Немного о цветокоррекции

Цветокоррекция (цветоустановка, цветосинхронизация) – это регулировка цветовых составляющих R (красный), G (зеленый) и B (синий) с целью изменения общей цветности и визуального стиля изображения. Изначально, когда обработка изображения выполнялась на кинопленке с использованием так называемых мокрых процессов (проявка, фиксация), цветоустановка осуществлялась путем регулировки световых потоков R, G и B при печати на пленку. Таким способом корректировалось время экспозиции при печати негатива. Этот процесс носил название цветовой синхронизации (Color timing). Она применяется во время копирования негатива на интерпозитив и призвана обеспечить совпадение по цветопередаче от кадра к кадру и от сцены к сцене, то есть добиться общего цветового баланса. Речь идет не о смещении цветности, а об управлении пропорциями составляющих R, G и B в окончательной версии изображения.

Необходимость цветоустановки объясняется тем, что материал, снятый на пленку разного типа или в различных условиях освещенности, имеет различный вид по цветопередаче. Кроме того, цветоустановка позволяет частично исправить недочеты, имевшие место во время съемки. Это может быть, к примеру, увеличение яркости в слишком темных местах или, наоборот, ее уменьшение в слишком ярких. Есть и еще как минимум один вариант применения цветокоррекции – придание изображению какого-то особого стиля. Помимо кинопроизводства, цветокоррекция применяется и в видеопроизводстве (в том числе и в телевидении). При преобразовании визуального контента с кинопленки в форму видео используются телекинодатчики. В процессе переноса выполняется и цветосинхронизация.

Работа по цветокоррекции ложится на плечи специалиста, называемого колористом (оператором цветокоррекции). Профессиональные колористы требуются для изощренных передовых цифровых обработок, например, с Da Vinci 2k системами. Обычно процесс начинается с анализа коррекции цвета в каждом кадре для исправления проблем, таких, как нежелательные цветовые оттенки. Затем, колорист может использовать множество методов для задания цветности сцены, чтобы отразить художественные предпочтения режиссера (например, уменьшение насыщенности может придать сцене мрачное настроение). Когда решается придать оттенки сценам в фильме, это может коснуться не только нескольких сцен, но и всего фильма, и это, конечно, рутина, т.к. колористу также приходится обеспечивать связность между кадрами.

Цифровое изображение всегда представлено в какой-то цветовой модели (Red Green Blue, Lab, и др.), подразумевающей несколько (три, как правило) характеристик для каждой точки изображения (пиксела). Характеристики всех точек изображения называют каналами. Например, в модели RGB каждый пиксел характеризуется значением яркости красной, зелёной и синей составляющих его цвета. Соответственно, в изображении можно выделять каналы красного, зелёного и синего цветов. Функции могут быть заданы как независимые для каждого канала, так и более сложные — например, «Смешение каналов» (Channel Mixer).

Методы преобразования цвета могут быть самыми разными, однако наиболее часто используемыми методами цветокоррекции являются следующие:

Указание аргументов для функций преобразования входных значений в выходные. В программах эти инструменты называются «уровни», «гамма» и т. п. Иногда наборы значений аргументов выбираются из перечня заранее заданных вариантов. К этому виду преобразований можно отнести так же
- Установка баланса белого (учёт освещения) при преобразовании электронного сигнала матрицы в файл изображения или сканировании пленки;
- Преобразования, непосредственно задающие изменения контрастности, яркости, гаммы, тона, светлоты, насыщенности изображения или его частей;
Непосредственное задание графиков преобразования значений по каналам. Этот инструмент обычно называется «Кривые» (Curves). Он позволяет выполнить любые преобразования внутри каждого канала путём ручного формирования графика, аналогичного тем, которые вычисляются функциональными алгоритмами по заданным аргументам. При том, что функции типовых преобразований — уровней, контрастности, яркости, гаммы и т. п. — простые и довольно понятные, инструмент «Кривые» способен оказаться гибче и нагляднее отдельных функциональных преобразований.

Телекино

Телекино (telecine) — преобразование кинофильма с пленки в телевизионный или видео формат. Производится с помощью телекинопроектора (ТКПР) для записи на видеопленку или с помощью телекинопередатчика для трансляции в эфир.

Телекино обычно включает в себя преобразование полных кинокадров в телевизионные поля. Из-за разницы в скорости движения киноленты (обычно 24 кадра в секунду) и частоты телевизионной развертки (50Гц для PAL/SECAM, 60Гц для NTSC) применяется 2:2 преобразование или 3:2 преобразование.

2:2 преобразование (2:2 pulldown) используется для перевода фильма, снятого с частотой 24 кадра в секунду, в стандарт PAL/SECAM с увеличением скорости просмотра примерно на 4 %, и для перевода фильма, снятого с частотой 30 кадров в секунду, в стандарт NTSC.

3:2 преобразование (3:2 pulldown) используется для перевода фильма, снятого с частотой 24 кадра в секунду, в стандарт NTSC.

Телевизионные поля видео, полученного из кинофильма, можно по праву называть полукадрами, так как временной сдвиг между полями отсутствует. Это важное отличие от материала, снятого на видеокамеру, в котором поля сдвинуты во времени на 1/50 секунды (для PAL/SECAM) или на 1/60 секунды (для NTSC).

Для качественного воспроизведения видео, полученного из кинофильма, на телевизоре с прогрессивной разверткой декодер телевизора должен распознать происхождение исходного материала: видеокамера или кинофильм. Если исходный материал был получен из кинофильма методом телекино, декодер должен произвести обратное преобразование (обратное телекино, inverse telecine), чтобы получить последовательность полных кадров.

DI (Цифровой интермедиэйт)

В настоящее время мокрые процессы практически вытеснены технологией, получившей название Digital Intermediate – цифровая составляющая кинопроизводства. Эволюция развития технологий позволила оцифровывать негативную пленку в отличном качестве и преобразовывать снова на пленку. В поздние 90-е такие фильмы как «Плезантвиль» и «О, где же ты, брат?» дали начало цифровому интермедиэйту, что дало полную свободу колористу телекино в традиционном кино. Сейчас многие художественные фильмы проходят через процесс DI. Традиционный фотохимический процесс обработки уходит в историю.

В Голливуде фильм «О, где же ты, брат?» был первым, полностью оцифрованным фильмом. Негатив был полностью отсканирован с помощью Spirit DataCine в 2k разрешении, затем цвета были полностью доработаны с помощью цветокорректора Pandora MegaDef на Virtual DataCine‎. Процесс занял несколько недель. Итоговый цифровой мастер был снова выведен на пленку лазерным рекордером Kodak для создания интернегативного мастера.

Суть в том, что все процедуры на этапах между съемкой исходного материала и демонстрацией готового фильма выполняются над цифровыми данными, полученными в результате сканирования кинопленки или непосредственно (путем съемки на цифровые камеры). Поэтому и цветоустановка выполняется не во время печати интерпозитива, а в процессе обработки данных, представленных в виде файлов. Это не только дало возможность расширить функции обработки, но и превратило процесс цветоустановки из линейного в нелинейный. Смысл в том, что при линейном подходе каждый последующий кадр обрабатывается только после предыдущего. Кроме того, если нужно изменить цветовое решение одного из предыдущих кадров, то его и все последующие кадры нужно заново напечатать после соответствующей корректировки экспозиции RGB.

При нелинейном процессе цветовые решения могут приниматься для любого кадра проекта, а затем настройки, сделанные для него, можно применить к любым другим кадрам и сценам, вне зависимости от того, где они расположены, – до или после обработанного кадра.

В отличие от пленки, при печати которой все внесенные изменения носят необратимый характер, цифровая среда, особенно с учетом прогресса компьютерной техники и развития технологий, позволяет применять так называемый неразрушающий подход. Он подразумевает, что исходный материал на всех стадиях процесса DI остается нетронутым, то есть существует в первоначальном виде. Все же изменения, которые вносят колорист, монтажер и другие вовлеченные в работу над проектом специалисты, сохраняются в виде метаданных, то есть информации, описывающей, что и с какой частью изображения нужно сделать при окончательном просчете материала. Это позволяет, во-первых, сохранить исходное изображение, во-вторых, создавать столько версий, сколько требуется, и, в-третьих, оперативно менять регулировки. Есть и ряд других преимуществ по сравнению с иными подходами. Но надо отметить, что использование метаданных подразумевает наличие мощных аппаратных ресурсов, потому что, фактически, каждый раз, когда отображается кадр, он должен быть практически мгновенно визуализирован системой на основе исходного изображения и метаданных. Причем речь идет не о статичных изображениях, а о последовательностях – как минимум 24 кадра/с.

Наиболее распространены файлы форматов DPX/Cineon. Они могут быть линейными 13-разрядными или логарифмическими 10-разрядными.

Сам процесс цветоустановки делится на две стадии: первичную и вторичную цветокоррекцию.

Первичная цветокоррекция – это изменение цветопередачи всего проекта путем настройки интенсивности основных цветов (красного, зеленого и синего), а также регулировки цветопередачи в ярких, средних и темных областях изображения. В процессе первичной цветокоррекции можно не только сбалансировать цветопередачу в масштабах всего проекта, но и исправить некоторые огрехи, сделанные во время съемки.

Вторичная цветокоррекция предусматривает изменение яркости, насыщенности и цветности по шести цветам (векторам): красному, зеленому, синему, голубому (cyan), пурпурному (magenta) и желтому (yellow). Основное назначение вторичной цветокоррекции – это более точная цветовая обработка в узком диапазоне с минимальным воздействием на остальную часть цветового спектра. Кроме того, в процессе выполнения вторичной цветокоррекции можно выделить объекты или области сцены, изолировать их от остальной части кадра и обработать, не воздействуя на остальную часть изображения. И наоборот, выделенную область можно оставить нетронутой, а обработать все, что находится вне нее. Это как раз то, чего практически невозможно добиться при традиционной линейной цветосинхронизации. В процессе вторичной цветокоррекции можно сделать очень многое, например полностью изменить цветовое решение того или иного объекта (сделать красную машину синей).

Выделение области выполняется путем выбора цвета или с помощью форм – правильных геометрических фигур (окружностей, прямоугольников и т.д.) или замкнутых кривых произвольной формы. Область внутри формы изолируется и обрабатывается отдельно от остального изображения. Это может делаться разными способами: путем численного изменения параметров, по кривым (сплайновым, Безье и др.), с помощью различных фильтров и т.д. В современных системах цветокоррекции применяется и многослойная обработка, что еще больше расширяет творческие возможности для колористов.

Поскольку речь идет не о статичных, а о движущихся изображениях, часто оказывается так, что выделенная область перемещается от кадра к кадру, меняя свое положение. Чтобы процедуры обработки применялись точно к выбранной области, вне зависимости от изменения ее положения с течением времени, применяется функция трекинга – автоматического отслеживания перемещения выделенной области. Но можно делать это и по ключевым кадрам, задаваемым вручную.

Хотя управлять системой цветокоррекции можно и при помощи стандартных устройств типа клавиатуры и мыши, гораздо удобнее это делать посредством специализированных консолей управления. Поэтому практически везде, где цветоустановка проводится на профессиональном уровне, применяются такие консоли. Они могут быть выполнены в виде единого блока или состоять из нескольких панелей, одна из которых является базовой, а остальные (как правило, еще две) – дополнительными.

Обязательные органы управления – это шаровые манипуляторы (trackball). С их помощью колорист управляет изменением цветов. Есть также органы управления транспортировкой материала (привычное видеомонтажерам колесо Jog/Shuttle), кнопки вызова функций (в том числе и программируемые). Ряд консолей снабжается клавиатурой для ввода символьной информации, светодиодными дисплеями, а также планшетом и стилусом для рисования форм. Тенденцией последних лет является расширение функций систем цветокоррекции. Многие из них
позволяют выполнять такие задачи, как титрование, окончательная сборка, вывод готового материала в различных форматах и т.д.

Аппаратные vs Программные системы

Аппаратные системы (da Vinci 2K, Pandora, др.) исторически предложили более высокую производительность и меньший набор функций по сравнению с программными системами (Apple’s Color (ранее Silicon Color Final Touch), ASSIMILATE SCRATCH, IRIDAS SpeedGrade, др.). В то время как аппаратные системы предлагают работу в режиме реального времени, программные системы вызывают задержку в процессе цветокоррекции. С другой стороны, программные системы предлагают большее количество возможностей, таких как сплайновые окна/маски и усовершенствованная система моушн-трекинга.

Практически все системы цветокоррекции в настоящее время являются программными, но часть из них работает на базе стандартных вычислительных платформ, а часть – на основе специализированных аппаратных средств.

Достоинством программных систем является то, что они могут работать на стандартных компьютерных платформах (Mac и PC). Поэтому производительность данных систем можно повышать заменой или модернизацией компьютера и обновлением программного обеспечения. В последнее время все больше задач, выполняемых приложениями данного класса (особенно по визуализации), возлагается на ресурсы графических ускорителей (GPU). Надо отметить, что благодаря стремительному прогрессу в области высокопроизводительных компьютеров программные системы цветокоррекции становятся все более распространенными.

Аппаратные системы, по сути своей, также состоят из специализированной платформы и программного обеспечения. Но оно привязано к конкретному «железу» и, хотя и является более надежным, а в некоторых случаях и более эффективным, проигрывает программным системам в плане простоты модернизации.

Границы между аппаратным и программным обеспечением расплываются, т.к. многие программные цветокорректоры (egPablo, Mistika, SCRATCH, Autodesk Lustre, Digital Vision Фильм Мастер и Filmlight Baselight) используют многопроцессорные рабочие станции и GPU (графический процессор) в качестве аппаратного ускорения. Кроме того, некоторые новые программные системы используют специальное аппаратное обеспечение для увеличения производительности (da Vinci Resolve). Некоторые программные цветокорректоры как Synthetic Aperture’s Color Finesse работают исключительно как программные и запускаются даже на low-end компьютерных системах.

Аппаратные системы

Консоли управления находятся в аппаратной, где колорист работает над цветокоррекцией.

Для высокопроизводительных систем многие телекинопроекционные аппаратные управляются Da Vinci Systems цветокорректорами 2k или 2k Plus.
Другие высокопроизводительные системы управляются с помощью Pogle от Pandora Int., некоторые с их MegaDEF, Pixi или Revolution системами цветокоррекции.
Контроллеры редактирования работают во многих системах, например, TLC (Da Vinci Systems) контроллер или Pogle (Pandora Int.). Контроллер управляет телекино и VTR или другими устройствами записи для покадровой обработки.

Программные системы

Панели управления находятся на экране и иногда идут как плагин в ведущей прикладной системе.

Программное обеспечение Color Finesse от Synthetic Aperture работает как плагин в ведущих системах, таких как Final Cut Pro (Apple) и After Effects и Premiere (Adobe).
The Grading Sweet — пакет специальных цветокоррегирующих плагинов для Final Cut Pro (Apple), разработанные кинематографистом Ben Allan ACS.
У Sony Vegas есть множество фильтров, обеспечивающих цветокоррекцию профессионального качества.
В Apple Final Cut Studio 2 имеется Apple Color, предназначенный для цветокоррекции.
Bones Dailies от Digital Film Technology
Другие программы также обладают собственными опциями цветокоррекции (например, Edius с эффектом смены дня и ночи)
Magic Bullets Looks и Colorista