HIGH DYNAMIC RANGE (Parte II/III)

2017-02-22 

Texto: Carlos A Henriques

Introdução

A captação de imagem com HDR à saída da câmara é o objectivo de todas as marcas, dado que em Cinema a Pós-Produção faz pequenos milagres, mas, em Televisão, em especial nos directos, como no futebol, esta característica tem que estar presente para que o objectivo final seja alcançado.

Há já no mercado algumas marcas e modelos que dão uma resposta adequada aos requisitos agora solicitados em câmaras de custo elevado, médio e baixo, cobrindo as várias gamas de exigência, função do produto e qualidade pretendida.

No que respeita ao registo, tanto em rodagem como em pós-produção, as novas resoluções e respectivos adicionais à qualidade da imagem, como o HDR, WCG e HFR, exigem outras capacidades de armazenamento assim como velocidades aumentadas em todo o processo

Altas luzes vs Baixas luzes

Câmaras

A concretização de qualquer trabalho que envolva imagem em movimento e som deverá ser, segundo o querer dos profissionais envolvidos, ao mais alto nível, cabendo na imagem a sua captação com câmaras de alta qualidade, pois, caso contrário, a montante da mesma é muito difícil, senão impossível em alguns casos, a reconstituição devida do que se pretende mostrar.

As modernas câmaras 4K/UHD-I e 8K/UHD-2, enquanto filosofia e prática na actual era do Cinema e Televisão são “obrigadas” a apresentar nas suas características a capacidade HDR, caso contrário serão preteridas face aos vários modelos da concorrência.

Os sensores (transdutores) de imagem são constituídos por um elevado número de pixéis quando comparados com os das resoluções anteriores, concretamente 2K e HD, o que os torna muito mais imunes ao ruídos com uma relação S/N (Signal/Noise-Sinal/Ruído) muito elevada.

Alexa-65mm (Cortesia.Arri)

Para se conseguirem imagens com a característica HDR sem que as mesmas sejam submetidas a um tratamento de pós-produção, como acontece nas transmissões directas de Televisão, ou nos visionamentos live em salas de Cinema de eventos culturais (Concertos, Óperas) ou desportivos, os sensores passam à disponibilizar na sua saída, isto a nível de pixél, dois valores extremos de sinal para cada um, ou seja, duas amplificações com ganhos diferenciados.

Uma vez colectados os vários pixéis, ainda no interior da câmara, é feita, em tempo real e automaticamente, a combinação pixél-a-pixél de modo a obter-se na saída a imagem com as características pretendidas, sendo a sua qualidade algo de difícil discrição pois só vendo é que se pode acreditar.

Contudo, todas as vantagens inerentes às imagens HDR têm um custo, sendo o que respeita ao necessário aumento da capacidade dos sistemas de registo, tanto na captação, pós-produção e fases seguintes, o que nos conduz a cálculos inevitáveis para que as possíveis surpresas não tenham razão de ser.

Armazenamento

A entrada do digital no Cinema acarretou consigo um grande “problema” pois a quantificação dos minutos registados por take, comparativamente à época da película, deixou de fazer parte das contas a considerar quando se orçamenta o suporte dado que este após transcrição volta a ser de novo utilizado. Contudo, e aqui é que reside o “problema”, ter-se-á que dispor de um sistema servidor com uma capacidade brutal pois o material registado diariamente é deveras de elevada quantidade.

Mais pretos na imagem, logo, mais detalhe para armazenar

Qualquer tipo de filme consome, no mínimo, 100 horas de registo na rodagem, aumentado este número para 500 horas caso se faça uso de câmaras múltiplas, correspondendo na prática a 260TB de material armazenado. Valores a rondar os 2.5PB (PetaBytes) deixaram de ser algo de extraordinário pois as imagens são cada vez mais suculentas em termos de quantidade de informação, isto a nível de luminância (P/B) a que se deve adicionar a correspondente crominância, o que implica da parte das empresas de pós-produção terem que contar com equipamentos com algumas centenas de PetaBytes de capacidade de armazenamento.

Servidores (Cortesia: SingBizz)

Façamos, então, alguns cálculos que nos irão ajudar à compreensão da necessidade de um modo objectivo do aumento das necessidades reais de armazenamento tanto para Cinema (4K) como Televisão (UHD-1):

Dimensão da imagem: LarguraxAlturax Nº Bits pixélxNº Cores

Cinema: 4.096x2.160x10bits/pixélx3 cores=265.420.800:8=33,178MB/imagem

Televisão: 3.840px2.160x10bits/pixélx3 cores=248.832.000:8=31,104MB/imagem

Taxa de dados: Dimensão da ImagemxFrame Rate

Cinema: 33,178MB/Imagemx60fps=1,991GB/s

Televisão: 31,1MB/Imagemx50fps=1,552GB/s

Quantidade dados para 1 hora=Taxa Dadosx3.600 segundos

Cinema: 1,991GB/sx3.600s=7,168TB

Televisão: 1,555GB/sx3.600s=5,598TB

Entretanto ao entrar-se em consideração com os vários formatos de imagem, resoluções, frame rates, data rates a capacidade de armazenamento altera-se profundamente, o que nos conduz à tabela que se apresenta.

 

FORMATO IMAGEM	RESOLUÇÃO (HxV)	BIT DEPTH	FRAME RATE (fps)	DATA RATE (MB/s)	CAPACIDADE (TB/H)
Standard Definition (SD)	720x576	8	25	31,104	0,112
HIgh Definition (HD) 720p	1.280x720	10	50	172,800	0,622
1080i	1.920X1.080/2	10	50	187,500	0,675
1080p	1.920x1.080	10	24	189,734	0,683
1080p	1.920X1.080	10	50	248,832	0,896
2K	2.048X1.080	10	24	199,066	0,717
UHD-1	3.840X2.160	10	50	1.552,000	5.599
4K	4.096X2.160	10	48	1.593,000	5.735
4K	4.096x2.160	12	48	1.911,000	6.879
4K	4.096x2.160	12	60	2.389,000	8.599
UHD-2	7.680X4.320	12	120	17.916,000	64.498
8K	8.192X4.320	16	120	25.480,000	91.728

Em Resumo

Esta é a segunda parte de um conjunto de três peças sobre um tema que veio revolucionar o conceito de qualidade de imagem tanto no domínio cinematográfico como no televisivo.

Imagens SDR vs Dolby Vision (Cortesia: Dolby)

Na terceira parte iremos ver, com especial atenção, o tratamento feito à imagem após a sua captação e armazenamento.

 

 

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