La calibración de color de las pantallas de televisión de HDR es un proceso mucho más crítico de lo que lo había sido con tecnologías previas. El motivo no es otro que la necesidad de asegurar la máxima precisión posible en el igualado de la imagen, entre la intención creativa original y lo que se muestra en la pantalla del espectador final. La calibración de los monitores de referencia –que se utilizan para la evaluación y el etalonaje del contenido de HDR– también resulta más crucial que nunca para las industrias de producción y postproducción.

Calibración de pantallas de HDR

Teniendo en cuenta que la Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF) del estándar SMPTE ST 2084 es la primera de su clase con valores absolutos de luminancia y que los televisores de Ultra Alta Definición (UHD) reasignan el contenido masterizado en HDR para el volumen del color de cada pantalla, la calibración de HDR supone un nuevo paradigma en comparación con la tradicional. La curva PQ cubre un rango de valores de luminancia muy superior al de la HDTV y asigna directamente cada valor de la señal al mismo nivel absoluto de luminancia en cada pantalla de reproducción, dependiendo del pico máximo de la misma.

Fotómetro profesional de calibración de HDR SpectraCal C6-HDR.
Fotómetro profesional de calibración de HDR SpectraCal C6-HDR.

Los calibradores necesitan usar las herramientas y los procedimientos adecuados, ajustados a los nuevos estándares de HDR y WCG. El software debe soportar el espacio de color de la recomendación BT.2020 y la EOTF del estándar SMPTE ST 2084 –curva PQ– para HDR. Además, precisan un fotómetro que lea los niveles más elevados de luminancia de HDR con precisión, y un generador de patrones de prueba de HDR –que pueda proporcionar los patrones requeridos y los metadatos– para permitir la elección del modo de HDR de la pantalla que se esté testando.

Monitores de masterización de HDR

Las pruebas y la calibración de un monitor de masterización de HDR son algo diferentes a las de una pantalla de reproducción de HDR. No es necesario contar con un generador de patrones especiales porque la introducción del material en esta clase de monitores no requiere de la presencia de metadatos. Tales pantallas se conmutan a la EOTF deseada, al punto blanco y a los modos de gamut de forma manual.

Monitor de referencia 4K HDR Canon DP-V2421.
Monitor de referencia 4K HDR Canon DP-V2421.

Un monitor de masterización de HDR se debe ajustar al modo SMPTE ST 2084. La gradación de la luminancia en esta clase de pantalla no debe existir. Sencillamente, dejamos de tener información en los blancos de la imagen cuando alcanzan su capacidad máxima de luminancia. El punto blanco de calibración será el iluminante D65, o –en caso de tratarse de una pantalla OLED– al offset del OLED desde el punto D65.

Monitor de masterización 4K HDR Flanders Scientific FSI XM310K.
Monitor de masterización 4K HDR Flanders Scientific FSI XM310K.

En lo que respecta al gamut, se emplean dos estándares opcionales. La pantalla puede operar en su modo de gamut P3 DCI. Si se da este caso, el estudio convertirá el contenido al gamut de la recomendación BT.2020 más adelante en su flujo de trabajo. También se puede operar con la pantalla en modo de gamut BT.2020. En este caso, hay que anticipar que los bancos se quemarán cuando la pantalla alcance los límites naturales de su verdadero gamut. Se suele emplear sólo un tamaño de ventana del 10% en todos los supuestos, ya que ese es el requerimiento para mediciones precisas con paneles OLED.

Recomendaciones para filmaciones de HDR

A continuación, resumiremos –una vez más– las nociones más elementales de la tecnología asociada a la captura y reproducción de imágenes en HDR y veremos en qué puede influirnos a la hora de trabajar en un set de rodaje.

Un antiguo proyector Christie P35GP.
Un antiguo proyector Christie P35GP.

Los parámetros de los dispositivos y pantallas de Intervalo Tonal Estándar (SDR) –tanto para los televisores como para la proyección cinematográfica– constriñen la reproducción de imágenes de HDR. La tecnología de SDR muestra un intervalo limitado de tonos en las escenas empleando valores de brillo de entre 17 y 48 nits para la proyección –tanto de copias fotoquímicas como de DCP– con relaciones de contraste de entre 2.000:1 y 4.000:1.

En el caso de las pantallas de televisión de SDR, los valores de brillo se encuentran entre los 75 y los 250 nits –tanto en los dispositivos de consumo, como en los monitores profesionales–. El promedio es de unos 100 nits. El brillo excesivo en las pantallas de SDR sólo empeora las cosas, levantando los negros y reduciendo sobremanera el contraste.

Proyector 4K HDR Christie-CP4325 con sistema Dolby Vision y proyección láser RGB.
Proyector 4K HDR Christie-CP4325 con sistema Dolby Vision y proyección láser RGB.

Los monitores y proyectores digitales de nueva generación se han diseñado para mostrar imágenes de HDR con valores de luminancia y contraste muy superiores. Se pueden alcanzar hasta 1.000 nits en algunos televisores de consumo y en los monitores profesionales de HDR más empleados de Sony y Canon. En el caso de los monitores de referencia de Dolby ese valor está entre los 2.000 y los 4.000 nits. Los cines que cuentan con proyección digital Dolby Vision alcanzan los 108 nits.

La EOTF del estándar SMPTE ST 2084 (curva PQ) comparada con otros estándares.
La EOTF del estándar SMPTE ST 2084 (curva PQ) comparada con otros estándares.

Esta nueva tecnología requiere de un nuevo flujo de trabajo, comenzando por la codificación de una nueva Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF). Dicha codificación mediante la curva de cuantización perceptual (PQ) de Dolby se utiliza en los sistemas Dolby Vision, HDR10 y HDR10+. Por otra parte, la curva de Gamma Logarítmica Híbrida (HLG), supone una codificación más tosca y abierta, que han desarrollado conjuntamente la BBC y la NHK.

Carta DSC Labs Xyla 21, más conocida en nuestro mercado como "la imposible" o "la inexistente".
Carta DSC Labs Xyla 21, más conocida en nuestro mercado como «la imposible» o «la inexistente».

Las cartas de prueba ayudan en gran medida a los directores de fotografía a comprender el nuevo rango de intervalo tonal con el que tendrán que trabajar. Es posible, por ejemplo, medirlo de manera muy sencilla con la carta Xyla 21 de DSC Labs. Con una fuente incorporada de retroiluminación, esta carta incluye 21 pasos espectrofotométricamente neutros para medir hasta 20 pasos de intervalo tonal –valor que, hoy en día, no alcanza ninguna cámara del mercado digan lo que digan los «vendemotos» de turno–.

En el mercado español y latinoamericano no abundan las empresas de alquiler o los distribuidores dispuestos a pagar el dineral que cuesta esa carta. Esto pasa únicamente porque ni los directores de fotografía, ni los auxiliares ni los foquistas se las piden jamás para un chequeo, así que de nada vale quejarse luego por algo que no se ha solicitado en la vida. Pero ahora, va a ser mucho más necesario. Acostumbrémonos a que frases tan escuchadas en el último lustro como “el rango dinámico es más que suficiente, hagamos lo que hagamos” o “da igual si sobreexponemos porque hay margen de sobra” tienen los días con-ta-dos. El que avisa no es traidor.

Carta Macbeth, más conocida en nuestro mercado como "la único" o "esto es lo que hay".
Carta Macbeth, más conocida en nuestro mercado como «la único» o «esto es lo que hay».

Cuando no tenemos a mano la dichosa Xyla 21, hay que conformarse con un apaño. Se puede medir el intervalo tonal empleando múltiples cartas Macbeth iluminadas para alcanzar diferentes niveles de brillo. En la mayoría de los casos, basta con incluir en la misma escena una carta sobreexpuesta 3 stops, otra expuesta correctamente y una tercera subexpuesta 3 stops. Es necesario contar con tres fuentes de iluminación distintas –la primera de ellas muy potente– y colocar banderas entre las cartas y entre las fuentes de iluminación para evitar la contaminación lumínica.

También es esencial comprender que las cámaras de cinematografía digital actuales presentan su intervalo tonal más alto mediante el empleo de las curvas logarítmicas de sus respectivos fabricantes y con los índices de exposición que estos recomienden –con independencia de que sea o no el valor que deseemos usar en rodaje–. En HDR vamos a necesitar ese intervalo, tanto en altas luces como en sombras.

Entre las consecuencias más inmediatas de trabajar con un flujo de trabajo en HDR, las más obvias son:

  • En exteriores día –en particular aquellos con nubes– los valores de luminancia de cada escena se pueden controlar mejor y de manera creativa.
  • Del mismo modo, en aquellos interiores día con ventanas o puertas las posibilidades para controlar el brillo y el contraste se acrecientan muchísimo.
  • Las escenas con poca luz, también ganan. Sobre todo, aquellas con valores por debajo de los 400 nits.
  • Ahora bien, junto a la ampliación de posibilidades también viene la necesidad de extremar las precauciones:
  • Al utilizar fondos, por ejemplo, detrás de puertas o ventanas, es obligatorio controlar mucho mejor las altas luces y el contraste. De lo contrario, dichos fondos cantan por soleares en la imagen final.
  • El maquillaje se debe aplicar y combinar con mayor sutileza porque resulta mucho más evidente en HDR que con el aumento de resolución –sí, todavía más–.
  • Aquellos elementos que en algunas ocasiones dejamos aforar en plano, por estar ocultos en la oscuridad –cables, sacos de arena, trípodes incluso– dejan de estar ocultos en HDR.
MTF.
MTF.

El HDR también influye en la elección de las ópticas. Como ya sabemos, la Función de Transferencia de la Modulación (MTF) se refiere a la medición de cómo transmite una óptica el contraste de la imagen al sensor. La escena que se está fotografiando modula en frecuencia y contrate. El objetivo intenta transmitir con precisión esa información al sensor, pero dicho objetivo está constituido por una serie de elementos con un índice de refracción.

La función matemática que establece la relación entre la reducción de contraste provocada por la óptica y el valor de contraste de la escena original es la MTF. ¿Qué significa todo esto en la práctica? Pues que al rodar un proyecto destinado a su visualización en HDR, algunos amantes de los objetivos vintage se van a llevar más de una desagradable sorpresa en muchos casos.

El rodaje de un proyecto en HDR supone un cambio de chip para todo el equipo de cámara.
El rodaje de un proyecto en HDR supone un cambio de chip para todo el equipo de cámara.

Más importante aún que todo lo anterior es la velocidad de las panorámicas y de los travelling. En HDR, podemos tirar a la basura todas las recomendaciones clásicas al respecto, porque el incremento de contraste en cada fotograma implica que el arrastre –fillage– a 24 o 25 fps es más notorio y molesto. Existen dos soluciones para evitar el problema, pero ambas tienen consecuencias muy serias en la percepción de la imagen.

La primera, es incrementar la velocidad de grabación, un tema sobre el que hemos hablado ampliamente en artículos anteriores. La segunda es utilizar ángulos de obturación de 250-255º o superiores, lo que causará estelas en la imagen que puede que el mayor contraste compense en algunos casos, pero no en todos. Parece probable que una combinación de ambas proporcione el equilibrio suficiente para que el espectador no nos tire sartenes a la cabeza, pero todos los experimentos previos en este sentido han acabado en desastre.

También podemos no volver a hacer una panorámica en la vida y pedirle a los actores que caminen como tortugas reumáticas, pero esa no parece una opción muy razonable –aunque si la bautizamos con un nombre chulo, como “Dogma 18” a lo mejor da el pego un tiempo–. El tiempo dirá.

La velocidad de los travelling laterales puede llegar a ser un problema en HDR.
La velocidad de los travelling laterales puede llegar a ser un problema en HDR.

Cualquier proyecto de HDR se beneficiará de un flujo de trabajo con la mayor cantidad de bits posible. Como hemos visto a lo largo de esta serie de artículos, trabajar en HDR demanda un espacio de color como el de la recomendación BT.2020 y un flujo de trabajo de 16 bits de coma flotante. Durante ese flujo, no debemos escalar a REC.709. Los escalados de esa clase no son reversibles y la manera de trabajar que teníamos en SDR no es aplicable aquí.

El uso de los 16 bits de coma flotante preserva el máximo intervalo tonal y color en las imágenes. El escalado a un espacio de color tan inferior como el del estándar REC.709 acumularía una cantidad ingente de errores de redondeo que pagaríamos muy cara. La codificación abierta en EXR de 16 bits de coma medio flotante proporciona 30 stops de intervalo tonal con una precisión de 1.024 pasos por stop.

Contar con monitores de HDR en el set es primordial.
Contar con monitores de HDR en el set es primordial.

Llegamos a la parte que aterroriza a directores de producción y empresas de servicios de DIT a partes iguales. Sí, al que algo quiere algo le cuesta. El uso de un monitor HDR en el set de rodaje ayuda a asegurar los resultados correctos –y a ahorrarse mucho tiempo de correcciones en postproducción que resultarían más costosas–.

Además, la utilización de un vectorscopio y un monitor forma de onda (WFM) de HDR permite asegurar los niveles correctos de señal. Recordemos, una vez más, que los grandes márgenes de error que nos hemos podido permitir empleando curvas logarítmicas en proyectos de SDR, se van a reducir de forma drástica. Por otro lado, los patrones de fotogramas de prueba en HDR permiten sincronizar y alinear todas estas herramientas.

Interfaz de usuario del WFM HDR Omnitek Ultra TQ.
Interfaz de usuario del WFM HDR Omnitek Ultra TQ.

En resumidas cuentas, hay una serie de factores fundamentales a tener en cuenta a la hora de capturar imágenes en HDR:

  • Es primordial realizar un balance de blancos en cada escena para obtener el mejor intervalo tonal posible, ya que en HDR no nos sobra. Da igual que los fabricantes sitúen el balance de blancos como un metadato en RAW, porque –en muchos casos– el iluminante de referencia no varía y por tanto un balance erróneo termina reduciendo el intervalo tonal, por mucho RAW que grabemos.
  • El uso de un monitor y un WFM de HDR en el set no es ningún caprichito tonto del director de fotografía. De hacer lo contrario, expongámonos a las consecuencias.
  • Necesitamos preservar y proteger tanto las altas luces como las sombras. En HDR no basta con salvar sólo uno de los extremos. “Un poder mayor implica más responsabilidad”.
  • La grabación debe realizarse aplicando alguna de las curvas logarítmicas del fabricante de la cámara que nos proporcione mayor intervalo dinámico.
  • Resulta necesario grabar sin compresión o con la señal lo menos comprimida posible.
  • En el caso de utilizar codecs, hay que limitarse a aquellos con submuestreo de crominancia 4:4:4 –ProRes XQ, ProRes HQ, RGB–.
Patrón de test para HDR.
Patrón de test para HDR.

Hasta aquí nuestra pequeña aproximación a la visualización y operación en HDR. Es esta una tecnología que aún se halla en su infancia y su evolución promete llegar mucho más allá de lo que hemos podido agrupar en estas páginas. De lo que no hay ninguna duda es que es el estándar con el que todos vamos a tener que trabajar. No es una moda, ni una novedad peculiar. Ha llegado para quedarse.

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