Как работает Bloom

[this article in english]

Когда говорят об имитации плёночных цветов в цифровом изображении, обычно речь идет о пленочных профилях или других цветовых преобразованиях. Иногда к этому добавляются рассуждения о зерне и соответствующих способах его наложения.

На самом деле, цвет это лишь необходимое, но не достаточное условие для получения «тёплой плёночной картинки». Кроме этого, плёночному изображению характерны и другие свойства, тоже имеющие физическую природу.

Некоторые из них особенно важны. В первую очередь это зерно (grain), блум (bloom), халейшн (halation) и компрессия светов (highlights compression).

Про зерно мы уже подробно писали в этой статье, а сегодня речь пойдет об эффекте Bloom и соответствующем инструменте в OFX-плагине Dehancer.

Что такое Bloom

Термином Bloom обычно обозначают комбинированный эффект рассеивания яркого света на границах контрастных контуров, берущий начало в оптической системе, и затем искаженный и усиленный в слоях эмульсии.

Наиболее характерно эффект Bloom проявляется при съемке на объективы старого типа, а также на специальные объективы или с помощью специальных фильтров (в частности, Pro-Mist). Так как природа блума не только оптическая, но и эмульсионная, особенно выраженным эффект получается при использовании малоформатных пленок, особенно 8 mm:

Скан кинопленки 8 мм

Термин Bloom, или Blooming пришел из 3D-графики. При моделировании освещения точно известны местоположения источников света и их свойства — форма, размер, яркость, цвет и т.д. Поэтому в графике эффект контурного рассеянного свечения можно воспроизвести с высокой степенью натуральности.

При работе с растровой графикой информация об источниках света неизвестна, поскольку работа ведется с 2D-изображением. По характеру освещенных объектов мы можем лишь предполагать, что из себя представляют источники света. Поэтому часто программные методы имитации эффекта Bloom сводятся к простому размытию ярких светов. Для обозначения таких решений обычно используют слово Glow.

Несмотря на то, что изначально термины Glow и Bloom обозначают одно и то же явление, в Dehancer мы используем слово Bloom. Потому что термин Glow в некоторой степени дескридитирован устоявшейся терминологией.

Блум-эффект часто путают с софт-эффектами мягкой оптики (чулок на объективе, монокль и т.п.), но у этих явлений разная природа. Мягкая оптика приводит к глобальному снижению контраста по всей площади кадра, а блум-эффект выражен локально, в местах максимальной экспозиции.

При обсуждении эффекта размытия светов также можно встретить термин Mist. Который переводится как «туман», «дым», «мгла». На самом деле это природное явление, которое не связано с оптическим эффектом Bloom.

Природа эффекта Bloom

Эффект Bloom возникает из-за несовершенства оптических схем. Наиболее явно проявляется при использовании старых объективов с плохопросветленными стеклами. Внутри таких объективов возникают паразитные засветки, которые затем дополнительно рассеиваются в слоях эмульсии пленки. В итоге вокруг источников света, ярких участков сцены и вдоль ярко-контрастных контуров появляется рассеяное свечение.

Несмотря на то, что эффект блум не связан напрямую с пленкой, именно на пленке он проявляется особо привлекательно. Это связано с тем, что в слоях эмульсии возникает дополнительная диффузия света в неоднородном веществе. Затем диффузия усиливается в процессе проявки, когда галогениды серебра формируют кластеры.

В результате относительно равноменое исходное оптическое рассеивание становится более нелинейным, естественным и выраженным.

Скан кинопленки 8 мм

Разрабатывая инструмент Dehancer Bloom, мы приняли во внимание следующие наблюдения:

1) Bloom на цифровой матрице отличается от Bloom на пленке. На матрице мы имеем дело с простым оптическим блум-эффектом, на пленке — со сложным и более естественным для восприятия комбинированным эффектом «оптика + эмульсия».

2) Эффект Bloom проявляется при большом количестве света. Чем больше света, тем ярче эффект. Наиболее выраженно эффект проявляется в ярких областях сцены. Особенно при небольшом (а иногда и большом) переэкспонировании.

3) Визуально блум наиболее хорошо наблюдается вдоль границ контрастных объектов, поскольку засветки проникают на соседние темные области, на фоне которых становятся хорошо различимы. Чем выше контраст, тем более выражен блум.

4) Принимая во внимание пп. 2 и 3, можно сделать вывод — самый яркий блум можно наблюдать локально вокруг очень ярких (сильно пересвеченных) источников света на темном фоне: лампочки, окна с дневным светом из темной комнаты и т.д.

5) Природа блума носит оптический характер, но затем уточняется диффузными процессами. Локальное распространение засветок (свечения) зависит от мощности источника, поэтому размер блума, как правило, варьируется вдоль контурных границ.

6) Негативную пленку сложно переэкспонировать настолько, чтобы полностью потерять информацию в светах. Поэтому блум-эффект хоть и делает света более яркими, но не позволяет (или почти не позволяет) им улететь в полный клиппинг.

Как работает Bloom

Нам удалось создать математическую модель, достаточно точно повторяющую реальные физические процессы и, соответственно, максимально аналогово имитирующую эффект Bloom. Как это работает, можно посмотреть на паре примеров ниже (не забудьте включить режим HD).

Обратите внимание — для наглядности в этом примере эффект блума применён несколько гротескно. Как правило, в реальном грейдинге его делают чуть менее выраженным.

Для управления эффектом Bloom мы предусмотрели следующие инструменты.

Highlights
Определяет уровень яркости, начиная с которого света задействуются в Bloom-эффекте. Чем больше значение, тем более широкий тональный диапазон считается светами. При минимальном значении светами считаются только самые яркие области, при максимальном — от самых ярких до более темных.

Если на вход плагина Dehancer подается достаточно темное изображение, яркости светов будет недостаточно для возникновения эффекта Bloom. В этом случае необходимо поднять белую точку или общую яркость в предварительной ноде. Эффект начинает возникать в светлых областях, где белая точка исходного изображения превышает 50% яркости.

Details
Определяет размеры объектов, на границах которых появляется Bloom. Минимальные значения соответствуют ммалоразмерным объектам — например, тонкие ветки деревьев на фоне яркого неба. Максимальные значения соответствуют крупноразмерным объектам — например, яркое окно изнутри комнаты крупным планом. Чем выше значение Details, тем большего размера объекты попадают под воздействие блум-эффекта.

Объекты свечения, а также детали изображения, участвующие в возникновении рассеянного свечения, распознаются с помощью автоматических алгоритмов. Для динамичкских сцен воспроизводится механизм внутреннего трекинга этих объектов, без необходимости использования дополнительного трекинга по таймкеям средствами Davinci.

Diffusion
Определяет степень распространения эффекта Bloom относительно контурной границы, где он возник. Чем больше значение Diffusion, тем больше геометрический размер свечения.

Amplify
Определяет энергетическую силу засветок. Это виртуальный усилитель эффекта Bloom, который эмулирует яркость источника света и диффузионные свойства эмульсии. Чем больше значение, тем более явным становится весь эффект в целом, с учетом остальных параметров Bloom. К этому параметру можно условно относиться как к Opacity.

Save Lights
Степень сохранения исходных светов, которые провоцируют эффект Bloom. Чем выше значение, тем больше исходных светов сохраняется в изображении.

В областях появления эффекта Bloom света неизбежно становятся еще светлее. В цифровом изображении это может привести к некоторым пересветам, а вот при работе с негативной пленкой, как правило, такого не происходит.

По аналогии с пленкой эффект Bloom в Dehancer бережно относится к светам, даже если параметр Save Lights = 0. Вместе с тем у вас есть возможность повысить степень сохранения исходных ярких областей, от которых, собственно, и возникают засветки.

Mask Mode
Вы можете посмотреть, как выглядит сложная маска, которая создается в процессе настройки параметров Bloom. Светлые области соответствуют максимальному проявалению эффекта, темные — минимальному.

Скачать актуальную версию Dehancer вы можете на нашем сайте:
https://www.dehancer.com