Sony x.v.Color: бесполезная штука или будущее HD-видео?

Как известно, в 2007 году в HD-видеокамерах Sony появилась одна особенность, а вернее - технология: x.v.Color (или x.v.Colour на европейских моделях). Обещалось значительное увеличение величины цветового охвата, правда, только на совместимых с новой технологией моделях дисплеев (которых к тому времени не было вообще). При этом, в инструкциях к видеокамерам, снабженным этой функцией, делается предупреждение о том, что если вы не собираетесь просматривать ваше видео на совместимом с x.v.Color устройстве, то эту функцию при съемке надо отключать. И возникло два вопроса: "Что это - еще одна рекламная "штучка" с громким названием, не имеющая никакой практической ценности, или революция в любительском видео (пусть и отложенная на перспективу)?" Второй вопрос: "А если сейчас у меня нет совместимого телевизора (а стоят они сегодня ох как недешево), но я планирую купить его в перспективе - надо ли мне все равно отключать эту функцию, приведет ли её включение к заметному искажению цвета на несовместимом с x.v.Color устройстве просмотра?" В данной статье я как раз и хочу попытаться разобраться с обоими вопросами.

Sony x.v.Color: немного теории

Для начала немного поговорим о том, что такое цветовое пространство. Понятие это возникает, в частности, в рамках вопроса о математическом представлении цвета. Для такого представления нам нужна некоторая математическая модель, которая бы описывала кодировку цвета с помощью чисел, а также осуществляла соотнесение этих чисел с реальными цветовыми оттенками. Сочетание этой самой математической модели со способом её соотнесениея с реальными оттенками цвета и называют цветовым пространством. При этом на всем множестве цветовых оттенков как бы "вырезается кусок", описывающий те оттенки, которые попадают во введенное нами цветовое пространство. Этот "кусок" называют "цветовым охватом" (color gamut) для введенного нами цветового пространства (см. рисунок ниже). Чем этот охват шире - тем больше цветовых оттенков мы можем описать в соответствующем цветовом пространстве.

В качестве примера мы можем взять, пожалуй, наиболее распространенную модель RGB, в которой каждый цветовой оттенок кодируется с помощью 24 бит - по 8 на каждый основной цвет (R - red, красный; G - green, зеленый; B - blue, синий). Всего в данной модели можно описать 2^24 = 16.8 млн. цветовых оттенков. В зависимости от способа соотнесения с реальными цветовыми оттенками, на базе модели RGB строится целое множество различных цветовых пространств, например sRGB, Adobe RGB или Apple RGB.

Примером еще одного цветового пространства (имеющего, кстати, заметно больший цветовой охват, нежели sRGB), является цветовое пространство CIE La*b*, используемое, в частности, при оценке цветопередачи в программе Imatest. В этом пространстве цвет представляется тремя координатами - L*, a*, b*. При этом координата L* характеризует яркостную составляющую (L=0 характеризует черный, а L*=100 - белый цвета), в то время как собственно цвет характеризуется двумя координатами - a* (изменяется от зеленого до пурпурного) и b* (изменяется от синего до желтого). Подробнее о нем можно прочитать здесь. Считается, что именно цветовое пространство CIE La*b* наиболее адекватно соотносится с цветовосприятием человека, так что оно часто используется в качестве базового при различных цветовых преобразованиях.

Но в этой статье нас больше интересует еще одно цветовое пространство - xvYCC (его еще называют пространством YCC с увеличенным цветовым охватом). Оно было разработано специально для того, чтобы обеспечить увеличенный цветовой охват для HD-видеоаппаратуры. YCC - это сокращение от Y Cb Cr - аббревиатуры, хорошо знакомой всем "продвинутым" видеолюбителям и указывающей на схему цветоразностного кодирования. Интересно, что YCC напрямую соотносится с цветовой моделью RGB, поскольку последняя используется при получении цветоразностных сигналов. Но, за счет использования областей, которые обычно не использовались при кодировании видеосигнала (1-15 и 235-254 в представлении RGB),. в пространстве xvYCC удалось обеспечить цветовой охват в 1.8 раза превосходящий таковой для цветового пространства sRGB, при сохранении обратной совместимости со "старыми" реализациями YCC.

Еще одной технологией, которая дополняет использование цветового пространства xvYCC, является технология Deep Color. Суть её состоит в том, что при кодировании видеосигнала можно использовать 30, 36 или даже 48-битное кодирование цвета, что позволяет значительно увеличить количество передаваемых градаций цвета и помогает избежать проблемы "пастеризации" (отсутствия плавности при переходе от одного оттенка цвета к другому). Надо сказать, что для использования обеих технологий в связке "видеокамера (или другое устройство проигрывания видео) - устройство показа (HDTV, дисплей)" вам потребуется еще и интерфейс HDMI версии не ниже 1.3 (в нем впервые появилась поддержка работы с xvYCC и Deep Color).

Так вот, все это вместе: xvYCC + Deep Color + HDMI 1.3 фирма Sony (большая любительница нестандартных аббревиатур, вспомним хотя-бы iLink вместо FireWire или IEEE1394) и "обозвала" звучным названием x.v.Color. Как видим, за этой технологией стоят вполне реальные нововведения, так что её никак нельзя назвать просто "рекламной штучкой". Подверждением этому является тот факт, что большинство членов "большой четверки" (Sony, Panasonic, JVC) также не обошли вниманием вышеупомянутые технологии, реализовав поддержку xvYCC в HD-видеокамерах 2008 года.

Но вот вопрос: "А что нам надо, чтобы в полной мере насладиться преимуществами новой технологии?" А надо нам, как минимум, видеокамеру и телевизор с поддержкой x.v.Color. Если мы используем промежуточное устройство воспроизведения (плеер Blu-Ray или медиабокс), то поддержка x.v.Color потребуется и от него. Если говорить о телевизорах и дисплеях, то от них, помимо соответсвующей электроники, требуется еще и соответствие их собственного цветового охвата цветовому охвату пространства xvYCC. Сейчас, на мой взгляд, это основное слабое место, основная проблема на пути продвижения данной технологии в массы - такие телевизоры есть, но они весьма и весьма дороги. Будем надеятся, что со временем и с более широким распространением этой технологии на рынке, цены на соответствующую аппаратуру будут падать.

Ну а как быть уже сейчас тем, кто имеет видеокамеру с поддержкой этой технологии, но при этом не имеет соответствующей воспроизводящей аппаратуры? Ведь хотелось бы все записи делать с использованием x.v.Color (в расчете на перспективу), но при этом не хочется получать цветовые искажения на имеющейся аппаратуре, не поддерживающей данную технологию. Действительно ли они (искажения) так заметны? Может их нет вообще или, даже если они есть, они совсем не портят общую картину? С этим вопросом мы постараемся разобраться в оставшейся части статьи.

 

Как мы тестировали

Для измерений использовалась видеокамера Sony HDR-HC7E, которая поддерживает x.v.Color. На неё, при достаточном искуственном и естественном освещении, производилась съемка как нашего обычного "натюрморта" (для визуальной оценки цветопередачи), так и съемка цветовой таблицы GretagMacbeth Color Checker для численной оценки правильности цветопередачи. Во всех случаях использовался ручной баланс белого, выставляемый по "серой карте" GretagMacbeth White Balance Card. Для численной оценки цветопередачи использовалась программа Imatest версии 2.6.5 Pro.

Стоп-кадры для работы с Imatest захватывались с кассеты через плату захвата BlackMagic Intensity и интерфейс HDMI - то есть при этом видео проходило всю положенную электронную обработку и кодирование. Захват производился в программе Adobe Photoshop CS3 (никакой дополнительной обработки захваченных кадров не проводилось).

 

Цветопередача

Начнем с цветопередачи при искусственном освещении. Освещенность и сцены "натюрморта" и тестовой таблицы GretagMacbeth Color Checker составляла в этом тесте приблизительно 400 люкс.

x.v.Color выключен

x.v.Color включен

Для просмотра картинок в полном разрешении щелкните мышью на соответствующей миниатюре

По правде говоря, различие в цветопередаче сразу бросается в глаза и оно явно не в пользу режима с включенным x.v.Color. Красный цвет на этой картинке становится каким-то "пастельно-розовым" и это довольно хорошо заметно. Желтый цвет на картинке при включенном x.v.Color становится более насыщенным, да и в целом цветовая насыщенность подрастает, но досадная ошибка с красным цветом, по-моему, сильно омрачает все эти незначительные улучшения.

x.v.Color выключен x.v.Color включен

Imatest фиксирует тоже самое - довольно значительное смещение красного цвета в "розовую сторону" и заметное увеличение цветовой насыщенности при включении функции x.v.Color. К сожалению, ошибки цветопередачи также возрастают.

Теперь посмотрим, что происходит с цветопередачей при естественном освещении. Освещенность сцены и таблицы приблизительно 500 люкс (400-600 люкс).

x.v.Color выключен

x.v.Color включен

Для просмотра картинок в полном разрешении щелкните мышью на соответствующей миниатюре

Уже отмеченное нами "розовое смещение" красного цвета наблюдается и при естественном освещении, правда степень этого смещения несколько меньше.

x.v.Color выключен x.v.Color включен

А Imatest фиксирует повышение цветовой насыщенности в режиме с включенным x.v.Color, впрочем, как и повышение ошибок цветопередачи в целом, в основном за счет отмеченного выше "розового смещения" красного цвета. Впрочем, Imatest отмечает и повышенную цветовую насыщенность по зеленому цвету. Как бы то ни было - различия в цветопередачи заметны (хотя и не так сильно, как при искусственном освещении) и они опять не в пользу режима с x.v.Color.

 

Заключение

Итак, теперь понятно, почему в инструкциях к HD-видеокамерам Sony советуется отключать режим x.v.Color, если просмотр отснятого видео планируется производить на несовместимом с этой технологией устройстве. Действительно, при включении этой функции, довольно заметно возрастают ошибки цветопередачи (особенно при искусственном освещении). Так что лично я, на своей Sony HC7, эту функцию пока держу выключенной.

Что же касается преимуществ этой технологии при просмотре на совместимом устройстве, то теоретически они могут быть весьма значительны. А практически - я этого пока не могу проверить, поскольку в пределах моей досягаемости нет ни одного телевизора, поддерживающего эту технологогию. Так что эта часть вопроса пока остается открытой.

 

А. Попов (popoval@nm.ru)

 

Ссылки по теме:

  1. Методика тестирования видеокамер по программе Imatest

 

Последние изменения: 03.03.2008