[FFmpeg]如何选择正确的视频色彩空间

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如何选择正确的视频色彩空间

如何为你的项目选择正确的视频色彩空间?我想带你了解一些基本的色彩空间和它们的应用。

视频色彩空间定义了RGB色度,这些色度共同决定了一个色域、一个色彩分量传递函数(通常使用一个混乱的、无益的但常见的术语 "伽玛")和一个白点的色度。这些数值定义了色彩信息如何在特定的视频标准中进行编码。所有视频都是为了在某种显示设备上传输和观看。这可能是电视、PC或笔记本电脑显示器、平板电脑、手机、影院投影仪或HDR电视。你的视频内容将如何被消费决定了你需要创建和交付的视频色彩空间。

你的监控管道应该为你将交付的视频标准的色彩空间进行校准。

虽然HDR很性感,4K HDR电视在世界各地的许多家庭都有,但参考级HDR监测对我们大多数人来说是遥不可及的。因此,我将向你介绍你会听到的最常见的视频色彩空间,以及你将用于网络、移动屏幕和广播电视交付物的色彩空间。

常见的视频色彩空间

如果你不确定到底什么是视频色彩空间,我在我的文章什么是视频色彩空间?中解释了这一点。在大多数情况下,你仍然只需要关注一个色彩空间,那就是标准的HDTV Rec.709,或ITU-R BT. 709.

sRGB

sRGB是一个显示用的色彩空间,最初是为CRT计算机显示器创建的,但现在已经成为图形和印刷的标准化。它与Rec.709视频色彩空间几乎完全相同。它基于相同的基色,具有与Rec.709相同的色域,但指定了不同的传递函数。

sRGB仍然是计算机成像、大多数消费者和中级照片相机以及家用打印机的标准。对于专业印刷和印前用途,通常使用Adobe RGB,它有一个扩展的色域,可以通过专业的CMYK印刷来再现。在广播标准方面,sRGB与视频没有任何关系,只是知道在大多数情况下,Rec.709视频在sRGB电脑显示器上看起来很好。由于传输功能的不同,在亮度上可能会有轻微的差异。

Rec. 709 (ITU-R BT. 709)

Rec. 709是HDTV的标准相机编码色彩空间,其色域与sRGB相同。如前所述,sRGB和Rec.709原色具有相同的色度值(因此也具有相同的色域)。然而,Rec.709在其编码传输函数方面略有不同,实际上并没有为显示指定一个反向传输函数。

对于广播编码,它是以8位色深(数值在0和255之间)来定义的,其中黑色是16级,白色是235级。这些通常被称为 "视频电平"。

在10位色深的情况下,这是常见的后期制作,全范围的水平是在0和1023之间,但最终的输出被映射到广播标准的8位16-235时,创建共同的交付物。

到目前为止,Rec.709是大多数视频项目中最常见的工作和交付色彩空间。如果你正在创建用于广播交付的视频,或将在网上消费的视频,那么Rec.709很可能是你需要工作和监控的对象。Rec.709色域被许多设备的所有普通显示技术所支持。大多数计算机视频播放器知道如何处理Rec.709编码的视频,并能在sRGB计算机显示器上正确显示。

DCI P3

DCI-P3是由SMPTE推出的用于数字电影放映的广色域视频色彩空间。它被设计为密切匹配彩色电影胶片的全色域。

它通常不是一个消费者标准,主要用于数字影院放映的内容。然而,值得注意的是,苹果公司已经在许多设备显示器上采用了P3色彩,并且自iOS10以来,能够在P3色彩空间中捕捉照片和视频。

大多数专业参考显示器都能够显示完整的DCI P3色域。

你经常会看到一个白点与色彩空间一起指定,如P3 D55、P3 D61或P3 D65。D数字表示以开氏度为单位的目标白色色温。D55是5500K,D61是6100K,D65是6500K,而DCI标准白点是6300K。

Rec. 2020

Rec. 2020定义了UHD HDR的色彩规格。就色域而言,它涵盖了整个CIE XYZ色彩空间的很大一部分。该标准定义了10位或12位色彩深度。一些显示技术完全符合Rec.2020标准,但对于普通视频创作者来说,它还不是一个常见的视频色彩空间。

HDR整理在商业高端交付中越来越普遍,但在未来一段时间内,家庭自由DP/色彩师或视频爱好者将没有能力承担。普通消费者的HDR电视并不符合作为后期制作参考显示器的要求。一些优质的OLED HDR电视,如LG C9和LG CX,可以被校准为优秀的Rec.709 SDR参考监测,但不应该被用于HDR参考。

选择正确的视频色彩空间

任何数字影院摄像机的源文件都提供了高色彩位深度编码的图像,其原生色域远远超过了DCI-规范的要求,在大多数情况下满足或超过了Rec.2020。

理想情况下,你应该在一个足够宽的色域空间工作,以包括所有你需要提供的预期输出标准,并有你的监测校准以匹配。

如果影院数字电影的交付是要求之一,你应该在DCI-P3下工作,使用经过校准的DCI规格的投影机,或覆盖DCI-P3色域的显示器。

如果高清广播交付是预期的最宽色域,或计算机桌面/移动/网络的任何分辨率,你应该在Rec.709中工作。

色彩管理

无论你在什么色彩空间工作,在你的后期监测管道的每一步实施专业的色彩管理是很重要的。这意味着要正确设置你的调色工作环境并校准你的所有显示器。

这就是说,我们中的许多人必须尽可能地使用消费者显示器或笔记本电脑屏幕。说实话,对于网络传输来说,只要你使用的是高质量的显示器,以Rec.709为目标,这通常是没问题的。然而,最好避免对电脑桌面GUI显示器进行调色,因为从操作系统到软件,有许多色彩管理变量是你无法控制的。

我编写了一份建立你自己的色彩管理和校准监控管道指南,基于优秀的LG OLED电视。它们可以为Rec.709色彩校正和调色工作进行完美的校准。

你可以为你的Resolve系统添加精确的校准监控,只需2200-3000美元,这取决于你是需要监控高清还是UHD 4K。请注意,在这两种情况下,我说的只是Rec.709 SDR的使用。

我希望这能让你对视频色彩空间有一个基本的了解,它们是什么,通用标准,以及你应该如何使用它们。

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