Das Licht, das Leben und alles
Farbkorrektur unter der Haube
Vorwort
Dieser Text ist kein Tutorial, ich werde nicht erklären wie man das Grass grüner und den Himmel blauer bekommt, ich werde auch nicht auf die Bedienung einer speziellen Software eingehen. Dieser Text dient dem allgemeinen Verständnis von Farbkorrektur. Es geht nicht um die Frage wie mache ich etwas, sondern wie funktioniert es oder wie ist die zugrundeliegende Mechanik. Wer ab und zu mal seine Gesichtsfarbe auffrischen möchte ist hier definitiv falsch.
Intro
Farbe gibt es nicht! Ich weiß, ist ein Schocker. Es gibt nur Licht, und das gibt es in verschiedenen Wellenlängen und die Wellen gibt es in verschiedenen Amplituden.
Schocker Nr.2 – Licht funktioniert ausschließlich linear, Monitore (oder Projektoren) sind nicht linear.
Schocker Nr.3 – RGB ist 3-mal Schwarzweis (Licht) multipliziert mit der einer (festen) Wellenlänge und aufeinander addiert
Schocker Nr.4 – Farbkorrektur ist ausschließlich Mathematik
Ich weiß, das ist ätzend aber komm damit klar.
Wie funktioniert Licht?
Licht ist unsichtbar, was ich sehe ist eine Reflektion des Lichts aber nicht das Licht selbst.
Licht ist eine Welle und eine Welle kann man bekanntlich in ihrer Länge ändern. Werfe ich einen Stein ins Wasser ändert sich die Welle, wenn sie auf das Ufer (oder einen Gegenstand trifft). Aber auch wenn die Welle keinen Gegenstand trifft ändert sie sich, und zwar nicht in ihrer Länge aber in ihrer Amplitude (die Wellen werden flacher).
Für Koloristen existiert weder Quantenphysik noch Schrödingers Katze, für uns ist Licht immer Welle und niemals Teilchen. Die Katze lebt also (für YouTuber sollte das eine gute Nachricht sein).
Aus dem gerade gelernten ergeben sich natürlich zwei direkte Fragen
#1 – Wie verändert sich die Amplitude?
#2 – Wie verhalten sich Wellen, wenn sie aufeinandertreffen?
Die Amplitude Reflektion fällt mit steigender Entfernung quadratisch ab, allerdings nur der Reflektion nicht des Lichts selbst. Das ist etwas unsäglich und daher ein Beispiel:
Bei doppelter Entfernung habe ich nur noch ein 4tel der reflektierten Energie bei 4-facher Entfernung nur noch ein 16tel, 8-64 usw., aber die Entfernung vom Reflektionspunkt zu mir hat keinen Einfluss (zumindest im Vakuum, das wir nicht im Vakuum leben sehen wir später).
Aufeinandertreffende Wellen addieren sich Grundsätzlich. Natürlich kann eine Welle die genau gleiche Frequenz haben und exakt 180 Grad verschoben sein, was zu einer kompletten Auslöschung (Neutralisation) beider Wellen führen würde, es ist dennoch eine Addition, weil eine Welle in Referenz zur zweiten zwar die gleiche Amplitude aber mit negativem Vorzeichen hat. Eine Welle ist kein Betrag, sie hat immer eine Richtung, das ist die Natur einer Welle. Die Amplitude ist nicht der Betrag zwischen Hoch und Tief, sondern die Differenz zur Ruhelage.
Warum ist das für die Videobearbeitung wichtig?
Weil es den Unterschied zwischen dem Falloff der Reflektion und der Funktionsweise von Lichtwellen verdeutlicht und belegt das Licht sich IMMER linear (additiv) verhält. Weder Wellenlänge noch Amplitude noch Falloff ändern dieses Verhalten.
Diese Erkenntnis holt uns an diversen Stellen bei der Farbkorrektur immer wieder ein, daher ist es wichtig diese Mechanik zu begreifen.
Wie kommt die Farbe ins Licht?
Unser Auge ist das Schlüsselloch zur Welt, unser Verstand kann die Tür öffnen unser Auge wird aber immer nur einen minimalen Ausschnitt sehen. Das bedeutet wir sehen nur einen winzigen Teil des Reflektierten Licht von ca. 400nm bis ca. 700nm und wir sehen (was sehr wichtig ist) nur innerhalb einer sehr kleinen Amplitude.
Eine Welle von 400nm Länge nehmen wir als Violett wahr eine Länge von 700nm erscheint uns Rot. Wellenlängen außerhalb nennen wir Ultraviolett bzw. Infrarot.
Bei der Amplitude der Welle verhält es sich ähnlich, schrumpft die Amplitude unter einen gewissen Wert können wir nicht mehr differenzieren und sehen nur noch Schwarz steigt die Amplitude können wir ebenfalls nicht mehr differenzieren und sehen nur noch Weiß.
Die Wellenlänge bereitet uns in der Farbkorrektur keine Probleme (wenn man nicht gerade Astro Fotografie betreibt) die Amplitude wird mit modernen Kameras immer mehr zum Problem, weil moderne Kameras größere Amplituden einfangen können als es unser Auge kann.
Wenn Farbe nur eine Wellenlänge ist, wie kommt diese Welle dann in meinen Monitor?
Das ist im Grunde ganz einfach, unser Auge hat drei „Sensoren“ für verschiedene Wellenlängen, Rot (ca. 600nm), Grün (ca. 550nm) und Blau (ca. 470nm), Zwischenstufen im Spektrum sehen wir nicht nativ, sie entstehen nur durch Interpolation im Gehirn. Das können wir uns bei der Fotografie zu Nutze machen, wir machen einfach 3 (Schwarzweis-) Fotos gleichzeitig und filtern diese bei der Aufnahme durch die entsprechenden Wellenlängen.
Bei der Wiedergabe multiplizieren wir die Luminanz wieder mit genau dieser Wellenlänge und addieren diese 3 Bilder dann aufeinander.
Zu schnell? Hier nochmal im Detail. 600nm(Rot) mal 0 Amplitude (Schwarz) ergibt 0 (Schwarz). 600nm(Rot) mal 100% (1) Amplitude ergibt 600nm(Rot). 600nm(Rot) plus 550nm(Grün) plus 470nm(Blau) ergibt Weiß. Also kann ich aus drei Amplituden von 0-1 und den drei festen Multiplikatoren alle Farben von schwarz bis weiß darstellen. Also zumindest die die wir auch sehen können.
Mal abgesehen davon das „Klugscheißern Deluxe“ natürlich Spaß macht, was nutzt uns diese Erkenntnis?
Sie nutzt uns soweit das dadurch klar wird das wir niemals die Farben ändern, weil unsere Filter Multiplikatoren Fix sind, was wir ändern sind 3-mal die Luminanzen der Kanäle Rot, Grün, Blau. Wir verändern immer nur das Licht, aber niemals die Farbe.
Wenn das nicht cool ist dann weiß ich auch nicht weiter.
Schön und gut aber wie verändere ich denn nun die Luminanzen?
Jede (Professionelle) Farbkorrektur benutzt die Begriffe Lift, Gamma, Gain. Lift und Gain sind Mathematische Grundrechenarten.
Lift bedeutet Mathematisch Plus und macht auch genau das. Stellen wir uns einen Luma Verlauf von 0% (Schwarz) bis 100% (Weiß) vor und um es einfacher zu machen sprechen wir mal von 0 und 1 (Lampe aus, Lampe an). Stelle ich mein Lift nun also auf 0,1 dann wird dieser Wert an jeder Stelle zu meinem Verlauf addiert. Aus meinem Schwarz (0) wird also dunkel Grau (0,1), meine Mitteltöne (0,5) werden heller (0,6) und meine hellsten Stellen (1) werden super hell (1,1).
Also stelle ich mir das ganze in einem Mathe Koordinatensystem vor hatte ich zu Anfang eine Funktion f(x)=x also eine Gerade durch den Ursprung mit Steigung 1, wenn Lift eine Addition ist dann ist unsere Formel jetzt f(x)=x+Lift, das bedeutet die Steigung bleibt identisch aber die ganze Gerade verschiebt sich in der y-Achse um den Wert Lift. Lift ist kein Betrag, Lift kann selbstverständlich auch negativ sein.
Ok, das war easy.
Gain bedeutet Mathematisch Multiplikation. Fangen wir diesmal mit unserem Koordinatensystem an und schauen danach auf unseren Verlauf. Gegeben ist wieder die Funktion f(x)=x. Füge ich jetzt mein Gain in die Formel ein ergibt sich f(x)=Gain x, bei dieser Konstellation das wissen wir aus der Schule bestimmt der Multiplikator die Steigung. F(x)=Gain x ist wieder eine Gerade mit Schnittpunkt im Ursprung. Mit Gain > 1 erhöhe ich jetzt die Steigung mit Gain < 1 verringere ich die Steigung.
Das bedeutet für unseren Verlauf, egal wie hoch das Gain ist Schwarz (0) mal was auch immer bleibt Schwarz (0). Für unsere Highlights ist es genau anders herum Hell (1) mal Gain wird zu Gain. Also Hell (1) mal Gain > 1 wird super Hell und Hell (1) mal Gain < 1 entwickelt sich zu Schwarz (0). Die Mitteltöne entwickeln sich entsprechend mit ½ Gain.
Das wäre im Prinzip auch einfach könnte man die Steigung nicht auch als Rotation verstehen. Für den ersten Farbkorrektur Grundkurs möchte ich darauf hier aber noch nicht eingehen.
Gamma ist der schwierige Part. Der Gamma Wert verbiegt die Luma Kurve, dabei wird aber Schwarz (0) im Ursprung belassen und auch die Highlights (1) werden in der Position belassen. Ein Gamma > 1 macht die Mitteltöne also heller ein Gamma < 1 macht die dunkler. Auch wenn sich Gamma mathematisch schwieriger beschreiben lässt, es ist eine Potenzfunktion (x, x^2, x^3 bzw. x^1/2, x^1/3, x^1/4 usw.), ist das Verhalten zwischen Schwarz (0) und Hell (1) wie erwartet, allerdings geraten Werte außerhalb von 0 und 1 sehr leicht außer Kontrolle. Habe ich also meinen Verlauf bereits mit einem Lift verschoben das Highlights zu Superbrights werden, also Lichtern mit einem Wert von > 1 dann führt ein absenken das Gamma Werts dazu das das Bild zwar grundsätzlich dunkler wird, aber genau die Superbrights immer heller.
Gleiches gilt für Superblacks also Schwärzen < 0, mit dem anheben des Gamma wird das Bild heller aber die Superblacks werden immer dunkler.
An dieser Stelle würde ich die erste Stunde Grundkurs mal gut sein lassen. Diese Basis ist aber zwingend notwendig um dann im Weiteren zu verstehen was ein Farbraum ist, wie Bit-Tiefe funktioniert aber auch warum Farbkorrektur Techniken funktionieren wie sie es tuen und warum die Reihenfolge der Farbkorrektur manchmal eine Rolle spielt und manchmal hat nicht.
Wenn ihr solche Infos für interessant haltet, dann lasst es mich wissen und ich mache gerne noch mal einen zweiten Kurs, falls nicht könnt ihr mich auch gerne bashen .
