Как мы строим пленочные профили

[this article in english]

Способ построения пленочных профилей в Dehancer значительно отличается от типовых подходов, которые укоренились в кино и фото индустриях. В этой статье мы расскажем о том, как строим пленочные профили и чем они отличаются от профилей в других приложениях и плагинах.

Для тех, кому лень читать статью, сразу предлагаем краткое резюме:

Ключевые особенности пленочных профилей в Dehancer

• более 50 качественных пленочных профилей нового уровня (список постоянно пополняется)
• полная линейка профилей современных негативных кинопленок KodakVision 3
• все профили построены по технологии семплирования реальных аналоговых процессов с нелинейным имейдж процессингом
• мишени для семплирования пленок печатаются оптическим способом с негативов на принт-носитель, что гарантирует корректность их интерпретации
• все пленки засемплированы в трех состояниях: недоэкспозиция -2 Ev, нормальная экспозиция, переэкспозиция +2 Ev, то есть по факту каждый профиль состоит из 3-х, между которыми можно плавно выбирать с помощью инструмента Push/Pull
• разработчики семплируют не только пленки, но и аналоговые процессы — такие как Ambrotype, цветоделительный фотопроцесс Прокудина-Горского и другие
• базовые инструменты коррекции Exposure, Contrast и Analogue Range Limiter построены на основе инструментальных измерений результатов оптической печати и таким образом эмулируют реальные аналоговые процессы
• расширенные возможности по раздельному управлению черной и белой точками пленочных профилей с помощью инструмента Expand
• все профили обновляются прямо внутри плагина

Ниже — подробно об основных принципах семплирования пленочных профилей в Dehancer.

Семплирование негативных пленок

Важно понимать, что негативная пленка, как базовый пленочный носитель — это полуфабрикат, требующий дальнейшей интерпретации. Изображение на негативе всегда малоконтрастно, так как его задача содержать максимум информации о снимаемой сцене. Единственный способ увидеть «истинное» плёночное изображение — оптически (то есть аналоговым образом) напечатать негатив на пленку, бумагу или любой другой принт-носитель.

При оптической печати негатива контраст повышается в соответствии с характеристической кривой печатного носителя и с учетом того, как негатив был экспонирован (экспозиция, освещение). При этом на печатном устройстве подбираются светофильтры для получения изображения без сторонних оттенков (строгие критерии) или в соответствии с задумкой автора (творческие критерии). Соблюдение строгих (то есть измеряемых инструментально) критериев позволяет получить на печати именно те цвето-контрастные соотношения, которые задуманы производителем пленки.

Если говорить не о печати, а прямом сканировании негатива, то существует два подхода:

1. Получение нормально-контрастного изображения, максимально приближенного к гипотетическому печатному варианту.
2. Получение сырого малоконтрастного изображения для дальнейшей обработки.

В первом случае цвето-контрастную интерпретацию делает программно-аппаратный комплекс сканера. Существует масса разработок, позволяющих получить достойный и действительно похожий на печать результат. Однако ни один сканер не способен однозначно определить условия съемки (экспозиция, освещение) негатива и внести соответствующие поправки для получения стабильного и гарантированного результата. Но еще важнее то, что алгоритмы имитации напечатанного изображения построены на автоматическом анализе и выдают непредсказуемо отличающиеся результаты даже при повторном сканировании одного и того же кадра, не говоря о соседних.

Во втором случае цвето-контрастную интерпретацию делает человек. Даже если он использует при этом автоматизированные средства, итоговый результат все равно оценивает глазами и вручную вносит поправки в соответствии с условиями съемки. Даже если условия съемки точно известны, в силу физических процессов ни один сканер не в состоянии выдать гарантированно одинаковый результат при сканировании одной и той же пленки дважды. Но еще важнее то, что последующая цвето-контрастная коррекция делается цифровыми инструментами, воздействие которых значительно отличается от сложных нелинейных аналоговых процессов. В итоге мы получаем еще большую цифровую «отсебятину», чем в первом случае.

Слева — прямой скан с пленки. Справа — скан ручного оптического отпечатка.

Казалось бы, напрашивается решение через съемку цветовых мишеней и инструментальный замер соответствующих патчей. Однако эти данные не могут быть полезными, так как известны лишь референсные значения колорчекеров (без воздействия пленки). Если цвет и контраст будут выставлены в соответствии с их замерами, мы просто-напросто вычтем результат воздействия пленки, превратив изображение в подобие «правильного» цифрового. Это может быть полезно для точного сведения двух разных изображений — с пленки и цифрового носителя (в своём блоге Стив Едлин подробно описал методы решения этой задачи). Но при семплировании пленок перед нами стоит ровно обратная задача — измерить те самые «теплые ламповые цвета» (иными словами, цветовые искажения), которые дает пленка, чтобы использовать их для оживления «сухой» цифровой картинки.

Таким образом, сам принцип сканирования негативов не позволяет получить «истинные» цвета пленки. Единственный способ это сделать — поместить плёнку в «черный ящик» оптической печати.

Насколько нам известно, никто до нас этого не делал (поправьте, если ошибаемся). Возможно, некоторые разработчики додумывались до такого подхода, но сдавались перед техническими сложностями реализации оптической печати. Особенно, если речь идет о цветной негативной плёнке — ведь для этого нужно как минимум иметь собственный даркрум с весьма специфическим (и редким в наше время) оборудованием, налаженные поставки свежей химии и бумаги, контроль качества химикатов в баках (что может быть обеспечено только постоянным и стабильным потоком печати) и т.д. Но самое главное — для этого нужно иметь достаточный опыт работы с плёнкой и её оптической печати.

Кроме этого, необходимо определить строгие условия оценки результата печати, которые будут определять параметры цветокоррекции на печатном оптическом устройстве. Соответствие этим условиям должно измеряться инструментально, с помощью спектрофотометра и/или денситометра. Только в таком случае возможно создание полноценной и однозначной технологии семплирования (что в принципе невозможно в случае прямого сканирования негатива).

Имея за плечами более 30 лет опыта работы с плёнкой, мы потратили около 5 лет на то, чтобы восстановить, запустить и отладить все необходимые аналоговые процессы проявки и печати, проверить множество гипотез, разработать строгие критерии оценки результатов печати и проверить методику на десятках пленок.

Математические модели

Получение «честных» пленочных цветов на отпечатке — лишь необходимый технический минимум. Дальше начинается самое интересное — разработка методики однозначного (не допускающего разного трактования) сканирования принт-носителя и создание математических моделей для корректной интерпретации данных в виде LUT-профиля.

Мы изучили все актуальные подходы и софт, который позволяет строить таблицы для цветового 3D морфинга и пришли к выводу, что используемые в них математические модели далеки от совершенства. Поэтому нам пришлось создать собственные. В этом нам помог опыт Роберта Ханта, который возглавлял исследовательскую лабораторию Kodak в течение 34 лет и написал книгу «Цветовоспроизведение», а также наши собственные исследования в области психофизиологии восприятия человека, когнитивной науки, математике и других смежных науках.

Основная сложность интерпретации данных заключается в том, что какую бы мы не использовали мишень для семплирования пленок, мы всегда имеем дело с ограниченным набором цветов. Это может быть 24, 116 или даже (допустим) 4000 патчей, но этот набор всегда строго фиксирован. А в реальной жизни мы работаем с миллионами цветовых оттенков (например, с 16,772,216 в случае цифровой RGB модели в 8-битном представлении цвета).

То есть мы всегда однозначно знаем, какими должны стать 24, 116 или даже 4000 конкретных цветов. Но у нас нет точной информации о том, что должно произойти с остальными 16,773,216 (в случае, например, RGB / Rec.709 8 bit) цветами. Хотим мы этого или нет, но нам придется «придумать» для них новые значения. Конечно, на основе тех данных, которые у нас есть.

Практика показывает, что разные методы интерполяции нехватающих данных могут давать значительно различающиеся результаты. Более-менее приемлемый результат обычно получают с помощью афинных преобразований, когда все точки между известными смещаются линейным образом. Такой подход позволяет максимально избежать избыточных 3D-«завихрений», которые могут привести к «поломке» цвета, постеризации и даже глич-эффектам. Однако, он имитирует пленочные цвета лишь приблизительно.

Так как восприятие человека нелинейно, для получения удовлетворительных перцептуальных результатов семплирования интерпретировать данные необходимо с помощью нелинейных алгоритмов. Нам удалось создать и усовершенствовать математическую модель, которая интерпретирует данные максимально в соответствии с восприятием человека, и при этом не приводит к техническим сбоям.

О некоторых наших математических изысканиях можно почитать в блоге Дениса Свинарчука, ведущего математика, инженера и разработчика Dehancer.

Позитивные пленки и другие аналоговые процессы

Как мы уже говорили, негативные пленки являются базовым пленочным носителем. Такие пленки всегда составляли и продолжают составлять большую часть из всех выпускаемых. Однако, кроме негативных пленок существуют как минимум позитивные и обращаемые (это разные пленки). Также есть полароиды, цветоделительный процесс Прокудина-Горского, амбротипия, цианотипия, платинотипия, автохром, кросс-процессы и множество других аналоговых процессов.

В предыдущей части мы подробно рассказали о том, как снимаем характеристики негативных пленок. Но мы также семплируем слайды и другие процессы. Для каждого из них мы разрабатываем собственную технологию.

Например, слайды мы не сканируем, а переснимаем в строго определенных условиях, которые позволяют добиться такого же ощущения, как при их просмотре на просвет. При этом обеспечиваем определенное освещение и характеризуем используемые для пересъемки оборудование. Далее данные попадают в наш тот же самый инженерный софт с нелинейным имейдж процессингом и интерпретируются схожим образом, но с учетом особенностей позитивного изображения.

Push / Pull

Еще одна особенность наших профилей заключается в том, что на самом деле внутри каждого из них — три профиля.

Известно, что все пленки ведут себя по-разному в случае недоэкспозиции, нормальной экспозиции и переэкспозиции. Количество света, попадающее на пленку, влияет и на цвет, и на контраст.

Все пленки мы семплируем в трех состояниях (-2 Ev, Normal Exposure, +2 Ev), между которыми вы можете плавно выбирать с помощью инструмента Push/Pull.

Печать с пленки на бумагу? А как же кино!

Нам часто задают этот вопрос. Ведь процессе создания пленочных профилей мы печатаем негативы на фотобумагу, а в классическом кинопроцессе пленка печатается на пленку. Нет ли здесь обмана или подвоха, когда речь идет об использовании профилей Dehancer для задач видеопродакшена?

Прежде всего стоит отметить, что из 50 профилей, которые в настоящий момент доступны в видео плагине (эта цифра постоянно растет) лишь 5 — это профили негативных кинопленок. Безусловно, в первую очередь важнейших для индустрии кино. Но тем не менее, все остальные негативные пленки фотографические, а значит метод их семплирования не должен вызывать сомнений.

Что касается кинопленок — действительно, если бы удалось напечатать их на принт-пленку классическим образом, вероятно, результаты были бы несколько точнее. Однако пока у нас пока нет такой технической возможности. Вместе с тем, мы бы не назвали метод печати кинопленок на фотобумагу некорректным.

Во-первых, сам принцип аналоговой интерпретации цвето-контрастных характеристик с помощью печати корректен по своей сути. В отличие от сканирования негативов, которое при любых условиях всегда было и остается цифровой «фантазией» на заданную тему.

Печать негативной кинопленки значительно приближает нас к её «истинным» цветам, каким бы не был способ печати. Самое главное, чтобы этот способ был оптическим, без участия цифровых технологий. Печать с пленки на пленку, скорее всего, уточнит результат, но вряд ли изменит его принципиально.

Во-вторых, наш опыт съемки на кинопленки и печати с них показывает, что цвет и контраст таких фотографий воспринимаются идентично отпечаткам, сделанных на фотопленки. Это дает право предположить, что с точки зрения интерпретации негативов принципиальных различий между фотопленками и кинопленками не существует. Косвенное подтверждение тому — то, что кинопленки уже много десятилетий успешно используются для задач фотографии.

Важна ли точность семплирования?

Казалось бы, до Dehancer существовало и продолжает существовать множество программ, плагинов, LUT и других решений с пленочными профилями внутри. Несмотря на то, что большинство из них скорее всего были построены на основе сканирования негативов с линейным имейдж процессингом — ими пользовалось и продолжают пользоваться миллионы людей.

Получается, что приблизительные решения вполне работают, позволяя облагораживать «бездушные» цифровые цвета. Ведь тем более пользователи все равно дополнительно настраивают контраст, яркость, насыщенность, баланс белого и другие параметры. Так ли важна супер-точность исходного профиля, если на него все равно потом будет наложена, как правило, значительная цифровая обработка?

Мы считаем, что точность важна.

Во-первых, именно потому мы и хотим использовать конкретные пленочные цветовые решения — потому что они тщательно продуманы и десятилетиями выверены. Кодак потратил 34 года и 2 млрд $ старыми деньгами на содержание исследовательской лаборатории, которая постоянно совершенствовала пленки.

Производители пленок работают над тончайшими нюансами цветопередачи, справедливо считая их важными для восприятия. Если мы хотим использовать эстетические наработки человечества при работе с цифровым изображением, имеет смысл как можно более эстетически точно семплировать имитируемые пленки и процессы. Исказить их мы всегда успеем, куда сложнее сохранить пленочный разбаланс цветов в процессе имитации.

Во-вторых, цифровой постпроцессинг многократно усиливает исходную неточность. Эстетическая ошибка в 1 математическую единицу при семплировании, может легко превратиться в 10 единиц при обработке.

В-третьих, сами инструменты цифровой коррекции в основной своей массе созданы по чисто техническим (а не эстетическим) принципам. Их использование обычно уводит от эстетического результата, а не приближает к нему.

Кстати, такие инструменты вполне можно тоже реализовать на основе инструментальных измерений аналоговых процессов. Именно так, например, в нашем видео плагине реализованы инструменты Exposure, Contrast и Analogue Range Limiter. Это позволяет значительно снизить цифровую «неточность» в постпроцессинге, давая возможность работать с пленочными цветовыми соотношениями даже при значительном повышении контраста и изменении общей яркости изображения.

Но это уже тема отдельной статьи…

Спасибо за внимание! Вопросы можно задавать в комментариях к этой статье или в наших соцсетях. Не забудьте подписаться:

Facebook | Youtube | Instagram | Telegram Official Channel | Telegram Chat (video) | Telegram Chat (photo)

© www.dehancer.com