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Farbräume, S-Gamut3 und LUTs kurz und verständlich

Du möchtest die Farben deines Materials korrigieren aber mit dem Erhöhen der Sättigung und dem Verstellen einiger Regler ist es nicht getan. Stattdessen solltest du schon beim Filmen im Hinterkopf haben, wie du beim Color Grading vorgehen möchtest. Aber was bedeutet das eigentlich?

Wenn du einen Blick auf die Theorie von Farbdarstellung wirfst ist schnell klar, dass das Thema insgesamt einfach ist, man es aber einmal verstanden haben sollte. Lass uns dazu Farbräume und die verschiedenen Darstellungen anschauen.

Farbräume, S.Gamut und REC 709

Ein gutes Beispiel für einen Farbraum ist ein Monitor. Die Menge der Farben, die auf einem Monitor sichtbar sind, bilden den Farbraum mit den Koordinaten Rot, Grün und Blau. In dem Fall kann man sich den Farbraum also als dreidimensionalen Würfel vorstellen. Die auf Monitoren darstellbaren Farben sind außerdem standardisiert und der zugehörige Farbbereich nennt sich REC 709, was die gängige Abkürzung für ITU-R Recommendation BT.709 ist.

Da REC 709 nur ein Farbraum von vielen möglichen ist stellt sich direkt die Frage nach weiteren Farbräumen. In einem Diagramm wie dem folgenden werden Farbräumen üblicherweise dargestellt. Nach dem Abbildung wird schnell klar, dass REC 709 im Vergleich zu anderen Farbräumen klein ist, also nur wenige Farben darstellen kann. Das menschliche Auge kann wesentlich mehr Farben wahrnehmen als ein Monitor darstellen kann.

Farbräume von Rec 709 bis S-Gamut3. Die Tabelle zeigt die Grenzen der Farbräume

Tipp: Es scheint als würden außerhalb des blauen Rahmens keine Farben hinzu kommen. Man sieht Farbverläufe aber keine zusätzlichen Farben!

Überlege dir, dass du die Abbildung auf einem Monitor nach Standard REC 709 betrachtest. Auch wenn es mehr Farben gibt können sie hier nicht dargestellt werden. Lediglich das Verhältnis der darstellbaren Farben zu den vom Auge wahrnehmbaren Farben wird deutlich.

Legt man die Abbildung in ein Koordinatensystem, dann zeigt die Tabelle die Koordinaten der intensivsten Farbwerte für Rot, Grün und Blau. Die Ecke der jeweiligen Farbräume stellen jeweils die intensivste Farbe dar. Es fällt wieder auf, dass die verschiedenen Profile den Farbraum unterschiedlich überdecken. Dabei sind die Bereiche nicht nur größer, ihre Lage ist auch geringfügig verdreht. Die Verdrehung verhindert eine einfache Abbildung eines Farbraums in einen anderen.

Beispiel: Wir filmen eine grüne Szene, z.B. einen Apfel, mit dem REC 709 Profil und schauen das Material anschließend auf einem Monitor an. Da auf dem Monitor die Farben ebenfalls mit dem REC 709 Standard angezeigt werden, muss kein intensiveres Grün aufgezeichnet werden können. Intensivere Farben kann der Monitor nicht darstellen.

Beispiel: Filmen wir nun die grüne Szene mit einem größeren Farbraum, z.B. S-Gamut, und zeigen es auf einem Monitor mit REC 709 Standard an, so wirken die Farben ausgewaschen und blass. Das Display zeigt die intensivsten Farben, die es darstellen kann. Die gespeicherte Farbe liegt aber außerhalb des darstellbaren Farbbereichs.

Wenn die Farben aus dem zweiten Beispiel nun so ausgewaschen aussehen, weshalb erhöhen wir nicht die Sättigung und machen die Farben intensiver? Da die Farben bereits am Maximum sind würden lediglich die schwächeren Farbtöne verstärkt und der Kontrast würde verloren gehen. Nicht nur das: S-Gamut enthält außerdem einen viel größeren Anteil grün. Es einfach auf REC 709 zu übertragen würde deshalb auch die Farben ins grüne verzerren.

Sony sind diese Probleme bekannt. Da es außerdem kaum Displays gibt, die S-Gamut darstellen können, ist die Verwendung unpraktisch. Sony hat deswegen einen kleineren Gamut entwickelt, dessen Rot, Blau und Grün Verhältnisse sehr nah an dem von REC 709 sind: S-Gamut3.cine. Bei Sony Kameras mit denen in S-Log gefilmt wird ist daher S-Gamut3.cine ein empfehlenswerter Farbraum für Filmaufnahmen.

Wozu das ganze? High Dynamic Range!

Warum solltest du mit etwas anderem als dem Farbraum REC 709 filmen, wenn du anschließend dein Material sowieso in REC 709 umwandeln musst? Die Antwort ist High Dynamic Range. Ist dein Material in einem größeren Farbraum aufgenommen, dann sind im Bild weiterhin mehr Details sichtbar.

Beispiel: Eine Außenszene in den Bergen mit hellem Himmel und dunklen Tälern erfordert einen großen Dynamikumfang. Sollen die Täler gut belichtet sein ist der Himmel zu hell. Ist hingegen der Himmel gut zu erkennen, so sind die Täler unterbelichtet. In der Fotografie behilft man sich, indem man sich jeweils auf einen Teil konzentriert und diesen gut belichtet. in der Nachverarbeitung können die Bilder zusammengefügt werden. Das folgen Bild verdeutlicht dies.

Ein High Dynamic Range Bild, das aus drei einzelnen Aufnahmen zusammengesetzt wurde. Quelle: Wikipedia

Beim Film können nicht drei Aufnahmen gemacht werden. Die Verwendung eines anderen Farbraums ist eine Möglichkeit einen höheren Dynamikbereich einzufangen, bevor das Material durch Nachbearbeitung auf den REC 709 reduziert wird. So wie in dem Foto besteht damit aber die Möglichkeit ein besser ausgeleuchtetes Bild als Eingabe zu verwenden.

Und zwischen den Farbräumen? Look Up Tables!

Die Lage von Farbräumen ist unterschiedlich, sie sind nicht einfach nur größer, ihre Lage unterscheidet sich auch. Deshalb wird eine Abbildung von Farbwerten eines Farbraums auf Farbwerte eines anderen Farbraums benötigt. Diese Abbildung gibt es in Form von Look Up Tables oder kurz LUTs.

Technisch ist ein LUT eine Liste von Zahlen. Öffnest du eine LUT Datei (.cube) mit einem Texteditor, wirst du eine Liste von 3D Koordinaten finden. Das sind Zielwerte für Rot, Grün und Blau. Man spricht deshalb von 3D LUT. Welcher Eingabewert dabei auf welchen Ausgabewert abgebildet wird folgt einem festen Prinzip. Das wollen wir nun allerdings nicht vertiefen. Interessiert es dich, dann schau mal auf dieser Seite (zur Website) vorbei.

Hinweis: Eine .cube Datei müsste eigentlich 256 x 256 x 256 = 16.777.216 Zeilen enthalten. Normalerweise enthalten sie aber deutlich weniger. Die fehlenden Zeilen werden interpoliert. Weil verschiedene Systeme diese Werte verschieden berechnen gibt es in den Ergebnissen auch minimale Abweichungen!

Beispiel: So könnten die ersten Zeilen einer LUT aussehen. Es ist dabei festgelegt, welcher eingangs RGB Wert zu welcher Zeile gehört. Die Erste Zeile gehört zu R, G, B = 0, 0, 0. Die späteren bestimmen sich daraus wie groß die Schritte zwischen den Stufen sind. Fehlende Werte werden interpoliert.

0.040001 0.038870 0.029575
0.040001 0.038870 0.029575
0.040001 0.038870 0.029575
0.040006 0.038870 0.029576
0.042139 0.038933 0.029656
0.043811 0.039188 0.029744
0.045439 0.039343 0.029823
0.047253 0.039409 0.029900

Du kannst also mit einem LUT von S-Gamut3 nach REC 709 abbilden und das Bild auf deinem Monitor betrachten. Dadurch hast du allerdings nichts gewonnen. Sinnvollerweise solltest du Farbkorrekturen (Color Grading) im größeren Farbraum durchführen und erst danach die Farben in den REC 709 abbilden.

Hinweis: LUTs werden häufig als eine Art Emulation von Filmeffekten beworben und verkauft. Um einen Film Look präzise wiederzugeben müsste man am original Material genaue Messungen anstellen und einen LUT daraus berechnen. Das wird normalerweise aber nicht gemacht. Vielmehr hat der Entwickler das Aussehen des Films nach Gefühl nachgebildet.

Du findest LUTs kostenlos und kostenpflichtig im Netz. Bei der Verwendung kommt es letztlich immer auf die persönlichen Präferenzen und Vorlieben an.

Fazit

Um gutes Color Grading machen zu können sollte man zunächst die Theorie hinter den Farben verstanden haben. Mit der richtigen Erklärung ist es überhaupt kein Problem die Theorie schnell zu verstehen. Hast du alles verstanden fragst du dich vermutlich, wie man das ganze nun anwenden soll. Nun, das ist wieder eine andere Frage und Thema für einen anderen Artikel. Aber du weißt nun genug, um deine Kamera zu schnappen und zu experimentieren – wissend was du tust!

Resourcen

Genaue Beschreibung Farbräumen anhand von Beispielen (zur Website)
Anleitung zur Verwendung von S-Log 2 auf Sony Kameras (zur Website)
Beschreibung der Einstellung für Aufnahme mit S-Log 2 mit Sony Kameras (zur Website)

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