Rango Legal Vs Rango Extendido

Como esta semana estoy un poco perezoso para escribir un post, os dejo aqui un articulo que hice hace un par de años para la revista española «Cameraman«. Espero que le encontreis utilidad algunos y entendais porque, a veces  vuestras imagenes  se no se ven como las habeis visto en rodaje o en la Corrección de color.

Introducción

 En algunas ocasiones, ocurre, que viendo nuestras imagenes correctamente expuestas en set, postproducción, etc.. Estas acaban viéndose sobrexpuestas o “clipeadas” en televisión, alteradas de contraste o con colores inadecuados. Aunque, en muchas ocasiones, pensamos que estos problemas provienen de un mal ajuste de emisión, no siempre es así, pues puede tratarse de una mala copia de nuestro master a otro formato, un error en postproducción o incluso un setting mal usado el mismo dia de rodaje. En todos estos casos no se ha tenido en cuenta el concepto de Rango Legal y Rango Extendido para TV.

 ¿Imágenes Clipeadas ?

 La mayoría de salidas de vídeo que encontramos en cámaras digitales, se ajustan a normas legales de emisión, por lo que, al visionarlas sobre monitor o un forma de onda, estas imagenes grabadas, coinciden exactamente con lo que vimos en set y con lo que esperamos ver en emisión de TV, en un Dvd,etc…

En otras ocasiones y dependiendo del fabricante, estas salidas se pueden ajustar fuera del rango legal de vídeo, de forma, que nos permiten ver o grabar,una gradación tonal más ajustada a lo que la cámara está capturando en realidad. Esto es interesante cuando queremos tener un mayor control de la exposición y no queremos pagar el peaje que supone la reducción o pérdida de señal de una hipotética emisión analógica.

Al hacer esto, vamos a contar con algunos niveles de brillo extra- dentro del mismo rango dinámico-, pero a su vez, sino entendemos lo que se está haciendo, puede llegar a condicionar que nuestra imagen acabe clipeada y no tenga nada que ver con lo que estabamos viendo en set o durante la corrección de color.

Por todo ello, es muy importante que durante todo el proceso de creación cinematográfica, todas las partes implicadas entiendan el concepto que supone trabajar fuera de la norma legal de vídeo. Este tipo de ajuste, no depende sólo de un técnico Hd, ayudante de cámara o Director de fotografía, sino que puede estar condicionado al tipo de

Codec , grabador usado, monitorización y toda la parte de postproducción implicada.

Paisaje ( 110% Ext.Range) Previo a pasar a nivel Legal

Paisaje Clipeado 10%. A 100% de nivel video en Legal Range de Tv

 Introducción Técnica al rango legal y extendido

 La señal útil del vídeo analógico(luminancia) viene limitada por dos valores de referencia, uno para el negro o base y otro para el blanco puro. Aunque historicamente, en Europa se han utilizado voltios como unidad de medición, actualmente usamos las unidades IRE.0 IRE, para el negro (pedestal) y 100 IRE, que se corresponde al limite para el blanco con detalle.

 Cuando convertimos las ondas de amplitud analógica en una señal digital (o discreta), obtenemos una serie de valores codificados entre el negro y blanco, que pasan por diversos tonos de gris. Así, en un sistema de 8 bits, convertidos de RGB a señal de componentes (YUV) contamos con 16-235 valores de gris digitalizados. Si los usamos mediante una curva o Lut dentro de la señal analógica y los analizamos en un monitor de forma de onda, estos valores se distribuiran en un rango, “pico a pico”, de 0 a 100 IRE. El valor 16, sería 0 IRE correspondiéndose con el negro absoluto o pedestal, mientras que el valor 235, blanco puro, se correspondería a 100 IRE. Podemos decir, que estos valores están comprendidos dentro del “rango legal” de vídeo.

 Actualmente para captación y grabación en cine digital usamos el sistema de RGB a 10 bit, donde encontramos codificados más valores extra; En concreto 0-1023 entre negro y blanco.

 Dentro de la opcion de menu, Output range (via Dual Link o single Link) de Alexa o D21, encontramos los rangos legal y Extended. Siempre vamos a grabar la totalidad del rango dinámico que nos dan estas salidas sin compresion a 10 bit, aunque si grabamos o monitorizaros usando el setting “Normal Range” la señal, va a usar valores comprendidos entre 64 a 940, quedando representados entre 0 y 100 IRE ( 0IRE = 64 para negro , 100 IRE= 940 para blanco).

 

La distribucion de la señal de vídeo y consecuentemente la latitud, se van a «meter», dentro de los márgenes 100 IRE de vídeo legal, con lo que vamos a ver y grabar menos información de valores de grises sobre nuestro monitor, u osciloscopio, independientemente de la curva usada, ya sea Log o Lineal.

 Si nos decidimos por usar “Extended Range”, vamos a usar 4 – 1019 valores “mapeados” dentro de la señal analógica de la siguiente forma: -10 IRE= 4IRE para negro y 110 IRE= 1019 blanco. Haciendo esto, vamos a tener un poco más de margen para ajustar nuestros niveles en postproducción y “más espacio” en el techo de la señal para que no nos clipeen los blancos.

 Como podemos observar en este gráfico de la D20, en un rango legal, una correcta exposición de las altas luces, estará representada sin llegar al nivel 100 IRE, asegurarandonos una imagen correcta dentro de los márgenes de seguridad broadcast de vídeo. En cambio, en un rango extendido, conseguimos un 20% más de margen (-10IRE a 110 IRE), para que nuestras altas luces no se saturen y el nivel de negro tenga mayor amplitud. Si no se tiene en cuenta esto en postproducción, o bien, nuestro equipo de grabación no soporta este “Rango extendido”, ese margen, junto con el extra de información de altas luces, desaparecerá en cuanto apliquen el limitador o recorte de blancos en emisión (White Clip), al 100 IRE, para adecuarse dentro del rango legal de vídeo. Asimismo, también podemos encontrar problemas al hacer un conformado a otro archivo que no soporte un rango extendido, Dvd, …si esto no se tiene en cuenta.

 

Resumiendo, el rango legal, hace referencia al “mapeado” de la señal dentro de los margenes de seguridad broadcast, mientras que el rango extendido excede estos margenes de seguridad para conservar más detalle. Un simil, bien podría ser el uso entre una curva Lineal 709 o Log. La 709 tiene menor latitud pero no vamos a tener problemas a la hora de emitirla y reproducirla correctamente en TV, en cuanto que con una Log-C o Log-S, vamos a tener que trabajarla para que se adapte al contraste típico de la señal 8 bit analógica de TV en su rango legal.

Consideraciones con el equipo

 Esta decisiónes no sólo son una cuestión puramente de entendimiento y ajuste de cámara, pues van a estar condicionadas también, por el tipo de grabador que usemos e incluso el tipo de monitor de referencia durante el rodaje. Aún exponiendo correctamente en “Extended range” podemos encontrarnos en postproducción con una señal clipeada o quemada, debido a limitaciones de equipo, falta del correspondiente hardware o un simple mal ajuste técnico. Esto se debe en parte, a que muchos monitores, grabadores y codecs, trabajan con flujos de trabajo entre 8 y 10 bits, con submuestreo de croma a 4:2:2 , y no todos, aceptan un rango ilegal o “Extended”.

Por todo ello, hay que tener mucho cuidado a la hora de usar este setting en el menu de cámara, pues puede derivar en que el producto final no se ajuste a las condiciones de exposición y visionado del dia de rodaje o durante la corrección de color. Normalmente, “Normal Range”, es la opción ideal con grabadores que sólo admiten 4:2:2 via single Link, y que por lo tanto no aceptan un rango extendido. ARRIdigital, recomienda chequear que el grabador con el que trabajemos, soporte el rango “Extended”, ya que si ajustamos la cámara así, y el grabador sólo soporta el modo “Normal”, podemos encontrarnos con las imagenes clipeadas, aún viéndolas correctamente en el monitor o el WFM. No vale la pena jugarse una imagen clipeada, para tener unos cuantos valores más de información sino tenemos claro cuál va a ser el workflow a seguir, con que maquinas se va a trabajar o cuál va a ser nuestro destino final del producto.

 En esta tabla de arridigital, se pueden ver los grabadores que soportan el rango “Legal o Extended” ;

 

 En el caso de trabajar en Apple ProRes mediante tarjetas SxS o P2 con la D21, Apple especifica claramente que ProRes Quicktime, es “Legal Range”, por lo que puede producirse clipeo en programas como FCP si se usa el extendido. Aun así, sería posible hacer una conversión de los datos en rango extendido con aplicaciones como el mismo FCP, Nuke, Baselight o Avid MC5. Estas aplicaciones son capaces de leer todos los datos codificados, aún tratándose de un rango Full / Extendido. Si se trabaja con Quicktime Player, Smoke, After Effects o Shake vamos a encontrarnos con problemas, pues es probable que se descarte aquella información que está codificada fuera de la señal legal ( 5-1019 a 64-940 valores)

 Apuntes

 -El rango extendido es ideal para conseguir un mejor control sobre las altas luces y detalle de nuestras imagenes. Es la mejor opción cuando vamos a acabar en 35mm, aunque está indicado para otro tipo de producciones (publicitarias, videoclip,..) Siempre y cuando, trabajemos con garantias en toda la cadena de creación de nuestro proyecto.

 -En cámaras de HD “Procesadas” encontramos el “White Clip”, el cuál podemos ajustarlo por encima del nivel legal y situarlo en torno a 110 IRE, dándonos mayor margen para nuestras altas luces. Si no se resitua lo grabado dentro de un rango normal de vídeo, lo que habiamos ganado lo perderemos. Está directamente relacionado con el “Extended Range” de Alexa o D21.

 -Podemos grabar la señal en cámara “Extended range” mientras estamos viendo un monitor en “Legal range”. Si el monitor que tenemos no acepta 10 bits, (cinetal , Sony Bvm-L230 si lo hacen), y “tan sólo” es de 8 bits, podemos encontrarnos con problemas similares.

 -Cuando trabajamos Onboard, con Prores sobre tarjetas SxS en Alexa, lo hacemos en rango legal o normal, ya que está es la especificación de Apple sobre su codec. La elección de rango, es exclusivamente sobre la salida REC OUT.

En cuanto a la salida MON OUT, es exclusivamente “Normal Range” , con clipeo a 100 IRE, para asegurar asi, la compatibilidad de cualquier monitor en rodaje. Por lo tanto, cuidado con darle la misma prioridad de exposición a una y otra salida según para que la estemos usando.

 -Habiendo grabado en rango extendido, siempre vamos a poder volver atrás y recuperar el material sin necesidad de clipear, mediante una sencilla compresión de los datos a rango legal nuevamente. El problema viene, cuando esto no se detecta y es demasiado tarde, habiendo entregado al cliente el material, emitido o proyectado de forma inadecuada.

 -En el caso de trabajar en “Extended Range”, es recomendable fijarse en el WFM siempre y no en el monitor de rodaje, pues puede darse el caso de que estemos grabando en extended pero el monitor no sea capaz de enseñarnos todo el detalle en las altas luces y negros. También en estos casos es posible usar un limitador de señal o un generador de Luts entre cámara y el monitor para verlo correctamente.

Gabi Garcia  (ACTV)

Foquista especializado en Cine Digital