HDR - MAXCLL UND MAXFALL LIMITS
Statische Metadaten in HDR10 Videos mit einzubetten bietet mehrere Vorteile, aber auch Nachteile. So können statische Metadaten wie MaxCLL und MaxFALL das Bild in manchen Fällen sogar verschlechtern wenn man nicht auf bestimmte Punkte achtet. Ein Grund dafür sind sogenannte Ausreißer. Wenn bestimmte Bereiche, es reichen auch schon einzelne Pixel, über die Limits hinaus gehen, interpretiert der Bildschirm natürlich diese Bereiche (Pixel) und interpretiert das Bild dadurch falsch. Im Ergebnis wird das Bild also dunkler und schwächer als "geplant".
Bei der Analyse der Metadaten werden solche Ausreißer oft nicht richtig erkannt. Die Ursachen dafür sind sehr verschieden. Wir betrachten heute mit dem Ausreißern eine der Möglichkeiten.
URSACHEN
Wenn sogenannte Filter Overshoots (Überschwinger) auftreten können sehr schnell Artefakte auftreten. Die Ursache liegt in der nichtlinearen Reaktion der elektro-optischen Transfer-Funktion (EOTF), welche in der Perceptual Quantization (PQ) Ausreißer erzeugen.
Die verschiedenen Filter und Resizing Ratios haben ein unterschiedliches Überstchwingverhalten. So können manche Resizing Ratios eine Abweichung von +2% bis zu +10 % erzeugen. Vor allem lineare und kubische Filter erzeugen jedoch kaum solche Ausreißer. Allerdings haben einige Filter nicht so wünschenswerte Frequenzgang-Eigenschaften, und verursachen daher nicht selten solche Ausreißer.
Werden verlustbehaftete Mezzanine-Komprimierungen angewendet, wie z.B. bei JPEG 2000 und ProRes, dann werden selbst bei hohen Datenraten mitunter Ausreißer generiert. Gerade solche verlustbehafteten Komprimierungen können zu kleinen Änderungen der non-linearen PQ-Werte führen, es entstehen Pixel welche die Limits (MaxCLL und MaxFALL) überschreiten. Schuld sind die Dekodieralgorithmen, welche durch die Dekodierung erst eben genau diese Ausreißer Pixel erzeugen. Und genau deshalb sollte bei HDR eher eine mathematisch verlustfreie Komprimierung angewendet werden!
LÖSUNGSANSÄTZE
Arbeitet man im Non-Colormanaged Mode (DaVinci YRGB) und setzt den Resize-Filter auf Custom, kann man zwischen 11 Möglichkeiten auswählen.
Im Color RCM2 kann man immerhin auch noch zwischen 6 verschiedenen Möglichkeiten wählen. Hier empfiehlt es sich den Mode "Linear - Tone Mapped" zu wählen die Wahrscheinlichkeit Ausreißer zu erzeugen zu minimieren.
In unseren HDR Kursen weisen wir deshalb bereits schon immer auf den notwendigen Head Space hin und empfehlen die Specular Highlights nicht bis 1000 nits "hoch zu ziehen", sondern genügend Platz für Ausreißer zu lassen. Wir empfehlen auch bestimmte Werte für bestimmte Szenarien und erklären natürlich auch warum man in HDR beispielsweise nicht crashen sollte und wo Skin Tones einzuordnen sind.
Schlussendlich sollte man sich auf alle Fälle am Ende das Metadaten Dokument ansehen, nicht umsonst weist Dolby Vision ausdrücklich darauf hin, doch leider erreichen solche Informationen normale User oft nicht. Deshalb bieten wir zukünftig in unseren HDR Masterclasses besonders für solche Fallstricke einen extra Slot an.