Vektoroscilloskopet¶

Nästa oscilloskop (efter Histogram och Vågform och RGB-parad) vi vill diskutera mer i detalj är Vektoroscilloskopet. Det är faktiskt det mest intressanta oscilloskopet eftersom det skiljer sig ganska mycket från de andra och dessutom är det verkligen användbart för färggradering.

Hur vektoroscilloskopet fungerar¶

Det finns en enkel sak som gör vektoroscilloskopet så speciellt: Det använder en annan färgrymd än RGB. Det låter inte så spektakulärt men det är det. De tidigare oscilloskopen tillåter att man bestämmer vilka ljusstyrkevärden som finns på bilden, vektoroscilloskopet visar vilka färger som finns.

Vektoroscilloskopet stöder två olika färgrymder: YUV och YPbPr. Båda har Y gemensamt, något som är bekant sedan tidigare: Det är Luminans-komponenten (Rec.601 i båda fallen). Det kommer bland annat från svartvit tv. När färg-tv introducerades insåg vissa personer faktiskt att inte alla omedelbart skulle slänga sina gamla svartvita tv-apparater och köpa nya, så de skickade fortfarande den svartvita signalen, men med ytterligare två kanaler: den blå avvikelsen och den röda avvikelsen (till Luminans), kallad U och V. För mer information titta på bilden med dess individuella YUV-komponenter på Wikipedia-sidan om YUV.

Den andra färgrymden, YPbPr eller dess digitala motsvarighet YCbCr, är liknande. Om man byter mellan de två färgmodellerna i vektoroscilloskopet (via snabbmenyn) märker man att färgerna är något skiftade. YCbCr används i princip överallt i digital video.

Så, vad vektoroscilloskopet gör: Det beräknar Luminans-värdet för en bildpunkt och beräknar sedan den blå och röda avvikelsen. Sedan slänger det Luminans-värdet. Varför görs det? Det beror på att vektoroscilloskopet är tvådimensionellt. Den blå avvikelsen är på den horisontella axeln, den röda avvikelsen är på den vertikala axeln. (Det finns faktiskt tredimensionella vektoroscilloskop som placerar Luminans-komponenten på den tredje axeln.)

Exempel 1: Gråskalevideo¶

Låt oss nu ser hur det verkligen ser ut som i en video.

Ja … ingenting? Nästan. Det finns en liten bildpunkt i mitten av oscilloskopet. Och det är hela bilden. Det ser lite nedslående ut nu, men det är faktiskt bra. Alla gråa (plus svarta och vita) bildpunkter är exakt i mitten. Allt som inte är i mitten har viss färginformation (och ju längre bort det är från mitten, desto större är dess färgmättnad aka. krominans). Det blir väldigt praktiskt när det gäller vitbalans.

Exempel 2: Jonglera med bollar¶

Vektoroscilloskop med en färgbild (jonglera med bollar)¶

Jonglera med bollar är mer intressant, speciellt eftersom de är färglagda. De ovan är. I det här exemplet har en YUV-bakgrund (med fast Luminans) ändrats för att bättre kunna identifiera bildpunktsfläckarnas färger på oscilloskopet.

Lägg märke till två saker:

det finns sex områden med hög svart täthet på oscilloskopet (vilket betyder att många bildpunkter delar färgtonen):

En som pekar mot blå (nere till höger),

En stor omkring gul,

Två stora omkring röd,

En mindre mellan röd och gul,

Och den sista, som man kanske kan missa, mellan röd och blå.

Det är precis bollens färger. Blått kommer från de två bollarna till vänster, gult från den gula bollen, det vänstra röda området är den rosa delen av den vänstra bollen, den högra delen i rött är den röda bollen till höger. Delen mellan rött och gult, som egentligen är orange, är hela scenens bakgrund, och den sista mellan röd och blå är den violetta delen av den högra röda bollen.

Den orange bakgrunden verkar koppla ihop alla andra områden. Det är något riktigt fantastiskt. Som magi. Det hjälper till att utföra vitbalansering. Det neutrala området verkar nästan alltid koppla ihop de andra.

Eftersom bilden ovan faktiskt är korrekt vitbalanserad bör den inte misshandlas här. Men man borde faktiskt göra ett försök. Ladda ner exemplet nedan, lägg till effekten SOP/Sat och ändra RGB-värdenas parametrar, Värde. (Glöm inte att aktivera automatisk uppdatering.)

Nu kanske man kan undrar hur vi kunde vara så säkra på att tilldela fläckarna till färger. Är det verkligen den övre fläcken som orsakas av den röda bollen? För att ta reda på det maskerades den röda bollen bort med hjälp av ett vitt färgklipp. Då försvann fläcken verkligen.

Vektoroscilloskop med en delvis täckt (maskerad) färgbild¶

Den violetta fläcken har också försvunnit, och även stora delar av den gula fläcken eftersom den vita rektangeln också täcker en stor del av den gula bollen.

Exempel 3: Speldosa¶

Vektoroscilloskop för en bild av en speldosa¶

Återigen, två saker som är värda att påpeka om klippet:

Den här bilden av en schweizisk speldosa består huvudsakligen av orange toner, alla punkter på vektoroscilloskopet ligger mellan neutralt (mitten) och orange. Inte så mättade orange toner kommer förmodligen från brons- eller mässingsdelarna.
Vitbalansen verkar vara korrekt. Vektoroscilloskopet indikerar att det finns neutrala bildpunkter (dvs gråa), och de verkar vara ursprunget till de andra färgerna.

Men när man ökar förstärkningen (eller zoomnivån) för vektoroscilloskopet till 5x ser vi att oscilloskopbilden faktiskt slutar precis innan neutral.

Vektoroscilloskopet innan vitbalansering¶

Om man öppnar klippet och tittar på vågformen märker man att det visar samma sak: Blått är för lågt, rött är för högt. För att korrigera den mindre färgskalan kan vi använda effekten SOP/Sat igen och justera Värde. Genom att göra det flyttas punkterna på vektoroscilloskopet omkring. Ett positivt rött värde gör att punkterna skiftas mot rött överst, ett negativt värde skiftar dem i motsatt riktning (det vill säga mot complementary color för röd, turkos).

Vektoroscilloskopet efter vitbalansering¶

Här justerades de blå och röda värdena så att det finns en viss marginal runt den neutrala mittpunkten. Det räcker vanligtvis inte att bara låta den första bildpunkten träffa den neutrala punkten på grund av flera faktorer, såsom materialet i det neutrala objektet i sig, kromatisk aberration (se även den här mer detaljerade artikeln om chromatic aberration) i linser och förvrängningar i den inspelade videofilen. Så vanligtvis delar neutrala områden inte en enda bildpunkt i vektoroscilloskopet utan har en viss diameter. Därav marginalen.

Eftersom det är ett lämpligt klipp för färgton och effekten Färgtonsändring:

Vektoroscilloskopet av speldosan efter att ha använt effekten Färgtonsändring (färgton=45)¶

Vad hände här nu? Färgtonen har ändrats och punkterna på oscilloskopet ser ut att ha roterats 30 grader. Och de roterade faktiskt. Effekten Färgtonsändring ändrar färgtonen på alla färger med ett visst (inställningsbart) värde. I vektoroscilloskopet blir det synligt som en rotation runt mitten av oscilloskopet.

På liknande sätt, när man ändrar färgmättnad/krominans, flyttas fläckarna på vektoroscilloskopet närmare mitten eller längre bort från den.

Skapa ett utseende för en video¶

I kapitlet Histogram nämnde vi att skapa utseenden med färgkorrigering eller Färggradering. Det här exemplet täcker en del av toppen på isberget i ämnet.

Vad är speciellt med att skapa ett utseende för en video? Låt oss ta en titt på några slumpmässiga klipp:

Samling av icke-färggraderade videostillbilder¶

Mestadels olika innehåll och därför olika färger, som sagt: slumpmässigt. En poäng med färggradering är att ge enstaka klipp en koppling. Det är inte begränsat till enbart vitbalans. Vitbalansering av ett klipp handlar om att ta bort färgrester (vilket är bra eftersom det ger en neutral utgångspunkt). Men vi kan också lägga till nya färger.

tips_and_tricks/color_correction_corrected.webp — Samling av färggraderade videostillbilder¶

Klippen ser ut som om de hörde ihop mycket mer. Det är resultatet av primär färgkorrigering (primär betyder att den påverkar hela bilden. Sekundär färgkorrigering skulle bara påverka delar av den, t.ex. genom att använda masker, välja färgintervall etc.). Vitbalans (plus i vissa fall minskning av färgmättnad) följt av effekten SOP/Sat. Den senare SOP/mättnadseffekten gör något liknande som Blockbuster-effekten: här blir de svarta färgerna blåaktiga, medan mellantonerna och de vita tenderar mot gult.

Se också this page för några tips om utseende och vektoroscilloskopet.

Vektoroscilloskopalternativ¶

Man kan justera vektoroscilloskopet på följande sätt genom att högerklicka det:

Exportera bakgrund: Exporterar ett färgplan av den önskade färgrymden. Det tillåter export av RGB-, YUV- och YCbCr-planen (som de du ser när man tittar på Wikipedia-artiklarna om färgrymderna).
75% ruta: Markerar den position där färgmättnaden når 75 % av sitt maximala värde. Det kan vara intressant om man arbetar med utsändningar. Färger som överstiger rutan betraktades inte som broadcast safe, men innan färgmättnaden ändras till max 75 % bör man rådfråga sitt utsändningsbolag.
Rita axel: Ritar U/Pb (horisontell) och V/Cr (vertikal) axel.
YUV och YPbPr: Byter mellan de två färgrymderna YUV och YPbPr.

Sammanfattning

Vektoroscilloskopet visar fördelning av färgton och färgmättnad på ett sätt som vi kan förstå utan problem. Det är användbart för att snabbt känna igen färger, men hjälper också till att bedöma färgfördelningen för ett klipp och matcha det med andra.

Alla oscilloskopen fyller en annan viktig uppgift tillsammans: De hjälper till att matcha videor från olika ljussituationer och olika indatakällor (liksom en andra kamera) när det gäller ljusstyrka och färg. Det är vad man behöver test charts för. Olika kameror kan ha olika dynamiskt omfång och olika färger. Så när man kombinerar bilderna spelar man först in ett testdiagram och matchar sedan exponering och färg.

Anmärkningar

Källor

raclette-greyscale.avi (720/24p, 12 MB)
juggling-balls.avi (720/24p, 11 MB)
Musical-box.avi (720/24p, 23 MB. Video från Nikon D90, Ljud från Zoom H4n.)

Den ursprungliga texten skickades in av användaren Simon A. Eugster (Granjow), söndag 2010-10-10, 18:30:, till den nu nedlagda bloggen kdenlive.org. För den här dokumentation har den hämtats från |web_archive||, uppdaterats och anpassats för att motsvara den övergripande stilen.