视频领域“level”概念科普(一)

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谁会关注level

假设你拿Premiere剪好了一部电影,然后在影院或电影节观看了它。看的全程你都觉得画面看起来和褪了色似的,但搞不明白为什么会这样。

又或者:你在达芬奇用Avid编码(比如DNxHR)输出成片。等传到YouTube它看起来就不太对劲:暗部压得太黑而亮部过曝。

这到底是怎么回事?

上述两种情况都可能是level出了问题。

那么,什么是level?

和多数视频方面难懂的概念一样,level的出现也要追溯到视频制作的古早时代。磁带录放机和监听器这样的模拟视频硬件都是以视频level录制和播放的。而胶片扫描机和电脑生成图像通常都是以全数据范围录制和使用的。

但现在的很多人对level的概念都理解得不是很到位。昂贵视频硬件的消亡和转投软件的怀抱使得一些视频相关的技术概念逐渐变得无用。但这些概念依然适用于专业视频工作。

那么,为什么要了解level呢?

由于软件和数码文件变得愈发通行,level便成了一个需要了解的重要概念,对专业的视频工作者来说尤其如此。理解了level之后,你就能在色彩区设置正确的信号路径,用正确的色彩空间渲染文件并编码好交给另一位创作者,还能正确导出要在影院放映或上线互联网的影片或广告。

什么是level

Level指的是一个图像文件中包含的亮度值的范围。每个图像和视频文件都是在一定的亮度值范围内编码的。从最基础的说,level分成两个大类:电脑显示器的全数据level和视频监视器的视频level

全数据level文件是在一个全范围容器中编码其图像数据的。对全数据范围8位文件来说,这代表着从0-255的亮度值,0代表纯黑,255代表纯白。对8位视频范围文件来说,这代表着16-235的亮度值,16代表纯黑,235代表纯白。

上方:视频level,下方:全数据level

这个图有误导性,我们后面会讲到原因。

很多摄影机仅在亮度值16-235的视频范围内拍摄。对那些超出视频范围的值,有些摄影机会提供采集超出部分(高于235或低于16)的选项。这些亮度值有时会被称为超亮或超暗。在文件编码过程中,这些数值也被称为YUV(亮度和色差信号)的高出部分或低出部分。我们稍后会更详细地讲到这些文件。

另一方面,RAW视频文件可以被解拜耳为全数据或视频范围,这取决于文件在软件中是如何被读取的。

所有数字图像都是以两种level中的一种编码的。一般来说,视频文件都是以视频level编码的,图像(graphics)或图像序列(image sequences)都是以全数据level编码的。

之所以会这样,是因为传统来说视频文件是在视频监视器上看的,监视器就是为了显示视频level而设计的,而图像文件是在电脑监视器上看的,电脑监视器则与全数据level的电脑显卡输出相连。

全数据level和视频level相关术语

那么,为什么level这个概念这么复杂难懂、使人迷惑呢?

因为摄影机、软件、显示器、编解码器、示波器等等,每一样都对level采取了不同的描述方式。而且有时相关术语还会和色彩空间术语重叠。以下是一些用于描述全数据level和视频level的不同术语:

天哪!

从上图可以看到,描述同样东西的不同术语也太多了。

不过,尽管术语很复杂,基础概念本身却不。要了解你的文件是什么level以及你的软件如何处理它们可不是件容易的事。

这些术语中多数都来自广播的发展历史。录像带和文件通常都在视频的规定广播范围内,即16至235。超出这部分的任何亮度值都会被裁切,或者你的文件或录像带会在质量控制时因为这些超出范围的值而被标为有问题。即使是现在,交付兼容广播的文件也依然存在这个问题。

如今,录像带已广泛地被文件和软件取代。

软件是基于文件的输入信息读取指定level的。如果是用视频文件工作,要完全理解以下这些可能还有点困难:文件为何在不同软件里看起来不一样?为何它在项目里看着没问题但导出后或在很多其它情境下就出了问题?

Level与软件

色彩管理在过去几年中发展飞速。继达芬奇之后,诸如Nuke、Avid、FCPX和Flame等软件都纷纷增加了色彩管理选项。level便是这部分转换过程中的重要一环。

每款软件处理色彩管理的方式都非常不同。有些软件在全数据范围的环境中运行,有些则默认使用视频level。有越来越多的软件开始提供在多种色彩空间和指定level下运行的选项。

以一些后期制作软件举例:

Nuke默认以全数据level线性运行。

Avid默认以Rec709视频level运行,但可以更改。

达芬奇采用全数据,内部32位浮点运算。

在后期制作软件中使用视频文件工作,需要了解的最重要的一点是:基于软件的读取方式和项目设置,亮度值会在全数据和视频level之间来回变换数值范围

以达芬奇为例:它是色彩空间最灵活可变的软件之一,以全数据level运行,内部32位浮点生态系统。任何导入达芬奇的视频level的文件都会被自动标记为视频level,并换算为全数据level值。

在进行32位浮点运算时,达芬奇的示波器会显示10位全数据范围值。10位亮度值来说,全数据范围是0-1023,视频范围是64-940

达芬奇示波器

达芬奇内部是以全数据范围运行的。如果连了上屏卡(比如UltraStudio)且没选数据level,达芬奇会把内部全数据范围值换算为视频范围值,之后再将视频信号发送至监视器。

是软件在进行从视频level到全数据level再到视频几倍这样来回换算值。这是个需要理解的重要概念。

以上就是达芬奇的运行原理。而另一边,经过重新设计的Avid现在也具备了大量色彩空间选项。即使已导入了文件,你也依然可以选择用视频或全数据level来读取源文件。你还可以选择工作色彩空间。如果工作流有要求,你也可以选择在视频范围的色彩空间里工作。

Premiere在色彩管理方面局限性更大些。它没多少选项供你将源文件重读取并导入项目色彩空间。虽然它还是有些可用的色彩管理设置的,但比起其他主流非线性编辑软件,Premiere Pro和After Effects都不具备领先优势。(T)

视频领域“level”概念科普(二)

视频领域“level”概念科普(三)

视频领域“level”概念科普(四)

作者:Dan Swierenga

翻译:盖雅翻译小组

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