Dank der neu integrierten Canon Log-Funktion produzieren
Cinema EOS System Filmkameras digitales Filmmaterial mit
großer Farbdynamik, was bei der Post-Production ein Maximum an Gestaltungsfreiheit bietet.
Canon Log: umfangreiche
Entfaltungsmöglichkeiten für den
kreativen Dreh
Digitale Filmkameras werden kontinuierlich für eine analogähnliche Filmqualität weiterentwickelt. Inzwischen wurden
viele Fortschritte erzielt, die hochauösende Produktionen für
die große Leinwand mit ausgesprochen lebendiger Farbwiedergabe und bewusst gesteuerter Schärfentiefe für attraktiv
unscharf gezeichnete Bereiche (Bokeh) ermöglichen. Es
musste jedoch noch das Problem gelöst werden, eine extrem
hohe Farbdynamik und damit die Qualität von analogem
Filmmaterial zu erreichen.
Genau hier punkten Canon Cinema EOS
Filmkameras mit ihrer integrierten Canon
Log-Funktion für einen großen Dynamikumfang von bis zu 12 Blendenstufen, der
dem herkömmlichen Filmmaterial ähnelt.
Was bedeutet ein großer Dynamikumfang? Er eröffnet einen kreativen Spielraum
und Bearbeitungsmöglichkeiten, die mit
vielen Filmkameras nicht möglich waren.
Spezische Werte und Workows in dieser
Broschüre beziehen sich auf den Leistungsumfang der EOS C100, EOS C300 und EOS
C500. Auch die EOS-1D C protiert von
den Vorteilen der Canon Log-Funktion.
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Die Log-basierte Filmproduktion wird
häug für verschiedene Filmgenres
verwendet – speziell in der professionellen Filmindustrie hat sich das LogFormat zu einem etablierten StandardAufzeichnungsformat entwickelt.
Der weitgehende Einsatz log-basierter
Filmproduktionen in der professionellen
Filmindustrie begann ungefähr 1995 mit
dem Erscheinen des Cineon Log-Formats.
Cineon ist ein standardisiertes Format mit
10-Bit-Quantisierung für den digitalen Film
– der digitale Wert von Eins entspricht dabei
einer Dichte von 0,002 im Film-Negativ.
Eine 10-Bit-Quantisierung ermöglicht 1.024
Farbstufen und damit eine Speicherdichte
von 2.048 – ausreichend für die Aufzeichnung der Bildinformation auf digitalem Film.
Einfach ausgedrückt: Eine Cineon-Datei ist
ein digitales Pendant zum analogen Film.
Sie wird in der Filmindustrie als „digitales
Negativ“ bezeichnet und als Standard DI
(Digital Intermediate) Format verwendet.
Log-basierte Daten wie das Cineon-Format
steigern die Ähnlichkeit zwischen digitalem und analogem Film. Alle Information
des digitalen Filmmaterials – vom tiefen
Schwarzbereichen bis zu extrem hellen
Bereichen – können dabei genutzt werden.
Das erweitert die Möglichkeiten beim Colour
Grading und erlaubt bei der Aufnahmegestaltung eine viel größere Freiheit bei der
Belichtung, als es mit dem konventionellen
Video Gamma Format möglich wäre.
Das Log-Format ist mit seinen dem
analogen Film ähnlichen Ergebnissen ein
hervorragendes Konzept für das digitale Zeitalter. Die Canon Log-Funktion in
den Cinema EOS Kameras wurde mit
dem gleichen Ziel entwickelt: den „di-
gitalen Film“ lmreif zu machen.
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Warum wird das CineonFormat „log“ genannt?
Cineon-Dateien werden wegen der Charakteristika von FilmNegativen „log“ Dateien genannt. Das erschließt sich jedem mit
Erfahrung in der lm-basierten Foto- und Filmproduktion.
Charakteristische Kurve eines Filmnegativs
2,0
1,5
Dichte
1,0
eines
Filmne-
gativs
0,5
0,0
-2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 -0,0 0,5 1,0 1,5
Analoges Filmmaterial generiert Bilder, die
der menschlichen Wahrnehmung sehr nahe
kommen. Ein Filmnegativ ist jedoch nicht
nur farblich komplementär, es hat auch
einen sehr geringen Kontrast. Grund dafür
ist die Lichtempndlichkeit des Filmnegativs,
die sich proportional zur logarithmischen
Belichtung verhält (die Belichtung wird
über einen Graphen mit logarithmischem
Verlauf dargestellt). Eine Cineon-Datei ist
die digitale Entsprechung des Film-Negativs
und hat daher die gleiche Charakteristik –
deshalb auch logarithmisch (log) genannt.
Die Charakteristik von Video Gamma verläuft
hinsichtlich der Empndlichkeit konstant
und wird daher als linear bezeichnet.
2 %
Schwarz
18 % Grau
Relative logarithmische Belichtung
90 % Weiß
4
Eine breite Palette sich
visuell auszudrücken
Filmszenen, die in unserer Erinnerung
bleiben und einen tiefen Eindruck hinterlassen, sind zumeist die, bei denen sich
das Motiv vor einem dramatisch wirkenden Hintergrund abhebt. Aber welche
wunderbaren Momente wir auch immer
lmen – es entstehen keine emotional
bewegenden Szenen, wenn die Einzigar-
tigkeit des Motivs nicht festgehalten wird.
Mit seinem 12-Stufen Dynamikumfang
ermöglicht Canon Log eine herausragende
Filmqualität für ein bewegendes Erlebnis.
Nach Canon Log Grading
5
Der Unterschied zwischen
Rec. 709 und Log
Charakteristika – Gradation
120 %
Alle Bilder mit dem EOS C300 Logo sind
Auszüge aus einer Filmdatei, die mit der
EOS C300 aufgezeichnet wurden. Die Rec.
709 Bilder wurden aus Canon Log-Dateien
über eine Lookup Table (LUT) konvertiert.
Rec. 709
Rec. 709, das Standard Video Gamma
von HD-TVs reproduziert einen 8-Stufen
Dynamikumfang. In Szenen mit hohem
Kontrast, beispielsweise auf dem rechten
Bild, fehlt es an Zeichnung in den hellen
Bereichen des Hintergrundes – die Aufnahme ist nicht besonders beeindruckend.
100%
80 %
60 %
Ausgang
40 %
20 %
0 %
0 % 200 % 400 % 600 % 800 % 1.000 % 1.200 %
Diese Tabelle zeigt ein Beispiel der Gradation,
das für die C100, C300 und C500 anwendbar ist.
Log-Kurve
Großer Dynamikumfang von 800 %
Natürliche Farbgradation ohne Kontureffekt
einer mathematisch basierten logarithmischen Kurve
Gradation und Körnigkeit in dunklen Bereichen
Optimierter Kurvenverlauf an den Flanken
Optimierung verhindert Clipping im Schwarz-
bereich (passender Setup-Wert)
Dynamikbereich: 800 %
Rec. 709
Canon Log
Realisierung
Eingang
Canon Log
Die in den Cinema EOS Filmkameras
C100, C300 und C500 integrierte
Canon Log-Funktion erzielt mit einem
12-Stufen Dynamikumfang bei einer
Grund-Lichtempndlichkeit von ISO
850 exzellente Ergebnisse. Auch in sehr
dunklen bis extrem hellen Bereichen
werden alle Details präzise erfasst, ohne
Zeichnungsverlust in schwarzen und weißen
Bereichen. Bereits mit einem minimalen
Colour Grading können Filmszenen
eindrucksvoll gestaltet werden. Hier sind
die von der Sonne beleuchteten Berge im
Hintergrund wunderbar hervorgehoben.
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Rec. 709
Canon Log
Die Charakteristika und
Möglichkeiten von Canon Log
Welche Vorteile hat das Log-Format für die digitale Filmproduktion?
Großer Dynamikumfang
Der größte Vorteil des Log-Formats ist der
höhere Dynamikumfang des Filmmaterials
gegenüber dem Standard Video Gamma
Format.
Das häug bei Videos auftretende Clipping in schwarzen und weißen Bereichen
entfällt, die Möglichkeiten beim Colour
Grading sind größer und die Detailwiedergabe in Lichtern und Schatten ist präziser.
Filmreif
Bei Filmmaterial im Log-Format werden
Aufnahmen mit homogenen Farbübergängen realisiert, die in der Anmutung
dem analogen Filmmaterial entsprechen.
Wie bei der konventionellen analogen
Fotograe kann ein Belichtungsmesser zur
präzisen Belichtung eingesetzt werden. Der
Spielraum des Log-Formats ermöglicht die
Nachbearbeitung des digitalen Filmmateri-
als mit maximaler Nähe zum analogen Film.
Mit einem log-basierten Master eines Films
erzielt man jene enorm hohe Bildqualität
mit einem großen Dynamikumfang, die
im Kino oder bei der digitalen Projektion
eine beeindruckende Wirkung hinterlässt.
Farbabstufungen übersteigen die Bitmenge
Ein weiterer großer Vorteil des Log-Format
ist die Fähigkeit, mit einer sehr geringen
Datenmenge einen großen Dynamikumfang
zu generieren. Log-Daten haben eine lineare
Charakteristik im Bezug zum logarithmischen Wert der Belichtung – die Daten
sind auf die Blendeneinstellungen von den
dunklen bis hin zu den hellen Bereichen
gleichmäßig verteilt. Damit können auch mit
einer geringen Datenmenge die Daten eines
großen Belichtungsumfangs ohne Verluste
bei den Farbabstufungen wiedergegeben
werden. Aus diesem Grund verwendet der
Cineon-Standard eine 10-Bit-Quantisierung
anstatt des 16-Bit Log-Formats. Man geht
davon aus, dass das 10-Bit Log-Format
ähnliche Farbabstufungen reproduzieren
kann wie das lineare 14-Bit Format.
8-Bit Log-Format – mehr Möglichkeiten sich visuell auszudrücken
Das Log-Format erweitert die Möglichkeiten
beim visuellen Ausdruck. Obwohl das LogFormat exzellent einen großen lm-ähnlichen Dynamikumfang reproduziert, wird es
dennoch sehr selten verwendet. Warum?
Ein Grund ist das große Datenvolumen
der Log-Dateien. Das Cineon-Format, das
ursprünglich in der professionellen Filmindustrie eingesetzt wurde, besteht aus un komprimierten RGB-Daten mit 10-Bit Farb-
tiefe. Selbst bei nur 2K Auösung beträgt
die Datenmenge rund 12 Megabyte je Bild.
Daher ist es für die weitere Bearbeitung notwendig, 10-Bit Log-Dateien in ein lineares
Format zu konvertieren. Sogar für relativ
kurze Produktionen wie TV-Werbespots –
erst recht aber für größere Projekte wie
Filme in Spiellmlänge – sprechen Kosten-
und Zeitaspekte bei der Nachbearbeitung
gegen die Integration von Log-Dateien.
Diesem Problem begegnet das EOS Cinema
System mit einem 8-Bit Log-Format für die
Aufzeichnung von HD-Filmmaterial auf
interne Speicherkarten. Verglichen mit dem
10-Bit Format steigert es ganz erheblich die
Efzienz bei der Arbeit für eine optimierte
Filmaufnahme bis hin zur nalen Bearbeitung, die auch am PC machbar ist. Obwohl
die Anzahl der reproduzierbaren Farbstufen gegenüber dem 10-Bit Log-Format
eingeschränkt ist, hat Canon Log einen
größeren Dynamikumfang gegenüber vielen
bisher praktizierten digitalen Filmproduktionen. Die EOS C500 arbeitet für 4K-Video
mit einem 10-Bit Log-Format und Daten-
speicherung auf externe Geräte und für
2K-Video mit 10- oder 12-Bit Log-Format.
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Charakteristika von
Canon Log, speziell abgestimmt
für 8-Bit-Daten
Anmerkung: Canon Log Data können bis 10 Bit skaliert werden.
90 %
Canon Log
614 62,7 %
Cineon
685 70,9 %
720 %
Canon Log
1016 108,7 %
Cineon
955 101,7 %
720 % Reexion
Der oben dargestellt Graph vergleicht die Charakteristik des 10-Bit CineonFormats mit dem 8-Bit Canon Log-Format. Canon Log weist in den mittleren
bis helleren Bereich eine geringere, in den mittleren bis helleren Bereichen
jedoch eine stärkere Gradation auf als Cineon. Das minimiert einen durch
die Beschränkungen des 8-Bit Formats bedingten Nachteil bei den Farbabstufungen. Canon Log wurde sorgfältig darauf abgestimmt, mit einer 8-BitQuantisierung einen großen 12-Stufen Dynamikumfang zu reproduzieren.
Vergleich von Canon Log
und Cineon Bildern
Canon Log
Cineon
8
Satoshi Nakayama,
Ryunosuke Iijima,
Shinya Urisaka
ICP Development
Centre 4
Image Communication
Products Operations
Interview mit den Entwicklern von
Konstruktionskonzept von
Canon Cinema EOS System
Nakayama: Canon Log hat drei entschei-
dende Vorteile. Erstens: Das digitale Filmmaterial ist dem analogen Film sehr ähnlich.
Zweitens: Der Dynamikumfang ist sehr groß.
Drittens: Die Ähnlichkeit zum analogen
Filmmaterial sorgt für einen Post-Production
Workow, der sich nur unwesentlich von
dem mit analogem Film unterscheidet.
Als wir die erste Cinema EOS Filmkamera
entwickelten – die EOS C300 – testeten wir
eine Vielzahl an Gamma-Kurven.
Die nalen Charakteristika wurden erst
nach sorgfältigen Studien festgelegt, wie
das Colour Grading erleichtert werden
kann und sich die Charakteristika auf
verschiedene Aspekte der Bildqualität
inklusive des Rauschverhaltens auswirken.
Das Ergebnis ist das neue Canon Log.
Urisaka: Canon Log ist eine Gamma Funktion, die parallel zu Objektiven, Bildsensoren
und weiterer Komponenten entwickelt
wurde, um die hoch präzise Leistung der
Cinema EOS System Filmkameras zu maximieren. Die früheren Canon Filmkameras
waren auf eine exzellente Bildqualität ohne
weitere Bearbeitung ausgelegt. Die Cinema
EOS System Kameras wurden jedoch
gezielt vor dem Hintergrund des Colour
Gradings entwickelt. Sie repräsentieren von
Grund auf eine deutlich unterschiedliche
Philosophie im Konstruktions-Prinzip.
Gründe für das Log-Format
Nakayama: Wir kamen zum Entschluss,
dass nicht-lineare Log Transfer-Charakteristika zur Realisierung linearer digitaler
Ausdrucksmöglichkeiten hinsichtlich
der Motivausleuchtung der beste Weg
für einen nahtlosen Post-ProductionWorkow ist, während gleichzeitig
der volle Gradationsumfang des neu-
en CMOS-Sensors erhalten bleibt.
Urisaka: Vom Beginn des Entwicklungsprozesses waren wir uns bewusst, dass die
neuen Kameras einen größeren Spielraum
bei den Belichtungsmöglichkeiten haben
würden als frühere Filmkameras.
Wir wussten auch von der Begrenzung
durch die 8-Bit-Quantisierung und entschieden uns daher zunächst für die Verwendung
von nicht logarithmischen Gammakurven.
Nach vielen Tests jedoch stellten wir fest,
dass 8-Bit-Daten mit nicht linearen Gammakurven einen nachteiligen Effekt hinsichtlich Rauschverhalten sowie Gradation
während des Colour Gradings und anderer
Prozesse hatten. Danach beschlossen
wir, dass die Log Gammakurve die beste
Möglichkeit für die 8-Bit-Quantisierung ist.
Canon Log
Effektive Umsetzung
auch mit 8-Bit-Daten
Nakayama: Unsere früheren EOS DSLRs
mit HD-Videofunktion arbeiten alle mit 8-Bit
Bildverarbeitung und diese Kameras werden
sehr häug eingesetzt. Ihr Erfolg ist einer der
Gründe, warum wir das 8-Bit Log-Format in
die neuen Cinema EOS System Filmkameras
integrierten. Wir sind uns bewusst, dass
höhere Bit-Raten wie 10-Bit oder 12-Bit
bezüglich der Gradation überlegen sind,
glauben jedoch, dass die 8-Bit Verarbeitung
sehr effektiv ist, speziell wenn man an die
Efzienz bei der Integration in bestehende
Produktionsumgebungen denkt. Zudem
recherchierten wir bei Hollywood-Filmemachern, ob sie grundsätzlich ein 8-Bit
Log-Format ablehnen würden, auch wenn
das 10-Bit-Format als ideal angesehen
wird, dies war jedoch nicht der Fall.
Urisaka: Uns wurde gesagt, dass man das
Canon Log Filmmaterial so verwenden kann,
wie es ist und wie man es sieht. Die Philosophie unseres Konzepts basierte jedoch nicht
darauf, nur das zu liefern, was man sieht.
Unser Fokus lag bei der Entwicklung in der
bestmöglichen Datenefzienz und der efzienten Datenspeicherung im 8-Bit Format.
Dass man also das Filmmaterial genau so
verwenden kann, wie man es sieht, ist ein
konsequentes Ergebnis dieses Prozesses.
Fortsetzung >
9
> Fortsetzung
Entwicklungsrelevante Punkte
Nakayama: Den größten Augenmerk
richteten wir darauf, sichtbare Kanten an
den Farbübergängen im 8-Bit Log-Format
zu vermeiden. Solche Übergänge sind bei
einer Filmkamera nicht zu tolerieren. Es
war uns aber in der Praxis nicht klar, was
professionelle Anwender dagegen unternehmen und welche Anpassungen sie
vornehmen. Wir hatten nicht genügend
Erfahrung, selbst Entscheidungen zu treffen
und baten einige Pro-Filmer, uns zu helfen
und Colour Grading Tests vorzunehmen.
Urisaka: Die Entwicklungsprozesse zur
Optimierung von Farbübergängen waren
etwas schwierig, da wir die Ergebnisse
deutlich strenger beurteilten als bei der
Entwicklung früherer Filmkameras. Auch
hinsichtlich der Entwicklungsvorgabe
nahm dieser Aspekt viel Zeit in Anspruch.
Log und RAW Format
Nakayama: Es funktioniert, ohne dass
man sagen kann, dass das Log-Format ein
geringeres Datenvolumen als das RAWFormat hat. Bei RAW-Dateien besteht nicht
die Notwendigkeit, die unterschiedliche
Datenefzienz den verschiedenen Bereichen, vom Anfang bis zum Ende zuzuordnen. Da jedoch beim Log-Format eine
Datenzuordnung zu den Bereichen erfolgt,
in denen sie am meisten benötigt werden,
spielt dies, nach meiner Vorstellung in
dieser Beziehung eine untergeordnete Rolle.
Urisaka: Wie sehr das RAW-Format derzeit
beim Film-Dreh zum Einsatz kommt, war
für uns ebenfalls ein unbekannter Faktor.
Verglichen mit der Fotograe musste als
erstes ermittelt werden, wie das Problem
des enormen Datenvolumen von RAWFilmdaten zu lösen ist. Dann benötigt
man spezielle Software und Systeme, die
RAW-Daten verarbeiten. Als uns bewusst
wurde, wie komplex das Handling der
RAW-Daten ist, entschieden wir uns für die
Wahl des Log-Formats bei der EOS C300.
Canon Log – Ausbau des Leistungspotenzials der Cinema EOS Kameras
lijima: Cinema EOS Kameras wurden für die
einfache Handhabung am Set und für alle
Aufnahmeumgebungen und Aufnahme-
techniken entwickelt. Die Produkte sollten
für jeden Filmer und jedes Filmprojekt
geeignet sein: vom Kino für die ganz große
Leinwand, bei dem eine große Film-Crew
benötigt wird, über Kameraleute, die die
Einstellung von Bildwinkel, Nachführung
der Schärfe und weiterem vornehmen,
bis zur Ein-Mann-Bedienung, in der die
Filmkamera wie eine DSLR eingesetzt wird.
Ebenso war uns eine möglichst intuitive
Bedienung wichtig. Insgesamt gibt es vier
REC Start-/Stopp-Tasten, inklusive einer Taste
auf der Monitoreinheit, die so angeordnet
sind, dass auch mit großen Händen eine
einfache Bedienung möglich ist. In vielen
Tests stellten wir sicher, dass die Kameras
präzise mit vielen verschiedenen Objektiven
arbeiten, inklusive der FestbrennweitenObjektive anderer Hersteller. Wir integrierten
die Canon Log-Funktion, die das volle Potenzial der Cinema EOS Filmkameras entfaltet
und unserer Meinung nach hervorragende
Ergebnisse auf Spitzenniveau ermöglicht.
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