Chrominance: در تولید ویدیو چیست؟

توسط کیم به روز شده: ژوئن 27، 2022

رنگ زایی یکی از مهمترین جنبه های است تصویری تولید این تأثیر زیادی بر نحوه نمایش تصاویر در ویدیو دارد و می توان از آن استفاده کرد افزایش کیفیت تصاویر ویدئویی.

Chrominance اشاره به رنگ، اشباع و شدت از رنگ در یک ویدیو

در این مقاله با جزئیات بیشتری به کرومینانس می پردازیم و به نقش آن در تولید ویدئو می پردازیم.

تعریف کرومینانس

رنگ زایی (همچنین به عنوان رنگ شناخته می شود) عنصر تولید ویدیویی است که رنگ و اشباع تصویر را منتقل می کند. این یکی از دو جزء سیگنال ویدیویی است که دیگری آن است روشنایی (روشنایی). کرومینانس با دو مختصات رنگی نشان داده می شود - Cb و Cr - که با هم نشان دهنده یک پالت رنگ منحصر به فرد در مقایسه با مختصات درخشندگی Y است.

Chrominance حاوی اطلاعاتی در مورد کیفیت، سایه، رنگ و عمق رنگ در یک سیگنال ویدیویی به عنوان مثال، کرومینانس می تواند برای جدا کردن رنگ پوست از رنگ های دیگر در یک تصویر با شناسایی پیکسل هایی با مقادیر رنگ خاص استفاده شود. به طور مشابه، کرومینانس می تواند برای بهبود جزئیات مانند بافت یا تغییرات کوچک در روشنایی. به دیجیتال فرمت‌های ویدئویی، کرومینانس جدا از مقادیر درخشندگی ذخیره می‌شود و امکان فشرده‌سازی کارآمدتر داده‌ها را بدون به خطر انداختن کیفیت تصویر فراهم می‌کند.

تاریخچه کرومینانس

رنگ زایی، یا رنگی، یکی از دو جزء رنگ مورد استفاده در تولید ویدئو (به همراه درخشندگی) است. با اندازه گیری شدت نور در رنگ های خاص - اغلب - محاسبه می شود قرمز ، سبز و آبی. هر چه یک رنگ خاص روشن تر شود، رنگ آن بیشتر است.

عبارت 'کرومنسیتاولین بار توسط والتر آر. گورنی در سال 1937 ابداع شد و از آن زمان تا کنون تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است. از آن زمان، از آن به طور گسترده در تولید تلویزیون استفاده شده است، زیرا سه رنگ اصلی آن (قرمز، سبز و آبی) از ابتدای پیدایش با لوله های رنگی تلویزیون مطابقت دارند. در حالی که تلویزیون های امروزی دیگر لوله های پرتو کاتدی مبتنی بر داده های کروما و لوما نیستند، بسیاری از دوربین های مدرن همچنان از این اجزا برای ضبط تصاویر رنگی استفاده می کنند.

Chrominance امکان ضبط دقیق‌تر رنگ را نسبت به آنچه از فیلم‌های تک رنگ (سیاه و سفید) قبل از توسعه سیستم‌های ویدئویی کامپوزیت در سال 1931 در دسترس بود، می‌دهد. کرومینانس معمولاً با استفاده از یک اسیلوسکوپ یا نمایشگر شکل موج اندازه‌گیری می‌شود که تغییرات ظریف در سطوح رنگ را در تمام قسمت‌ها شناسایی می‌کند. یک تصویر ویدیویی - حتی آنهایی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند - تضمین می کند که رنگ ها بین دوربین ها و دستگاه ها در طول فرآیندهای پس از تولید مانند ویرایش و رمزگذاری برای فرمت های توزیع دیجیتال مانند سرویس های پخش اینترنتی یا رسانه های دیسکی مانند دیسک های Blu-Ray یا DVD.

اجزای کرومینانس

رنگ زایی اطلاعات رنگی در یک تصویر یا ویدیو است که به ایجاد حس طبیعی بودن کمک می کند. Chrominance شامل دو جزء است: رنگ و اشباع.

• رنگ رنگ واقعی تصویر است.
• اشباع مقدار رنگ خالص موجود در تصویر است.

هر دو جنبه مهم تولید ویدیو هستند و در ادامه با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهند گرفت.

رنگ

رنگ یکی از اجزای تشکیل دهنده کرومینانس است. این اصطلاحی است که در تولید ویدیو برای نشان دادن موقعیت یک رنگ در طول طیفی از آن استفاده می شود قرمز به سبز تا آبی. رنگ مشخص می کند که کدام رنگ وجود دارد و چقدر در یک تصویر اشباع شده است. Hue را می توان به عنوان یک عدد بین نشان داد 0 و 360 درجهبا 0 قرمز، 120 سبز و 240 آبی. هر درجه به افزایش 10 تقسیم می شود، با مقادیر هگزادسیمال مانند 3FF36F نشان دهنده رنگ های خاص

علاوه بر تعریف رنگ مونوکروم سه کاناله سنتی، برخی از سیستم های تصویربرداری از تعاریف رنگ چهار یا پنج کانالی برای توصیف دقیق تر تغییرات رنگ استفاده می کنند.

اشباع

اشباع، گاهی به آن گفته می شود کروم or کرومنسیت، جزء رنگ در تولید ویدئو است. اشباع میزان خاکستری یک رنگ را اندازه گیری می کند. برای مثال، رنگ سبز لیمویی اشباع بیشتری نسبت به سبز مایل به خاکستری دارد. همان سبز بسته به میزان روشنایی که دارد می تواند اشباع های متفاوتی داشته باشد. هنگامی که اشباع برای یک تصویر افزایش می یابد، رنگ و درخشندگی آن شدیدتر می شود. هنگامی که کاهش می یابد، رنگ و درخشندگی کاهش می یابد.

مقیاسی که سطح اشباع در یک تصویر را توصیف می کند به عنوان شناخته می شود سطوح کرومیانس; این به زنگ های سیاه اشاره دارد (بدون کرومانس) تا رنگهای کاملاً اشباع با حداکثر شدت آنها. با تنظیم این سطوح می‌توانید تصحیح‌های رنگی انجام دهید یا به سادگی با تشدید تن‌های خاص یا ایجاد کنتراست گسترده بین رنگ‌های تیره و روشن، رنگ‌ها را در تصویر خود تقویت کنید. این می‌تواند به‌طور کلی در تمام رنگ‌های تصویر شما اعمال شود، یا توسط کانال‌های رنگی خاصی که هر ناحیه آسیب‌دیده از کادر را در بر می‌گیرند تجزیه و تنظیم شود (مانند قرمز یا آبی).

درخشندگی

درخشندگی جزء مهمی از کرومینانس است و با درک روشنایی مرتبط است. در هر فضای رنگی مشخص، درخشندگی معیار ذهنی چگونگی است به نظر می رسد یک رنگ خاص روشن یا کدر است. سطح درخشندگی می تواند بر نحوه ظاهر شدن محتوا از نظر کنتراست، اشباع و سطوح رنگ تأثیر بگذارد.

در تولید ویدئو، درخشندگی نقش مهمی در تعیین آن دارد روشنایی یک تصویر. به عنوان مثال، اگر یک تصویر دارای سطوح درخشندگی بیش از حد بالایی باشد، به نظر می رسد شسته شده و کسل کننده است، در حالی که تصویری با درخشندگی بسیار کم تیره تر و گل آلودتر به نظر می رسد. به این ترتیب، تولیدکنندگان ویدئو باید سطوح روشنایی را برای دستیابی به نتیجه مطلوب برای هر صحنه تنظیم کنند.

اکثر گردش‌های کاری ویدیویی از الف استفاده می‌کنند "منحنی لوما" که به متخصصان فیلم اجازه می دهد تا تنظیمات ظریفی را برای تنظیم دقیق تصاویر برای دستگاه های خروجی مانند صفحه نمایش تلویزیون یا پروژکتورهای دیجیتال که ویژگی های متفاوتی برای تفسیر اطلاعات رنگی دارند، انجام دهند. منحنی های Luma از شانزده نقطه تشکیل شده است که نشان دهنده 16 مرحله تقسیم شده به طور مساوی در یک مقیاس روشن-تاریک (از 0-3) در یک محدوده خاص است که نشان دهنده صفر سیاه در سمت چپ و سفید در سمت راست است که نشان دهنده تناژ صحیح کلی در بین تصاویر در کل دنباله یا برنامه است. .

انواع کرومینانس

رنگ زایی اصطلاحی است که در تولید ویدئو برای توصیف تفاوت بین درخشندگی و رنگی استفاده می شود. برای اندازه گیری اشباع رنگ ها در یک ویدیو استفاده می شود و همچنین می تواند برای تشخیص تغییرات در روشنایی و رنگ استفاده شود.

دو نوع کرومینانس وجود دارد: روشنایی و کرومنسیت. هر نوع دارای ویژگی ها و مزایای منحصر به فرد خود برای تولید ویدئو است. در این مقاله هر دو نوع را بررسی خواهیم کرد.

RGB

RGB (قرمز ، سبز ، آبی) یک مدل رنگی است که عمدتاً در تولید و طراحی ویدیوی دیجیتال هنگام ترکیب رنگ های اصلی برای یک تصویر یا ویدیو استفاده می شود. RGB نور سفید را از سه منبع نور رنگی ایجاد می کند که برای ایجاد یک پرتو واحد ترکیب می شوند. این سیستم رنگی با نمایش حداکثر رنگ ها در کنار هم، رنگ های واقعی ایجاد می کند تا آنچه را که چشم انسان می بیند تا حد امکان تقلید کند.

منبع با استفاده از یک رمزگذار سه کاناله برای تعادل بین اشباع و روشنایی تنظیم شده است و به هر رنگ اصلی اجازه می دهد (قرمز، آبی و سبز) مستقل از دیگران کنترل شود. مزیت اصلی این مدل عملکرد فوق العاده آن از نظر است روشنایی و دقت وقتی نوبت به تولید رنگ های زنده می رسد.

YUV

YUVکه با نام YCbCr نیز شناخته می شود، درخشندگی (Y) و دو جزء کرومینانس (U و V). مولفه های کرومینانس یک فضای رنگ دیجیتال نشان می دهد که سیگنال چقدر رنگارنگ است. YUV، که معمولا در عکاسی دیجیتال و فیلمبرداری استفاده می شود، ترکیبی از درخشندگی و دو مقدار کرومینانس است که نشان دهنده سیگنال های تفاوت برای قرمز و آبی است. این سیستم امکان کاهش پهنای باند مورد نیاز را در مقایسه با پردازش سیگنال RGB سنتی در تولید ویدئو فراهم می کند.

در مدل YUV سیگنال قرمز به صورت نمایش داده می شود "یا" در حالی که سیگنال آبی به صورت نمایش داده می شود "V"همراه با روشنایی (Y). سیگنال‌های U و V از درخشندگی کلی کم می‌شوند تا جزئیات رنگارنگ را در یک تصویر نشان دهند. ترکیب این سه مقدار به ما کمک می کند تا نیاز به پهنای باند را کاهش دهیم و در عین حال کیفیت را در طول فرآیند رمزگذاری / پخش ویدیو دست نخورده نگه داریم.

فرمت رنگی YUV به طور بومی توسط اکثر دوربین های ویدئویی مصرف کننده پشتیبانی می شود و همچنین فایل های تصویری JPG گرفته شده توسط تلفن های همراه که معمولاً قبل از فشرده سازی آنها در JPEG تصاویر را با استفاده از فرمت YUV می گیرند. بیشتر از این، هنگام استریم یا رمزگذاری این تصاویر بسیار کمک می کند زیرا به دلیل بهتر بودن نیاز به انتقال داده های کمتری دارد. ویژگی های جیره بندی کیفیت به پهنای باند. به دلیل این ویژگی ها، برای اهداف پخش که در آن کاهش کیفیت کمتری وجود دارد، ترجیح داده می شود نیاز به پهنای باند کم زمانی که برای رویه‌های رمزگذاری/جریان‌گذاری استفاده می‌شود.

YIQ

YIQ نوعی کرومینانس است که معمولاً با فرمت های ویدیویی آنالوگ NTSC قدیمی استفاده می شود. مولفه Y روشنایی تصویر را ثبت می کند، در حالی که مولفه های I و Q رنگ یا کرومینانس را ثبت می کنند. این کار با جدا کردن یک رنگ داده شده به اجزای سازنده آن در امتداد یک محور xy، که در غیر این صورت به عنوان رنگ آن (H) و اشباع (S) شناخته می شود، کار می کند. سپس مقادیر YIQ برای تشکیل یک ماتریس RGB استفاده می شود که امکان بازتولید رنگ دقیق تری را در سیستم های مختلف فراهم می کند.

YIQ اساسا یک سیگنال RGB می گیرد و آن را به سه جزء تقسیم می کند:

• Y (درخشندگی)
• I (رنگ فاز)
• Q (رنگ مربعی)

تفاوت بین اجزای فاز و چهارتایی ظریف است، اما اساساً من یک جفت رنگ اصلی را ثبت می کنم، در حالی که Q جفت دوم را می گیرد. این سه کانال با هم قادر به ایجاد تغییرات به ظاهر بی پایان در رنگ، اشباع و روشنایی هستند که بینندگان را قادر می سازد تا تجربه تماشای شخصی خود را بازسازی کنند.

YCbCr

YCbCr (اغلب به عنوان Y'CbCr نامیده می شود) نوعی کرومینانس است که از سه کانال تشکیل شده است. این کانال ها هستند luma (Y), رنگ تفاوت آبی (Cb) و کروم تفاوت قرمز (Cr). YCbCr بر اساس یک نسخه آنالوگ به نام YPbPr است که از جهاتی شبیه به فضای رنگی RGB است. اگرچه YCbCr اغلب در تولید ویدئو استفاده می شود، تصاویر دیجیتال ممکن است با همان فرمت کدگذاری شوند.

مفهوم YCbCr این است که مقدار داده های مورد نیاز برای نمایش یک تصویر رنگی را کاهش می دهد. با تفکیک اطلاعات غیر روشنایی به دو کانال دیگر، می توان مقدار کل داده برای کل تصویر را تا حد زیادی کاهش داد. این اجازه می دهد ویدئو یا تصاویر دیجیتال با کیفیت بالاتر با اندازه فایل کوچکتر، ذخیره و انتقال آنها را آسان تر می کند.

به منظور دستیابی به این کاهش در اندازه داده ها، سطوح مختلف دقت بین هر کانال استفاده می شود. وضوح لوما ممکن است 8 بیت و کرومینانس 4 یا 5 بیت باشد. بسته به نوع تجهیزاتی که استفاده می کنید، سطوح مختلفی وجود دارد، از جمله:

• 4:4:4 و 4:2:2 (4 بیت برای هر کانال)،
• 4:2:0 (4 بیت برای لوما، 2 بیت برای آبی و 2 بیت برای قرمز).

کاربردهای Chrominance

رنگ زایی، هنگامی که در تولید ویدیو استفاده می شود، به استفاده از رنگ در یک ویدیو. Chrominance یک ابزار ضروری برای خلق تصاویری گویا و واضح است که به کارگردانان اجازه می دهد حالات و احساسات صحنه را افزایش دهند.

این مقاله روش‌های مختلفی را که از طریق آن می‌توان از کرومینانس در تولید ویدئو استفاده کرد، از جمله استفاده از موارد زیر را بررسی می‌کند:

• درجه بندی رنگ
• کلید زنی رنگی
• پالت های رنگی

درجه بندی رنگ

یکی از مهمترین کاربردهای کرومینانس در تولید ویدئو می باشد درجه بندی رنگ. درجه بندی رنگ روشی برای بهبود تصویر ویدیویی است. همانطور که از نام آن پیداست، از تکنیک های مختلفی برای تنظیم استفاده می کند رنگ ها، اشباع ها و ویژگی های دیگر برای برجسته کردن یک عکس یا ترکیب شدن با محیط اطراف. سطوح کرومینانس به ویژه برای این فرآیند مهم هستند، زیرا می توان از آنها برای ایجاد حالت یا لحن خاصی استفاده کرد.

برای مثال، اگر صحنه‌ای در سپیده‌دم در کنار ساحل اقیانوس تنظیم شود و باید حسی اثیری داشته باشد، سطوح کرومینانس را می‌توان بر این اساس تنظیم کرد تا نور گرم خورشید را تقویت کند و سایه‌های ظریف آبی را برای احساسی مطبوع به آن اضافه کند. به طور مشابه، اگر صحنه‌ای به احساسات یا درام بیشتری نیاز داشته باشد، می‌توان سطوح اشباع را افزایش داد و در عین حال کیفیت تصویر اصلی را با تنظیم از طریق کنترل‌های کرومینانس حفظ کرد.

درجه بندی رنگ کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که تمام نماهای یک پروژه از نظر تن و حس یکنواخت به نظر می رسند، به طوری که ویرایش و پس از تولید نرم تر می شوند.

فشرده سازی ویدیویی

فشرده سازی ویدئو فرآیند حذف اطلاعات از سیگنال ویدئویی به منظور کاهش اندازه فایل یا پهنای باند انتقال است. این شامل کاهش جزئیات و/یا وضوح هر ویدیوی داده شده است. رنگ زایی برای این فرآیند به ویژه مهم است زیرا عناصر رنگی را در سیگنال ویدیویی تعیین می کند.

با کاهش کرومینانس، فشرده‌سازی ویدئو می‌تواند دستاوردهای قابل‌توجهی از نظر حفظ داده‌ها و ساده‌سازی انتقال داشته باشد و تأثیر کمی بر کیفیت داشته باشد. Chrominance را می توان در بسیاری از انواع مختلف رسانه مانند پخش تلویزیونی، پخش ویدئو و دیسک های Blu-ray اعمال کرد.

از آنجایی که کرومینانس حامل اطلاعات بصری حیاتی است که ما آن را رنگ می نامیم، رمزگذاری آن به صورت کم اما موثر به ما امکان می دهد بدون به خطر انداختن دقت یا اشباع رنگ، ویدئوها را فشرده کنیم - دو عامل مهم در ایجاد تصاویری واقع گرایانه. Chrominance بر میزان داده مورد نیاز برای ذخیره و/یا انتقال محتوای صوتی و تصویری تأثیر می گذارد. با استفاده کامل از آن، ما نشان می‌دهیم که در عین حفظ حداقل a سطح کیفیت بالا در تصاویر ما

تصحیح رنگ

یک سیگنال کرومینانس چیزی است که به جای روشنایی، میزان رنگ را در یک تصویر توصیف می کند. در تولید ویدئو و پس از پردازش، تعیین تعادل رنگ موفقیت آمیز شامل استفاده از نرم افزار برای تنظیم دمای رنگ یک تصویر یا فیلم. این فرآیندی است که به آن معروف است تصحیح رنگ.

تصحیح رنگ در پس از تولید ویدئو اغلب به هرگونه تغییر در فیلم های موجود مانند افزایش یا کاهش اشباع، تنظیم تعادل رنگ سفید و تغییر برخی جنبه های کنتراست. این اصلاحات می‌توانند با تغییر نحوه رندر شدن بخش‌های روشن و تاریک، نحوه ترکیب رنگ‌ها با یکدیگر، شدت رنگ‌های مختلف در بین تصاویر و موارد دیگر، ظاهر فیلم را به طور قابل توجهی تغییر دهند.

به طور خلاصه، تنظیمات کرومینانس به عنوان ابزاری برای دادن لحن و حال و هوای از پیش تعیین شده به هر صحنه ای عمل می کند. تصحیح رنگ معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که رنگ‌های نادرست یا ناهماهنگ در یک تصویر وجود داشته باشد که می‌تواند هنگام تلاش برای تفسیر معنا یا هدف آن منجر به سردرگمی شود. برای مثال، اگر نورپردازی در صحنه از صحنه به صحنه کاملاً سازگار نباشد، این امر می‌تواند منجر به تفاوت رنگ‌ها بین دو نما که با فاصله چند دقیقه از یکدیگر گرفته شده‌اند، شود. با تنظیمات کرومینانس می توان این سردرگمی را با بازگرداندن همه چیز به هماهنگی با خود کاهش داد - به طور خاص در مورد رنگ های آن - بنابراین به نظر می رسد که به درستی روشن شده و از نظر لحنی با آنچه که در ابتدا به عنوان بخشی از هدف زیبایی شناختی قطعه پیش بینی شده بود، سازگار است.

نتیجه

به طور خلاصه، کرومانس جنبه ای از رنگ است که می توان آن را در هنگام تولید ویدئو تغییر داد و دستکاری کرد. کرومینانس یا کروم به طور خلاصه، با اندازه گیری تعیین می شود رنگ و اشباع رنگی که ظاهر منحصر به فرد خود را به آن ببخشد. دستکاری کرومینانس ابزار قدرتمندی برای فیلمسازان است، زیرا می توانند از آن برای خلق فیلم استفاده کنند صحنه های سورئال و زیبا با تکنیک های ماهرانه نورپردازی

با درک اصول کرومینانس، فیلمسازان می توانند کنترل خلاقانه تری بر فضای پروژه های خود داشته باشند.

سلام، من کیم هستم، یک مادر و از علاقه مندان به استاپ موشن با سابقه ای در ساخت رسانه و توسعه وب. من اشتیاق زیادی به طراحی و انیمیشن دارم و اکنون با سر به دنیای استاپ موشن شیرجه می زنم. با وبلاگم، آموخته هایم را با شما دوستان به اشتراک می گذارم.