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科技 更新时间:2024-11-25 00:01:56

周日在給大家講解「視頻編碼」的時候,就給大家提了一下 Apple 的 ProRes 編碼,它是一種高保留度的幀内編碼格式。在 2018 年,Apple 還跟 ATOMOS 攜手推出了一款基于 ProRes 相同原理和基礎技術的 ProRes RAW,據說不僅能在 macOS 系統擁有跟 ProRes 一緻的流暢後期(預覽)體驗、比其它 RAW 格式更快的渲染速度和導出速度,還擁有更大的後期調節空間。

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ProRes RAW 其實就是一個基于「幀内編碼」的 RAW 格式。既能高效,文件不算大,對電腦性能的消耗也不算大。

那麼「RAW」是什麼東西呢?而很多主打視頻錄制相機上的「Log」又是什麼東西呢?

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何謂 RAW ?

RAW 嚴格意義上來說并不是一種格式,而是一種「形式」。

簡單來說,RAW 并不是傳統意義上的「圖像信息」,而是完整記錄下傳感器上原始的數據信息 —— 這堆數據是在傳感器轉化成标準圖像(含視頻)前被記錄下來的,所以說 RAW 并不是傳統意義上的「圖像信息」,而是從傳感器輸出的數據流;這也說明它并不是一種格式,而是一種記錄的形式,可以類比成數碼時代的「菲林底片」。

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我們知道,從前端相機、攝錄機錄制視頻,到後端顯示設備播放,中間是需要一連串「标準規則」,從最前端的傳感器的數據進行轉化,到最末端的色彩标準轉化,才能将拍攝的畫面呈現到顯示器上面,中間的「标準規則」定義了色彩标準、白平衡、對比度等标準。

而前面提到,RAW 的實質是傳感器輸出的一堆數據流,因此它是沒有被「定義」的,是不包含色彩、白平衡、對比度等信息的,沒有被「标準規則」束縛住,因此 RAW 的後期空間非常地大。

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既然 RAW 是直接記錄傳感器數據的,那麼 RAW 是不是就是「無壓縮」的呢?

答案并不一定,雖然說 RAW 不是視頻,不能像對圖像進行編碼壓縮,但别忘了 RAW 的本質是數據流,它跟其它數據文件一樣是可以對「數據」進行壓縮的,這方面其實可以類比成我們打包的 zip、rar 等文件,在解壓讀取時,原始數據基本上是可以被全部還原的,隻不過壓縮率并沒有視頻那麼高而已。

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另外,我們常說的「RAW 格式」,其實是一個統稱或者說是一個代稱;各家的記錄方法和壓縮的方法可能各有不同,因此各大廠商會有不同的 RAW 格式。

例如索尼的 ARW,佳能的 CR2、CR3、CRW,富士的 RAF,尼康的 NEF,松下的 RW2,當然還有 Adobe 推出通用的 DNG(隻針對圖片,哈蘇、徕卡等品牌使用)等等。

正因如此,RAW 格式的内容基本無法直接在設備中打開,需要有各自的轉換的軟件或插件轉換成普通的圖像。即使是相同的 RAW 格式,不同的機型、不同的傳感器所需要的驅動方式一般也不同,這也是新款相機上市後,Adobe 的 RAW 插件庫需要更新才能打開該 RAW 格式文件的原因之一。

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而文章開頭提到 Apple 的 ProRes RAW,其實是一種編碼格式,一種将 RAW 原始數據封裝保存的格式,說白了,是基于 RAW 的一種記錄和壓縮的方式。

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何謂 Log?

Log 同樣算是一種「方式」,也算是一種「風格」,但跟 RAW 不同,它的本質是「視頻」,而非數據流。

在聊 Log 前,先來簡單講講:近十幾年來,我們的攝錄設備對顔色的捕捉能力是提升的,理論上前端相機、攝錄機能獲得的畫面色域越來越廣、動态範圍越來越寬;但是如今我們後端顯示設備的顯示能力變化,卻實遠跟不上前端相機的變化,導緻攝錄的前端和顯示的後端有所落差。這種技術發展上的不匹配,能讓更領先的一方(即相機、攝錄機等前端)擁有更大的調整空間,來調整适應技術上更落後的一方(即顯示設備的後端),而 Log 就是發揮這部分空間的方式之一。

Log 可以理解為傳感器光信号轉化成數字信号後,再進行預處理的視頻,它已經包含了白平衡、ISO 等信息,而傳感器豐富的色彩等信息,會被記錄在對數(Log)伽馬函數上,這個對數函數是以進光量為底的。

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這裡想到一個不太恰當的類比,RAW 可以理解為一組沒有處理的生鮮,買回家自行處理成喜愛的熟菜;Log 可以理解為預處理好的食材,能根據自己的喜好進一步處理喜愛的熟菜。

Log 的原理說起來有點複雜,但簡單來說,靈感思路來源于柯達 Cineon 系統的膠轉磁(膠片信号轉換成數字信号)過程,當時的膠片對光子的感應方式是呈對數函數(log)關系的,是非線性的;而如今我們的數字信号,主要需要描述電壓和亮度的關系,而兩者之間是呈線性的幂函數關系,相比之下,對數函數所承載的信息一般要高(效)于線性的幂函數,因此柯達這套系統膠轉磁過程中,用 Log 函數來承載膠片更寬的寬容度,在電影院複現的時候再套上一定的轉化規則,來适應不同的銀幕(設備)播放。

—— 如今數字化的 Log 錄制方式正是仿照柯達這套膠轉磁的思路,将圖像傳感器上的色彩數據轉化成 Log 被保存下來,用 Log 函數來重新分配曝光值,以保留傳感器最大的寬容度、更多色調。

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因為 Log 格式擁有豐富的色彩空間、高光細節等,而我們一般的顯示設備輸出畫面色彩跟不上、顯示的标準更對不上(一般為 REC 709 标準),導緻無法正确在我們的屏幕上展示,顯示設備唯有選擇了個折衷的方法:降低對比度、色度、寬容度來盡可能複現内容,因此整個畫面看起來灰灰的 —— 這可以類比(真)HDR 内容在 SDR 屏幕設備上播放,畫面同樣是灰灰的 —— 實質是 Log 文件對如今大多數顯示設備的「降維打擊」。

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所以說,Log 預留了非常大的後期空間,有助于我們在視頻後期對原始素材進行調整;前面說到,Log 還隻是「預處理食材」,要想下肚還需要對食材進行處理烹饪,對于 Log 來說,不少人更喜歡用 LUT 進行烹饪。

LUT 原意是「顯示查找表 / Look Up Table」,其實就是将一組色值輸出為另一組色值的工具,可以理解為這套東西是用來轉換色彩空間的,用到 Log 上也可以類比成為一套翻譯工具,将 Log 視頻翻譯成為我們普通顯示器能正常觀看的模式(色彩至少是相對正确的);當然,不同的 LUT 能轉換出不同的成片效果(你也可以将 LUT 一定程度上理解為濾鏡,但不完全準确)。

跟 RAW 一樣,基本上每個品牌都有自己的 Log 系統,例如索尼有 S-Log、佳能有 Canon Log,松下有 v-log,Arri 有 LogC,大疆也有 DLog 等等。

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總結

全文至此,筆者已經盡可能地用通俗的語言為大家簡單講解了 RAW 和 Log,它們是并不相同的兩種東西。

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一般對視頻後期來說,RAW 離我們的距離還相對較遠,支持 RAW 内錄的消費級相機并不多,當中不少一部分需要利用 SDI 接口(部分利用 HDMI 2.1 接口)外接設備外錄,成本也更高;但如今不少中高端相機都支持 Log 模式的輸出,對普通視頻工作者、愛好者來說,可編輯空間已足夠,後期操作上也更友好。

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