Còdecs MPEG, Correcció de Color i LUTs: Guia Completa

Família MPEG

Alguns organismes internacionals han desenvolupat còdecs oberts, que es poden utilitzar sense la necessitat de royalties o drets.

El més conegut és la família de còdecs MPEG (acrònim de Motion Picture Experts Group).

És una família de formats que treballen en compressió interframe.

Pensant en la implantació d’un sistema de televisió digital que es pogués transmetre per un canal tan estret com l’analògic, la Organització Internacional per a l’Estandarització (ISO) va crear el 1988 una comissió d’experts que va abordar el problema.

El resultat d’aquesta comissió va ser un grup d’estàndards que es nomenen amb les inicials Motion Picture Experts.

MPEG-1: Vídeo per a CD-ROM i Videoconferències

Es va establir el 1991 i es va dissenyar per introduir vídeo en un CD-ROM.

La velocitat de transferència quedava limitada a 1,5 Mbit/s i la resolució a 352 x 288 píxels, més dos canals d’àudio amb 250 kbit/s.

La qualitat és similar a un VHS.

S’utilitza per a les videoconferències.

El suport VCD utilitza aquest estàndard de compressió. En un VCD es poden emmagatzemar 78 minuts de vídeo, amb dos canals d’àudio, sobre un CD de 700 Mbytes de capacitat.

MPEG-2: Qualitat de TV i DVD

Publicat el 1994.

Ofereix una major qualitat amb molt més ample de banda.

El seu flux binari estàndard va de 4 a 15 Mbps, ampliable fins a 80 Mbps.

En aquesta banda ens proporciona 720 x 576 píxels de resolució de vídeo entrellaçat, és a dir, de qualitat de TV.

Millorant els inicis de l'MPEG-2 original, també es pot treballar amb entrades de vídeo progressiu.

Per tant, s’usa en sistemes de transmissió HDTV.

A més, pot incorporar fins a 5 canals d’àudio, així com capes de detalls addicionals per a resolucions millorades.

Sota aquest estàndard s’han desenvolupat la majoria dels sistemes de vídeo digital que utilitzem.

El DVD també utilitza aquest sistema, amb una resolució de 720 x 576 punts i 6 Mbit/s.

• Format del senyal de televisió digital (transport stream / part 1).
• Format del DVD (program stream / part 2).

MPEG-3: La proposta abandonada per a HDTV

Va ser una proposta estàndard per a la televisió d’alta resolució, ja que pot arribar a resolucions de 1920 x 1080 píxels.

Poc després de la seva creació, la comissió d’experts que la formava va decidir que el sistema MPEG-2 podria cobrir també formats d’alta definició, i per això aquesta proposta va quedar abandonada.

MPEG-4: Web, Streaming i Alta Definició

Va ser introduït a finals del 1998.

El desenvolupament de les comunicacions (internet) i l’intercanvi d’arxius multimèdia van requerir un nou format de compressió.

Els seus usos inclouen la compressió de dades audiovisuals per a web (streaming) i difusió d’aplicacions de televisió.

Aporta millores com un major suport a les tècniques 3D.

També presenta diferents perfils:

• MPEG-4 Part 2: Inclou el perfil simple avançat, utilitzat per còdecs com DivX i Xvid.
• MPEG-4 Part 10 (MPEG-4 AVC/H.264 o codificació de vídeo avançada): Utilitzat pel codificador x264, per Nero Digital AVC amb QuickTime 7 i vídeo d’alta definició en suports com el Blu-ray.

Actualment, s’utilitza per a la gravació en targeta de memòria i per a la difusió de vídeo digital a través d’internet.

Correcció de Color en Postproducció

Codificació Lineal i Logarítmica

La resposta del sensor d’una càmera digital no funciona igual que l’ull (de caràcter logarítmic, igual que el fotoquímic).

Quan dupliquem llum, l’ull no té la sensació que hi hagi el doble de llum; nota simplement un cert increment de llum.

Exemple: Quan passem d’un f/2 a f/2.8, la llum que arriba a la nostra òptica és el doble que arribava anteriorment. Pel sensor d’una càmera digital, un augment d’un stop és el doble de llum a gestionar.

D’aquesta manera, haurem de fer que la resposta del sensor sigui adaptable a l’ull, fent una correcció de gamma.

La gamma lineal és la que ens dóna el sensor, que no ha processat; és la gamma nativa d’un arxiu RAW.

Per a les càmeres digitals de cinema, es pot aplicar una codificació logarítmica (semblant al film analògic), permetent que el rang dinàmic capturat pel sensor sigui processat (més detall a les altes llums i també a les ombres).

El desavantatge és que ens dóna un aspecte poc contrastat i que necessitarem aplicar un procés de correcció de color en la postproducció.

LUTs: Taules de Conversió en Imatge Digital

Significa Look Up Table (Taula de conversió).

Una LUT és un petit arxiu amb una taula de dades que conté una sèrie de valors prèviament calculats.

Així, una LUT ordena al monitor o al programari com interpretar les tonalitats del format de captura.

La LUT és el modificador entre dues imatges (imatge original i imatge mostrada).

Si apliquem una LUT de visionat al nostre ordinador, també l’haurem d’aplicar a l’exportació o renderitzat final.

Tipus de LUTs i la seva Aplicació

LUTs de Visionat

• Una LUT de monitor (lineal) interpreta les dades dels fitxers de més profunditat per veure’ls en monitors de menys profunditat.
• Exemple: Arxiu HD 12 bits, monitor 10 bits. La LUT simularà a la pantalla el resultat final.

LUTs de Postproducció

• Considera 3 factors clau:
  • L’espai de color i la profunditat de color de l’arxiu o format original.
  • L’espai de color i la profunditat de color de les nostres eines (postproducció).
  • L’espai de color i la profunditat de color del màster final.