Appendix: bitmélység, LUT, GOP, szín-mintavételezés
A Panasonic DMC-GH5-nél is találkozhatunk olyan kifejezésekkel, mint bit-depth (bitmélység), LUT (Look-Up Table – feloldó táblázat), CLUT (Color Look-Up Table – színfeloldó táblázat), GOP (Group Of Pictures – képek csoportja), vagy „4:2:2”, „4:2:0” stb. (chroma subsampling, avagy színtérkép-színfelbontás csökkentése; color sampling – szín-mintavételezés). Mit is jelentenek ezek a fogalmak, kifejezések? Miért fontosak számunkra? Íme, egy rövid, lényegre törő összeállítás:
Bitmélység
Röviden: minél nagyobb a bitmélység, annál több színárnyalatot tudunk rögzíteni, annál több részlet kerül a fényképre, videóra, annál közelebb kerül képanyagunk a valóságban látottakhoz.
Kicsit hosszabban: a digitális fényképezőgépek és videokamerák képanyaga zömében RGB (Red/Green/Blue, azaz vörös/zöld/kék) színcsatornák formájában értelmezhető. Színcsatornánként meg van adva, hogy milyen bitmélységre képes az adott készülék (hardver- és szoftverfüggő), tehát hogy hány színárnyalat rögzítésére van lehetőségünk.
Egy példa: egy hagyományos folyadékkristályos monitor színcsatornánként (RGB) 8-bites színvisszaadásra képes (8-bit = 256 árnyalat), ami azt jelenti, hogy 8+8+8 bit (R+G+B), azaz 24-bites képmegjelenítésre képes. Oké, de hány színárnyalatot ad ez a 24-bit? Hozzávetőlegesen 16,78 milliónyit (pontosan 16 777 216 árnyalatról van szó), azaz 256^3-at.
Sávosodás (banding): sávosodást, azaz a színárnyalatok lépcsőzetes, „nem folyamatos” átmenetének ábrázolását akkor láthatjuk, ha a képalkotó eszköz erős tömörítést alkalmaz a képállomány (fájl) létrehozásakor. Ekkor a tömörítő algoritmus arra törekszik, hogy minél kisebb legyen a fájlméret, ergo minél kevesebb színárnyalattal kelljen számolnia. Jellemzően a nagyobb, látszólag homogén felületek lesznek sávosak (egy példa: a kék ég sosem egyféle kékből áll, de az algoritmus lecsökkenti a színfelbontást mondjuk 100-ról 30 kékárnyalatra). Mozgóképeken a sávosodás mértékét növeli, ha a tömörítő motor nem képkockánként nézi a pixelek árnyalatait, hanem képcsoportonként, például három egymást követő képkockán egyformán értelmezi az X, Y pixel színét: „Ez a pixel ezen a képkockán kék, de ezen a második képkockán kevésbé kék” helyett „Ez a pixel a következő három képkockán kék” értelmezéssel dolgozik.
GOP (Group Of Pictures – képek csoportja)
Egy tömörítetlen, nyers videó frame-ekből, azaz összefűzött képkockákból áll, tehát egy kocka = egy kép. Hogy ne foglaljuk le a teljes adattárolónkat, a mozgóképeket tömörítjük, ami alapvetően kétféleképpen történhet: az egyik eljárás a képkocka alapú, míg a másik a képek csoportja felépítést követi. A képkocka alapúnál minden egyes kép önálló, „teljes értékű” marad, azaz minden információ megvan benne, ami a megjelenítéshez, lejátszáshoz szükséges. Ennek az eljárásnak az előnye, hogy az így létrejött videókat könnyű szerkeszteni, viszont hátránya, hogy nagyok a fájlok.
Ezzel szemben a GOP több képből álló csoportokkal dolgozik. Minden csoport első képkockája egy teljes értékű kép, tehát minden információ meg van benne a megjelenítéshez, viszont a csoport többi „képe” csak a referenciaképtől, tehát az elsőtől való eltéréseket tartalmazza. Ebből a felépítésből az következik, hogy a GOP módszerrel tömörített mozgóképek bár kisméretűek (helytakarékosak), nem használhatóak hatékonyan szerkesztéshez, mivel a képkockánként tömörített videóhoz képest csak töredékében tartalmaznak önálló képkockákat.
LUT/CLUT (színfeloldó táblázat)
A színfeloldó táblázat matematikailag precíz módja annak, hogy egy jelforrás egyedi RGB értékeit új, meghatározott RGB értékekre váltsuk a forrás árnyalatának, telítettségének és világossági értékének módosításával. A LUT lehet precíz, szabványosított (pl. egy színtér egy másikba való konvertálásakor), de lehet kreatív eszköz is ahhoz, hogy egy kívánt szín- vagy képvilágot alkossunk. A fényképezőgépek, kamerák színfeloldó táblái javarészt kreatív eszközök, hiszen a LUT eredménye függ az expozíciós értékektől. Ha van két forrásunk ugyanazzal a tartalommal, de eltérő expozíciós értékekkel, akkor a két „kezelt” eredmény nem lesz ugyanolyan megjelenésű.
A színfeloldó táblázat lehet egy célhardver, de lehet egy szoftveres funkció is, amit egy képfeldolgozó szoftver tartalmaz. Előbbit például a monitorokban is megtaláljuk: a videó memóriából érkező pixelek logikai árnyalatait (látszólagos, vagy akár hamis árnyalatokat) az eszköz fizikailag is megjeleníthető, pontos színárnyalatokká alakítja, melyek az eljárás végén a képernyőn jelennek meg.
Color sampling, avagy szín-mintavételezés (4:2:0 és társai)
A chroma subsampling (színtérkép-színfelbontás csökkentése), és a color sampling (szín-mintavételezés) is a mozgóképek tömörítéséhez tartozó fogalmak. A tömörítés jellemzően veszteséges eljárás, tehát a folyamat során a „fölösleges” elemeket az algoritmus kidobálja. A tömörítés (elkerülhetetlen) kártékony hatásának mértéke attól függ, hogy mennyire agresszív az alkalmazott algoritmus. Mozgóképek esetében például a pixelek színinformációinak elhagyásával lehet spórolni: míg minden egyes pixel fényértékét (fényerejét) eltárolja az algoritmus, addig a színeket csak minden x-ediknél menti. Ehhez a módszerhez találták ki a blokkos elvet, ahol nem pixelenként, hanem több pixelekből álló blokkok alapján történik az adatmegjelenítés. Pár példa:
4:2:0
4:2:0
A blokkunk négy pixel széles, de a színinformációkat csak a felső sor két pixeléből mentjük el.
4:2:2
Ez a blokk szintén négy pixel széles, de az előzőhöz képest már kétszerannyi színinformációt tartalmaz: nem csak a felső, hanem az alsó sorból is két-két pixel színinformációja kerül mentésre.
4:4:4
Ez a négyes blokk nem tartalmaz színelhagyást, azaz minden pixel színinformációja mentésre kerül – nincs színtömörítés.
