Esta es la primera parte de un artículo compuesto de dos partes, donde hablamos de technical grading en visual effects.

Color correction vs color grading

Lo primero que necesitamos aclarar es la diferencia entre color correction (o tech grading) y color grading.

Color grading, son correcciones de color y luminosidad que realizamos a un footage o render basado puramente en conceptos subjetivos. Para crear drama, por razones estéticas, etc. Lo único que nos importa es la apariencia visual, no los valores de la imagen.

Color correction o tech grading, es el proceso mediante el cual corregimos el color/luminosidad de una imagen con respecto a otra, con el menor número de errores (valores matemáticos). La imagen de referencia que utilizamos para realizar el tech grading tiene unos valores conocidos, de ahí que se llame referencia, y generalmente estos valores vendrán dados por un Macbeth Chart color checker capturado bajo unas condiciones lumínicas conocidas.

También incluye el proceso de linearización, necesario para trabajar en visual effects, ya que los motores de render trabajan siempre de forma linear, además, de que la luz en el mundo real también se comporta de forma linear. Generalmente los plates de cine, o las fotografías provienen de una cámara que no ha sido calibrada de forma rediométrica, por lo tanto, no son lineares. ¿Por qué? Básicamente porque un footage linearizado no es bonito, además de que el ojo humano no percibe la luz de forma linear. Por lo tanto necesitamos linearizar todo el footage antes de continuar en un pipeline de VFX. Es indispensable que todo el material que utilizamos en un proyecto de VFX viva bajo el mismo contexto.

¿Cómo funciona?

Tenemos que leer cada color swatch del Macbeth Chart en la referencia y sus equivalentes en el footage donde necesitamos realizar el tech grading. Mediante sustracciones y adiciones los valores del destino se corrigen para acercarse lo máximo posible a los valores de la referencia. Las matemáticas son lineares (2+2=4) así que el footage necesita ser linear. Si no lo es, tenemos que linearizarlo antes.

Un render siempre es linear y con primarios sRGB. El footage de una cámara de vídeo/fotos no suele ser así. Como decíamos antes, la razón es que un footage linear no es bonito, pero linear es lo que necesitamos para que las matemáticas funcionen. En este estado no nos importa que el footage sea bonito o no, nos importan sus valores numéricos. Renders y footage han de vivir bajo el mismo contexto (linear) para que la composición tenga éxito.

Es importante tener en cuenta, que este proceso (linearising + tech grading) no es perfecto, siempre se generan algún tipo de errores numéricos, aunque intentamos que sean los mínimos posibles. Siempre hay espacio para eye-balling a posteriori.

¿Como se lineariza una imagen?

Necesitas tener puntos conocidos en el footage, y probablemente nada viene mejor que los grey swatches de un Macbeth Chart. Esos swatches van a devolver prácticamente toda la luz rebotada entre 380nm y 780nm. Con esto quiero decir que una fuente lumínica blanca, después de impactar en un swatch neutral grey, va a devolver prácticamente la misma luz hacia nuestros ojos (o sensor de cámara). Como estos swatches son neutrales, la luz no se va a tintar del color de su superficie.

En este punto conocemos los valores de esos neutral swatches en la vida real y también los valores que tiene en el footage. En Nuke, podemos fácilmente mediante color lookups mapear los valores del footage para que tengan los valores que deberían de tener en el mundo real.

Con los 6 swatches grises deberíamos de tener más que suficiente. Puede que algunas características del footage, como el grano, causen problemas de vez en cuando, pero en general, con los 6 neutral grey swatches deberíamos de ser capaces de linearizar el plate. Otro problema es que generalmente no conocemos las fuentes lumínicas que impactan en los swatches del Macbeth Chart, pero esto es algo con lo que tenemos que vivir, de ahí que siempre haya espacio para eye-balling.

¿Cómo se realiza el white balance?

Una vez el footage ha sido linearizado, necesitamos un color matrix para ecualizar los valores de nuestro Macbeth Chart acorde con los valores del mundo físico, o con cualquier otro valor que sea nuestra referencia de color.

Una vez la linearización y el white balance han sido realizado al plate con Macbeth Charts, basta con crear clones y aplicarlos al resto de footage filmado con las mismas características lumínicas y de cámara. También hay que aplicar todos los ajustes a las referencias lumínicas (esferas). Cualquier material filmado y fotográfico ha de vivir bajo el mismo contexto.

¿Y luego qué?

Una vez todo el footage y referencias han pasado por el tech grading, lo siguiente que debemos corregir son los HDRIs que utilizaremos para lighting y look-dev. El proceso es el mismo que con el footage. Aunque trabajaremos con un mayor rango dinámico.

Cuando tengamos todo el material viviendo bajo el mismo contexto, ya estaremos preparados para continuar nuestro trabajo tanto en 3D como en 2D.

Una parte muy importante a tener en cuenta, es que el tech grading ha de ser revertido en compositing. Los compositores generalmente trabajan con source plates o graded plates, no con los plates que nosotros hemos generado tech grading. Así que los compositores necesitarán revertir nuestro tech grading para aplicarlo a nuestros renders 3D. De esta forma todo el material footage y 3D volverá a vivir bajo el contexto en el que fue creado por el DP.

Información adicional

¿Dónde puedo encontrar los valores del mundo físico con los que comparar mis Macbeth Chart de mi footage?

Aquí: http://www.babelcolor.com/colorchecker.htm#xl_CCP1_NewSpecifications
Aunque si quieres ahorrarte trabajo, en lugar de construir tu propio matrix en Nuke, puedes descargarte gratuitamente el gizmo mmColorTarget aquí: http://www.nukepedia.com/gizmos/colour/mmcolortarget

Para la linearización, estaría bien tener los valores de los grey swatches

Aquí los tienes.
Los valores lineares son aproximadamente 3%, 8.5%, 19%, 35%, 58% y 91% reflectance of the light. Traducido a valores RGB seria 0.031, 0.086, 0.187, 0.35, 0.57, 0.91

Ten en cuenta que el valor del neutral grey mid point es 18% y no 45-50% como seguramente pensabas. Esto es porque la medición es radiométrica, y los humanos no percibimos la luz de forma linear (aunque lo sea). Así que cuando necesites crear por ejemplo una esfera gris digital, su valor RGB no sera 0.5 si no 0.18

En la segunda parte de este artículo, haremos un ejemplo práctico.

Nota: Este post contiene información exclusiva para los miembros de elephant vfx pro.

La ingestión y el output de footage es una labor que ha de realizarse de forma correcta para no perder ningún tipo de información de color e iluminación. Es muy importante que el footage que llega de editorial salga exactamente con las mismas características de latitud hacia la sala de DI (digital intermediate). En los grandes facilities de VFX y grandes producciones, esta tarea puede ser bastante compleja en ciertas ocasiones, debido a los complicados sistemas de gestión de color que podemos llegar a utilizar.

Paso a explicar como podemos realizar esta labor de forma adecuada en lo que llamaríamos un pipeline de color simple, o independiente. Es decir, la forma más común con la que generalmente trabajan boutiques de VFX, freelancers o simplemente, pipelines de color no demasiado complejos.

En la imagen de arriba, utilizada durante la explicación del vídeo, explico de forma rápida como funcionan los distintos modelos de cámaras RED. El footage generalmente oscila entre diferentes resoluciones, desde 4k hasta 8k.
Los sensores, CMOS que siempre trabajan de forma linear, si, como cualquier motor de render. Y del mismo modo, necesitamos una transformacion de color y su correspondiente gamma para visualizar el footage de forma adecuada en la mayoria de monitores y dispositivos.

Las camaras RED tienen su propio color management llamado RED color y su propia gamma llamada RED gamma. Tambien puedes optar por espacios de color comunes como sRGB o rec709 con sus gammas correspondientes a 2.2 o 1.8

Lo primero es converir el footage a un formato estandard. Generalmente vamos a trabajar con .dpx comun en cualquier facility y cualquier software.
REDCineXpro es el software (gratuito) con el que puedes realizar todo tipo de conversiones. Tambien puedes realizar trabajos de edicion, color grading, etc. Generalmente vamos a utilizarlo solo para epxortar el footage a .dpx
En las opciones de color, podras ver el espacio de color y gamma con el que ha sido rodado el footage. Conviene cambiar el gamma a redLogFilm, siendo log un estandard neutro, perfecto para color grading. Seria lo mismo que utilizar el nodo log2lin en Nuke.
Exporta como .dpx

La forma correcta de importar el footage en Nuke es como log, es decir, color space cineon en el nodo read.
Para visualizarlo correctamente, utilizamos un transformacion de color sRGB o rec709. O por supuesto, un LUT enviado desde la sala de DI (lo mas comun).

En Nuke realizamos el trabajo de VFX que necesitemos, bien sea composicion 3D, clean up, etc.
En este caso, he hecho un clean up de nieve de forma muy rapida.
Una vez terminado el trabajo, basta con escribir lin sRGB-log (cineon) como .dpx utilizando la misma profundidad que el footage original.

En este punto deberiamos de ser capaces de enviar el restultado de nuestro trabao de vuelta a editorial o DI, donde podran aplicar cualquier color grading en el que hayan estado trabajando, puesto que nuestro footage tendra exactamente las mismas cualidades que antes de salir de DI, excepto los aniadidos VFX claro.
Para ilustrar esto, voy a importar el nuevo footage en Adobe SpeedGrade, que bien no es una sala de DI con Baselight o Resolve. Donde el input sera Cineon/Log y la transformacion de color sRBG para ver el footage igual que en Nuke, que en este punto, todavia es neutro.

A partir de ahora podemos tomar cualquier decisión creativa en cuanto a color se refiere. En este ejemplo simplemente estoy aplicando un LUT previamente creado.
En cualquier momento podemos desactivar el color grading y enviar un nuevo edit al facility de VFX, y siempre estaremos trabajando de forma neutra. Tambien podemos enviarles nuestro color grading en forma de LUT para que ellos puedan aplicarlo en los respectivos software de 3D y 2D, siempre de forma no destructiva, claro.

Es importante tener en cuenta, que para generar un LUT de forma apropiada, desde VFX necesitamos enviar un CMS pattern a DI para que nos generar el archivo LUT.

En Nuke, basta con crear un nodo CMS pattern, que tiene unos valores conocidos. Ellos aplicarán su color grading a este pattern, y la diferencia en valores sera el LUT, que posteriormente podemos aplicar a nuestro footage.

Del mismo modo nosotros mismo podemos generar nuestros propios LUTs en Nuke, concatenando cuantos color gradings o color corrections necesitemos, y escribiendo el resultado en un nodo write generate LUT. Podemos expandir esto en un futuro.

Los miembros de elephant vfx pro podéis acceder a un vídeo de mas de 30 minutos donde explico todo esto de forma detallada.