Основы работы с цветом

Разрядность цвета (или битовая глубина) — это количество бит на канал, используемых для представления цвета при кодировании одного пиксела. Чем больше битов отведено на каждый канал RGB (красный, зеленый и синий), тем больше доступных цветов в одном пикселе.

After Effects позволяет работать с 8-, 16- и 32-битными цветами.

Кроме разрядности цвета для пикселов существует другая характеристика в виде целых чисел или чисел с плавающей запятой. Числа с плавающей запятой могут представлять гораздо больший диапазон чисел при идентичном количестве битов. В After Effects 32-битные значения пикселов представлены числами с плавающей запятой.

8-битные пикселы могут принимать значения от 0 (черный) до 255 (насыщенный цвет) на каждый канал. 16-битные пикселы могут принимать значения от 0 (черный) до 32 768 (насыщенный цвет) на каждый канал. Если все три цветовых канала имеют максимальное значение (насыщенный цвет), пиксел будет окрашен в белый цвет. 32-битные пикселы могут принимать значения ниже 0,0 и выше 1,0 (насыщенный цвет), поэтому в After Effects 32-битный цвет также является цветом HDR. Значения HDR могут превышать по яркости белый цвет.

Настройка разрядности цвета и изменение параметров отображения цвета

Параметр «Разрядность цвета» для проекта определяет разрядность цвета во всем проекте.

Чтобы установить значение разрядности цвета для проекта, выполните любое из предложенных ниже действий.

• Выберите Файл > Настройки проекта > Цвет > в разделе Настройки цвета, выберите разрядность цвета из выпадающего списка Битовая глубина.
• Выберите кнопку Настройки проекта на панели Проект > Настройки проекта > Цвет > в разделе Настройки цвета, выберите разрядность цвета в раскрывающемся списке «Битовая глубина»
  

Разрядность цвета можно указать для каждого элемента рендеринга, она будет перекрывать разрядность цвета всего проекта при рендеринге для финального вывода. Кроме того, в настройках модуля вывода можно задать разрядность цвета для каждого элемента вывода. (См. разделы Настройки рендеринга и Модули вывода и их параметры.)

Хотя большинство эффектов могут работать со всеми значениями разрядности цвета, некоторые эффекты совместимы только с низким ее значением. Можно настроить панель «Эффекты и шаблоны» для отображения только тех эффектов, которые совместимы с разрядностью цвета текущего проекта. (См. раздел Панель «Эффекты и шаблоны».)

Сравнительные преимущества каждой разрядности цвета

Динамический диапазон (соотношение между темными и светлыми областями) в физической реальности намного превосходит диапазон человеческого зрения и диапазон отпечатанных или отображаемых на экране изображений. 8-битные и 16-битные цвета узкого динамического диапазона могут представлять уровни RGB только в диапазоне от черного до белого, который является лишь небольшим сегментом полного динамического диапазона в реальном мире.

Диапазон яркости 32-битных цветов HDR с плавающей запятой может превышать белый цвет, например для таких ярких объектов, как пламя или солнце.

Установите значение 32 бита на канал для разрядности цвета проекта, чтобы работать с видеорядом HDR или со значениями, выходящими за пределы диапазона — выше 1,0 (белый), не поддерживаемыми в 8- или 16-битном режимах. Значения, выходящие за пределы диапазона, сохраняют насыщенность ярких областей, которая необходима как для синтетических эффектов, таких как «Освещение», «Размытие» и «Свечение», так и для работы с видеорядом HDR. При работе с глубиной цвета 32 бита на канал образуется свободное пространство, что позволяет избежать потери данных во время таких операций, как коррекция цвета и преобразование профиля цвета.

Даже при использовании 8-битного видеоряда и создании видео в формате 8 бит на канал можно добиться лучших результатов, если для глубины цвета проекта установить значение 16 или 32 бита на канал. Работа в более высокой битовой глубине цвета обеспечивает высокую точность расчетов и значительно снижает шумы квантования, например образование полос в градиентах.

Поскольку 16-битным кадрам требуется вдвое меньше памяти, чем 32-битным кадрам, рендеринг предпросмотров в 16-битном проекте выполняется быстрее, в то время как предпросмотр может занять больше времени, чем в 32-битном проекте. 8-битные кадры используют еще меньше памяти, но соотношение между качеством и производительностью становится очевидным в некоторых изображениях с разрядностью цвета 8 бит на канал.

Особые рекомендации по работе с цветом HDR

Для сжатия динамического диапазона слоя с элементом видеоряда HDR в качестве источника можно применить эффект «Расширитель HDR». Таким образом можно будет использовать инструменты, которые не работают с цветом HDR, например эффекты с глубиной цвета 8 и 16 бит на канал. По завершении работы отмените сжатие динамического диапазона с помощью «Расширителя HDR». Эффект «Сжатие подсветки HDR» позволяет сжимать значения светлых тонов HDR-изображения так, чтобы они входили в узкий динамический диапазон изображения.

Поскольку мы можем видеть только часть от реальных значений светимости в HDR-изображении на мониторе, иногда при работе с ними требуется отрегулировать экспозицию — количество света, захваченного в изображении при работе с HDR-изображением. Регулировка экспозиции HDR-изображения аналогична регулировке экспозиции при съемке реального кадра, она позволяет выделить детали в темных или ярких областях изображения. Можно применить эффект «Экспозиция», чтобы изменить значения цветов слоя для финального вывода, или можно изменить экспозицию в специальном средстве просмотра для предварительного просмотра.

Управление цветом настоятельно рекомендуется или даже необходимо для получения предсказуемых цветов при работе с HDR. Это позволяет After Effects точно просматривать цвета на мониторе путем преобразования цветового рабочего пространства в цветовое пространство дисплея, определенное операционной системой. Для достижения наилучших результатов используйте цветовой профиль, предоставленный производителем монитора, или откалибруйте цвета монитора.

Цветокоррекция, выравнивание по цвету и цветовая индикация

При группировке композиции часто требуется скорректировать цвета в одном или более слоях. Необходимость таких корректировок может быть вызвана несколькими причинами. Некоторые примеры:

• Необходимо сделать так, чтобы казалось, что несколько элементов видеоряда были отсняты в одинаковых условиях для того, чтобы их можно было скомбинировать или отредактировать вместе.

• Необходимо настроить цвета снимка таким образом, чтобы он выглядел так, как будто был сделан ночью, а не днем.

• Необходимо скорректировать экспозицию изображения, чтобы восстановить детали пересвеченных областей в результате передержки.

• Необходимо усилить цветовой оттенок в снимке для того, чтобы поместить на него графический элемент аналогичного цвета.

• Необходимо ограничить значения цветов, чтобы они не выходили за пределы определенного диапазона, например, безопасного вещательного диапазона.

Термины коррекция цвета и выравнивание по цвету часто используются как синонимы, хотя иногда термин выравнивание по цвету используется конкретно в отношении корректировки цвета для творческих целей, а не устранения проблем с цветностью снимка. Термин коррекция цвета используется в After Effects в широком смысле.

After Effects содержит множество встроенных эффектов для коррекции цвета, включая эффекты Кривые, Уровни и другие эффекты из категории эффектов цветокоррекции. Также для коррекции цвета можно воспользоваться эффектом Применить цвета LUT и применить цвет из таблицы цветов. (См. Эффекты цветокоррекции и Применение цвета LUT.)

Подключаемый модуль Camera Raw можно использовать для коррекции и выравнивания статических изображений в формате JPEG, TIFF и других форматах Camera Raw.

Использование гистограммы для коррекции цвета

Гистограмма представляет число пикселов для каждого значения светимости в изображении. Наличие в гистограмме изображения ненулевых значений при всех величинах светимости означает использование для изображения полного диапазона тонов. Гистограмма, в которой не используется полный диапазон тонов, соответствует тусклому изображению, характеризующемуся недостаточной контрастностью.

Одна из задач цветокоррекции, которые чаще всего выполняются при корректировке изображения, состоит в более равномерном распределении значений пикселов на гистограмме слева направо, чтобы эти значения не были сгруппированы в том или другом конце. Простым и эффективным способом выполнения этой задачи для многих изображений является применение эффекта Уровни и регулировка входных уровней белого и черного.

Панель областей Lumetri

На панели Областей Lumetri предоставлены встроенные области видео, позволяющие отобразить цветовые свойства видео. К областям видео относятся:

• Вектороскопы
• Гистограммы
• Последовательность
• Волна

Каждый видеокадр состоит из пикселов, а каждый пиксел несет в себе свойства цвета, которые можно разделить на цветность, яркость и насыщенность. Свойства цвета можно оценить, чтобы провести цветокоррекцию видео и обеспечить единообразие между снимками.

Поддержка областей Lumetri для технологического процесса трансляции

Панель Области Lumetri предназначена для работы с цветами трансляции. Панель измеряет цвета в цветовых пространствах Rec. 601, Rec. 709 и Rec. 2020. Чтобы открыть цветовые пространства, щелкните правой кнопкой мыши панель Области Lumetri и выберите Цветовое пространство. 

• Rec. 601: цветовое пространство используется для кодирования аналоговых видеосигналов в форму цифрового видео.
• Rec. 709: цветовое пространство используется для обычных процессов обработки сигнала HDTV.
• Rec. 2020: цветовое пространство используется для HDR и UHDTV (UHD с разрешением 4k и 8k).

При настройке другого цветового пространства для проекта After Effects области представляют внешний вид композиции в соответствии с каждым цветовым пространством, но преобразуются в цветовое пространство (601, 709 или 2020), заданное на панели Области Lumetri.

Дополнительные сведения о работе с цветом телетрансляций см. в разделе Цвета безопасного вещательного диапазона. 

Среда для работы с инструментами обработки цвета

В приложении After Effects доступна новая среда с названием Цвет для работы с панелью Области Lumetri и эффектом Цвет Lumetri. Чтобы открыть рабочую среду, выберите Окно > Рабочая среда.

Синхронизация текущей панели просмотра

Панель Области Lumetri анализирует и отображает изменения, внесенные на текущей панели просмотра. Она измеряет цвет на текущей панели Композиция, Слой или Видеоряд. Чтобы просмотреть другие результаты, можно изменить текущее средство просмотра. Чтобы закрепить отображение Областей Lumetri за определенной панелью просмотра, включите параметр Основное средство просмотра на этой панели просмотра. Например, при изменении кривых цветов RGB в композиции форма волны принимает цвет, отображая информацию об изменении цветов.

Дополнительные сведения о панелях см. в разделе Панели и рабочие среды.

Цветовые модели и цветовые пространства

Цветовая модель представляет собой способ описания цвета с помощью чисел для того, чтобы компьютеры могли работать с ними. After Effects использует цветовую модель RGB, в которой каждый цвет представлен в пересчете на количество красного, зеленого и синего, смешанных для образования цвета. Среди других цветовых моделей выделяют CMYK, HSB, YUV и XYZ.

Цветовое пространство представляет собой вариант цветовой модели. Цветовые пространства отличаются спектром (диапазон цветов), набором основных цветов, точкой белого и передачей тонов. Например, в цветовой модели RGB различают несколько цветовых пространств (в порядке убывания размера спектра): ProPhoto RGB, Adobe RGB, sRGB IEC61966-2.1 и Apple RGB. В каждом из этих цветовых пространств цвет определяется с использованием одних и тех же трех осей (R, G и B), но предусмотренные в них цветовые спектры разные.

Хотя большинство устройств используют красный, зеленый и синий компоненты для записи или отображения цвета, эти компоненты имеют разные характеристики, например синие цвета для разных камер не будут полностью идентичны. Каждое устройство, записывающее или отображающее цвет, имеет свое собственное цветовое пространство. При перемещении изображения с одного устройства на другое цвета изображения могут измениться, поскольку каждое устройство интерпретирует значения RGB в соответствии со своим цветовым пространством.

Управление цветом использует цветовые профили для преобразования цветов из одного цветового пространства в другое, поэтому при перемещении изображения с одного устройства на другое цвета выглядят аналогично.

Градации гаммы и тонов

Передачей тона для цветового пространства является соотношение интенсивности света и сигнала, создающего или записывающего (принимающего) свет.

Зрительной системе человека не присуще линейное восприятие света. Другими словами, человеческое восприятие яркости света не удваивается при попадании удвоенного количества фотонов на глаза. Аналогичным образом элементы ЭЛТ-монитора не излучают свет вдвое ярче при подаче вдвое большего напряжения. Соотношение интенсивности света и интенсивности сигнала для дисплея выражается степенной функцией. Показатель степени этой функции называется гаммой. Как правило, соотношение интенсивности света и интенсивности сигнала для устройства ввода обратно пропорционально такому соотношению для устройства вывода, при этом значения гаммы для устройств ввода и вывода могут отличаться, приспосабливаясь к разнице между освещенностью сцены и освещением в условиях просмотра.

Линейная передача тонов: гамма равна 1

Возведение любого числа в степень 1 дает исходное число. Гамма 1,0 используется для выражения поведения света в природном мире за рамками нашей нелинейной системы восприятия. Иногда говорят, что система с гаммой 1,0 работает в линейном свете, а система с отличным от 1,0 гамма-кодированием, используемым для соответствия зрительной системе человека, называется перцепционной.

Включив функцию управления цветом (указать рабочее цветовое пространство), можно производить все операции с цветом в линейном свете путем линеаризации рабочего цветового пространства. Линеаризованное цветовое пространство использует те же основные цвета и точку белого, что и нелинейное пространство; кривая передачи тонов имеет вид прямой линии.

Гамма системы, гамма устройства и различие между сценой и условиями просмотра

Значение гаммы для всей системы отражает суммарное влияние всех гамма-преобразований в следующих фазах: снимок, обработка, отображение в условиях просмотра. Гамма системы не всегда соответствует значению 1,0, так как операции для кодирования не всегда точно соответствуют (в обратном направлении) операциям, выполненным для декодирования. Одной из причин несоответствия гаммы системы значению 1,0 является разница между условиями освещенности при снимке сцены и освещением при просмотре отснятого материала. (Например, вы обычно смотрите фильмы при темном освещении, а сцены, как правило, снимаются при хорошем освещении).

Например, гамма устройства для камеры HD примерно равна 1/1,9, а гамма устройства для HD-дисплея составляет 2,2. При умножении этих значений получается гамма системы, приблизительно равная 1,15, что подходит для просмотра телевизора в плохо освещенной комнате. Гамма системы для кинопроизводства значительно выше (приблизительно 1,5-2,5) с целью соответствия более темному освещению в кинотеатрах. Гамма для пленочного негатива примерно равна 1/1,7, а гамма для проекционной пленки — 3-4.

Цветовые профили называют отнесенными к сцене, если их кривые передачи тонов соответствуют условиям типичной сцены. Цветовые профили называют аппаратно-зависимыми, если их кривые передачи тонов соответствуют условиям просмотра.

По умолчанию при использовании функции управления цветом After Effects автоматически регулирует контраст изображений при преобразовании отнесенных к сцене цветовых профилей в аппаратно-зависимые профили и обратно. Это автоматическое преобразование выполняется на основе гамма-значений, указанных в видеостандарте HDTV.

Чтобы отключить автоматическое преобразование цвета, снимите флажок Компенсировать отнесенные к сцене профили в диалоговом окне Настройки проекта.

Справки по другим продуктам

• Коррекция экспозиции для изображений предпросмотра
• Эффект «Экспозиция»
• Цвета безопасного вещательного диапазона
• Управление цветом