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分步解析!RAW格式圖片如何實現更好的HDR顯示效果

來源:《影視制作》雜志第10期 時間:2018-11-05 17:28

摘要:目前,4K超高清晰度電視技術在節目的拍攝、制作、傳輸和顯示等各方面都已發展完善。

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        目前,4K超高清晰度電視技術在節目的拍攝、制作、傳輸和顯示等各方面都已發展完善。其中,能大幅提高4K圖像效果的HDR(高動態范圍)技術日漸普及。HDR技術在標準上已建立完畢;能支持該技術的設備也越來越多,如中高端攝像機的動態范圍普遍在14檔光圈以上,監視器、顯示器、電視機等設備的峰值亮度部分已能達到1000nit ;而在視音頻制作軟件上,新版本的DaVinci Resolve、Edius Pro、Premiere Pro CC 等軟件均已能支持4K HDR 節目的制作。


        在制作視音頻節目時,經常會有導入圖片素材的需求。由于普通圖片素材的動態范圍為SDR(標準動態范圍),因而其最終顯示效果無法滿足4K HDR 節目的制作需求。為解決這個問題,我們考慮可以使用單反相機所拍攝的RAW格式圖片文件,然后導入到4K HDR節目制作系統中,再進行亮度、色彩的調整(grade),從而獲得良好、一致的HDR顯示效果。


可行性說明


        中高端單反相機的感光元件有著較高的動態范圍,以尼康D800相機為例,其動態范圍為12檔以上光圈。在單反相機的RAW格式文件中,因存儲的是從感光元件直接獲取的原始數據,所以其保留了相機感光元件所有動態范圍的信息,完全可用于HDR節目的制作。


        由于視音頻制作軟件不支持RAW格式文件的直接導入,因此需要將12或14bit的RAW格式文件轉成16bit的TIFF格式圖片文件。而制作軟件在導入這個圖片文件時,一般默認使用Gamma 2.4曲線、Rec.709(sRGB)色域進行處理,所以需要對該圖片文件進行LUT 處理,轉換成和攝像機所拍攝的視頻素材相同的Gamma/LOG曲線以及色域,如Sony S-Log3曲線和S-Gamut3色域,再進行最終的4K HDR編輯制作。


        LUT(Look Up Table,顯示查找表)是一組色彩數值向另一組色彩數值進行轉換的映射查找表,我們在這兒主要將其應用于一個色彩空間向另一個色彩空間進行轉換。特別要注意的是,一個色彩空間需同時從Gamma/LOG曲線和色域兩個方面來進行描述,如圖1所示。

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圖1  HDTV和UHDTV的色彩空間


        因此,獲取相應的LUT文件從而實現正確的色彩空間轉換是完成工作的關鍵。免費的在線版LUTCalc工具能夠生成LUT文件,將多個廠商不同型號的拍攝、顯示設備的色彩空間進行相互轉換。


實際操作


        下面以尼康D800相機所拍攝的RAW格式圖片文件為例,具體說明其在Premiere Pro CC軟件制作4K HDR節目時的實際應用。其中,Premiere Pro CC 軟件所編輯的視頻素材為4K攝像機拍攝的符合HLG(Hybrid LogGamma)標準的HDR素材。


Step.01


        用尼康的捕影工匠軟件,將尼康D800的RAW格式文件轉換成16bit的TIFF格式文件,如圖2所示。轉換之前,盡量少用捕影工匠軟件對RAW格式文件進行調整。

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圖2  文件格式轉換


Step.02


        免費的在線版LUTCalc工具可以通過在瀏覽器中輸入網址進入,網址如下:


https://cameramanben.github.io/LUTCalc/LUTCalc/index.html


        在上一步中,由于捕影工匠軟件在圖片轉換過程中使用了“【SD】標準” 這個優化校準曲線,所以我們要在LUTCalc工具中的“Rec Gamma”曲線選項中分別選擇“Nikon”和“Nikon Standard”。同時,由于在D800相機和捕影工匠軟件中的色域設置為“Adobe RGB”, 所以在該工具中的“Rec Gamu t” 色域選項中分別選擇“Adobe”和“Adobe RGB”。由于攝像機所拍攝的4K HDR視頻素材為符合ITU-R BT.2100標準的HLG格式, 所以在LUTCal c工具中的“Out Gamma”曲線選項中選“HDR Display”和“Rec2100HLG”,“Out Gamut”色域選項中選“Rec2100”和“Rec2100”,如圖3所示。

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圖3  LUTCalc工具界面


        選擇完畢后,在“LUT Title/Filename” 中輸入NIKON-standard2HLG_LUT,點擊“Generate LUT”按鈕,即可獲得一個名為“NIKON-standard2HLG_LUT.cube” 的LUT 文件。將該文件復制到“C:Program FilesAdobeAdobe Premiere Pro CC2018LumetriLUTsTechnical”目錄下,供Premiere Pro CC調用。


Step.03


        在Premiere Pro CC中導入需要處理的TIFF格式圖片文件,如圖4所示。可以看到,此時圖片過曝,天空部分沒有層次可言。

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圖4  Premiere Pro CC導入TIFF文件

Step.04


        給上述TIFF格式圖片文件添加一個視頻效果,選擇“顏色校正”里的“Lumetri顏色”特效。在“Lumetri 顏色”特效的設置面板里點擊“基本校正”,再在其中的“輸入LUT”選擇框中選擇“NIKONstandard2HLG_LUT”,如圖5所示。

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圖5  Premiere Pro CC導入LUT文件


        可以看到,此時圖片中天空部分出現了層次,單反相機的動態范圍已被充分利用。在此基礎上,可繼續對圖片進行降噪、調色等操作,以獲得更好的圖像效果。


Step.05


        節目編輯完成后,可以輸出HLG標準的HDR節目。其中,節目文件的格式應選擇“MXF OP1a”,“視頻編解碼器”選“XAVC QFHD Intra Class300”或“XAVC QFHD Intra Class480”,同時勾選“混合對數灰度系數”,如圖6、圖7所示。

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圖6  Premiere Pro CC輸出設置一

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圖7  Premiere Pro CC輸出設置二

結語


        通過這種LUT轉換方法,在我們所制作的視頻節目里,來源于圖片的信號就能達到良好的HDR顯示效果。


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