Controlul calitatii video

wave monitorCamerele video de astazi au inclus un modul electronic care regleaza in mod automat nivelul audio si video. Cu toate acestea, producatorii modulului il programeaza astfel incat aceste controale automate mentin doar parametrii tehnici de baza, iar aceasta nu ofera cele mai bune rezultate.

Astfel, pentru a te considera un profesionist ce are in mod constant rezultate bune, este esential sa intelegi elementele din aceast articol.

In monitorizarea si controlul calitatii imaginii, sunt necesare doua echipamente.
-Un monitor de forma de unda, care masoara si afiseaza grafic luminozitatea sau nivelul de luminanta din film. (In industria video, termenul mai exact este luma sau luminanta.)
-Un vectorscop, care masoara informatia relativa de culoare (chroma).

Desi acestea sunt, in general, instrumente separate, in unele cazuri, sunt afisate ambele pe ecran al unui sistem de editare pe calculator.

In acest modul, vom acoperi unele dintre elementele cele mai de baza ale monitorului de forma de unda si a vectorscopului (lucruri despre care fiecare cameraman profesionist trebuie sa le stie), dar nu vom intra in amanunt despre detaliile tehnice de constructie.

Monitorul de forma de unda (waveform monitor)

1In munca video profesionala ar trebui sa folosim monitoare de forma de unda inainte sau in timp ce scenele sunt inregistrate. Vedeti afisajul formei de unda in stanga.

In timpul editarii, dispozitivul este utilizat pentru a monitoriza si a mentine calitatea video si consecventa imaginii de la o scena la alta

Prin trecerea unui semnal video de la o camera printr-un monitor de unda rezulta un grafic cu informatii esentiale despre imaginea inregistrata.

Ceea ce vezi iti va spune multe despre calitatea video si-ti va furniza informatiile necesare pentru a rezolva multe probleme.

 

Sa vedem cum functioneaza.

Partea stanga contine valorile tonale de la negru complet la alb stralucitor. Acesta ofera un model de unda normala, cum ar fi cel prezentat mai sus.

Partea de jos a scarii de unda (marcate cu "nivelul de negru - black level" de mai sus) reprezinta zonele intunecate ale imaginii, iar zonele albe apar in partea de sus (marcat "nivelul alb - white level").

Bazat pe unitatile stabilite de Institutul de Ingineri Radio (Institute of Radio Engineering), scala de unda a monitorului porneste de la aproximativ -40 unitati IRE (din partea de jos) si se duce la aproximativ 120 (in partea de sus).

In mod ideal, nivelul video pentru o imagine medie ar trebui sa fie oarecum uniform distribuit intre 7,5 (de unde "negrul" ar trebui sa inceapa) si 100 (iunde "albul" ar trebui sa se incheie) - asa cum este ilustrat in forma de unda de mai sus.

Un model de tonuri de gri preluat de o camera ar trebui sa reproduca distinct diverse divizii din intreaga scala.

In mod ideal, cu un monitor de calculator reglat corect (setat la 256 de culori sau mai mult), ar trebui sa vedeti 16 divizii din aceasta scala de gri.

Monitoarele de forma de unda, impreuna cu contoarele de lumina (pe care le vom discuta in lectiile despre dispozitive de iluminat), sunt principalele instrumentele in asigurarea expunerii corespunzatoare acamerei video sau a aparatului foto. In aceasta privinta, este util sa stiti ca un f-stop intr-un contor de lumina se traduce in 20 de unitati IRE pe un monitor de unda.

In televiziune, ca si in viata, lucrurile nu sunt intotdeauna asa cum ar trebui sa fie, asa sa ne uitam la unele zone cu probleme.

23Subexpunerea camerei (lumina insuficienta pe subiect) duce la niveluri video scazute (o imagine intunecata). Pe un monitor de unda acest lucru este imediat evident, deoarece nivelul de varf al imaginii pote fi pana la aproape 50 pe scala monitorului de unda.

In mod normal, puteti rezolva aceasta problema prin deschiderea irisului obiectivului cu una sau mai multe f-stop-uri.

Daca lasati initial un nivel video scazut ca apoi sa incercati sa-l ridicati mai tarziu, in inregistrarea video sau in timpul procesului de transmisie, imaginea rezultata poate arata granulat din cauza zgomotului video, asa cum se arata aici, (intr-o forma oarecum exagerata). Acesta este motivul pentru care trebuie sa incepeti treaba intr-un mod cat mai corect.

In cazul in care obiectivul a camerei este semnificativ supraexpus (prea multa lumina), monitorul va afisa forma de unda a semnalului video semnificativ peste 100. Lasat necorectat, acest lucru va provoca o denaturare semnificativa a imaginii.

In aceste conditii, unele circuite ale camerei taie nivelul de alb, asa cum se arata mai sus. Observati ca detaliile au fost pierdut in zonele albe.

Pe un monitor de unda, rezultatul ar fi similar cu ceea ce vedeti mai jos. Pe scara gri de mai jos, puteti vedea, de asemenea, pierderea de detalii in zonele albe. Puteti rezolva aceasta problema prin reducerea nivelului video (in general, prin inchiderea irisul camerei prin ajustarea f-stop-ului la o valoare mai mare).

45

 

 

O alta problema este comprimarea negrului.

In acest caz, rezultatul video va fi un intuneric, fara niciun detaliu in zonele intunecate.

O scara de gri ar arata o pierdere de separare intre diviziunile de pe partea dreapta a scalei, asa cum se arata mai jos.

 

6

 

 

O preocupare pentru calitatea finita a unui material video, care de multe ori duce la o calitate video slaba, este cauzata de un subiect care depaseste capacitatile gamei de luminozitate a camerei video.

O camera video este capabila sa reproduca o gama limitata de luminozitate - trebuie sa tinem permanent in minte atunci cand avem in scena lumini stralucitoare, ferestrele, pereti albi etc.

78O zona de luminozitate, care depaseste aproximativ 30:1 (cu elemente ale scenei de 30 de ori mai luminoase decat cele mai intunecate) va cauza probleme.

Decat sa "taie" zonele supraexpuse, cu o pierdere de detalii in zonele luminoase ale imaginii (asa cum am vazut mai devreme), multe circuite video vor adapta in mod automat in jos nivelul intregului semnal, astfel incat sa se potriveasca in gama de luminozitate destul de limitata a camerei video sau foto.

Observati in forma de unda de mai sus ca tot nivelul video este in intervalul 7.5 - 100, dar ca "varfurile" (cauzate de reflexiile de lumina din cascada) ocupa mai mult de jumatate din gama. Ca urmare, restul de film se termina intr-o suprafata mica si destul de restransa a scalei.

In fotografia din dreapta de mai sus gama de la mijloc la intunecat a imaginii este comprimata intr-o zona mica. Rezultatul: o imagine intunecata. In cazul in care exista o persoana in aceasta imagine, tonul pielii sale ar fi fost mult mai intunecat decat in ​​mod normal.

Sa comparam rezultatele pe scala de gri. In partea stanga este o scara de gri cu o gama normala; in dreapta este una care ilustreaza problema discutata de mai sus.910Greseala supraexpunerii imaginii (si o comprimare a rezultatului pe scala de gri) se vede de cele mai multe ori in videoclipurile de amatori.

 
11
Retineti ca in fotografia de sus gama luminozitatii din scena depaseste cu mult capacitatea sistemului video. Acest lucru este cauzat in primul rand de cerul luminos din fundal.
Setarea automata a camerei pentru expunere are ca rezultat o pierdere completa de detalii a calului.

Desi acest exemplu reprezinta un subiect extrem de dificil - situatie care daca este posibil, intotdeauna ar fi bine de evitat. Observati modul in care imaginea poate fi imbunatatita in mod semnificativ daca irisului camerei este deschis manual cu trei sau mai multe f-stopuri. (Detaliile cerului dispar, dar vom presupune ca suntem mai interesati de obiectul primar din scena - calul.)12 Poti sa rezolvi intr-un fel ambele situatii? Posibil, doar cu anumite camere profesionale.

Un cameraman experimentat ar trebui sa poata fi capabil sa adapteze curba de raspuns a luminozitatii camerei pentru a aduce zonele luminoase din imaginea de baza. Cu toate acestea, acest lucru, va distorsiona scala de gri, si poate denatura intr-un mod negativ redarea unui obiect cu o stralucire (luminozitate) mult diferita fata de cea a obiectului principal.

Dupa cum vom vedea, daca adaugam lumina pe zonele intunecate atunci cand filmam un obiect care ilumineaza,  sau intunecam zonele prea luminoase, va rezulta o imagine bine echilibrata din punct de vedere al detaliilor.

Majoritatea camerelor automate, cum ar fi cele care ne-au aratat calul "negru" de mai sus fara detalii, va va oferi posibilitatea de oprir a expunerii automate si de ajustare manuala a irisului.

Daca nu poti face asta, cauta butonul lumina din spate (backlight control) care iti va  oferi un anumit control in scenele care au un obiectul luminos in spate, cum ar fi ferestrele sau fundalurile luminoase. Ține minte ca si daca  ai in scena un subiect care poarta un tricou alb sau galben, acesta va provoca de multe ori probleme ale expunerii.

Inainte de a incheia discutia despre monitorul de forma de unda, trebuie sa mentionam alte cateva lucruri.

In primul rand informatiile afisate sub nivelul de negru (7.5 IEEE sau IRE), punct situat pe monitorul forma de unda.

In acea zona "cu un negru mai negru decat negru" exista unele semnale importante despre sincronizare (sync), un termen care defineste sincronizarea impulsurilor. Acestea sunt impulsuri de mare viteza care sincronizeaza toate echipamentele video dintr-un studio (generator de sincronizare - genlock).

Aceste impulsuri dicteaza punctul precis in care fasciculul electronic, porneste si se opreste in timp ce scaneaza fiecare linie, camp, si cadru. De fapt, fara aceste impulsuri de sincronizare, ordinea electronica s-ar rupe instantaneu in echipamentul video si s-ar putea sa nu fie afisata nici o imagine pe monitor.

Un generator de sincronizare este folosit pentru a furniza un impuls de sincronizare comun pentru toate echipamentele care trebuie sa lucreze unitar intr-o sistem de productie.

Pe monitorul de unda, linia de jos a sincronizarii ar trebui sa fie la -40 (in partea de jos pe scala formei de unda) iar in partea de sus semnalul de sincronizare ar trebui sa mearga pana la linia de baza, sau punctul 0 de pe scala.

Daca nivelul semnalului de sincronizare este prea mare atunci si nivelul de negru al imaginii va fi prea mare (va deveni gri in imagine), daca va fi prea mic atunci si nivelul de negru se va reduce, iar imaginea se va rupe.

In nivelurile de monitorizare video suntem interesati in primul rind de gama de luminanta (informatii despre imaginea vizibila), care se extinde de la 7,5 (cel mai intunecat negru) la 100 (albul maxim) pe scala unui monitor de unda.

Daca nivelul de alb depaseste in mod semnificativ 100, va exista o pierdere de detalii in zona mai luminoasa a imaginii. Fetele umane in special, vor arata sterse, arse. Un semnal cu mult mai mic de 100 va duce de asemenea, la probleme tehnice.
Tonurile pielii, care sunt in partea de jos a scalei aparatului de monitorizare a formei de unda vor fi atat de intunecoase incat e posibil sa nu aiba nici un detaliu vizibil. Fetele caucaziene expuse in mod corespunzator  se incadreaza, in general, in intervalul 50 - 80.

Daca dorim sa intram mai in amanuntul functionarii electronice a aparatelor trebuie sa stim urmatoarele:

Emisia semnalului TV


Din discutia despre monitorul formei de unda, probabil avem impresia ca albul dintr-un semnal TV este transmis la putere maxima si negru este exact opusul - un semnal minim.

In cele mai multe sisteme de transmisie analogice este de fapt invers.

In procesul de transmisie, cu cat mai luminoasa este o scena, cu atat mai mica este amplitudinea semnalului video modulat. Acest lucru explica zgomotul audio care apare uneori.

Amintiti-va ca informatiile despre culoare dintr-un semnal video se adauga la informatiile semnalului de luminanta (negru si alb). Trecerile bruste de la un anumit nivel al luminozitatii /culorii la altul poate provoca "depasiri de semnal" - un semnal video grav avariat.

Deoarece televizoare demoduleaza semnalul audio de baza din semnalul video, acest lucru poate afecta sunetul. Pentru ca filmele se bazeaza pe o frecventa a campurilor (field) de 50 Hz, atunci cand partea audio isi pierde referinta video, se va forma un zgomot audio foarte enervant.

Aceasta problema apare, de obicei, atunci cand o grafica de televiziune contine litere contrastante - de exemplu litere galbene pe un fundal intunecat. Acesta este inca un motiv in plus ca un subiect sa fie plasat in cadrul scenei intr-un contrast optim.

Ajungem la al doilea dispozitiv de monitorizare a calitatii.

Vectorscopul


13Ochiul uman vede culoarea foarte subiectiv, asa ca atunci cand vine vorba de a face judecati corecte cu privire la culoare, ochii nostri pot fi usor de pacalit.

Astfel, avem nevoie de o cale sigura de a judeca precizia culorilor, precum si pentru calibrarea echipamentele noastre pentru a reproduce cu acuratete culorile.

Dispozitivul care face acest lucru este numit vectorscop si este frecvent intalnit in echipamentele de control din televiziune, sau ca parte a sistemelor de editare informatice.

Vom sari peste chestiile tehnice implicate in aceasta, si ne vom concentra doar cele pe sase zone mici marcate R, G, B, Mg, CY si Yl pe fata vectorscope.

Asa cum banuiti, acestea sunt abrevieri pentru rosu, verde, albastru, respectiv magenta, cyan si galben, culorile primare si secundare utilizate in camerele video si TV-urile color.

Cand o camera video sau orice echipament video produce barele de culoare de mai jos (cele primare - rosu, verde si albastru si cele secundare - magenta, cyan si galben), culorile ar trebui sa apara in zonele lor  marcate pe vectorscop. 14Fara un vectorscop, puteti usor echilibra culorile destul de exact, daca pur si simplu va asigurati ca bara galbena este intr-adevar galbena. De fapt, prin ajustarea corecta a culorii galbene, celelalte culori se vor regla in mod adecvat.

Dar nu intotdeauna este chiar asa.

Daca barele de culoare primare sau secundare sunt decalate in mod semnificativ din zonele lor de pe vectorscop, inseamna ca exista  probleme. Uneori, lucrurile sunt usor de ajustat (cum ar fi o simpla rasucire, de reglaj de faza sau de nuanta), dar alteori nu este atat de simplu si va trebui sa cereti ajutorul unui specialist.

In plus, in afara de culori, vectorscopul arata de asemenea amplitudinea sau saturatia (puritatea) fiecarei culori. Saturatia culorii, care se masoara in procente, este indicata de distanta fata de centrul cercului de culori afisat. Cu cat punctul ce defineste o culoare se afla mai departe de centru, cu atat mai saturata si mai pura este acea culoare.

Mira (modelul) SMPTE (Society of Motion Picture and Televisions Engineers) de test de mai sus este pentru televiziunea in raportul de aspect 4:3. Modelul de test SMPTE pentru sistemul de televiziune HDTV 16:9 este prezentata mai jos.15Deoarece sistemele de editare profesionale neliniare au atat vectorscoape si monitoare de forme de unda, puteti sa monitorizati in mod continuu calitatea imaginii si sa faceti ajustari de la o scena la alta dupa cum este necesar.

Desigur, toate aceste masurari de calitate trebuie sa fie afisate corect pe un monitor TV pentru a fi verificate, asa ca este important sa se poata avea incredere respectivul monitor video.