關於Premiere Pro螢幕色彩管理功能造成斷階問題

  1. 關於Premiere Pro的色彩管理
  2. 斷階問題
  3. 不同形式的Profile
  4. 結論

2018年Premiere Pro CC (V.13)新增了一個功能「Enable Display Color Management 」,透過這個功能,Premiere Pro將能夠透過讀取系統中螢幕的ICC Profile,將軟體時間軸上的影像色彩正確轉換後顯示在螢幕上。關於Premiere Pro的色彩管理設定以及「Enable Display Color Management」的原理與作用之後還會另寫一篇專文,這篇則先說明如何解決開啟螢幕色彩管理功能後,造成的影像劣化、斷階問題。

關於Premiere Pro的色彩管理

首先基礎的背景概念先提一下:Premiere Pro預設下專案使用的時間軸,色彩空間為HDTV的標準Rec.709,而Rec.709規範中雖然並未規範Gamma/OETF,但後續在EBU Tech 3320ITU-R BT.1886 兩份影視標準中指定等效Gamma/EOTF為2.4,這邊我們簡單理解為Rec.709一般搭配2.4的Gamma。

那會造成什麼影響呢?可以參考以下這張圖,分別用Photoshop與Premiere Pro開啟同一張圖片。

在sRGB標準螢幕檢視,未開啟「Enable Display Color Management 」
左邊為Photoshop、右邊為Premiere Pro。右側略為明亮

首先先說明,Photoshop本身是「支援色彩管理」且開啟的狀態,因此左側的影像當作是參考標準(Photoshop會同時讀取"檔案"與"螢幕"的Profile)。

可以看到Premiere Pro圖像明顯整體感覺比較明亮。造成的原因,是因為使用最常見sRGB標準螢幕時,使用的Gamma約為2.2,遇到Premiere Pro預設輸出是Rec.709,就會造成誤將影像 2.4的Gamma投射至2.2。

將sRGB分別以Gamma 2.2、BT.1886 以及Rec.709以BT.1886顯示,彼此經opto-optical transfer function (OOTF)轉換後的差異
https://www.glowybits.com/blog/2017/01/04/ifl_iss_hdr_2/

如果改以Rec.709標準螢幕,也就是螢幕符合Premiere Pro預設的時間軸標準Rec.709 Gamma 2.4來觀看,就能避免這個問題:下圖是在Rec.709標準螢幕上檢視時,即便未開啟「Enable Display Color Management 」影像顯示也是相同的。

在Rec.709標準螢幕上檢視,未開啟「Enable Display Color Management 」
同樣使用Photoshop與Premiere Pro,此時影像顯示相同

使用者為了避免例如Gamma錯誤配置造成的影像落差,理論上是可以使用Rec.709色彩模式的螢幕,但實務上,一種可能是螢幕本身並沒有Rec.709模式,又或本身並不精準也想要另行軟體校正,或是螢幕為了其他目的(文書編輯、影音遊戲體驗),常用或無法更改的色彩顯示模式只能是sRGB模式或是Display P3模式(目前Apple Mac電腦螢幕使用的標準),因此「Enable Display Color Management 」對於有色準需求,但現階段沒有更好改善方式的使用者,還是有其方便與重要性。

使用Display P3色彩模式的螢幕(2017年後的Macbook、iMac)下,影像飽和度會被過度放大,也略顯明亮一些
開啟Enable Display Color Management功能後,能夠正確修正錯誤的色彩。

其他關於色彩管理的詳細設定與討論就在Premiere Pro設定專篇討論。以下說明這個功能造成的斷接問題與如何解決。

斷階問題

實際使用「Enable Display Color Management 」功能修正在sRGB或其他非Rec.709標準螢幕上編輯的影像,有可能會遇到影片暗部劣化、斷階的狀況。這個問題以關鍵字"Bandibg、Display Color Management、Premiere Pro"在網路搜尋,也能找到不少使用者的回報遇到這個問題,但以我看到的討論內容多是歸咎於Gamma精度不足可能是造成的原因,並也沒有實際針對問題解決方式(多半是建議使用可關閉這項功能)。

使用Bandibg等關鍵字搜尋,可以發現Adobe的官方社群討論區中就有不少篇討論到開啟螢幕色彩管理功能後造成畫面斷階的討論;半半認為發生原因是螢幕Gamma 2.2與2.4匹配與精度的問題。

根據Adobe網站「Color Management in Premiere Pro」說明,暗部細節可能會因為sRGB與Rec.709兩者Gamma不匹配而需要計算對應,造成顯示使用8bit下精度不足而產生細節喪失的問題:

Shadow details are lost because sRGB encoding in the shadows don’t have the fine granularity of the Rec. 709 shadows. In an 8-bit signal, the 20 lowest Rec. 709 codes are crunched into the 7 lowest sRGB codes. For 10 bit, the 78 lowest Rec. 709 code values are crushed into the 28 lowest sRGB values.

https://helpx.adobe.com/tw/premiere-pro/using/color-management.html

但根據實際觀察筆者系統上Banding產生的狀況並非只發生在暗部,以及使用不同螢幕時也會有時顯示正常,顯然光靠「精度不足」的無法完整解釋這個問題的原因。

使用Enable Display Color Management後,人像部分放大,可以看到斷階的問題。

不同形式的Profile

在筆者實際使用測試下,系統上有的螢幕(LG 27UD68)會顯示影像劣化斷階,有的(EIZO CG247、Dell U2413)卻不會。初步的判斷,剛好兩台使用硬體校正的螢幕沒有發生斷階的狀況,因此考慮可能是由於螢幕硬體校正與軟體校正兩者使用的ICC Profile結構的差異導致的。

果然經過進一步測試後,固定一台顯示器,分別透過DisplayCAL製作"XYZ LUT + matrix"、"Curves + matrix"、"Gamma + matrix"等不同種類的ICC Profile後,確認Premiere Pro開啟「Enable Display Color Management 」功能時,如果系統螢幕使用的ICC Profile是XYZ LUT形式,那就會造成Premiere Pro的Progrem Monitor編輯視窗的影像,產生明顯的劣化、斷階,其他形式的ICC Profile都是沒有這個問題的。

目前最常被使用的第三方螢幕校正軟體DisplayCAL,提供多種不同形式的ICC Profile供製作使用,但實際上面對不同的作業系統、應用軟體,適用的範圍也會有所差異,需要更小心的選擇。

另外也使用特殊紅綠交換的Swapped matrix,測試Premiere Pro在螢幕使用"XYZ LUT + matrix"形式Profile時是單純支援matrix,還是能讀取準確度更高的XYZ LUT。事實證明軟體的確能讀取XYZ LUT,影像沒有發生變色的狀況。

在使用測試專用的Swapped matrix ICC Profile時,Premiere Pro顯示正常色彩的影像(但是暗部劣化、斷階),表示軟體是使用XYZ LUT而非 matrix部分。其他不支援LUT的程式例如舊版Windows相片檢視器,就會發生紅綠錯置的畫面。

結論

誰會需要Premiere Pro的「Enable Display Color Management 」功能?

  1. 對色彩精準度有要求使用者,需要使用標準Rec.709工作流程
  2. 無法使用標準Rec.709顯示器
  3. 使用校色軟體為螢幕製作ICC Profile軟體校正後
    或 顯示器本身為其他色彩標準如sRGB,色準有一定水準以上

當你滿足上面的條件,那這個色彩管理功能將對非常快速且有效的改善編輯色彩偏差問題,處理的方式是從軟體層面,透過偵測系統中顯示器的ICC Profile做到溝通、轉換的功能。

如果開啟「Enable Display Color Management 」碰到影像斷階問題,該如何改善?

  1. 先確認是否使用過DisplayCAL或其他第三方螢幕校正軟體,替顯示器做過軟體校正
  2. 確認使用的ICC Profile是否為LUT+Matrix形式;或重新製作軟體校正,記得更改Profile形式為單純的矩陣Matrix,避免使用LUT
  3. 如效果還是不好,請確認顯示器本身的品質;是否原本Gamma與校正目標相差太多導致轉換精度不夠。

這邊也推荐影視後期使用者,對於這些繁瑣又可能出錯誤的影像設定解決方式,最一勞永逸方法,就是從購入外接視訊輸出卡(Blackmagic Decklink等)開始。使用輸出卡,剪輯影像不再透過軟體、作業系統層層渲染後才被螢幕顯示,直接由相容的剪輯軟體輸出影像RGB訊號給視訊輸出卡,而輸出卡轉而透過HDMI、SDI訊號線傳輸至顯示器上。這種工作模式下只需要準備相對應於編輯時間軸Timeline的色彩模式(Premiere Pro軟體預設為Rec.709)的顯示器即可,意即顯示器本身校準,就能做到顯示端的色彩管理。

相關設定可以參考Adobe官網
https://helpx.adobe.com/tw/premiere-pro/using/color-management.html

Youtube頻道VideoRevealed解釋Enable Display Color Management 的功用

或是https://premierepro.net/網站上由Jarle Leiproll撰寫關於這項功能的文章:How Display Color Management in Premiere Pro works

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發表者:Miles 林

色彩管理顧問 之前任職影像後期/DIT 剪輯 調光 美國 ISF影像標準協會 認證校正員 通過 經濟部IPAS色彩計畫/色彩工程鑑定 印刷色管顧問 T-Lab 東煦色研所 合作夥伴

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