I prerequisiti per approcciarsi alla Color Correction

Le fasi della post-produzione sono diverse. Tra queste abbiamo la Color Correction, una delle ultime attività prima di terminare un prodotto video.

Per potersi muovere con consapevolezza e conoscere quelli che sono i prerequisiti base fondamentali per realizzare color di livello, bisogna approfondire quattro concetti in particolare:

1. modelli colore
2. spazio colore
3. campionamento colore
4. profondità colore

Prima di tutto cerchiamo di capire che cos’è il colore, per farlo dobbiamo comprendere innanzitutto che cos’è la luce.

La luce è una radiazione elettromagnetica che si propaga ad una certa velocità nel tempo, nello spazio, nel vuoto e nella materia. Proviene da una sorgente, nel nostro caso il sole, e colpisce sotto forma di raggi luminosi, quelli che riusciamo a distinguere ad occhio nudo il campione ossia la materia.

Quindi abbiamo capito che nella percezione della luce entrano in gioco 3 distinti elementi: la sorgente, la materia e l’osservatore, ossia l’occhio umano.

L’esperimento di Newton

A partire da questa consapevolezza Newton nel 1676 realizzò un esperimento:

fece colpire un prisma da dei raggi di luce e notò che una volta avvenuto il contatto, il raggio di luce bianca si suddivideva secondo il fenomeno della rifrazione in tanti raggi colorati, come quelli di un arcobaleno.

Il fisico aveva dimostrato che all’interno della luce bianca era contenuto tutto lo spettro del visibile e che il colore si crea in relazione all’interazione della luce con la materia.

 

Se io ho davanti a me una mela che è rossa, significa che tutte le radiazioni della luce vengono assorbite tranne quella rossa che viene riflessa e quindi percepita dal nostro occhio.

Nel caso del nero, avremo un totale assorbimento dei colori, sembra strano ma di conseguenza il nero contiene tutti i colori, e nel bianco il massimo grado di riflessione.

Tutta la percezione dei colori è legata ovviamente anche ai nostri occhi e ai fotorecettori  (coni e bastoncelli ) al loro interno, in particolare i coni sono quelli adibiti all’assorbimento di onde elettromagnetiche lunghe medie e corte, che corrispondono al colore rosso, verde e blu.

Il modello RGB

Una volta compreso questo bisognava trovare il modo di rappresentare ovviamente con un modello matematico come le varie lunghezze d’onda vengono associate a diverse tipologia di colori.

Nasce così il modello colore RGB, basato sulla percezione biologica del colore nota come sintesi additiva.

Questo significa che a partire da 3 colori Red Green e Blu, detti colori primari, è possibile ottenere gli altri colori Cyan Magenta Yellow tramite delle combinazioni, la somma di tutti e 3 i colori primari da la luce bianca pura.

Tutto questo è stato tradotto con dei valori numerici, ad esempio in un sistema ad 8 bit i valori sono compresi tra 0 – 255, ossia 256 valori per ogni colore.

La rappresentazione matematica è quindi Red (255, 0, 0) Green (0, 255, 0) Blu (0, 0, 255).

Questo nel mondo dell’audiovisivo è fondmanetale, anche se esiste un altro tipo di modello chiamato modello colore CMYK, basato sulla sintesi sottrattiva ossia da i colori secondari è possibili ottenere i colori primari, l’insieme di tutti i colori primari da vita al key black ossia il nero pure. Solitamente questo è un modello utilizzato per lo più per la stampa.

Il modello Y’CbCr

In questo modo sono state create le regole, l’alfabeto praticamente, quello che bisognava fare era capire come applicarle, ecco quindi che nascono gli spazi colore che indicano come i colori possono essere mappati all’interno dei più disparati dispositivi, a partire dai proiettori di una sala cinematografica fino ad uno smartphone (Rec 709, Rec 2020, DCI p3, Print film ecc … )

A partire dal modello colore RGB è stato creato anche il modello di codifica Y’CbCr, basato sul concetto del sottocampionamento della crominanza, anch’esso derivante da una delle caratteristiche della percezione umana sempre più sensibile alle variazione di luce piuttosto che alle variazioni di colore.

Nel dettaglio Y’ rappresenta l’immagine secondo i soli valori di luminanza (luma) quindi è come se di fronte a noi si presentasse un’immagine in bianco e nero, Cb e Cr rappresentano la crominanza (chroma) blu e rossa, la componente verde viene ricavata a partire dalle altre due.

Questa tipologia di segnale video viene anche definito component video ed è fondamentale per comprendere al meglio le caratteristiche del campionamento di questo segnale che viene indicato con un proporzione matematica composta da 3 valori: uno per la luma, uno per la chroma blu e uno per la chroma red.

Vediamo cosa significa in maniera pratica.

Vediamo nel dettaglio il modello Y’CbCr

4:4:4 è il tipo di campionamento migliore, significa che una pari quantità di dati viene registrata, solitamente da telecamere di fascia molto alta e senza compressione applicata, sia per la luminanza sia per la crominanza.

 

Come potrai intuire è il campionamento migliore, ma richiede telecamere di un certo livello, grandi spazi di archiviazione e macchine potenti per l’elaborazione, a parte questo la resa è imbattibile.

4:2:2 è un compionamento che sfrutta il sopracitato sottocampionamento della crominanza, infatti come potrai vedere il valore relativo alle due crominanze è esattamente dimezzato rispetto a quello della luminanza che viene mantenuto integralmente.

Anche questo è un tipo di campionamento professionale, che può essere tranquillamente utilizzato in ambito broadcast ed è un ottimo compromesso tra resa estetica e impiego complessivo di risorse, non solo ha dei costi più contenuti rispetto al primo ma è anche più facilmente gestibile.

4:2:0 è il campionamento che taglia più dati in assoluto, come potrai capire che è diciamo quello più utilizzato nel mondo non professionale a livello di camere.

Il grande vantaggio ovviamente è il peso di questi files, molto inferiore rispetto ad altri, anche perché solitamente anche altre variabili subiscono un taglio di dati (es. il bit rate) a discapito di una resa ovviamente migliore.

Questi sono i campionamenti più utilizzati solitamente ma non gli unici. Avremo modo di approfondire tutti gli altri più avanti, in uno dei prossimi articoli.

 

Il concetto di Bit Depth

Il bit depth è la profondità colore espressa in bit che come per altri valori, all’aumentare di questa aumenta anche la qualità e le informazioni delle nostre clip, ma cerchiamo di capire meglio.

Prima quando abbiamo parlato degli spazi colore RGB abbiamo stabilito un valore numerico per ogni canale colore compreso tra 0 – 255, ossia 256 colori per canale: 256 alla 3 fa 16 milioni di colori.

Detta così sembra un numero stratosferico ma ti assicuro che in termini informatici è pochissimo.

Ti è mai capitato di fare una ripresa ad un cielo con un vecchia camera?

Hai mai notato che una volta mandate in play le clip tutte le sfumature del cielo erano ben distinte l’una dalle altre, come se ci fossero delle righe colorate diversamente uno sopra l’altro?

A me sì, un sacco di volte agli inizi e non dipendeva ne da me o dal fatto che la camera fosse vecchia. Dipendeva da come registrava la camera, ossia con un valore di bit depth di 8bit.

Questo fenomeno si chiama banding ed indica proprio la formazione di “bande di colore” che impediscono che le sfumature dello stesso si amalgamino, ma impossibile che questo accada ad 8 bit proprio perché mancano sfumature ossia informazioni.

Sono troppo pochi colori per avere un effetto omogeneo.

 

Prendiamo invece 10 bit come profondità colore, ogni canale colore ha un valore numerico che va da 0 – 1023, ossia 1024 colori per canale: 1024 alla terza fa un miliardo di colori.

Il valore di 10 bit è lo standard di qualità per la bit depth, poi in realtà esistono camere che registrano a valori più alti ma l’output d’uscita è sempre 10, perché questo valore è quello che rende più simile l’immagine a come viene percepita dall’occhio umano, campionare valori più alti permette di avere un 10 bit da maggiori informazioni e quindi di maggiore qualità, rispetto a quello semplicemente nativo.

 

LEGGI anche Le basi della Color Correction: Hue, Saturation e Lightness (clicca qui)

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