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[聊天]不能忍了!动画视频色彩,再议!

楼层直达
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因为上次有关色彩的那篇帖子,我自己用一些方法对现在有的一些视频文件进行了一些实验。。。。
不知道有多少人会如我这样子。。。。总之我是很不能忍了。。。

注:最简单的解决办法见第二页第一楼。。。。
虽然其实这也是暴风这类播放器的默认设置。
但是对于完美解码,还有MPC这类一开始选择的是VMR渲染器的播放器来说,需要把设置改回Overlay Mixer。但是后果是会丧失截图功能这些。。。。可以参考MPC输出设置的描述。。。。

我们都知道计算机显示系统中色彩的表达是通过RGB三原色的数值来描述的。0,0,0就是纯黑,而255,255,255则是白色。首先呢,我们不考虑三个数值。我们只考虑一个灰度数值。那么我们可以说我们的屏幕的 色彩动态范围 是0-255。
在标准的电视广播中,所使用并非也是RGB数值进行视频传输。原因是RGB三个值比较分散,无法进行有效的压缩,并且占用太大的带宽。因为这个原因,广播上使用的是YCbCr的色彩编码。Y是亮度信息,而Cb和Cr则负责表现色彩。因为人眼对亮度最敏感,所以这个模式比较的有效。

但是问题就有了,我们从TV或HDTV的信号源获得的片源,是不是也是全动态范围的呢?本质来说,YCbCr实际上是一个将RGB模型的色彩立方体做了等比例旋转以后得到的。但是实际上,TV和HDTV的信号源,因为首要考虑的是电视这种放映设备。对于本来的CRT来说,电子枪扫描模式的色彩范围并非是能达到0-255这样的动态范围的。因此,实际广播的信号的动态范围,是缩小的。现在的广播标准中,主要有两大YCbCr的色彩模型标准,分别称为ITU-R BT.601和ITU-R BT.709。前者主要应用于标准电视信号传输。后者则多用于HDTV等现代播放设备。这两者的区别在于YCbCr与RGB的转换公式中的两个参数Kr和Kb的定义不同,以及定义了不同的Scaling。具体来说呢,电视的动态范围并非是如我们显示器这样的0-255。ITU-R BT.601中定义的模拟量的是[0;1]范围,Y在[0;1]中,Cb和Cr在[-0.5;0.5]。在数字化的标准中,这个范围被定义了一定的headroom和footroom,即RGB输入是{0,1,2,...,255},Y的范围是{16,17,...,235},Cb和Cr的范围是{16,17,...,240}。ITU-R BT.709也有这个headroom和footroom。对染601和709的YCbCr到RGB是有不同的推算公式的,但是色彩的区别这个公式并非是最主要的。色彩的转换是解码器和渲染设备共同定义的。放在我们平常的时候,就是我们使用的解码器和渲染器两个项目对画面的色彩有作用。

这个问题稍微复杂,原因是不同的渲染器,不同的解码器都有可能对颜色做不同的处理。目前来看,Windows上两大主流渲染器,系统默认的VR(Video Render)和另一个常用VMR(Video Mixing Render)要求的输入数值是不同的。VR的输入范围是16-235,而VMR则使用0-255。如果片源是16-235,在VR上看色彩是正常的,但是在VMR上看色彩就会发灰。另一方面,解码器也会有相关的色彩输出控制选项。CoreAVC可以根据流的标签自动检测是不是全色彩范围的视频,如果是,那么就用0-255作为输入范围,输出范围则是根据使用的渲染器,VMR用0-255,VR或者其他使用16-235。然后根据这两个范围确定如何映射色彩空间。因此,相对来说CoreAVC的色彩会鲜艳一些。而RMVB就稍微倒霉。由于解码器不会进行这样的处理,由于大部分源的动态范围是16-235,RMVB如果输出到VMR上,那么色彩就会变灰。因此相同的源,似乎VR是一个不错的选择,在各个不同的来源上都会有比较准确的色彩表现。但是会丧失VMR提供的更方便的功能。而另一方面,片源的色彩输入也不见得是100%完全符合标准的。某些片源的色彩动态是10-230。这样的输入范围如果按照16-235来输入,会有clipping出现。这对于色彩表现是很不应该的。

怎么解释上面这些呢?在比较好的条件下,我们可以认为,电视上的纯黑和纯白,与我们在显示器上看到的在视觉上是一样的。但是,这看起来相同的黑白,在数字描述的时候却是不同的。电视上的纯黑是16,纯白是235。而我们的显示器,则是0和255。这意味着,如果我们把电视上看起来是纯黑和纯白的物体拿到显示器上看,我们实际上看不到显示器应该表现出的纯黑和纯白。造成了视觉上差距。这就是为何相同的视频,电视上和电脑上看起来也不一样。就算是都用电脑播放。

那么我们希望,我们能在电脑的屏幕上看到电视的效果,就需要将这个差距通过映射解决,即,我们将电视的16-235的色彩动态,均衡映射到0-255的范围。不过由于色彩表现无法使用浮点,换句话说也是离散的,因此其实会有一些颜色缺失。但是至少,我们看到的颜色是与电视上看到的具有相同的视觉感觉。

下面是动态范围的一个区别。。。
比较的分别是16,16,16和0,0,0的黑,以及235,235,235和255,255,255的白。如果在你的显示器上可以明显看出区别。。。那么恭喜,我们都被蒙在鼓里很久了。。。



下面是些截图。我通过自定义Filter Graph,在输出端和解码器间插入了一个ffdshow raw video filter,借以观察Histogram。使用的是VMR,截图的右边经过了手动的动态范围控制和映射。。。不同动态范围的片源,区别很明显,有的时候甚至有点致命。。。

使用的实验Filter Graph。大致都相同,只是使用不同的解码器和文件源。视频输出及截图来源统一VMR9,所有视频只处理右边一半。左边未经色彩映射处理。色彩控制和Histogram视觉化使用ffdShow raw video filter。由于使用了自定义的Filter Graph,因此才可以对RMVB进行色彩调整。




1.INDEX 第七话。片源HDTV+x264,MKV。使用解码器CoreAVC,输入输出检测关闭(其实是设成Autodetect但是在Filter Graph中未起作用。选择了输入输出均为TV的模式,不在CoreAVC中进行色彩映射)。

Histogram,动态下限判定:


Histogram,动态上限判定:


截图:





2.空之境界第二话,片源DVDRIP+x264,MKV,使用解码器CoreAVC,设定如上。

Histogram,动态下限判定:


Histogram,动态上限判定:


截图:



3.Kannagi 07,片源TV+RMVB,分离器使用MPC RealMedia Splitter。
Histogram,动态下限判定:


Histogram,动态上限判定:


截图:




目前绝大多数的动画片源的色彩范围是16-235。原因和采集的信号显然是有关系的。并且为了后期处理方便,一般不会在片源处进行色彩映射,而是保留原本的动态范围。但是,这个范围对于片源是可变的。因此,很多时候,虽然用VR更方便,但是VR本身无法控制的色彩映射可能会使原本的视频出现clipping。因为如果动态范围有变化,话都不说就只把16-235映射到0-255会出现些问题。。。

对于RMVB来说,目前如果单纯使用播放器,是无法进行色彩控制的。而对于H264,XVID这类片源,则需要考虑解码器设置和渲染器的选择。VR模式下我无法截图,但是从个人感官上来看,VR渲染的换面明显偏亮。估计与其映射算法有关系。感觉不如通过手动调整得到的映射更加精确。
不过无论如何,我还是觉得。。。好可怕啊。居然看了这么久色彩完全不对的动画。。。
这不是屏幕的问题,而是输入输出,数值转换的问题了。。。
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只看该作者 1楼 发表于: 2008-11-19
不懂[/han] 只想知道TV源压制后在电脑上反应和DVD源有什么优劣么[/KH]
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只看该作者 2楼 发表于: 2008-11-19
问题这个要怎么调?反正我是用暴风影音的……

花开伊吕波 ×
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只看该作者 3楼 发表于: 2008-11-19
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最初由 Sherloqe 发布
不懂[/han] 只想知道TV源压制后在电脑上反应和DVD源有什么优劣么[/KH]

色彩上来说,如果TV片源好的话,那么不会有区别。。。其实
当然前面也说过,有可能TV片源本身经过一些处理,例如gamma correction,动态范围有变化的话,那么就会不如DVD这样本来就是数字化的片源。除非是数字电视的片源。模拟到数字的转换也是有损耗的。这个损耗不仅仅是色彩,细节也会。。
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只看该作者 4楼 发表于: 2008-11-19
群众纷纷表示影响不大

需要花几十万购置HiFi设备来享受的人毕竟是少数,普通人一个随身听就够了。
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只看该作者 5楼 发表于: 2008-11-19
好……好技术……我多媒体白学了……lz直接告诉我们该干什么吧……orz

精诚所至,丝袜抛开!XDDD
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只看该作者 6楼 发表于: 2008-11-19
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最初由 蒹葭公子 发布
问题这个要怎么调?反正我是用暴风影音的……

暴风的话。。。。额。。。
对于DVDRIP,或者说,对于x264这样的片源,问题不大(如果你使用CoreAVC)自动检测还是有效的。不过这个具体手动调节的话。。。。。基本上没可能了。自定义Filter Graph不是播放器会提供的功能,建立自己的Filter Graph也需要一些DirectShow的知识才可以。
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只看该作者 7楼 发表于: 2008-11-19
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最初由 haku_wang 发布

色彩上来说,如果TV片源好的话,那么不会有区别。。。其实
当然前面也说过,有可能TV片源本身经过一些处理,例如gamma correction,动态范围有变化的话,那么就会不如DVD这样本来就是数字化的片源。除非是数字电视的片源。模拟到数字的转换也是有损耗的。这个损耗不仅仅是色彩,细节也会。。

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最初由 炽十二翼 发布
好……好技术……我多媒体白学了……lz直接告诉我们该干什么吧……orz

+1:rolleyes:
什么片源什么播放器什么解码器[/KH]
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只看该作者 8楼 发表于: 2008-11-19
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最初由 iiiiuuuu 发布
群众纷纷表示影响不大

需要花几十万购置HiFi设备来享受的人毕竟是少数,普通人一个随身听就够了。


如果上面的截图能看到区别。。。。。就不是影响不大了吧。。。。。
其实那些区别不需要HiFi级的设备,这不是音频是视频。。。人眼还是比较敏感的。。。。
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只看该作者 9楼 发表于: 2008-11-19
用KMplayer又如何呢?

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只看该作者 10楼 发表于: 2008-11-19
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最初由 haku_wang 发布

暴风的话。。。。额。。。
对于DVDRIP,或者说,对于x264这样的片源,问题不大(如果你使用CoreAVC)自动检测还是有效的。不过这个具体手动调节的话。。。。。基本上没可能了。自定义Filter Graph不是播放器会提供的功能,建立自己的Filter Graph也需要一些DirectShow的知识才可以。


问题是大部分都不是啊……
之所以用暴风是因为够傻瓜啊……[/han]

花开伊吕波 ×
秘汤2        〇
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只看该作者 11楼 发表于: 2008-11-19
我只能说我朝人民的纠错能力都是世界级的水平的.脑补就可以了
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只看该作者 12楼 发表于: 2008-11-19
唯一的感想是,这学期选的《图像信息原理》可能要挂了,得赶紧努力....

级别: 圣骑士
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只看该作者 13楼 发表于: 2008-11-19
我要求不高,没关系:D

级别: 精灵王
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只看该作者 14楼 发表于: 2008-11-19
额...感受到楼主的领域被无限YY所产生何等愤怒~~~
技术贴,看着直头晕

楼主大人,请附个友情小贴士如何改善生活~~

什么是淫秽及色情出版物?
   1988年新闻出版署的《关于认定淫秽及色情出版物的暂行规定》第2条规定:淫秽出版物是指在整体上宣扬淫秽行为,具有下列内容之一,挑动人们性欲,足以导致普通人腐化堕落,而又没有艺术价值或者科学价值的出版物。这些出版物的类型有以下7种:

⒈淫亵性地具体描写性行为、性交及其心理感受;⒉公然宣扬色情淫荡形象;⒊淫亵性地描述或者传授性技巧;⒋具体描写乱伦、强奸或者其他性犯罪的手段;⒌具体描写少年儿童的性行为;⒍淫亵性地具体描写同性恋的性行为或者其他性变态行为;⒎其他令普通人不能容忍的对性行为的淫亵性描写。
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