На годы моего студенчества в конце нулевых и начале десятых годов пришёлся расцвет технологий зеркальных цифровых фотоаппаратов. Тогда эти камеры ещё не снимали видео (благословенное время), но в моём окружении было огромное количество фотографов. Среди этих людей встречались и талантливые ребята, для некоторых из них фотография стала профессией. Но попадалось и немало таких, которых хотелось отправить на завод по сжиганию фотографов.
В те времена практически религиозных споров о том, что же лучше, Canon или Nikon, каждый второй лучше разбирался в особенностях характеристик модельного ряда оптики, нежели в творческих аспектах профессии. Как–то мы даже придумали шутку, что если приставить друг к другу два «полтинника» с диафрагмой 1,4, то в результате получится «сотка» 2,8.
Фотографов повально сменили «видеографы», благо сначала зеркалки, а потом и беззеркальные камеры стали массово снимать видео. Шутка забылась. Вспомнил я о ней пару дней назад на съёмке, где от одного из операторов прозвучал тезис, пробудивший это юношеское воспоминание.
Съёмка велась на камеры Canon C200. Эта модель интересна тем, что может вести запись в двух форматах. Компрессированный RAW 4K, который неплохо подходит для малобюджетного кинопроизводства (именно в нём я прошлым летом снял полный метр на Байкале), и 4K MP4 или XF–AVC, который почему–то (судя по всему, из маркетинговых соображений) доступен только в весьма урезанном варианте 8 бит 4:2:0. Именно касательно этого кастрированного, мягко скажем, формата от моего коллеги и прозвучал интересный тезис.
Он заявил, что 4К 4:2:0 можно пережать в HD и тогда, за счёт слияния информации от соседних пикселей, получится полноценный HD 4:2:2. Я уверен, что все читатели этого канала понимают, что заявление довольно абсурдно. Вкратце этот эффект описал Терри Пратчетт:
До сих пор единственным искусством, которым в совершенстве овладели алхимики Анк-Морпорка, было умение превращать золото в меньшее количество золота.
То есть получить 4:2:0 из 4:2:2 можно, наоборот — нельзя. Конечно, возможно просто конвертировать любой формат в другой, хоть в 8К 4:4:4, но больше информации в изображении от этого не появится.
Возникла идея провести тест, который бы подтвердил несостоятельность озвученного тезиса. Я решил не прибегать к полностью реальному тесту, так как камеры, снимающей и 4:2:2, и 4:2:0 материал у меня в доступе не оказалось, а материал, снятый на разные камеры может существенно различаться. Поэтому я придумал синтетический тест, который должен продемонстрировать разницу между этими вариантами цветовой субдискретизации.
Рабочий процесс был выстроен следующим образом. Я снял тестовый кадр в разрешении 4К в ProRES 4:2:2. Этот файл был исходным файлом для эксперимента. Затем я конвертировал его при помощи Adobe Media Encoder в 4K XAVC 4:2:0. Наверное, можно было воспользоваться и другим кодеком, но у этого в выпадающем меню энкодера было прямо написано, что его цветовая субдискретизация 4:2:0. После этого исходник и псевдо–исходник конвертировались в DNxHD 4:2:2. На выходе получались «результат 1» и «результат 2» соответственно. Если бы 4К 4:2:0 действительно превращалось в HD 4:2:2, то оба результата должны были бы получиться идентичными или максимально похожими.
Объектом съёмки была выбрана тестовая таблица color checker. Я наивно предполагал, что разница будет заметна невооружённым глазом на границах полей со сложными для камеры цветами: оранжевого, розового, бирюзового. Однако, если бы субдискретизация 4:2:0 была столь плоха, что разница была бы заметна невооружённым глазом, даже при увеличении масштаба изображения до 500%, то подобные форматы не использовались бы в профессиональной технике. Переключая изображения с одного на другое (на одном и том же фрейме) я видел, что они отличаются, но поставив их рядом, тем более без пятикратного увеличения, я бы не смог с уверенностью сказать, где какой файл.
Основное отличие было в наличии мелких шумов в «результате 1» и меньшем их количестве в «результате 2». По ощущениям изображение в «результате 2» выглядело чуть более «мыльным». Я решил зацепиться за это наблюдение, ведь шум по сути является аналогом мелких деталей в изображении. Так как рассматривался один и тот же фрейм материала, эти детали должны были передаваться одинаково.
Тогда я воспользовался инструментом qualifier в DaVinci Resolve. Ткнув в середину зелёного поля тестовой таблицы я обнаружил, что выделенная область в каждом из файлов очень похожа. Я не придумал, как попасть пипеткой точно в один и тот же пиксель, поэтому предположил, что разница будет заметна на полях со схожими на зелёный цветами.
Решение оказалось верным. Жёлтое поле в файле «результат 2» оказалось выделено гораздо более равномерно, что наглядно свидетельствует о том, что в этом файле цвет больше скомпрессирован, соответственно, цветовой информации там меньше.
Результаты теста наглядно демонстрируют, что чуда не произошло. Увы, 4:2:0 не превратился при даунскейлинге в 4:2:2 (как два объектива 50 мм не дают в сумме 100 мм). Артефакты, присущие низкой цветовой субдискретизации, не исчезли. Это вовсе не означает, что нельзя снимать 4К 4:2:0 8 бит, хотя я бы не советовал этого делать. При цветокоррекции недостаток цветовой информации может существенно усложнить процесс. К примеру, вы не сможете точно выделить пипеткой кожу, из-за большей компрессии область выделения распространится на светлые волосы и на розовые стены декорации, к которым почему–то питают слабость многие продюсеры и заказчики.
#видео #кино #видеокамеры #видеопроизводство #цветовая субдискретизация