Proč vypadají tmavé scény ve videích tak hrozně

V té tmě to dneska nevypadá dobře. A omlouvám se, pokud patříte ke šťastlivcům, co si toho nevšimli, ale já na to upozorním, uměle zvýším jas u tmavých scén v tomhle videu, takže uvidíte, jak vypadají stíny za mnou. Teď už si všimnete. V trailerech k filmům, v temných scénách v prestižních seriálech, ve videích na YouTube, co mají pozadí s barevnými přechody, tam všude je vidět příšerný banding barev. To má tři důvody. Zaprvé jde o to, že neexistuje dostatek barev. Dobře, jdu rozsvítit. Ve většině moderních videí je dostupných asi 16,7 milionů možných barev. To se odvíjí od fungování displejů. Když sledujete video, mobil, počítač nebo televize využije zkomprimovaný digitální signál a převede ho do instrukcí pro displej, ten změní jas každého z milionů červených, modrých a zelených světel v displeji. To se děje až 60krát za vteřinu. Neskutečná technologie, kterou bereme jako samozřejmost. Ale ta světla nejde upravovat na libovolný jas. Nejjednodušší signál by obsahoval instrukci vypnout-zapnout. Tak by každá instrukce zabrala jediný bit, 0 nebo 1. Každý pixel, tedy kombinace tří barev, by umožňovala 8 odstínů. 2×2×2. To nevypadá moc dobře. Tak přidáme ke každé barvě další bit. Tak získáme 4 možnosti pro každé světlo, Vypnuté, tmavé, světlé a zapnuté. To tvoří 4×4×4, dohromady 64 barev. Taky nic moc. Na moderním displeji potřebujete na každý pixel 8 bitů, to je 256 odstínů základních barev, to dělá dohromady těch obvyklých 16 milionů barev. To bude stačit, řeklo se, když se psaly standardy. A pokud by bylo bitů víc, je to víc dat, tedy potřeba dražšího vybavení. Znělo to jako dobrý kompromis. Profesionálové v digitálních kinech používají 10 bitů na pixel, takže mají k dispozici asi miliardu barev. A možná máte i vy displej, který dokáže zobrazit miliardu barev, ale kvalitu obrazu určuje nejslabší článek řetězce, nesmyslně drahý displej vám nevyřeší banding barev ve videu na YouTube. Bylo rozhodnuto, že 256 odstínů základních barev v libovolné kombinaci bude většině lidí stačit. A skoro u všeho to stačí. Ale v nejvyšším rozlišení má tohle video šířku 1920 pixelů a máme jen 256 odstínů zelené. Takže při zeleném přechodu po celé šíři, když použiju každý možný odstín zelené, znamená to pruh jednoho odstínu o šířce asi osmi pixelů. Když se omezím na tmavší odstíny, možná mi na celou šíři zbyde jen šest odstínů zelené. I když přidáte trochu červené a modré, stejně těch tmavých barev nebude k dispozici dost. Ale proč není banding viditelný taky u jednobarevných světlých pozadí? To závisí na tom, jak funguje lidský zrak. Teď zrovna je v tomhle videu všude banding barev. Když přiblížíme ten světlý přechod za mnou a hodně zvýšíme kontrast, vidíte, že to tam je taky. Jen to je normálně neviditelné. Absolutní rozdíl mezi odstíny je stejný, ale ten relativní je maličký. Stejně jako na tomhle grafu ten rozdíl vypadá menší než na tomhle. Rozdíl mezi 201 a 202 vypadá maličký, z 1 na 2 je to dvojnásobek. V obou případech je absolutní rozdíl jedna, ale v jednom případě nám připadá větší. I když nemáme dost barev, jde přechody lépe rozmělnit, například rastrováním. Místo změny barvy podél jedné linie jde od jedné k druhé přecházet postupně, rozostřit tu hranici, aby přechod vypadal plynulejší. Když natáčíte skutečnou scénu, obstará to kamera. Přirozené světlo a šum v signálu na senzoru to zařídí za vás. Funguje to skvěle, problém to v podstatě řeší. Ale tady to tak vypadat nebude. A jsme u třetího důvodu: komprese. Surové HD video, nezkomprimované, by vyžadovalo rychlost přenosu asi 1 GB/s. I s připojením, které něco takového zvládne, je to zbytečné a drahé ta data takhle vyplýtvat. Takže každá streamovací služba, Netflix, YouTube a další, používá kompresi lossy. Program zvaný enkodér vezme obří video v HD kvalitě a pak vyhodí detaily, aby ušetřil data. Čím vyšší komprese, tím hůř to vypadá, ale bude to fungovat i s pomalejším a levnějším připojením. Ovšem v určitou chvíli si diváci všimnou, že obraz není nic moc. Enkodér, který kompresi dělá, napsali moc chytří lidé. Analyzuje, která část scény bude diváka asi zajímat, a snaží se tu část udělat co nejlepší. Většinou jde o jasnou, ostrou část záběru, to, na co je zaostřeno a co se většinou hýbe. Existují výjimky. Třeba pomalá, zlověstná hrozba v rozostřeném pozadí, ale skoro v každém záběru jsou neostré a tmavé části pro režiséra i diváka nedůležité. Takže to neřeší ani enkodér. Když máte jen 50 kB, 50 000 jedniček a nul na popsání každého obrazu, tak enkodér zajistí, že většina se využije na to, co bude divák sledovat. Rastrování a podobné vychytávky na pozadí? Moc drahé, rozmazat do jednolitých ploch, nikdo si nevšimne. A taky že ne. Pokud teda záběr není hodně tmavý. A pokud je, tak ve stínech bude číhat něco moc ošklivého. Překlad: jesterka www.videacesky.cz