDMI eller SDI er dette at foretrække frem for intern lagring. Bruger man 8 bit codecs afhænger ens profilvalg af post-mulighederne. Er de små, bør der optages med en så færdig profil som muligt i kameraet. Ellers bør man anvende en flad eller log-profil.

 

Af: JOS Svendsen
 

ProAV Digital

ProAV818 forside NETNyt nummer ude nu!

Læs bl.a. om:

  • IB4 mødelokaler
  • Unico-Gruppen
  • Brug en gimbal
  • LED-lamper
  • Mediatec udvider

Læs alt lige her

DEShow 2019

Danish Entertainment Show er en ny messe, hvor udlejnings- og eventbranchen viser hvad de kan, og branchens førende distributører/ forhandlere præsenterer det største udvalg af innovative løsninger, teknologier og produkter

Se mere her

Abonnement på ProAV Magasinet

Få alle de nyeste trends og følg med i udviklingen inden for AV-branchen. Modtag vores trykte udgave af ProAV Magasinet for kun kr. 250,- *

...Abonner lige her

*alle priser er ekskl. moms og levering

Annoncering

Få kontakt til en købestærk målgruppe i Danmarks eneste PRO AV magasin

Se mere her

Typisk ProAV læser

74,5% er meget tilfreds med det redaktionelle indhold

Se mere her