فيلمبرداري در حالت لاگ چيست و چه تاثيري در كيفيت نهايي دارد

پروفايل‌هاي تصويربرداري لاگ (لگاريتميك) يكي از جذاب‌ترين و البته متخصصدي‌ترين قابليت دوربين‌ فيلمبرداري حرفه‌اي است كه آزادي عمل بسياري به متخصصان در ضبط كليپ‌هاي مورد انديشه متخصصين خود مي‌دهد. اين قابليت كه پيش‌تر تنها در دوربين‌هاي فيلمبرداري سينمايي با برچسب‌هاي ارزشي چند ده هزار دلاري يافت مي‌شد، به آهستگي راه خود را به انواع ارزان‌تر پيدا كرد و در حال حاضر نه تنها محصولاتي مانند سري C كانن، FS سوني و EVA1 پاناسونيك از آن بهره مي‌برند، بلكه دوربين‌هاي بدون آينه كوچك‌تر مانند پاناسونيك GH5 و GH5S نيز اين قابليت را در اختيار متخصصان خود قرار مي‌دهند. 

به طور خلاصه فيلمبرداري با پروفايل‌هاي تصوير لاگ، گستره‌ي ديناميكي و جزئيات بيشتري را با تغيير ميزان نوردهي در تصوير، به ارمغان مي‌آورد.

براي آشنايي بهتر با عملكرد پروفايل‌هاي لاگ، در ابتدا لازم است تا با نحوه‌ي كدگذاري اطلاعات ديجيتالي در دوربين‌هاي فيلمبرداري آشنا شويد. پرتو‌هاي نور با عبور از لنز به سطح سنسور مي‌رسند و در قدم بعدي سنسور شدت نور دريافتي توسط هر پيكسل را به سيگنال الكتريكي تبديل مي‌كند. در ادامه مبدل آنالوگ به ديجيتال اقدام به تبديل سيگنال‌ها به داده‌هاي ديجيتالي مي‌كند كه توسط پردازنده كدگذاري و فشرده شده و در نهايت در حافظه‌ ذخيره مي‌شود. 

اگر اين دسته از ويديو‌ها براي نمايش در بازه‌ي گسترده‌اي از نمايشگر‌ها مناسب هستند، چرا بايد به سراغ پروفايل‌هاي لاگ رفت؟ در جواب اين سوال بايد گفت كه كه فيلمبرداري با پروفايل‌هاي تصوير خطي براي شرايط مختلف مناسب است؛ اما اين موضوع به معناي نبود محدوديت‌هاي گسترده‌ در اين روش از فيلمبرداري نيست. مرحله‌‌ي تبديل سيگنال‌ها از آنالوگ به ديجيتال توسط مبدل A/D، يكي از كليدي‌ترين فرايند‌هاي ساخت تصوير است. در اين بخش مي‌توان با نمودار ميزان نوردهي مشخصي، خروجي‌هاي متفاوتي دريافت كرد. در صورتي كه از نمودار خاصي در اين مرحله استفاده نشود، به اصطلاح فيلمبرداري با نوردهي خطي البته نكته مهمي در اين خصوص وجود دارد كه بايد در انديشه متخصصين داشته باشيد؛ در واقع ميزان نوردهي موجود در قاب براي بخش‌هاي مختلف آن به صورت يكسان نيست و بدين ترتيب مي‌توان گفت كه مقادير نوردهي پيش‌فرض خود به صورت لگاريتمي هستند. اما در صورتي كه از پروفايل‌هاي لاگ خاصي استفاده نشود، براي تمايز بهتر اين دسته از ويديو‌ها از واژه‌ي نوردهي خطي استفاده مي‌شود.

در فيلمبرداري متداول با نوردهي خطي، ولتاژ توليد شده از هر پيكسل بر اساس سطح خود، عددي بين ۰ تا ۲۵۵ را دريافت مي‌كند. هنگام ارسال اين ولتاژ‌ها به مبدل A/D، جريان الكتريسيته به صورت خطي تبديل به سيگنال ديجيتالي مي‌شود. اما اشكال بزرگ اين روش، محدوديت روشنايي به تنها ۲۵۶ سطح است كه بدين ترتيب فاصله‌ي زيادي با گستره‌ي ديناميكي عمق ۸ بيت دارد. براي درك بهتر نمودار زير را مشاهده كنيد:

در نمودار بالا داده نوردهي تصويري فرضي با عمق ۸ بيت را مشاهده مي‌كنيد كه در آن محور X به ۸ قسمت (به فرض ۸ استاپ گستره‌ي ديناميكي براي ساده‌سازي بهتر مساله) تبديل شده است. محور Y نيز ميزان روشنايي استاپ‌هاي مختلف را مشخص مي‌كند. با تصويربرداري خطي همانطور كه مشاهده مي‌كنيد ميزان نوردهي استاپ‌هاي مختلف به صورت خطي از ۰ تا ۲۵۵ تغيير مي‌كند. اما اشكال اصلي اينجاست كه بين استاپ هفتم و هشتم، شاهد اختلاف ۱۲۸ بيتي ميزان روشنايي هستيم؛ نصف عمق بيت تمام تصوير. براي استاپ‌هاي پايين‌تر نيز اين اختلاف ۵۲ و ۳۲ بيت خواهد بود. همانطور كه مشاهده مي‌كنيد، چهار استاپ پاييني عموما داده‌هاي بخش‌هاي تيره تصاوير را در بر دارند. حال در صورتي كه متخصصي نياز به جزئيات بيشتري در اين بخش داشته باشد و اقدام به بوست كردن داده‌ها كند، ماهيت ضبط خطي تصاوير منجر به ايجاد روشنايي بيش از حد در بخش مياني و بالايي (Mid & Highlight) تصاوير و هم‌چنين بروز گسترده‌ي نويز مي‌شود. 

در همين راستا و براي حل اشكال، پروفايل‌هاي لاگ وارد عمل مي‌شوند. اكنون و پس از توضيحات بالا كه درك بهتري از عملكرد الگوريتم‌هاي ضبط خطي تصاوير ايجاد شده است، درك چگونگي ساز‌و‌كار پروفايل‌هاي لاگ ساده‌تر خواهد بود. در اين حالت مبدل‌هاي A/D به جاي اعمال الگوريتم‌هاي خطي از نمودا‌ر‌هاي منحني شبه‌لگاريتمي بهره مي‌برند و ميزان نوردهي در استاپ‌هاي پاييني را افزايش مي‌دهند. بدين ترتيب بخش مياني و سايه‌ها (Mid & Shadows) نوردهي بيشتري را تجربه خواهند كرد. نمودار‌هاي لاگ حالتي مشابه نمودار زير دارند.

تصوير ابتدايي پروفايل لاگ (سمت راست) و تصوير ضبط شده در حالت عادي (سمت چپ)

اما اين تغيير در ميزان نوردهي بخش‌هاي مختلف تصوير، منجر به از بين رفتن جلوه‌ي طبيعي و زيبايي تصوير مي‌شود و حالتي رنگ‌و‌رو رفته به آن مي‌بخشد. به عنوان مثال در تصوير زير هر دو با يك دوربين ثبت شده‌اند. اما نمونه‌ي سمت چپ در حالت عادي (خطي) ثبت و تصوير سمت راست توسط پروفايل لاگ اصلاح شده است. همانگونه كه مشاهده مي‌كنيد در تصوير حالت پيش‌فرض تقريبا جزئياتي در بخش تاريك و سايه‌ها وجود ندارد و الگو و بافت چوب نيز با خوبي قابل مشاهده نيست. اما همانگونه كه در تصوير ضبط شده با پروفايل لاگ مشاهده مي‌شود، جزئيات بيشتري در سايه‌ها وجود دارد. بدين ترتيب و با وجود جزئيات مناسب در بخش‌هاي مختلف تصوير، دست متخصص براي نمايش موثرتر قاب خود باز‌تر خواهد بود. با پس‌پردازش و اصلاح رنگ‌ها در نرم‌افزار‌هاي مخصوص، تصوير نهايي به صورت زير خواهد بود.

تصوير نهايي پروفايل لاگ (سمت راست) و تصوير ضبط شده در حالت عادي (سمت چپ)

همانگونه كه مشاهده مي‌كنيد در تصوير نهايي در كنار حضور سطح بسيار بيشتري از جزئيات در سايه‌ها، ساير بخش‌هاي قاب نيز روشنايي و جزئيات مناسبي دارند و بدين ترتيب شاهد گستره‌ي ديناميكي بسيار خوبي در تصوير هستيم. البته بايد در انديشه متخصصين داشت كه عمليات پس‌پردازش ويديو‌هاي ضبط شده با پروفايل‌هاي لاگ، نياز به تخصص بالايي دارد و حتي پس از سال‌ها فعاليت در اين زمينه، متخصصان اين حوزه به روش و تكنيك‌هاي جديدي براي بهبود كيفيت نهايي تصاوير دست مي‌يابند. 

با اين كه تصويربرداري با پروفايل لاگ بهبود‌هاي گسترده‌اي را به همراه خواهد داشت، اما پروسه‌ي كلي ضبط تا پس‌پردازش و توليد ويديو‌ي نهايي زمان و پيچيدگي بيشتري را به همراه خواهند داشت. به عنوان مثال هنگام فيلمبرداري با پروفايل‌هاي لاگ نمي‌توان از ميزان نوردهي پيش‌فرض در حالت استاندارد استفاده كرد؛ دليل اين امر استفاده از نمودار‌هاي لگاريتمي براي افزايش ميزان نوردهي است و به همين دليل فيلمبرداران براي جلوگيري از نوردهي بيش از حد تصوير، بايد دقت بيشتري به خرج دهند. يكي از راه‌حل‌هاي موجود در اين بخش استفاده از حالت‌هاي مختلف LUT است تا به واسطه‌ي آن‌ها، فيلمبرداران حين تصويربرداري با پروفايل‌هاي لاگ در نمايشگر دوربين خود تصويري مشابه با حالت نهايي و پس‌پردازش شده را مشاهده كنند. قابليت‌هاي ديگري مانند هيستوگرام و نمودار Waveform نيز براي كمك بيشتر به متخصصان در اين بخش در دسترس است كه در مقاله‌اي جداگانه در اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران به تفصيل آن‌ها پرداخته خواهد شد.

توسعه‌ي پروفايل‌هاي لاگ امري بسيار پيچيده است و شركت‌هاي مطرح دنياي دوربين‌هاي فيلمبرداري هر يك از الگوريتم‌هاي منحصر به خود استفاده مي‌كنند. به عنوان مثال پاناسونيك در دوربين‌ سينمايي از پروفايل V-Log بهره مي‌برد و دوربين‌هاي لوميكس GH5 و GH5S اين شركت براي استفاده‌ي حرفه‌اي‌تر از نسخه‌ي سبك شده‌ي پروفايل مذكور با نام V-Log L‌ بهره مي‌برند. سوني نيز به عنوان يكي از نام‌هاي مطرح دنياي فيلمبرداري در دوربين‌هاي خود پروفايل لاگ S-Log را تعبيه كرده است. همچنين مي‌توان به C-Log، D-Log و F-Log اشاره كرد كه نام پروفايل‌هاي لاگ موجود در دوربين‌هاي كانن، DJI و فوجي‌فيلم است. همانند الگوريتم‌هاي پردازش رنگ و تصوير، نمودار‌هاي لاگ نيز تاثير زيادي در كيفيت نهايي تصوير دارند و شركت‌هاي مطرح در اين حوزه همواره به بهبود انواع اختصاصي خود مي‌پردازند.