Postproduktion allgemein Forum



upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?



Fragen rund um die Nachbearbeitung, Videoschnitt, Export, etc. (div. Software)
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Roland Schulz
Beiträge: 3187

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 09:17

Axel hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 08:25
Roland Schulz hat geschrieben:
Sa 17 Feb, 2018 23:13
Kann´s kaum erwarten dass ne a6700 hoffentlich auch UHD 10bit kann, zudem "sauber" (!!) aus nem recht ordentlichen APS-C Sensor!!
Reiner schöner Tagtraum oder hab ich eine Gerüchteküche verpasst?
Ist nur ne Vermutung bzw. müsste das irgendwann die logische Konsequenz auf die GH5/s sein.
Irgendwas muss kommen, 50p UHD und/oder 10bit (die wahrscheinlich dann nur in 25p).
Wir werden sehen - irgendwann...




cantsin
Beiträge: 4486

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Mo 19 Feb, 2018 09:18

Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 08:20
NEAT Video arbeitet aber gar nicht in 10bit ;-)!

Man muss irgendwas machen um Kanten im Bild zu "verschmieren" - warum NEAT Video das jetzt tun sollte erschließt sich mir nicht.
Doch, die Pro-Version arbeitet in 10bit und höher: https://www.neatvideo.com/features/map-all

Auch bei 8bit-Aufnahme wirst Du zwischen zwei Frames auf einem Pixel keine identischen Farbwerte haben. Der temporale Rauschfilter berechnet einen Zwischenwert zwischen diesen beiden (oder noch mehreren) Pixeln, interpoliert aber in mehr Bittiefe, in Zwischenwerte, die feiner sind als das 8bit-Raster. Das gleiche Prinzip wie bei Super Resolution, nur auf die Farb- statt auf die räumliche Auflösung angewendet.




Axel
Beiträge: 12053

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Axel » Mo 19 Feb, 2018 09:40

Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 09:17
Axel hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 08:25


Reiner schöner Tagtraum oder hab ich eine Gerüchteküche verpasst?
Ist nur ne Vermutung bzw. müsste das irgendwann die logische Konsequenz auf die GH5/s sein.
Irgendwas muss kommen, 50p UHD und/oder 10bit (die wahrscheinlich dann nur in 25p).
Wir werden sehen - irgendwann...
Eine A6700
- mit 2160 50/60p
- mit 10-bit, meinetwegen auch "nur" in SFR

Dann hieße es "GH was?"
Na und? Im Fernsehen wird ja auch alles wiederholt ...




Roland Schulz
Beiträge: 3187

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 16:20

cantsin hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 09:18
Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 08:20
NEAT Video arbeitet aber gar nicht in 10bit ;-)!

Man muss irgendwas machen um Kanten im Bild zu "verschmieren" - warum NEAT Video das jetzt tun sollte erschließt sich mir nicht.
Doch, die Pro-Version arbeitet in 10bit und höher: https://www.neatvideo.com/features/map-all

Auch bei 8bit-Aufnahme wirst Du zwischen zwei Frames auf einem Pixel keine identischen Farbwerte haben. Der temporale Rauschfilter berechnet einen Zwischenwert zwischen diesen beiden (oder noch mehreren) Pixeln, interpoliert aber in mehr Bittiefe, in Zwischenwerte, die feiner sind als das 8bit-Raster. Das gleiche Prinzip wie bei Super Resolution, nur auf die Farb- statt auf die räumliche Auflösung angewendet.
Stimmt, bei EDIUS (habe NEAT Video Pro) allerdings immer nur 8bit :-(, funktioniert aber immerhin im 10bit Projekt!
Bringt uns hier trotzdem nicht weiter...




WoWu
Beiträge: 14732

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von WoWu » Mo 19 Feb, 2018 16:42

Die einfachste Methode ein upsampling zu erkennen, ist das Auslesen der Stuck Bits mit einem WFM, (z.B. dem 2200 oder 4000 von Tek.) so wie es auch die Broadcaster in der technischen Abnahme machen. Dabei wird ein Balken für jedes Bit angezeigt, das sich wiederholend ändert (H/L).
Ändert sich nichts, ist das ein Anzeichen für 8 in 10 Bits.
Man muss also schon hergehen und reichlich Dither einfügen, um das zu umgehen, dann sieht aber das Bild entsprechend matschig aus.
Gute Grüße, Wolfgang

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dosaris
Beiträge: 407

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von dosaris » Mo 19 Feb, 2018 16:56

WoWu hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 16:42

Ändert sich nichts, ist das ein Anzeichen für 8 in 10 Bits.
Man muss also schon hergehen und reichlich Dither einfügen, um das zu umgehen, dann sieht aber das Bild entsprechend matschig aus.
oder 2 Bit Rauschen unten drunter kleben ...
Dann bleibt's beim 8Bit-Eindruck.




Roland Schulz
Beiträge: 3187

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 17:00

Stuck Bits haben wir nach den oben beschriebenen Verfahren nicht mehr. Stuck Bits würden nur auftauchen wenn wir 8bit ohne jegliche Verarbeitung primitiv in 10bit überführen würden, also einfach 2 LSB anhängen würden.

Da sind wir hier schon ein paar Schritte weiter mit unseren "Betrugsversuchen" ;-).
Meine Idee war das ursprüngliche Bild in 10bit "etwas" geblured (z.B. Gausscher Weichzeichner) mit ~0,4% (entspricht +2bit / 2 LSB) dem eigentlichen Bild zu überlagern. Dann hätten wir die ursprünglichen Abrisse tatsächlich mit interpolierten Informationen gefüllt und es würden keine Bits mehr "klemmen".
Zuletzt geändert von Roland Schulz am Mo 19 Feb, 2018 17:06, insgesamt 1-mal geändert.




WoWu
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von WoWu » Mo 19 Feb, 2018 17:01

Dann erkennst aber anhand der Darstellung, dass die Bits so gut wie gleichzeitig beide Zustände annehmen.
Aber wenn jemand Rauschen absichtlich zufügt, wäre es leichter die Ladenkasse der nächsten Tankstelle zu beklauen.
Gute Grüße, Wolfgang

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Roland Schulz
Beiträge: 3187

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 17:05

dosaris hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 16:56
WoWu hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 16:42

Ändert sich nichts, ist das ein Anzeichen für 8 in 10 Bits.
Man muss also schon hergehen und reichlich Dither einfügen, um das zu umgehen, dann sieht aber das Bild entsprechend matschig aus.
oder 2 Bit Rauschen unten drunter kleben ...
Dann bleibt's beim 8Bit-Eindruck.
Hatten wir auch schon, funktioniert nur bedingt bzw. kann wiederhergestellt werden. Hast Du eine Fläche sagen wir mal in der Helligkeit 940 und daneben eine Fläche in 936 kannst Du das zwar mit 10bit Rauschen faken, legst Du am Ende aber wieder eine Integration/Rauschunterdrückung/starke Kompression drüber kommt wieder 940 und 936 raus. Du erkennst also die 8bit Abstufung wieder :-(!

Legst Du aber einen Blur mit ~0,4% drüber (~0,4% Deckkraft des geblurten Clip, der dem ursprünglichen Clip überlagert wird) wird die "Kante" aufgeweicht. Du kriegst also fließende Werte von 936 - 940 (937, 938, 939).
Denke das kriegt man dann nicht mehr reproduziert, wüsste nicht wie.




Roland Schulz
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 17:35

...vielleicht ist noch nicht ganz klar was ich meine: Das Ausgangs 8bit Bild wird in einer Kopie in 10bit Umgebung "geblurred", anschließend mit ca. 0,4% Deckkraft (entspricht ca. 2 LSB / 2 zusätzliche Bits) dem Original 8bit Bild innerhalb eines 10bit Workflows überlagert. Harte 8bit Übergänge erhalten so interpolierte 10bit Informationen.

Übertrieben dargestellt würde das dann so aussehen:
8to10bit.jpg
Das kann man später mit keinem Denoising/Integration o.ä. wieder reproduzieren, alle 10bits "leben"!
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Zuletzt geändert von Roland Schulz am Mo 19 Feb, 2018 18:22, insgesamt 1-mal geändert.




dosaris
Beiträge: 407

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von dosaris » Mo 19 Feb, 2018 17:43

Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 17:05

Legst Du aber einen Blur mit ~0,4% drüber (~0,4% Deckkraft des geblurten Clip, der dem ursprünglichen Clip überlagert wird) wird die "Kante" aufgeweicht. Du kriegst also fließende Werte von 936 - 940 (937, 938, 939).
Denke das kriegt man dann nicht mehr reproduziert, wüsste nicht wie.
ja,
wird wohl funktionieren.

Aber da wir ja ohnehin (überwiegend) von verlustbehaftetem Encoding sprechen,
das eine Bit-identische decodierung zum Ursprungssignal unmöglich macht, wird
sich das re-Encoding einer 8Bit-Vorlage nach 10Bit-Encoding automatisch in
diesem bluring auswirken. Früher - bei MPEG2 - erzeugte hartes encoding zB Mosquito-noise.
Dies Problem ist ua durch die Qpels bei AVC fast verschwunden (bzw liegt nun innerhalb
des selben Pixels). Aber derartige Encoding-Fehler sind ohnehin nix anderes als "gefärbtes"
zusätzliches Rauschen. Natürlich unten (bei den LSBs) am stärksten.
et voila: 10 Bit hergezaubert.
o.k.: dies zaubern geht umso "besser" je härter das Encoding und/oder je
unterschiedlicher die Encoder-Parametrierung ist.
(ok, ist etwas vereinfacht dargestellt)
Zuletzt geändert von dosaris am Mo 19 Feb, 2018 17:46, insgesamt 1-mal geändert.




cantsin
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Mo 19 Feb, 2018 17:44

So, hab' jetzt mal meine Vermutung getestet, ob sich mit temporalem Rauschfilter die Farbauflösung analog zu Super Resolution künstlich vergrößern lässt - und das Ergebnis ist eindeutig.

Ausgangmaterial waren in VLog aufgenommene 1080p 8bit 4:2:0 h264-Kameradateien der GH5, die hier zum Download bereit liegen: https://www.43rumors.com/new-gh5-video-for-download/

Ich habe für meinen Test den Clip "Pete Fire Hand.MP4" verwendet (weil sein Motiv mehr Farbvarianz hat als die anderen), in Resolve importiert und einen unbearbeiteten Frame als unkomprimierte 16bit TIFF-Datei exportiert. In diesem TIFF erkennt Imagemagick bzw. "identify -format %k" 17.210 diskrete Farben.

Danach habe ich auf den Clip Neat Video Pro (OFX-Plugin) gelegt, nur den temporalen Filter angewendet, mit fünf Referenzframes und in der höchsten Qualitätsstufe. Danach wiederum denselben Frame als 16bit TIFF exportiert. Statt 17.210 erkennt Imagemagick nun 1.194.446 verschiedene Farben, beinahe eine Versiebzigfachung:

Capture.PNG
Die beiden TIFF-Dateien hab ich hier zum Download bereitgestellt:
http://data.pleintekst.nl/chroma-upsampling.zip (13 MB)

EDIT: Wenn ich den mit Neat gefilterten Frame als unkomprimiertes 8bit-TIFF statt als 16bit-TIFF exportiere, bleiben nur noch 39.471 diskrete Farben. Es wird also definitiv in die höhere Bittiefe interpoliert.

EDIT 2: Und die 39.471 Farben in 8bit sind auch kein Bug von Resolve. Wenn ich statt 8Bit TIFF zu exportieren das zuvor exportierte, gefilterte 1,1 Millionen-Farben-16bit-TIFF mit Imagemagick zu 8bit TIFF umwandle, resultieren 39.473 diskrete Farben.
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Roland Schulz
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 18:19

cantsin hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 17:44
Danach habe ich auf den Clip Neat Video Pro (OFX-Plugin) gelegt, nur den temporalen Filter angewendet, mit fünf Referenzframes und in der höchsten Qualitätsstufe. Danach wiederum denselben Frame als 16bit TIFF exportiert. Statt 17.210 erkennt Imagemagick nun 1.194.446 verschiedene Farben, beinahe eine Versiebzigfachung:
-> rechnerisch 4^3 = 64

Wir stellen fest, verschiedene Wege führen nach Rom. Aus 8bit kann man 10bit machen und keiner kann Anhand des Materials nachweisen dass es vorher 8bit war.

Bzgl. statischen Bildern müsste die NEAT Video Methode sogar die bessere sein, da über die Wahrscheinlichkeitsbetrachtung der Ausgangswert näher am Original (Szene) sein müsste.
Dafür versagt die Methode recht schnell bei Bewegung.




cantsin
Beiträge: 4486

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Mo 19 Feb, 2018 18:40

Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 18:19
cantsin hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 17:44
Danach habe ich auf den Clip Neat Video Pro (OFX-Plugin) gelegt, nur den temporalen Filter angewendet, mit fünf Referenzframes und in der höchsten Qualitätsstufe. Danach wiederum denselben Frame als 16bit TIFF exportiert. Statt 17.210 erkennt Imagemagick nun 1.194.446 verschiedene Farben, beinahe eine Versiebzigfachung:
-> rechnerisch 4^3 = 64
Was in der Tat genau eine Vervierfachung pro Farbkanal ist, bzw. eine Zunahme um den Faktor zwei hoch zwei = 2 bit, also der Sprung von 8 bit zu 10bit.

(Mir ist klar, dass Dir das klar war, ich versuch's nur, nochmal auf allgemeinverständliche Weise auszudrücken.)

Und das Tolle ist ja, dass man sich mit diesem Verfahren keine Artefakte einhandelt, sondern im Gegenteil Artefakte wie Rauschen und Makroblocking vermindert.




mash_gh4
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Mo 19 Feb, 2018 20:43

[quote=cantsin post_id=936027 time=1519062021 user_id=18071Und das Tolle ist ja, dass man sich mit diesem Verfahren keine Artefakte einhandelt, sondern im Gegenteil Artefakte wie Rauschen und Makroblocking vermindert.
[/quote]

naja -- leider nur "fast alle" artifakte. so weit es mögliches banding betrifft, ist leider auch diese variante eher kontraproduktiv. wenn man das rauschen weitetstegehend unterdrückt und die feinen übergänge glatt bügelt, landet man schnell einmal bei genau den problemen, wie man sie vor allem aus animes und den dort anzutreffenden künstlich geschaffenen farbverläufen in den zeichnungen kennt.

dieses problem muss man zwar natürlich nicht weiter ernst nehmen, wenn es einem wirklich nur darum geht, footage an primitiven qualitätskontrollen vorbeizuschummeln, aber für diejenigen von uns, die vielmehr an möglichst befriediegenden formen der produktion interessiert sind, ist das vermutlich schon eine ganz zentrale frage.

ich glaub, dass es gerne unterschätzt wird, wie problematisch es sich darstellt, wenn man zwar in perfekten 10bit-kontrollumgebungen produziert, aber keine weiteren vorkehrungen und kontrollmaßnahmen im hinblick auf sich zeigende artefakte bei der wiedergabe auf 8bit wiedergabegeräten einbezieht. auf diese weise kann man mit wunderbar fortschrittlichem werkzeug ergebnisse produzieren, die im alltag bzw. auf den tatsächlich genutzten wiedergabegerätschaften unbefriedigender wirken als wenn sie mit weit primitiveren mitteln geschaffen worden wären. dort wären die angsprochenen banding-artefakte dem verantwortlichen gestalter nämlich sofort ins auge gesprungen bzw. vorsorglich vermindert worden.

das ganze problem würde sich auch nicht weiter stellen, wenn alle typischen postproduktionstools in dieser hinsicht die notwendigen vorkehrungen beim export anbieten würden, oder die wiedergabemittel mehr rücksicht auf dieses problem nehmen würden. beides ist aber in der praxis nicht in ausreichendem maß anzutreffen, weshalb man hier einfach selber mitdenken bzw. dafür sorge tragen muss.




cantsin
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Mo 19 Feb, 2018 20:49

mash_gh4 hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 20:43
naja -- leider nur "fast alle" artifakte. so weit es mögliches banding betrifft, ist leider auch diese variante eher kontraproduktiv. wenn man das rauschen weitetstegehend unterdrückt und die feinen übergänge glatt bügelt,
Das passiert ja vor allem bei spatialer Rauschunterdrückung, weniger bei temporaler.




Roland Schulz
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 20:52

...so schaut‘s - allerdings krankt die temporale weiterhin bei stark bewegten Szenen.

Denke wir sind durch, 8bit lässt sich wenn man sich geschickt anstellt in 10bit nicht nachweisen.

Trotzdem bietet echtes 10bit den Vorteil der Aufnahme und Wiedergabe der echten Graduation.




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Mo 19 Feb, 2018 21:01

cantsin hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 20:49
Das passiert ja vor allem bei spatialer Rauschunterdrückung, weniger bei temporaler.
ich glaub, es hängt auch sehr stark vom jeweiligen motiv ab.

aber stell dir einfach jene ganz einfachen bekannten problemfälle vor: eine ruhige einstellung mit feinen farbverläufen am himmel.

ganz egal, wie du so etwas vom enthaltenen rauschen [das in solchen fällen ja durchaus auch beabsichtigtes dithern direkt aus der kamera sein kann] befreist, die klaren feinen grenzziehungen zwischen den farbabstufungen treten immer deutlicher/störender hervor.

evtl. täusche ich mich da, aber ich vermute, dass es hier wirklich nicht viel unterschied macht, ob du dazu spatiale od. temporale NR nutzt.




cantsin
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Mo 19 Feb, 2018 21:10

Roland Schulz hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 20:52
Denke wir sind durch, 8bit lässt sich wenn man sich geschickt anstellt in 10bit nicht nachweisen.

Trotzdem bietet echtes 10bit den Vorteil der Aufnahme und Wiedergabe der echten Graduation.
Jepp. (Ist halt das gleiche wie mit echter hoher optischer Auflösung versus nachgeschärfter oder per Superresolution berechneter optischer Auflösung.)




WoWu
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von WoWu » Mo 19 Feb, 2018 21:27

Banana_Joe_2000 hat geschrieben:
Sa 17 Feb, 2018 11:48
Hi,

kennt jemand eine Möglichkeit, upgesampletes Material zu identifizieren? Also, wenn ein Videoclip der ursprünglich 8Bit war nun einfach als 10 bit exportiert wurde?

Unbearbeitet exportiert müsste der Clip dann ja 2 sinnfreie bits mitschleppen...

Danke für hilfreiche Hinweise im Voraus,

banana
Tja, schade dass die Frage nicht war, wie man betrügen kann, sondern wie man up-gesampeltes Material erkennt.
Gute Grüße, Wolfgang

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Roland Schulz
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Roland Schulz » Mo 19 Feb, 2018 21:34

Wolfgang, Du hast Recht, auch vorher schon mit dem Tektronix!!

Allerdings war die Frage von Bud Spencer doch etwas falsch oder unwissend gestellt - denn bei reinem Verpacken/Exportieren von 8bit Material in 10bit Streams findet gar kein hinterfragtes „Upsampling“ statt, richtig ;-)?!

EDIT: „...unbearbeitetes Material...“ - Jungs, da sind wir viel zu weit gerannt, auch wenn Upsampling mit drin stand.
Unpräzise Aufgabenstellung ;-p !!!

Meine erste Antwort traf es noch bevor wir hier abgedriftet sind:

„Denke das wird unmöglich sobald jemand beim Grading auf 10bit rausgerendert hat.
Bei unverändertem Material könnte man das vielleicht noch irgendwie über die LSB´s rauskriegen.“


Unverändert kriegt man es über die letzten beiden LSBs raus!!




mash_gh4
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Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Mo 19 Feb, 2018 23:59

cantsin hat geschrieben:
Mo 19 Feb, 2018 17:44
Ich habe für meinen Test den Clip "Pete Fire Hand.MP4" verwendet (weil sein Motiv mehr Farbvarianz hat als die anderen), in Resolve importiert und einen unbearbeiteten Frame als unkomprimierte 16bit TIFF-Datei exportiert. In diesem TIFF erkennt Imagemagick bzw. "identify -format %k" 17.210 diskrete Farben.
ich hab das jetzt, weil es mich doch interessiert hat, mit einer etwas anderen methode überprüft.

ich wollte mir anschauen, ob man, wenn man die 10bit werte jeweils durch 4 dividiert, und dabei nur den zurückbleibenden rest betrachtet -- also die werte 0, 1, 2, 3 --, an hand der häufigkeit des vorkommens jeder dieser vier werte einen rückschluss auf das ursprüngliche material ziehen kann...

wenn man das aber ganz praktisch versucht, sieht man sofort, dass das vorgeschlagene ausgang- bzw. vergleichsbild ("unfiltered-0086401.tif") in seiner werteverteilung bereits derart viele einträge enthält, die sich in einem 8bit-werteraster gar nicht erst darstellen lassen dürften, dass man es eigentlich nicht als bsp. für unmodifiziertes upsampling heranziehen kann... da sind offenbar selbst im zuge dieser minimalen bearbeitung im resolve bereits fast mehr störende bzw. täuschende einflüsse eingeflossen als wir sie hier ersinnen wollten. ;)

Code: Alles auswählen

import numpy as np
import cv2
unfiltered = np.asarray(cv2.imread("unfiltered-0086401.tif", -1))>>6
np.unique(np.remainder(unfiltered, 4), return_counts=True)

# liefert als output:

(array([0, 1, 2, 3], dtype=uint16),
    array([1128456, 2042378, 1766340, 1283626]))




cantsin
Beiträge: 4486

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von cantsin » Di 20 Feb, 2018 00:26

Wobei das Werteraster jetzt nicht so interessant ist (denn das ist ja nur die Farbpalette - hier rechnet Resolve natürlich in 32bit Float und von dort aus in 16bit TIFF), sondern die diskreten Farbwerte. (Schon die Umrechnung von Rec709 zu sRGB dürfte diverse Rundungsfehler provozieren und daher Deinen Test beeinträchtigen.)

Und da ist eben auch beim TIFF-Export das Ergebnis 8bit-typisch, sogar noch am Low End von 8bit, wenn man es mit den diskreten Farbwerten im entrauschten 8bit vergleicht. Und wenige diskrete Farbwerte über eine breite Palette verteilt, bedeutet ja einfach nur banding.

Das eigentliche Erstaunliche finde ich, dass sich durchs temporale Denoising die diskreten Farbwerte tatsächlich um annährend denselben Faktor (64) vermehren wie die verfügbaren Farben in der 10bit- ggü. der 8bit-Palette.

Hab's in der Zwischenzeit auch noch mit Resolves internem temporalen Denoiser getestet, mit dem gleichen Ergebnis.




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Di 20 Feb, 2018 01:03

cantsin hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 00:26
Wobei das Werteraster jetzt nicht so interessant ist (denn das ist ja nur die Farbpalette - hier rechnet Resolve natürlich in 32bit Float und von dort aus in 16bit TIFF), sondern die diskreten Farbwerte. (Schon die Umrechnung von Rec709 zu sRGB dürfte diverse Rundungsfehler provozieren und daher Deinen Test beeinträchtigen.)
naja -- der werteraster scheint mir schon ziemlich bedeutsam zu sein.
in dem punkt teile ich ausnahmsweise einmal WoWus hinweis auf die stuck bits.
das ausszählen der konkret vorfindlichen farbwerte halte ich im vergleich dazu für eher weniger aussagekäftig od. zielführend.
zumindest aber zählst du dabei ganz viele farben mehrfach, die sich in wahrheit nur in der 16bit darstellung unterschieden, aber bei reduktion auf 10bit YUV rec709 wieder zusammenfallen.

was allerdings mögliche fehler durch die rec709->sRGB, YUV->RGB und float->16bit->10bit wandlung betrifft, stimme ich dir leider vollkommen zu. ich verwende deshalb für solche sachen auch lieber uncompressed yuv rawvideo frames direkt aus dem ffmpeg als realistischen ausgangspunkt, wo sich dieses problem nicht stellt.

[es ist ja tatsächlich ein fast unverzeihlicher schnitzer, 10bit-YUV so einfach mit 10bit-RGB in beziehung zu setzten bzw. zu verwechseln!!! ;)]

(wobei ich mir ehrlich gestanden nicht so sicher wäre, ob resolve beim tiff-export tatsächlich eine korrekte farbraum-umwandlung vornimmt. ;))
cantsin hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 00:26
Das eigentliche Erstaunliche finde ich, dass sich durchs temporale Denoising die diskreten Farbwerte tatsächlich um annährend denselben Faktor (64) vermehren wie die verfügbaren Farben in der 10bit- ggü. der 8bit-Palette.
ja -- erstaunlich ist das natürlich tatsächlich -- nur hätte ich so meine probleme, das wirklich ganz sauber zu erklären und in beziehung zum tatsächlichen video-inhalt zu setzten bzw. daraus etwas allgemeines abzuleiten, das in allen fällen befriedigend funktioniert.

ich war vorhin schon fast geneigt, einen kleinen shader zu schreiben, der vor allem im hinblick auf die von roland beschriebene variante vielleicht ein bisserl nachvollziehbarer visualisieren könnte, in welchen bildbereichen das besonders gut funktioniert, und wo wieder nicht so gut.

aber das sind ja alles nur völlig sinnlose spielereien und fingerübungen, auf die man nicht zu viel zeit verschwendenden sollte.
cantsin hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 00:26
Hab's in der Zwischenzeit auch noch mit Resolves internem temporalen Denoiser getestet, mit dem gleichen Ergebnis.
das temporale denoisen ist halt leider auch eine variante, die sich mit typischen videobearbeitungsmitteln fast leichter realisieren lässt als mit einfachen zahlenmodellen, dafür hat man dann halt mit all diesen vielfältigen begeleiterscheinungen des umgebenden processings zu kämpfen, die man von der wirkung des eigentlich untersuchten effekts kaum mehr trennen kann.




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Di 20 Feb, 2018 10:12

cantsin hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 00:26
Schon die Umrechnung von Rec709 zu sRGB dürfte diverse Rundungsfehler provozieren und daher Deinen Test beeinträchtigen.
nachdem mir dieser hinweis auf diesen ganz grundsätzlichen fehler richtig peinlich war, hab ich jetzt nocheinmal mit geeigneteren mitteln nachzustellen versucht.

ich hab mich dabei videoseitig ausschließlich auf unkomprimierte YCbCr-ausgabe aus dem ffmpeg und zwei dort enthaltene denoiser gestützt.

das ganze ist hier genauer dokumentiert und mit ein paar grafiken versehen. falls wer selber damit herumspielen will, hab ich auch das verwendete jupyter notebook zum downloaden auf den server gelegt.

aufregende unterschiede zum vorigen test habe ich leider auch diesmal nicht ausmachen können. :(

die auswirkungen der vorgeschlagenen eingriffen zeigen -- zumindest in dieser konkreten umsetzungsvariante -- bei weitem nicht jene signifikante änderung, die man erwarten würde.

wenn man die kanäle getrennt betrachtet, kommt es definitiv zu keinem nennenswerten wertezuwachs. im gegenteil, es werden tlw. durch das denoisen sogar weniger! das könnte allerdings u.u. seine ursache darin haben, dass die denoiser im ffmpeg evtl. nur im 8bit-modus arbeiten. :(

Code: Alles auswählen

             Y   Cb Cr
roh:         157 38 24
hqdn3d:      153 37 23
atadenoise:  156 41 24
was die verteilung auf die zwischenwerte im raster betrifft, kann man am ehesten noch in den farbkanälen irgendwelche nenneswerten veränderungen erkennen. aber selbst da bleibt es weit hinter den erwartungen zurück.

ich hab das jetzt natürlich nur ganz schnell umzusetzten versucht, weil es mir keine ruhe gelassen hat. mit ein bisserl nachdenken und trickreichen änderungen, könnte man es aber vermutlich wieder in ganz andere bahnen lenken.




TheBubble
Beiträge: 1329

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von TheBubble » Di 20 Feb, 2018 11:16

Ihr könnt versuchen ein Histogramm über möglichst viele Samples aus vielen Frames zu erstellen. Mit Glück sind die "echten" Helligkeiten/Farben erkennbar häufiger vertreten, als die "Rundungsfehler". Die Anzahl der "echten" Helligkeiten/Farben erlaubt dann einen Rückschluss auf die Bittiefe der ursprünglichen Aufnahmen.

PS: Habe grade gesehen, dass so etwas schon vorgeschlagen wurde. Klar kann man das per Blur o.ä. versuchen zu maskieren, aber das macht doch keiner, der die Qualität nicht bewusst senken will.




dosaris
Beiträge: 407

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von dosaris » Di 20 Feb, 2018 11:44

TheBubble hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 11:16
... kann man das per Blur o.ä. versuchen zu maskieren, aber das macht doch keiner, der die Qualität nicht bewusst senken will.
Qualität senken?

nur bei freaks, die auch daran glauben, dass Lautsprecher mit 22kHz Wiedergabe schlechter
sind als andere mit 24 kHz.
(hat 'mal jemand in den letzten Jahren ein Audiogramm seiner Ohren messen lassen?)

Man könnte als blur ganz stumpf 1 Bit auf den 10Bit-Wert addieren (also unter 1 promille Fehler)
und niemand würde dies wahrnehmen, aber díe LSBs sind anders.

Aber - wie schon angemerkt - es wird bei verlustbehafteter Codierung dieser Blur automatisch anfallen,
je härter encodiert desto stärker der Blur-Anteil. Und der schlägt sich natürlich besonders in den LSBs nieder.
Wäre es nicht so dann hätte man mit Zaubertrick eine
verlustfreie Codierung mit verlustbehafteten Encodern erfunden.

Bei verlustfreien Encodern (HuffYUV & Co) ist das natürlich anders.




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Di 20 Feb, 2018 22:42

TheBubble hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 11:16
Ihr könnt versuchen ein Histogramm über möglichst viele Samples aus vielen Frames zu erstellen. Mit Glück sind die "echten" Helligkeiten/Farben erkennbar häufiger vertreten, als die "Rundungsfehler". Die Anzahl der "echten" Helligkeiten/Farben erlaubt dann einen Rückschluss auf die Bittiefe der ursprünglichen Aufnahmen.
wie gesagt, natürlich ist das der weg, an den man als erstes denkt, und der im alltag und hausgebrauch sicher auch oft nützlich ist. trotzdem sind histogramme immer mit großer vorsicht zu genießen.

gehen wir ganz praktisch von jenem material aus, das uns cantsin oben nahe gelegt hat, und konzentrieren wir uns der einfachheit halber nur auf die enthalte helligkeitsinformation, allerdings in genau jener YCbCr datenrepräsenstation, wie sie in farbunterabgetasteter 4:2:0 und 4:2:2 videoübertragung üblicherweise genutzt wird, und worauf sich unsere 10bit genauigkeitsangabe eben tatsächlich bezieht.
Bild

auch wenn man sich davon ein sehr genau gerechnetes histogram ansieht, kann man leider noch immer nicht so recht sagen, ob das nun von 8bit od. 10bit ausgangsmaterial stammt -- obwohl es natürlich diese auffälligen spitzen zeigt:
Bild

wirklich deutlich wird es erst, wenn man sich ansieht, welche helligkeitswerte im bild tatsächlich genutzt werden und welche darin nicht vorkommen:

Code: Alles auswählen

 Y:
 [171 174 177 181 184 188 191 195 198 201 205 208 212 215 219 222 225 229
  232 236 239 243 246 250 253 256 260 263 267 270 274 277 280 284 287 291
  294 298 301 304 308 311 315 318 322 325 329 332 335 339 342 346 349 353
  356 359 363 366 370 373 377 380 383 387 390 394 397 401 404 408 411 414
  418 421 425 428 432 435 438 442 445 449 452 456 459 463 466 469 473 476
  480 483 487 490 493 497 500 504 507 511 514 517 521 524 528 531 535 538
  542 545 548 552 555 559 562 566 569 572 576 579 583 586 590 593 596 600
  603 607 610 614 617 621 624 627 631 634 638 641 645 648 651 655 658 662
  665 669 672 675 679 682 686 689 693 696 700 703 710] 
 
wenn man sich diese geordnete liste mit werten ansieht, wird auf den ersten blick klar, dass da ganz offensichtlich gleichförmige lücken zwischen den viel zu wenigen tatsächlich benützten werten zu entdecken sind.

das spannende dran ist allerdings die tatsache, dass sie nicht exakt auf jenem raster zu liegen kommen, den man erwarten würde. statt dass zwischen den vorfindlichen werten immer 3 unbenutze liegen, ist der abstand zwischen ihnen in wahrheit oft kleiner:

Code: Alles auswählen

 [3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 7]
ich fürchte, dass man diese erscheinung im gegenständlichen fall vermutlich einfach damit erklären kann, dass beim einlesen des ursprünglichen 8bit ausgangmaterials bzw. dessen weiterer verarbeitung eine stauchung von "full range" nach "legal" vorgenommen wurde.

ganz abgesehen davon, dass man das natürlich auch schlicht als schlampigkeitsfehler meinerseits werten könnte, ist es es doch insofern interessant, als dadurch einfache überprüfungsmethoden, die WoWu ("Stuck Bits") und ich ("bitweise OR" und betrachtung der restwerte bei ganzzahliger division durch 2**2) bereits weiter oben angesprochen haben, aufs glatteis geführt werden. es ist zwar ganz eindeutig, das nur ein viertel der werte genutzte wird, aber dadurch, dass sie in einer weise gestreut sind, die mit einfachen bitmasken nicht mehr erfasst werden kann, erkennt man das mit den betreffenden überprüfungsmethoden trotzdem nicht.




Banana_Joe_2000
Beiträge: 25

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von Banana_Joe_2000 » Mi 21 Feb, 2018 09:12

@mash_gh4

vielen Dank für Deine ausführliche Antwort. Es geht bei uns tatsächlich um unbearbeitetes Material, welches ohne weiteres grading / Schnitt (...) wieder gespeichert wird. Die offeenbar wissenschaftliche Herangehensweise mit numeric Python etc. muss ich mir mal ansehen. Da habe ich überhaupt keine Idee, was da auf mich zukommen könnte.

Ich bin tatsächlich von einem Tool ausgegangen, welches so ähnlich aussehen könnte wie eine RGB-Parade. Im Falle eines "echten" 10-Bit-Inhaltes ist halt (fast) der gesamte Wertebereich der 1024 möglichen Werte abgedeckt. Bei "unechtem" 10 Bit, also 8 oder weniger, fehlt halt "untenrum" etwas.

Deine Bemerkung zum Dithering kann ich nur unterschreiben - genau wie bei der bittiefenreduktion bei audio...

@Wolfgang
...starken Spreizung des Luminanzbereiches... - genau, aber wie mash_gh4 weiter unten bemerkt, manchmal unzuverlässig. Ich bin selber darauf gestoßen, da genau das nicht zuverlässig zu funktionieren scheint. Sehr Motivabhängig. Fällt im Alltag aber nicht auf. Die Auflösung der Software-Instrumente ist auch von Schnittprogramm zu Schnittprogramm sehr unterschiedlich, wie ich meine. Einen qualitativen Vergleich habe ich aber nicht gemacht.

@Dosaris
...kannste mal mit den QCtools da reinsehen... - ja, klasse Tool. Danke für den Tip!

@Cantsin
...mit dem Kommando "identify -format %k xy.tif"... - ok, auch ein Versuch wert. Hört sich für mich als Mathematik-legastheniker erstmal leichter an, als numericPython und co... Danke!

@WoWu
...Auslesen der Stuck Bits mit einem WFM, (z.B. dem 2200 oder 4000 von Tek.)... - ok, das hört sich schon mal gut an. Werde ich auch weiterverfolgen - Danke!

@Roland Schulz
...Aus 8bit kann man 10bit machen und keiner kann Anhand des Materials nachweisen dass es vorher 8bit war.... - ja, nach diverser Bearbeitungstechnik. Das war zwar nicht meine ursprüngliche Intention bei der Erstellung des Threads, aber hat sich interessant entwickelt.

Insgesamt vielen Dank an Alle, die Sich hier beteiligt haben.

besten Gruß,

banana




TheBubble
Beiträge: 1329

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von TheBubble » Mi 21 Feb, 2018 13:57

mash_gh4 hat geschrieben:
Di 20 Feb, 2018 22:42
das spannende dran ist allerdings die tatsache, dass sie nicht exakt auf jenem raster zu liegen kommen, den man erwarten würde. statt dass zwischen den vorfindlichen werten immer 3 unbenutze liegen, ist der abstand zwischen ihnen in wahrheit oft kleiner:

Code: Alles auswählen

 [3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4,
  3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 4, 3, 7]
Die leicht wechselnden Abstände machen doch gar nichts, es ist damit doch deutlich gezeigt, dass es Lücken in regelmäßigen Abständen (+/- 1) gibt.

Wobei man natürlich immer erwähnen sollte, dass solche Lücken auch beim Grading entstehen können (z.B. indem man die mittleren Helligkeiten spreizt oder wenn man mit einer anderen Gamma-Kurve aufgezeichnet hat und diese dann später wieder entzerrt), d.h. Lücken sind ein Indiz für eine ursprünglich geringere Bitttiefe, aber kein Beweis.

Mehr kann man da nicht machen. Wobei, vielleicht könnte man es mit Machine Lerning probieren. :D




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Mi 21 Feb, 2018 15:45

TheBubble hat geschrieben:
Mi 21 Feb, 2018 13:57
Die leicht wechselnden Abstände machen doch gar nichts, es ist damit doch deutlich gezeigt, dass es Lücken in regelmäßigen Abständen (+/- 1) gibt.
du hat natürlich völlig recht. für das praktische arbeiten mit dem material macht's natürlich überhaupt keinen unterschied. spannend ist es nur, weil dadurch überprüfungen mittels bitmaske ihre aussagekraft verlieren.
TheBubble hat geschrieben:
Mi 21 Feb, 2018 13:57
Lücken sind ein Indiz für eine ursprünglich geringere Bitttiefe, aber kein Beweis.
ja, das würde ich auch so sehen.

TheBubble hat geschrieben:
Mi 21 Feb, 2018 13:57
Mehr kann man da nicht machen. Wobei, vielleicht könnte man es mit Machine Lerning probieren. :D
unbedingt! -- machine learning ist ein wunderbares mittel, um uns anschaulicher vor augen zu führen, wie fürchterlich unintelligent unsere technischen fragen, interessen und aufgabenstellungen doch ständig sind. :)




wolfgang
Beiträge: 5699

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von wolfgang » Mi 21 Feb, 2018 16:09

mash_gh4 hat geschrieben:
So 18 Feb, 2018 21:56
wie gesagt, schau dir einmal folgende ganz einfache erklärung an:

https://de.wikipedia.org/wiki/Dithering ... arbeitung)

und dann frag dich vielleicht, ob das bevorzugte videobearbeitungsprogramm deiner wahl irgendwelche vorkehrungen bzw. ausgabeaufbereitungsmöglichkeiten besitzt, um in diesem sinne auch deine schönen 10bit-produktionen auf gebräuchlichen 8bit-abspielgeräten ohne störendes bandig wiederzugeben?
Ich kenne weder aus Vegas noch aus Edius explizite Filter die Dithering generieren würden. Ja vielleicht mit den diversen Unschärfefilter - oder ich kenne die eben nicht.

In der Praxis allerdings ist das kein Problem. Denn ich gehe davon aus dass über kurz oder lang eben ein 10bit fähiges Display auch bei mir im Wohnzimmer steht, einfach weil das HDR benötigt. Dann gibt man eben zu 10bit HEVC aus und gut ist es.
Lieben Gruß,
Wolfgang




mash_gh4
Beiträge: 2542

Re: upsampling von 8bit auf 10bit erkennen - wie?

Beitrag von mash_gh4 » Mi 21 Feb, 2018 16:59

wolfgang hat geschrieben:
Mi 21 Feb, 2018 16:09
In der Praxis allerdings ist das kein Problem. Denn ich gehe davon aus dass über kurz oder lang eben ein 10bit fähiges Display auch bei mir im Wohnzimmer steht, ...
ja -- für begeisterte urlaubs- und freizeitfilmer und den damit verbundenen wiedergabemöglichkeiten in den eigenen vier wänden ist diese lösung natürlich völlig ausreichend. für diejenigen aber, die für einen größeren kreis potentieller zuseher produzieren, und mit der trägheit des entsprechenden wandels vermutlich noch länger konfrontiert sein werden, könnte sich diese problematik ein klein wenig komplizierter darstellen.




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