Kanały alfa – nigdy o nich nie słyszałeś? Brzmi jak coś z filmu science fiction lub może ze specjalnego pakietu dostępnego u operatora telewizji kablowej. Prawda jest taka – jeśli jesteś cyfrowym montażystą wideo, prawdopodobnie w pewnym momencie swojej kariery będziesz musiał korzystać z kanałów alfa. Mówiąc najprościej, kanały alfa umożliwiają cyfrowym systemom edycji wideo używanie zmiennej przezroczystości do łączenia wielu warstw wideo. Choć brzmi to jak prosta koncepcja, alfa są notoryczną przeszkodą dla tych, którzy ich nie rozumieją. Przyjrzyjmy się, jak działają alfa, aby wyjaśnić niektóre popularne nieporozumienia, a także wyeliminować niepotrzebne bóle głowy podczas projektów wideo.
Bity i piksele
Zanim zagłębimy się w zrozumienie alfa, najlepiej cofnąć się o dwa kroki, aby omówić podstawowe koncepcje dotyczące obrazów cyfrowych. Wątpliwe jest, aby większość edytorów wideo aspirowała do zostania maniakami komputerowymi, ale z pewnością pomocne jest zrozumienie podstawowych idei napędzających technologię, z której korzystasz.
Zacznijmy od przeglądu informacji binarnych. Używając binarnych, wszystkie informacje cyfrowe otrzymują wartość 0 lub 1 (czasami określane jako „wyłączone” lub „włączone”). Pojedyncze 0 lub 1 reprezentuje jeden bit informacji w komputerze. Ciągi tych pojedynczych bitów składają się na bajty, megabajty i gigi informacji – terminy, które większość z nas dobrze zna.
Jak to się ma do kanałów alfa? W świecie cyfrowego wideo i monitorów komputerowych obrazy mają różny zakres głębi kolorów. Głębia kolorów odnosi się do ilości informacji cyfrowych użytych do stworzenia koloru obrazu. Na przykład 24-bitowa głębia kolorów wyświetla do 16,8 miliona kolorów, co określa się jako prawdziwy kolor, ponieważ w przybliżeniu wyświetla wszystkie kolory dostrzegalne dla ludzkiego oka.
Innym terminem często kojarzonym z obrazami cyfrowymi jest piksel. Piksele to najmniejszy segment obrazu, który pojawia się na monitorze. Rozdzielenie obrazu na poszczególne piksele jest podobne do patrzenia na obraz przez przezroczysty arkusz papieru milimetrowego, przy czym każdy kwadrat wykresu odpowiada jednemu pikselowi. Więcej informacji na piksel przekłada się na większą głębię kolorów. Tak więc, kiedy słyszysz wzmiankę o 8-bitowej, 16-bitowej lub 24-bitowej głębi kolorów, powie Ci to, ile informacji (w postaci zer i jedynek) jest potrzebnych do stworzenia koloru obrazu.
Jedno wymaga jednak wyjaśnienia – same piksele są podzielone na trzy lub cztery oddzielne kanały informacji. Każdy kanał zapewnia określony zakres kolorów:kanał czerwony, kanał zielony i kanał niebieski, z których otrzymujemy określenie obraz RGB. Obecnie większość obrazów wykorzystuje 24-bitową głębię kolorów, z 8-bitami przypisanymi do każdego z trzech kanałów informacji RGB. Czwarty kanał, obsługiwany tylko przez 32-bitową głębię kolorów (lub większą), dostarcza informacji alfa o obrazie. Obrazy 32-bitowe mają cztery kanały informacyjne:czerwony, zielony, niebieski i alfa. Często zobaczysz 32-bitową głębię kolorów, określaną jako „Miliony kolorów+”, co oznacza miliony kolorów plus informacje alfa obrazu.
Wspieranie przejrzystości zmiennych
Teraz rozumiesz, że pracując z kanałami alfa, pracujesz z obrazami RGBA obsługującymi 32-bitową głębię kolorów. Co jeszcze musisz wiedzieć o obrazach cyfrowych obsługujących kanały alfa? Na początek tylko kilka formatów obrazu i kodeków wideo obsługuje 32-bitową głębię kolorów. Na poziomie klienta najpopularniejsze formaty z obsługą kanału alfa to pliki obrazów PNG i TGA. Oczywiście wideo to tylko długa seria nieruchomych obrazów. Nieskompresowane wideo może również obsługiwać kanał alfa, jeśli jest wystarczająca głębia kolorów. Nieskompresowane wideo może być opakowane w wiele formatów wideo, w tym QuickTime (QT) i formaty plików Windows AVI.
Dokonując wyboru kodeka wideo, poszukaj opcji głębi kolorów powiązanych z tym kodekiem. Jednym z przykładów kodeka wideo, który obsługuje przezroczystość kanału alfa, jest kodek Sorenson Video 3. Popularnym błędnym przekonaniem jest to, że po prostu wybranie formatu pliku obsługującego kanały alfa zapewni obsługę kanału alfa. Jeśli nie ustawisz głębi kolorów na 32-bity i nie określisz kanału alfa, wszystkie inne specyfikacje kodeków i plików staną się nieistotne. Twój kodek musi mieć dostępną opcję „Miliony kolorów+”, w przeciwnym razie nie uzyskasz obsługi kanału alfa za pomocą tego kodeka, nawet jeśli wybrany format obrazu obsługuje informacje alfa.
Nawet jeśli pracujesz z kolorowymi obrazami, informacje alfa mogą być widoczne jako informacje czarno-białe. Czarne obszary są (najczęściej) całkowicie przezroczyste, a białe są całkowicie nieprzezroczyste. Wartość skali szarości pomiędzy nimi określa poziom przezroczystości obrazu.
Ta zmienna przezroczystość umożliwia tworzenie różnych rodzajów efektów wideo w projektach. Na przykład, możesz użyć klipu wideo samochodu, umieszczonego za animacją wspierającą częściową przezroczystość, aby stworzyć iluzję, że animacja jest odtwarzana na przedniej szybie, podczas gdy kierowca i wnętrze są nadal widoczne przez animację.
Uwaga – kanały alfa mają jedną wadę:klipy obsługujące informacje alfa zawsze będą musiały być renderowane po zaimportowaniu ich do osi czasu edytora. Oznacza to, że nawet systemy oferujące podgląd i odtwarzanie w czasie rzeczywistym nie będą od razu odtwarzane bez wcześniejszego renderowania klipu alfa. Kilka systemów importuje i renderuje jednocześnie, dając złudzenie importowania bez konieczności renderowania, ale jest to rzadka funkcja.
Podwójny problem
Myślisz, że łapiesz alfy? Teraz rzucę ci podkręconą piłkę:istnieją dwa różne typy kanałów alfa – proste i wstępnie zwielokrotnione . Dobrą wiadomością jest to, że wszystko, co do tej pory omawialiśmy na temat głębi kolorów, pikseli, kodeków i formatów plików, dotyczy obu rodzajów alf.
W prostym formacie alfa wszystkie informacje alfa są zawarte wyłącznie w kanale alfa. Wstępnie pomnożony alfa zawiera informacje alfa w każdym z kanałów RGB, a także w kanale alfa (czerwony x alfa, zielony x alfa, niebieski x alfa i alfa). Nieprawidłowe interpretowanie alf (na przykład proste jako pomnożone) może mieć niezamierzone wyniki.
Najbardziej prawdopodobny problem pojawia się, gdy zinterpretujesz liczbę pomnożoną jako prostą alfa. Kiedy tak się dzieje, wokół krawędzi obrazów pojawia się czarna lub biała aureola. Z drugiej strony, obrazy z prostymi alfami błędnie zinterpretowanymi jako wstępnie pomnożone, wydają się jaśniejsze niż powinny.
Klucz do sukcesu
Innym nieporozumieniem dotyczącym wideo, które obsługuje kanały alfa, jest to, że obszary alfa automatycznie stają się przezroczyste po zaimportowaniu ich do systemu edycji. Niektóre automatycznie wykryją właściwe ustawienie, a inne nie. Nie przejmuj się, gdy importujesz obraz alfa, który nie jest od razu przezroczysty.
W wielu aplikacjach, kiedy importujesz element alfa, zauważysz, że przezroczysty obszar jest wypełniony na czarno – to standard. To, co musisz zrobić, to wykreślić informacje alfa, w ten sam sposób, w jaki robisz klucz luminancji lub klucz chrominancji. Jednak nie popełniaj błędu, wykonując luminancję lub klucz chromatyczny w celu usunięcia informacji alfa. Jasne, może to działać (mniej więcej), ale przede wszystkim niweczy cel korzystania z wersji alfa, a jakość z pewnością ucierpi. Użycie jednej z tych innych metod kluczowania nie tylko usunie informacje alfa, ale także usunie z obrazu kolory, które powinny tam być. Użycie niewłaściwej metody kluczowania sprawi, że obrazy będą wyglądały na bardzo postrzępione na krawędziach lub będą miały dziury w miejscach, w których kolory zostały omyłkowo usunięte. Chociaż właściwa metoda kluczowania alfami będzie się nieznacznie różnić, w zależności od systemu edycji, wyniki będą takie same – czysty obraz z przezroczystymi obszarami, które można wykorzystać do skomponowania z klipami wideo.
Pasek boczny:przezroczysty GIF
Chociaż format CompuServe GIF obsługuje przezroczystość, nie obsługuje przezroczystości zmiennej. Zamiast tego GIF używa przezroczystości binarnej. Oznacza to, że zamiast kontrolować stopień przezroczystości, piksele obrazu GIF można ustawić na wartość włączoną lub wyłączoną (całkowicie przezroczyste lub nieprzezroczyste). Z kolei formaty plików, które obsługują kanały alfa, umożliwiają 256 możliwych ustawień przezroczystości – całkowicie przezroczystych, całkowicie nieprzezroczystych i o różnych stopniach szarości między tymi dwoma krańcami.