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En finir avec le Blacker than black ?

Message » 26 Mai 2006 9:58

Bonjour,

Depuis longtemps, le débat sur l'affichage ou pas du "blacker than black" divise la communauté HTPCiste...


Petit rappel : la luminance du flux vidéo mpeg2 YUV est comprise entre 16 et 235. Y=16 est le noir de référence (celui des bandes noires présentes sur les DVD), Y=235 est le blanc. Seulement, pour accroitre la dynamique de l'image, les personnes qui encodent les DVD s'authorisent parfois à déborder dans les plages 0-15 et 236-255. On obtient alors des niveaux de luminance appelés "Blacker than black" (BTB) et "Whiter than white" (WTW).

Pendant le rendering vidéo, on constate selon les solutions adoptées (VMR9 ou Overlay & réglages brightness et contrast utilisés) deux modes de rendu possibles :

1) on mappe la plage 16-235 sur 0-255 : ce faisant, on perd le BTB et WTW mais le noir des barres noires des DVD est bien noir.

2) on mappe la plage 16-235 sur 16-235 : ce faisant, on peut afficher tout ce qu'il y a dans les zones BTB et WTW mais les barres noires deviennent grises (ie à 16) et l'image est souvent "délavée".

Personnellement, aucune de ces deux approches ne m'a jamais satisfait, même si j'ai toujours utilisé l'approche 1 jusqu'à présent (je suis en overlay).

Néanmoins, Ce qu'il faut bien comprendre, c'est qu'en ajustant les réglages de contrast et de brightness, on peut sans problème moduler l'affichage du BTB ou du WTW qu'on soit en (1) ou en (2) . Je l'ai déjà dit plusieurs fois par le passé, notamment pour détromper les personnes qui pensaient que le BTB est impossible à afficher en mode overlay.

Reste que jusqu'à maintenant, j'étais bloqué car je n'avais aucun moyen pour savoir s'il y avait ou pas des infos ds les zones BTB et WTW (ça varie selon les DVD) afin de pouvoir ajuster correctement le niveau de contrast et de brightness pour chaque DVD. Désormais cet outil existe grâce à KMP et à ffdshow.

Si pendant la lecture d'un DVD dans KMP (ds mon cas avec un décodeur externe), vous sélectionnez Video(Basic)/Rare Filters/Histogram, vous avez alors l'histogramme de la luminance du flux vidéo.

On peut également faire des captures de ce qui est *affiché* sur l'écran avec KMP grâce à l'option Capture/What you see -> Copy frame to clipboard. Il semble donc que KMP soit capable d'intercepter le flux vidéo généré par ffdshow AVANT l'étape de rendering. C'est très fort car cela marche même si on utilise l'overlay. Comme c'est mon cas, c'est comme cela que j'ai pu faire les snapshots qui suivent.

EDIT : le snapshot de KMP ne donne hélas pas la copie conforme de ce qui est affiché dans l'overlay lorsqu'il est attaqué en RGB : les dégradés de couleurs sont altérées ds les tons sombres et les noirs sont plus bouchés ds le snapshot que ds l'overlay

Personnellement, comme je m'en suis expliqué il y a déjà quelques temps, j'utilise l'output RGB32 de ffdshow pour attaquer l'overlay directo en RGB (afin de shinter les traitements YUV de l'overlay qui ont le mauvais goût de dégrader l'image). Ceci me permet d'avoir un renderer vidéo totalement neutre sans le flou du VMR9 qui m'énerve. Comme La conversion YUV -> RGB32 de FFDSHOW est un mapping 16-235 -> 0-255, mes captures avec KMP me donnent EXACTEMENT l'échelle de luminance affichée par l'overlay (puisque l'overlay ne modifie pas l'échelle de luminance en mode RGB).

EDIT : il convient de remplacer ds la phase précédente EXACTEMENT par APPROXIMATIVEMENT :wink:

Par exemple, voici ce que donne la mire THX avec le réglage par défaut de l'overlay (ne pas regarder les effets de bords en tout genre : j'ai dû mettre quelques options pas terribles pour le décodage afin de ne pas avoir un PC qui plante toutes les 30 sec. à cause des manip que je lui faisait subir avant chaque capture)

On remarque sur l'image que le BTB n'est pas affiché.

On remarque sur l'histogramme que le niveau de noir est à Y=16 (fond de l'image) et qu'il y a au bout une toute petite bosse à Y=235, vu qu'il y a très peu de pixel blanc ds l'image.

D'où 2 constatations :

- l'histogramme affiché ne correspond pas à l'image affichée !

l'histogramme affiche le contenu de la plage 16-235 AVANT mise à l'échelle de la luminance.
L'image capturée correspond à ce que j'obtiens APRES mise à l'échelle par la conv YUV->RGB32 qui mappe 16-235 sur 0-255.

- l'histogramme affiche la plage 16-235 mais ne semble pas afficher le contenu de la plage 0-15 car on **SAIT** que sur cette mire il y a du monde ds la zone 0-15 !!! too bad !

Bref, l'histogramme de KMP est MAL FICHU :( Ce comportement est peut être dû à mon utilisation particulière du couple ffdshow-overlay. Il conviendra de tester s'il en est de même avec d'autres modes de rendering.
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THX overlay Default.jpg
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Message » 26 Mai 2006 10:00

Maintenant, grâce au filtre "Picture properties" de ffdshow, je monte le brightness à 7.
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Picture properties.png
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Message » 26 Mai 2006 10:01

On constate alors sur l'image que le BTB devient visible. l'histogramme affiche maintenant le BTB à 16 et les zones anciennement à 16 sont décalées vers la droite et vont devenir grisée (fond de l'image).
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THX BTB.jpg
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Message » 26 Mai 2006 10:03

Parvenu à ce point, il faut s'interroger sur le pertinence de la fonction histogramme de KMP pour afficher ou pas les infos présentes ds le BTB et le WTW. D'après ce qu'on a vu plus haut, il semble que l'histo n'affiche pas ces infos avec brightness à 0. Mais en testant des films ayant du BTB et du WTW, il m'a semblé que l'histogramme affichait des données ds ces zones...

Comme tout cela manque cruellement de fiabilité, j'ai donc cherché du côté de ffdshow.

Le filtre "levels" de ffdshow permet d'afficher un histogramme. C'est l'histogramme de la luminance du flux YUV qui arrive ds ffdshow via le décodeur mpeg2.

Par défaut, l'axe des abscisses est l'intervalle 16-235.

Si on coche "Full Range", on obtient l'intervalle 0-255, et on peut donc visualiser les données présentes dans le BTB et le WTW.

Le seul problème, c'est qu'on y voit rien à cause des échelles utilisées !!!

Néanmoins, il y a une solution pour y remédier :wink:
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Message » 26 Mai 2006 10:04

Il suffit de choisir dans "Mode" l'option "curve" à la place de "original".

Dieu que c'est beau :)

On peut même modifier la courbe de luminance et ajoutant autant de point qu'on veut et en les déplaçant. Idéal pour régler le gamma récalcitrant d'un projo si on possède une sonde :) :) :)

Par contre, pour enlever des points, je n'ai rien trouvé de mieux qu'un clic sur l'option "Reset"... On peut aussi récupérer des courbes de luminance depuis Photoshop.

J'ai aussi oublié de préciser l'histogramme s'affiche en temps réel même si le filtre n'est pas actif :)
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Message » 26 Mai 2006 10:05

Voici ce que donne la mire THX avec les réglages par défaut de l'overlay (BTB non visible). J'ai matérialisé 16 et 235 par deux points sur la courbe.

On voit bien qu'il y a du monde dans [0-15]. C'est l'info qui va être perdue à cause du mapping 16-235 -> 0-255 de la conv YUV->RGB32 de ffdshow. Tout ce qui est en dessous de 16 apparaitra indistinctement noir (L=0) après le mapping.
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Message » 26 Mai 2006 10:08

Voici ce que donne la mire THX avec brightness à 7 (BTB visible).

Tout rentre dans l'ordre : le BTB est translaté dans l'intervalle 16-235 et va s'afficher après le mapping 16-235 -> 0-255

Le problème, c'est que le blanc est AUSSI translaté et qu'il se retrouve dans le WTW ! C'est un fait connu : la remontée du brightness engendre une légère solarisation. Pour y remédier, il faut également toucher au contraste.
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Mire THX - Brightness = 7.png
Mire THX - Brightness = 7.png (12.55 Kio) Vu 5427 fois
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Message » 26 Mai 2006 10:10

En mettant en plus contrast = 124, tout rentre dans l'ordre :)
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Mire THX - Brightness = 7 - contrast = 124.png
Mire THX - Brightness = 7 - contrast = 124.png (12.72 Kio) Vu 5422 fois
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Message » 26 Mai 2006 10:11

Voyons maintenant ce que cela donne si on règle un vrai DVD.

J'ai pris ici "Le Village Z2" qui a beaucoup de BTB et de WTW.
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Message » 26 Mai 2006 10:11

Voici un histo de la scène de l'enterrement au début du film. Brightness est à 0 dans le filtre "Pictures Properties" de ffdshow.

On voit clairement qu'il y a du monde dans le BTB.
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Message » 26 Mai 2006 10:13

Voici un histo à peut près au même moment avec brightness à 4. Une bonne partie du BTB a été translaté ds 16-235 et va donc s'afficher. Les noirs (anciennement à 16) vont rester "noirs" grâce au brightness pas trop élevé : c'est un bon compromis.
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Message » 26 Mai 2006 10:15

Voyons maintenant ce que cela donne sur une scène dont voici l'histo avec brightness = 0 : il y a (un peu) de BTB et (un peu) de WTW à cet instant là.
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Village1 - réglage par défaut.png
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Message » 26 Mai 2006 10:16

La scène en question avec Brightness à 0. On peut constater au passage la mauvaise qualité du DVD malgré tous les filtres qui tournent pour améliorer le rendu.
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Village1 - brightness = 0.jpg
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Message » 26 Mai 2006 10:19

Environ le même instant avec Brightness à 4. Avec un diffuseur correctement calibré, si on switch entre les deux images avec Irfanview (prenez le temps de le faire, c'est intéressant) et qu'on regarde les zones sombres, on se rend compte que l'une est bouchée et l'autre pas :) . Et c'est encore plus vrai sur les scènes sombres ou de nuit de ce film (qui sont très nombreuses). Donc afficher le BTB est impératif sur ce DVD.
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Village2 - brightness = 4.jpg
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Message » 26 Mai 2006 10:20

Evidemment, on peut tenir le même raisonnement avec le WTW. Si on veut afficher totalement le WTW avec ce DVD, il faut mettre le contrast à 120 au lieu de 128 par défaut.

Néanmoins, si on regarde les fenêtres en haut à droite, on voit bien apparaitre des artefacts de EE (Edge Enhancement). En fait, la surmodulation du WTW est dûe aux filtres de EE qui ont été appliqué sur ce DVD pendant la phase d'encodage. Donc, dans ce cas, on a vraiment pas intérêt à afficher la totalité du WTW. Contrast > 120 sera ainsi un bien meilleur choix.
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Village3 - Brightness = 4 - contrast = 120.jpg
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