QC系列文之混叠与摩尔纹

影视制作

在之前的系列文章中,我们强调了质量控制(QC)在电影和电视行业的重要性,并研究了曝光QC。

本文中,我们将要研究一种图像伪影,被称为混叠,也被称为摩尔纹。混叠可能发生在缩放或压缩图像时,也可能从拍摄时就出现在原始摄影机负片(OCN)中。这使它成了一种有点复杂或麻烦的QC问题,可能需要一些故障排除手段来确定问题的来源。

我们先来看看这种图像错误的技术背景以及它是如何发生的。接着,在一段简短的题外话讨论后,我们会看一下对QC来说比较重要的观看条件。最后,我们会聚焦于如何使用Silverstack来确定这种图像伪影的来源,以及如何防止这类错误的发生。

什么是混叠和摩尔纹?

混叠效应是数字摄影机无法精确再现细节图案时出现的一种现象。这通常会导致照片或视频中出现不寻常的视觉伪影。比方说,当拍摄窄条纹或有图案的衣服时,新的波浪或漩涡图案可能会出现在图像中。此外,彩色噪点、色调跳跃(即随机色彩变化)、不规则边缘以及线条和边框上的像素伪影也可能由于这种效应而出现。

在你拍摄显示设备照片时,你可能会注意到图像传感器的像素网格与显示设备的像素网格的不对齐效果。这会导致图像干扰出现摩尔纹图案。这种效应非常普遍,可以在两个相似间距的网格交叠的各种情况下看到。

显示设备和传感器网格图案未对齐时,就会出现摩尔纹。

当数字信号由于低采样率而显示不准确或失真时,这通常会导致可见伪影或音频信号中的可闻噪声,这就是所谓的混叠。这与奈奎斯特频率1(Nyquist frequency)有关。

奈奎斯特频率是指能够通过采样准确捕捉和再现的最高频率。它相当于数字信号采样频率的一半。比方说,如果一段音频记录的采样频率为48kHz,那么可以录制的最高音频频率为24kHz。任何高于24kHz 的声音都不能被有效地录制下来。

在本文中,我们将讨论图像录制的局限性。一个4K分辨率的传感器可以捕捉大约800万像素的最大细节水平,因为它的水平分辨率为3,840像素,垂直分辨率为2,160像素。这意味着在摄影机面前具有更高分辨率的更精细的结构无法被准确地录制下来。奈奎斯特频率设定了一个极限,而这个极限决定了如何在数字信号中捕捉精细结构。任何超过这个限制的东西要么无法被录制下来,要么录制得不准确,从而导致伪影。

了解混叠和摩尔纹之间的区别是很重要的。当信号没被正确采样时,混叠就会发生,导致输出信号中出现不正确的频率。而另一方面,摩尔纹是由图像图案和传感器或显示设备的光栅图案之间的相互作用引起的。这就产生了一种视觉现象,而在这种现象中,两种常规图案重叠并产生了干扰。

为了简化表述,我们将在本文中同义替换地使用术语“混叠”和“摩尔纹”,因为它们在电影行业中也可以交替使用。

现在我们对这些技术术语有了更好的理解,让我们更仔细地看看这些图像问题在实际情况可能看起来什么样,以及它们往往发生在什么地方。

混叠看起来什么样?

像混叠这样的图像缺陷会对图像的色彩和清晰度都产生负面影响。混叠可能会导致本该光滑的物体或线条出现“阶梯式”或“锯齿状”边缘。而由于图像色彩通道的分辨方式,它也可能在边缘或细节区域导致彩虹色“彩色条纹”或“彩虹伪影”。当网格结构被录制下来时,干扰会导致图像上出现不必要的波浪状图案,扭曲图像的细节,降低图像的整体质量。这种图像缺陷在精细结构上尤其明显,尤其是对比度较高的结构,如演员的服装或布景表面。

Netflix的QC词汇表已以错误代码I-303定义混叠:

“混叠”2是由于图像处理过程中有限的空间采样和/或压缩不当或转换不当造成的视觉伪影。拍摄对象或文本/图形边缘会出现“锯齿”或像素化。它也可以指代跨越图像的某些部分的摩尔纹(或“纱门”)图案。这可以是消色差的(它平等地影响每种色彩通道)或者是色差的(它独立地影响某种色彩通道)。”

——Netflix QC词汇表
在正方形的左侧,锯齿状或阶梯状的边缘在这张图片中即代表混叠。
上图中,分辨率测试图表细微倾斜的边缘即代表混叠伪影。
彩色摩尔纹图案出现在摄影机前的消色差测试图案和铝盒上。它被描述为彩色条纹或彩虹图案。

如果混叠效应变得可见,重要的是要确定它们的来源,并确定它们是否已经存在于OCN中。接下来的步骤将是尽快开始补拍,或讨论可能的后期制作修饰,包括任何相关的费用。

为识别这样的图像错误,你有必要控制观看条件,以实现有意义的质量控制。

质量控制的观看条件

在目前为止的系列文章中,我们忽略了一个在图像质量评估中起主要作用的主题:QC的观看条件。

这对于确保整个拍摄过程中准确的素材评估和一致性来说非常重要——这在质量控制期间尤其重要,因为在较差的观看条件下,图像伪影很容易被忽略。

为了确保适当的QC观看条件,你必须至少考虑以下五个方面。

  1. 受控的环境:QC应在一个专门的区域进行,以尽量减少干扰。比方说,可以用数字影像工程师(DIT)的面包车或专用帐篷来实现这一目的。
  2. 环境光线条件:在可控环境中,你可以设置环境光线,以减轻眩光和监视器反射。柔和、经过柔化的光线条件是首选,可消除色彩和伽玛感知的不良影响。
  3. 布光的一致性:在受控的环境下,一致的布光条件应在整个质量控制过程中得到严格保持。光线的任何波动都有可能影响素材在屏幕上的显示,影响对曝光、色彩和整体图像质量相关的判断。
  4. 观看角度:监视器的正确摆放位置对于确保QC涉及的所有人员(包括导演、电影摄影师和DIT)能进行清晰、无失真的监看至关重要。
  5. 校正过的监视器:用于QC的监视器应经过定期校正,以保持精确的色彩和伽玛显示。校正需要调整监视器设置,以符合行业标准,并建立一份可靠的色彩和曝光精度参考。
这是在片场的移动设施中为QC实现上述五项的一个例子3

如果观看条件是适合QC,而我们在素材中看到了混叠,就有必要确定问题的来源了。我们的第一步是要查看我们的Silverstack设置*。

检测混叠相关的Silverstack设置

如上所述,重要的是要弄清楚混叠是发生在OCN中,还是由QC使用的各种软件和监视器设置引起的。

为了防止混叠,Netflix在其帮助中心中写道:“尽可能以最高的质量和分辨率渲染。不要对源素材进行任何不必要的压缩4。因此,必须确保你正确设置了有关分辨率和解码的设置。

否则,这里的错误很容易被忽略,尽管它存在于OCN中——这会给拍摄团队造成混乱。

本章会深入解释有效识别和处理混叠所必需的关键Silverstack配置。在评估OCN中是否存在混叠时,下列设置在保持良好图像质量和解决可能遇到的任何问题方面起着至关重要的作用。

解码分辨率

要检测混叠伪影,了解解码设置如何影响回放非常关键。通过使用Silverstack,你可以调整解码分辨率以优化会放和转码性能。比方说,以一半分辨率回放8K分辨率素材就使其降低到4K,而以四分之一回放就将其降低到2K——这使它在较慢的系统上更容易处理。

但是,降低图像分辨率可能会导致混叠。因此,在检查OCN上是否存在混叠时,将解码分辨率设置为完全值是至关重要的。

我们强烈建议你首先检查这个设置。

可以看到“四分之一”、“二分之一”和“全分辨率”之间的区别(从左到右)。混叠是由二分之一和四分之一分辨率设置引起的,不包括在OCN中。
缩放

当你使用回放平视显示器时,你可以轻松地为当前片段选择缩放设置。但是,在缩放时需要小心,因为它可能导致混叠。如果你在QC检查中注意到任何混叠问题,要复查缩放设置,并将其设置为100%。这会帮助你确定OCN中是否存在任何混叠。

此时也可能由于“适配”设置下图像水平降低,使得图像混叠问题不可见。

检查缩放设置应该是你注意到任何混叠问题后做的第二件事。

当OCN包含混叠时,它在100%或更大的缩放水平会变得可见,但在更小的缩放水平可能被隐藏。
正确分辨率下的SDI监看:

串行数字接口(SDI)是传输高质量视频信号的常用方法。在使用外部SDI监看时,为了准确检测混叠问题,必须根据分辨率设置合适的视频格式。这确保了图像会按照预期的分辨率接受评估,从而在QC期间提供可靠显示以保证质量。

通过SDI设备显示视频片段时,必须验证Silverstack的外部视频输出设置。你可以在回放>“显示外部视频设备设置”的顶部栏菜单中找到它们。

有两种选择:

  1. 缩放至适配:这个选项用图像填满整个输出显示画面,以补偿分辨率上的任何差异。但它可能引入混叠。
  2. 1:1像素:此选项以全分辨率显示图像,如果输出显示设备的分辨率低于源,则可能裁剪图像。如果你想在你的外部SDI监视器上检查OCN,你该启用1:1像素以避免任何缩放。

确保在外部SDI监视器上也启用1:1像素映射,以防止在监视器分辨率低于源素材的情况下进一步缩放镜头。

如果你在SDI监视器上看到混叠,请将其与电脑显示器上的图像进行比较,以验证混叠的来源。

如需进一步阅读,请参阅Silverstack知识库文章的HD-SDI5部分。

确保在外部视频输出中启用1:1像素,以防止外接SDI监视器在Silverstack出现混叠。
变形去挤压设置

变形镜头在电影制作中用于为素材创造电影感风格,但它们也会引入失真。为了获得正确的宽高比和无失真的图像,你有必要给素材去挤压和进行缩放。正确的去挤压设置对于避免混叠等问题非常重要。你必须确保配置是准确的,以保持素材的视觉统一性,并防止伪影变得更糟。

进一步的细节可在变形去挤压知识库文章6中找到。

要打开侧边栏中正确的去挤压设置,方法是点击“常规信息”>“处理”>“变形”。或者你也可以使用侧边栏底部的搜索选项
为转码渲染预置设置

如果你注意到任何失真(混叠)出现在你已渲染好的文件里,很可能是由于某些设置影响了其存在。因此,你必须仔细检查和调整转码设置中的以下参数:

  • 视频编解码器
  • 分辨率大小
  • 比特率
  • 源解码分辨率
  • 合成调整大小

在Silverstack中适当地调整这些设置,对于实现最佳渲染和减少混叠伪影来说至关重要。你可以使用转码预览模式查看这些设置中的更改对预览图像的影响。

不过,你也有必要在最后检查转码好的文件,以确保它们没有混叠,因为预览不能保证100%的准确性。

如果你在交付文件中发现任何混叠伪影,请复查转码设置以查出错误。
总结及展望

检测混叠的来源需要清楚地了解数字处理的技术背景和一致的观看条件。你可以检查软件配置以避免在QC报告中出现问题误报,而且你需要注意:由于某些软件和监看配置,OCN中的混叠和可见混叠之间存在显著差异。

如果出现画面质量问题,你该让所有相关部门都参与进来,包括后期制作,并检查他们是否也遇到了混叠问题。Silverstack生成的QC报告将有助于在这些情况下促进DIT、摄影师、导演和后期制作团队之间的沟通,让团队能够快速排除问题。

在我们之后会发布的本系列文章最后一部分,我们将探讨如何利用Silverstack的质量控制功能更轻松地找到有缺陷的像素。我们希望你喜欢这个系列,并且学到了一些关于Silverstack QC的实用知识!

*专业提示:请使用转换LUT将log图像转换为Rec.709或Rec.2020。这个过程可以增加对比度和饱和度,使混叠伪影在QC期间更加可见。

  1. 奈奎斯特频率|维基 ↩︎
  2. NETFLIX QC词汇表对“混叠”的定义 ↩︎
  3. 艾兰・尼尔森的DIT车 ↩︎
  4. NETFLIX帮助中心 ↩︎
  5. Silverstack知识库中的HD-SDI ↩︎
  6. 变形去挤压知识库文章 ↩︎

出处:Pomfort

编译:Charlie | 盖雅翻译小组

views
影视制作
DP海伦娜·卢瓦尔特谈《奇美拉》

〖更新至1-2〗意大利北部乡村的冬夏两季截然不同,在此拍摄《奇美拉》(La Chimera)便面临着某些挑战。摄影指导(DP)海伦娜·卢瓦尔特(Hélène Louvart,AFC)分享了自己在《奇美拉》故事景观中用各种技巧唤起了荒凉但又乐观的影调。

影视制作
虚拟制作教育与培训:案例学习

〖更新至1-5〗目前,虚拟制作的使用正快速增长。以前,虚拟制作仅用于在虚拟布景中拍摄的项目,现在,它还被用于拍摄一些没有LED墙的项目,目的是在拍摄前查明和解决问题。

影视制作
Offset调色谈|色彩管理

〖更新至19-31〗色彩管理管线在现代后期制作中发挥着不可或缺的作用,但是这些管线仍然给许多人带来了很多困惑。