Цветоотображение видеофильмов s*RGB на мониторах Wide-Gamut.

Многие наверное сталкивались с проблемой, что при просмотре видеофильмов на новых мониторах с расширенным цветовым охватом, изображения выглядят излишне перенасыщено, цвет лиц искажается до состояния "жаренного рака", а всё изображение либо излишне холодное, либо излишне тёплое. При этом, при просмотре этого же фильма на отрегулированном мониторе стандартного цветового охвата с фирменного диска или в кинотеатре, картинка имела совершенно иные цвета - естественные, не перенасыщенные, без искажений по колориту.

Но стоило фильм оцифровать и на разных мониторах он отображается по разному, а тем более на мониторах с расширенным цветовым охватом. Что же произошло и есть ли решение этой проблемы?

Видеофильмы создаются и оцифровываются согласно заданного стандарта передачи видео-сигнала: NTSC, PAL, SECAM и т.д. Каждая из них имеет разные параметры описания цвета: цветовой охват, гамму, формулы при пересчёте в GrSc. Создавались стандарты под систему телевещания разной частоты (50 и 60Hz) принятой для разных стран. Поэтому и камеры оцифровывают видео порой в разных системах. Т.е. всё зависело от конкурентной рыночной борьбы гигантов индучтрии за рынки сбыта и от принципиально разных методик в оцифровке сигнала, особенно когда телевидение стало цветным. Но на заре цветного телевидения не было расширенного цветового охвата, и телевизоры ориентировались на стандартный цветовой охват (Gamut). Более подробно  о различии форматов и о том, как производить преобразование из одного формата в другой, можно прочитать в статьях:

- SECAM, PAL, NTSC… Что есть что?
- Что
такое настоящее HDTV?   1080i в
сравнении с 720p
- Преобразование видеоформатов
- Перевод видео из одного формата в другой
- Что такое HDTV? 

Теперь на причину проблем нужно посмотреть под иным ракурсом. Цвет пердаются при помощи сигнала в относительном цветовом пространстве RGB, где каждый канал цветности для 8bit описания цвета имеет 256 возможных значений яркости, от 0 до 255. Если мы возьмём точки максимальной насыщенности для RGB стандартного цветового охвата и рассширенного, то окажется что в относительных величинах это всё тот же максимум 255. Но при этом в абсолютных значениях цветности xy - эти значения относительной шкалы будут разными, а в самом описании профиля цветового пространства или стандарта заложены абсолютные значения в равноконтрастном цветовом пространстве XYZ или xyY, которые и маркируют всю шкалу RGB, деля вектор каждого канала цветности от точки чёрного до точки максимального насыщения на равные 255 шагов относительной шкалы. Именно по этой причине, вектор стандартного цветового пространства в своём максимуме может оказаться в средней части (допустим это 75%) для расширенного цветового пространства, после чего там происходит его дальнейшее насыщение до максимального значения описанного в стандарте или устройстве отображения. Это можно соотнести, как 75% и 100% при этом, если фильм снят не в стандарте для расширенного цветового охвата, при его просмотре на мониторах с расширенным цветовым пространством, его шкала которая будет выглядеть как диапазон 0~75% (0-192) для относительного цв. пространства RGB Wide-Gamut но окажется в цифрах изначального цветового пространства s*RGB Gamut (standard gamut color space) 0~100% (0-255) из за чего произойдёт перенасыщение и искажение цветов. Если включить СMS в процесс вещания видео, то проблма может оказаться исчерпанной, но большинство проигрывателей не имеют связи с СMS системы, либо требуют уточнять из какого стандарта и в каком просматривать видео-поток. Есть проигрыватели которые и вовсе имеют абстрактные встроенные регулировки цветности: яркость, контраст, гамма, насыщенность, оттенок. Альтернативных путей решения этой проблемы множество и зачастую за дело принимаются энтузиасты почемучки, которые бы хотели смотреть видеофильмы в том цвете и колорите в котором его сняли для нас операторы и режиссёры, и в том качестве цвето-отображения в котором фильм вышел на большие экраны кинопроката.

Возникает простой вопрос, - Как отобразить уже оцифрованное видео на монитора расширенного цветового охвата?

Читая различные отечественные и зарубежные материалы на эту тему натолкнулся на весьма интересный материал, где изложена методика просмотра фильмов, используя математический пересчёт на уровне шейдоров средствами видео адаптера, алгоритм работы которого задаётся в специальном скрипте обрабатывающем видео во время просмотра и задающего алгоритм математического пересчёта дляя видео-адаптера. По сути использован метод матрицы-хроматической адаптации, который по умолчанию использует СMS cистемы и программ что с ним "дружат". Я перевёл методику на русский язык для популярного проигрывателя Media Player Classic (freeware), оптимизировал и упростил работу калькулятора EXEL задействованного для формирования кода скрипта используемого для подстановки в редактор шейдеров программы. Напомню, что на сегодня последняя версия этой программы умеет работать с цветом и в её настройках вы можете задать метод преобразование и цветовое пространство к которому оно будет происходить. От того в программе у вас есть возможность отследить оба метода - предложенный в статье при помощи шейдеров и заложенный в программе на основе использования СMS.

Руководство по нормализации цвета, для Wide-Gamut Monitors, при просмотре видео заданного стандарта в Media Player Classic и K.M.Player.



Для начала (для друзей с i.ua): обновите ваш Direct-X на версию 9 и выше, обновите ваш медиапроигрыватель, качайте и запустите необходимый для работы файл  СolorCorrection_v1302b.xls и программу Profile Inspector. Cм. все ссылки по ходу методики. (Уточню дополнительные ссылки после полного написания статьи... !!! для всех остальных, кто посещает мой блог.)

1.1) Откройте профиль вашего монитора при помощи ICC Profile Inspector и внесите данные тегов rXYZ, gXYZ, bXYZ и wtpt.
http://www.color.org/ICCProfileInspector.zip
данные из профиля монитора впишите в одну из таблиц: (см. окно редактора в файле СolorCorrection_v1302b.xls). (Your Display (xy): или Your Display (xyY))



1.2) Выберите данные для вашего дисплея. (Display Primary)

1.3) Выберите стандартное цв. пространство или впишите данные для иного, не содержащегося в базе программы, из его профиля. (Signal Primary)

Результаты расчёта матрицы хроматической адаптации вы сможете увидеть в окне (Translation Matrix). При понимании что делать с этими данными их можно использовать и во время калибровки мультимониторных систем созданных на базе мониторов  с разным цветовым охватом.

2.1) Обновите ваш DirectX runtime для последней версии.
http://www.microsoft.com/downloads/de...displaylang=en

www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=2da43d38-db71-4c1b-bc6a-9b6652cd92a3&displaylang=en

!!!   http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?displaylang=en&id=8109

2.2) Скачайте Media Player Classic.
http://www.free-codecs.com/download/Media_Player_Classic.htm

www.free-codecs.com/download/Media_Player_Classic.htm

!!!  http://www.xvidvideo.ru/media-player-classic-home-cinema-x86-x64/media-player-classic-homecinema-x86-x64-1-5-3-3739.html

3) Запустить "mplayerc.exe" и выбрать "Вид->Shader Редактор"



4) В верхнем поле ввода присвойте имя "Colour Correction"

5) Убедитесь, в поле справа от имени, что выбран "ps_2_0".



6) Скопируйте код ** в MPC и выйдите из shader редактора, нажав на крестик.
 ** Скопируйте содержимое в описание данных скрипта "shader редактора". (Ctrl+9) см. (As Shader for Media Player Classic:)

7) Перейдите в меню "Вид->Параметры->Воспроизведение->Выход" и выберите:

Воспроизведение Видео: VMR9(Renderless)
Поверхность: 3D Поверхностей

8) Воспроизводите ваше видео и запустите новый режим шейдеров! (нажмите правой кнопкой по экрану с изображением и выберите созданный скрипт для работы шейдеров "Colour Correction", в программе возможно совместно использовать ряд таких скриптов одновременно. Например для повышения резкости изображения или его сглаживания).



9) Внимание! Если ваша целевая гамма, на которую калиброван ваш монитор, отличается от 2.2, то значения "c0 = pow(c0, 2.2);" и "c0 = pow(c0, 1/2 .2);" должны быть изменены соответственно.



Если выбранный вами стандарт не подходит, пересчитайте матрицу согласно иного стандарта телевещания. Ещё раз напомню, что последняя версия проигрывателя поодерживает работу с CMS и понимает преобразования согласно профиля вашего монитора *.icm или *.icc.
 


Выберите гамму 2.2. если ваше помещение притемнено для просмотра (освещённость ниже 32lux) и более светлую гамму если оно залито светом и ваше изображение смотрится как "тусклое" или и вовсе "тёмное".



выберите метод преобразования к профилю монитора



В KMPlayer настройка такая же, кроме места расположения меню правки скриптов работы с пиксельными шейдерами: Видео(расширенные)/ Пиксельные шейдеры VMR9.
Включить обработчик: Видео(расширенные)/ Обработчик видео/ Оконый VMR9
Хранятся настройки скриптов как отдельные текстовые файлы, название которых и есть название фильтра шейдеров. Редактирование возможно с программы или в простом текстовом редакторе. Расположение скриптов для правки шейдеров: KMPlayer_3.XXX\App\KMPlayer\Shader\*.txt

Аналогичное решение может быть приемлемо и при уточнении профилей согласно матрицы хроматической адаптации, при этом в  базу данных можно ввести свои значения. Брать данные следует из профилей *.icm или *.icc при помощи программы  ICC Profile Inspector.

Приятного просмотра!