2013/09/15

Videobearbeitung mit Hero 3 Videomaterial (Über Wasser)

Heute erkläre ich nun, wie man Videomaterial aus einer GoPro HD Hero 3 Black Edition (oder auch Silver Edition) Kamera verarbeitet, das in der Betriebsart Protune und mit ausgeschaltetem Weißabgleich gefilmt wurde. Damit besser zu verstehen ist, was dabei wirklich geschieht, erkläre ich die einzelnen Schritte anhand des Videoschnittprogramms Kdenlive.

Aber keine Angst, da ich hierbei auf irgendwelche speziellen magischen Helferlein verzichte, ist mein Vorgehen auch direkt auf jede halbwegs anständige andere Schnittsoftware übertragbar, sofern dem Anwender dort die entsprechende Kontrolle zugestanden wird.
Nachtrag: Zwei Illustrationen zum Thema Tonwertkurven mit aufgenommen, um die Vorgänge in der Kamera und in der Nachbearbeitung auch visuell zu erläutern.
Solche Fertiglösungen wie beispielsweise Cineform beziehungsweise GoPro Studio bleiben in diesem Artikel bewusst außen vor: hier lernt man kaum mehr, als die Maus zu schubsen und irgendwelche lustig benannten Regler zu bewegen. Was tatsächlich passiert, verstecken diese solche Programme leider. Das Verständnis für die Videobearbeitung bleibt dabei größtenteils auf der Strecke und das kann in unserem Fall nicht das Ziel sein.

Übersicht


Dieser Artikel ist ein Folgebeitrag zu Hero 3 Praxis über & unter Wasser. Dort habe ich erklärt, wie man bei der GoPro HD Hero 3 (Black und Silver) die Protune-Aufnahmeart einschaltet und wie man den automatischen Weißabgleich (besser) abschaltet.

Wir werden im folgenden diese Schritte lernen:
  • die Tonwertkorrektur des Protune Videomaterials durchführen,
  • das Anheben der Farbsättigung sowie
  • das Nachschärfen.
Damit erhalten wir am Ende anseh(n)liches Bildmaterial, vermeiden aber insbesondere Farbstiche aufgrund des durchaus schon einmal fehlerhaft arbeitenden Weißabgleichs.

Protune unbehandelt


Der Fernsteinsee. Genial.
...in Protune mit WB Raw noch ohne Tonwertkorrektur.
Wenn ihr euch mit Protune gedrehtes Videomaterial, das von einer Hero 3 stammt, anschaut, dann sieht das erst einmal fürchterlich flau und matschig aus.

Um zu verstehen, was passiert ist, brauchen wir noch einen Begriff, der uns immer wieder begegnen wird: ein Tonwert ist der Farb- oder Grauwerte der einzelnen Punkte eines Bildes. Und um Tonwerte dreht sich jetzt erst einmal alles.

Das vom Kamera-Sensor aufgenommene Bild besteht also aus vielen Bildpunkten, von denen jeder einen bestimmten Tonwert hat. Diese Tonwerte sind aber noch nicht diejenigen Tonwerte, die später in der Videodatei landen. Sie müssen erst umgerechnet werden, wobei unter anderem die automatische Helligkeitssteuerung der Kamera ein Wörtchen mitzureden hat, ebenso auch Protune.

Vereinfacht gesagt, benutzt die Kamera dafür eine Tonwertkurve: diese Kurve beschreibt, wie die von der Kamera aufgenommenen Tonwerte in diejenigen Tonwerte umgerechnet werden, die in die Videodatei geschrieben werden. Im einfachsten Fall (wir lassen Details wie die eigentlich logarithmischen Helligkeitswerte außen vor) ist eine solche Tonwertkurve einfach nur eine Gerade: für einen bestimmten Tonwert vom Sensor schreibt man genau den gleichen Tonwert in die Videodatei. So in etwa arbeitet eine Hero 3, wenn Protune ausgeschaltet ist.

Protune Kamera-Tonwertkurve.
Warum sieht aber nun ein unbehandeltes Protune-Video so schlecht aus? Das liegt daran, dass bei aktiviertem Protune die Kamera statt einer Geraden so eine Art von umgekehrter S-Kurve benutzt, wenn sie die Sensordaten in die Bilddaten für die Videodatei übersetzt. Rechts seht ihr das einmal in einer kleinen Zeichnung vereinfacht dargestellt.

Das vom Kamerasonsor aufgenommene Bild mit seinen Tonwerte ist in der Illustration unten zu sehen. Anhand dieser orangen Ausgangswerte werden die pflaumenfarbigen (für Männer: lila) Werte ermittelt. Diese landen dann in der Videodatei auf der Speicherkarte.

Die Idee dahinter ist, dass auf diese Weise gerade in den ganz hellen und ganz dunklen Bereichen statt weniger großer, gleichmäßiger Schritte jetzt viele kleine und damit genauere Schritte benutzt werden. Bei mittleren Helligkeiten braucht man so viel Genauigkeit nicht unbedingt und so benutzt die Kamera hier größere Schritte als normal.

Protune Umkehr-Tonwertkurve für die Nachbearbeitung.
Auf diese Weise kann man später beim Entzerren der Tonwerte (wir erinnern uns: das sind sozusagen die Helligkeitswerte) entscheiden, ob Details in den ganz hellen oder ganz dunklen Bereichen unwichtig sind oder ob man stattdessen so entzerrt, dass zumindest Details entweder im hellen oder im dunklen Bereich deutlicher werden.

Wie man in der nächsten Illustration hier rechts wieder sehen kann, kommen die pflaumenfarbigen (lila) Werte aus der Videodatei erneut in die Mangel. Dieses Mal allerdings grob gesagt in Gegenrichtung, womit wir dann je nach Tonwertkurve bei den endgültig gewünschten Tonwerten im berechneten Video landen. Ganz zufällig habe ich die endgültigen Werte hier einmal rot dargestellt ... passend für den Upload auf eine hier nicht näher genannte Video-Plattform.

Einen Kompromiss muss man dabei immer eingehen, da leider nur ein begrenzter Tonwertumfang zur Verfügung steht. Wie so oft gilt auch hier: die richtige und am besten noch universelle Einstellung gibt es nicht. Sondern wir müssen die uns passend erscheinenden Einstellungen im Extremfall Szene für Szene geeignet einstellen. Keine Angst, bei ähnlichen Szenen kann man den Haufen Einstellungen in Kdenlive einfach von einem Clip-Abschnitt zum nächsten kopieren.

Das ist also der ganze Sinn hinter diesem Aufwand. Man könnte natürlich stattdessen auch einfach eine bessere Auflösung bei der Speicherung benutzen ... aber dann werden alle beteiligten Komponenten aufwändiger und man braucht mehr Platz. Protune ist also ein Kniff, um Speicherplatz zu sparen und trotzdem noch eine Verbesserung zu erreichen.

Protune Tonwertkurve


Wir müssen also nun die absichtlich verzerrten Tonwerte wieder entzerren. Jede halbwegs brauchbare Videoschnittsoftware bietet dazu Funktionen zur Tonwertkorrektur an, die leider oftmals unterschiedlich benannt werden. Haltet also nach Worten Ausschau, wie Tonwertkorrektur, Gradationskurve oder auch Bézierkurve.

In Kdenlive heißt der benötigte Effekt also Bézierkurve. Zu finden sind die (Video-) Effekte bei Kdenlive in der Effektliste, einem Ansichtsbereich des Kdenlive-Fensters. Zieht nun also erst einmal einen Protune-Clip auf die Zeitleiste. Markiert diesen Clip dann in der Zeitleiste, so dass er hervorgehoben ist. Nun fügt den Effekt Bézierkurve diesem Clip hinzu.

Videoeffekt: Bézierkurve
für die Tonwertkorrektur von Protune-Videos
Als erstes stellt bitte sicher, dass die Tonwertkurve dieses Videoeffektes auf alle drei Farbkanäle gleichzeitig angewendet wird. Das gleichzeitige Anwenden auf Rot-, Grün- und Blauanteile ist über Wasser in aller Regel ausreichend, es sei denn, man möchte bestimmte Farbstimmungen einstellen. Es muss also als Kanal nun «RGB» ausgewählt sein. Als Luma sollte der Standard «Rec. 709» eingestellt sein, ansonsten kann es zu leichten Farbveränderungen kommen.

Ihr werdet zunächst einmal statt der hier abgebildeten Kurve nur eine Gerade sehen. Diese muss also nun zurecht gebogen werden. Das geht recht präzise, indem ihr erst einmal den linken unteren roten Punkt anklickt. Gebt dann für den ersten Griffpunkt für X den Wert -1.414 und für Y den Wert 0 ein. Dazu besitzt der Bézierkurven-Effekt entsprechende Eingabeboxen. Beim zweiten Griffpunkt gilt für X 0.387 und für Y 0. Jetzt tippt ihr den rechten oberen roten Punkt an. Für diesen setzen wir den ersten Griffpunkt auf X 0.619 und Y 1 sowie den zweiten Griffpunkt auf X 2 und Y 1. Ihr solltet nun als Ergebnis die oben abgebildete Kurve sehen.

Schon besser: Protune-Tonwerte entzerrt.
Aber noch etwas flach.
Zugleich hat sich auch das angezeigte Videobild verändert. Wenn ihr alles richtig gemacht habt, dann kommt das nebenstehende Bild dabei heraus. Das sieht doch schon deutlich besser aus! Aber etwas flau und matschig ist es immer noch, aber darum kümmern wir uns nachher noch.

Ihr könnt euch übrigens einen Effekt auch dauerhaft als Vorlage abspeichern. Dazu findet ihr im Effektmenü, das jeder Effekt rechts oben besitzt, die Möglichkeit zum Speichern. Eure darüber gespeicherten Effekte findet ihr dann in der Effektliste unter der Rubrik «Benutzerdefiniert» beziehungsweise «Custom».

Anmerkung: Falls ihr als Kanal versehentlich Luma einstellt, werdet ihr merken, dass das Ergebnis nicht so ganz das ist, was eigentlich herauskommen sollte. Der Grund ist, dass in dieser Einstellung rein die Helligkeit (eigentlich als die Luminanz oder kurz Luma bezeichnet) angepasst wird, die aus den Werten für Rot, Grün und Blau berechnet wird, die Farbe bleibt unangetastet. Soweit das ohne richtige Dokumentation von GoPro zu beurteilen ist, verändert aber Protune nicht die Luma, sondern die Tonwertkurven der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau.

Szenenspezifische Tonwertkorrektur


Szenenspezifisches Anpassen der Tonwertkurve.
Das von mir gewählte Beispiel sieht nun schon deutlich besser aus als zu Beginn. Trotzdem sollten wir hier zunächst die Tonwertkorrektur noch etwas anpassen, damit die Lichtspiele besser hervortreten.

Dazu senken wir die Tonwerte (platt gesagt: die Helligkeit) in den ganz hellen Bereichen des Bildes etwas ab, während wir die dunklen Bereich noch etwas mehr dunkler machen. Die für diese Szene angepasste Tonwertkurve sieht dann beispielsweise so aus, wie hier nebenstehend gezeigt: eine ziemlich verbogene S-Kurve. Die exakten Werte sind hier unwichtig; sie sind sowieso bei jeder Szene anders. Zum Verändern der Kurve greift ihr einfach die kleinen runden Anfasser mit der Maus und verschiebt sie ganz nach Bedarf.

Schon deutlich bessere Kontraste.
Und im Ergebnis kommt dann das hier heraus...

Farbsättigung


Die Farben sind allerdings noch recht flau. GoPro nennt das liebevoll politisch korrekt auch «neutrale Farben». Den Unterschied sieht man spätestens, wenn man einmal Videomaterial aus der gleichen Hero 3 vergleicht, das einmal ohne Protune und einmal mit Protune und der oben gezeigten Tonwertkorrektur nachbearbeitet wurde. Das Protune-Material will noch nicht so recht wirken.

Wir sind endlich gesättigt...?
Wir ahmen nun in diesem Schritt also nach, was eine Hero 3 im Normafall selbst tut, wenn sie Videomaterial bei ausgeschaltetem Protune abspeichert: sie knallt schon beinahe ordentlich Farbe ins Bild. In Kdenlive haben wir dafür den Effekt Sättigung. Diese Grundeffekt taucht auch in jeder halbwegs brauchbaren Videosoftware unter diesem oder einem sehr ähnlichen Namen auf.

Was sagt uns nun der Parameter Sättigung?

Bei einem Wert von 100 bleibt die Farbsättigung des Videobildes unverändert. Ein Wert über 100 hebt die Farbsättigung an, wohingegen ein Wert unter 100 die Farbsättigung reduziert.

Man kann auf diese Weise beispielsweise ein Video auch ganz langsam in ein Graubild überführen. Das geht mit der kleinen Uhr, die im Effektdialog oben zu sehen ist. Klickt man sie an, dann erscheint statt des einen Wertes eine Tabelle, in der man für bestimmte Zeitpunkte im Video die Farbsättigung jeweils einzeln festlegen kann. Kdenlive berechnet daraus denn die jeweiligen Zwischenwerte automatisch.

GoPro Kitsch: Alles so schön bunt hier...!
Für das typische GoPro-Farbgefühl müssen wir schon etwas gröber hinlangen; ein Wert von 200 eignet sich gut, ohne dass alles gleich nur noch quietschig Bonbon-farben aussieht.

Wer sich übrigens einmal meine Videos aus der Zeit ansieht, als ich gerade erst auf die GoPro HD Hero 3 Black Edition umgestiegen bin, wird feststellen, dass ich noch kaum an der Sättigung und Schärfe gedreht habe. Diese Videos wirken deshalb noch deutlich karger als spätere Arbeiten. Die notwendige Erfahrung kam bei mir erst mit der Zeit ... und der erforderlichen Einsicht.

Scharfe Sache


Ein letzter, dritter Effekt fehlt uns noch, dann haben wir in etwa das nachgebildet, was eine Hero 3 im Normalfall selbst macht ... es sei denn, man schaltet Protune ein, um damit dann die Kontrolle über die Nachbearbeitung des Videomaterials zu bekommen. Es ist dies das Schärfen des Videobildes.

Für scharfe Bilder.
Also pflastern wir aus der Effektkiste von Kdenlive noch den Effekt Schärfe auf unseren armen Protune-Clip. Die beiden Parameter dieses Effekts empfinde ich persönlich als wenig intuitiv. Hier heißt es zu experimentieren. Ich fahre für meinen Geschmack mit den hier gezeigten Schärfeparametern von Anzahl 700 und Größe 20 recht gut in Verbindung mit dem 2.7K Videomaterial. Ein Überschärfen ist damit noch nicht erkennbar. Der Vorgabewert von 200 reicht meiner Erfahrung noch nicht aus, um einen erkennbar Effekt zu verursachen.

Tonwert-korrigiert, Farb-gesättigt und geschärft ist
das hier nun das Ergebnis unserer Mühen.
Links geschärft, rechts zum Vergleich ungeschärft.
Das endgültige Ergebnis sieht dann wie nebenstehend aus. Ich bin der Meinung, dass sich dieses Ergebnis wirklich sehen lässt. Aus dem flauen, leicht matschigen ursprünglichen Videomaterial ist nun knackiges, leuchtendes und (scheinbar) scharfes Videomaterial geworden. Die Mühe hat sich also gelohnt.

Viele der etwas besseren Videoschnittprogramme ermöglichen es, dass man die für eine Szene eingestellten Effekte direkt auf andere Szenen kopieren kann. Auf diese Weise kann man sich bequem von Szene zu Szene hangeln, wenn diese zumindest ähnlich sind und muss nicht für jede Szene erst wieder alle Effekte zusammensuchen und einrichten.

Fazit


Damit sind wir am Ende dieses Artikels angelangt: so also bekommt man auch mit Protune wieder ansehliche Videobilder zustande. Das kann allerdings, wie üblich, nicht die Unfähigkeit des Kameramannes oder -frau kompensieren. Ich hoffe, dieser Artikel hilft euch dabei weiter, selbst mit Protune zu arbeiten. Viel Spaß und viel Erfolg dabei!

Die benötigten Effekte noch einmal in der Übersicht:
  • Bézierkurve zum Entzerren der Protune Tonwertkurve,
  • Farbsättigung (Sättigung: 200),
  • Schärfen (Anzahl: 700, Größe: 20).

Nachtrag: weiter geht's mit Videobearbeitung mit Hero 3 Videomaterial (unter Wasser). Viel Spaß!

Kommentare:

Thomas Heidemann hat gesagt…

Hallo.
Dein Blog ist momentan genau das was ich suche. Jemand der mit der GP3H und kdenlive schon Erfahrungen gesammelt hat und am Besten auch noch unter Wasser. :)
Sehr schöner Artikel, vielen Dank für die detailierten Erläuterungen. Wie sieht es mit den Werten unterwasser aus? Gerade bei unseren grünen Seen wird da wohl mehr u korrigieren sein, oder? Kannst du deine Werte/Effektliste auch für UW-Aufnahmen veröffentlichen?
Vielen Dank
Thomas

TheDiveO hat gesagt…

Schon da: Videobearbeitung mit Hero 3 Videomaterial (unter Wasser). War schon geplant, also hab' ich noch schnell den Artikel fertig gemacht. Aber jetzt geht's erst einmal wieder Tauchen und Fliegen. ;)