Цветовая наука/H3/Диапазон яркости

Диапазон яркости

Tone Mapping

Как технически переводить luminance между source и target: clipping, shoulder, global/local mapping, PQ EETF, HDR→SDR, display mapping и порядок в Resolve.

Source peakTarget peakShoulderEETFHDR→SDR
Простыми словами

Tone mapping — это controlled remapping яркостных отношений, когда target не способен напрямую показать source range. Хороший mapping сохраняет hierarchy и detail; Contrast просто меняет форму изображения внутри текущего состояния.

11 разделов4 первичных источников

Ключевые факты

Определения и цифры, которые стоит держать перед глазами

Source
Dynamic range / peak
Target
Display/output limit
Hard clip
Detail collapse

Всё выше ceiling схлопывается в одно значение.

EETF
Display mapping

Особенно важен для PQ master → lower-peak display.

TONE MAPPING

Один source range — три разных способа уложить его в target

hard clipglobal shoulderadaptive / EETF-liketarget peak
Preserve midtones, compress highlights
Peak mapping ≠ exposure correction
HDR→SDR требует rendering intent, а не просто gain
01

Когда tone mapping вообще нужен

Mapping нужен, когда source/rendered image содержит luminance relationships, которые target display/output не может воспроизвести напрямую: например 4000-nit PQ master на 700-nit телевизоре или HDR master в 100-nit SDR. Если source и target совпадают, дополнительный tone mapper может только испортить уже согласованный rendering.

02

Hard clip — самый простой и самый разрушительный вариант

Всё выше target ceiling превращается в одно значение. Формально output укладывается в range, но highlight texture и separation исчезают. Clip иногда нужен как diagnostic или deliberate look, но это не универсальный HDR mapping method.

03

Shoulder / knee создаёт мягкий roll-off

Вместо резкого обрыва mapping начинает постепенно сжимать верхний диапазон до target peak. Важные параметры — где начинается compression, насколько плавно она растёт и остаётся ли middle/diffuse region стабильным. Хороший shoulder сохраняет ощущение яркости, не превращая все highlights в серую массу.

04

Global и local tone mapping

Global algorithm применяет одну luminance mapping relationship к кадру/сцене. Local/adaptive algorithms анализируют spatial context и могут сохранить больше локального contrast при сильном compression. Цена — риск halos, temporal pumping и изменения creative intent, поэтому mastering pipeline обычно должен быть предсказуемее consumer-display enhancement.

05

Reference white лучше по возможности не двигать

При HDR→lower-HDR mapping часто желательно сохранить diffuse/reference white и midtones, а compression сосредоточить в upper highlight region. Тогда лица и обычные поверхности сохраняют continuity между displays, а различается главным образом доступный highlight sparkle.

06

PQ display mapping — это EETF поверх absolute signal

PQ master несёт absolute luminance intent, но display с меньшим peak не может выполнить исходную EOTF один-в-один. BT.2390 описывает EETF concept для controlled rendering на ограниченный display: input PQ сначала понимается корректно, затем luminance range адаптируется к target.

07

HDR→SDR меняет гораздо больше, чем peak

SDR output обычно имеет другой reference white/peak, может иметь меньший gamut и иные viewing assumptions. Поэтому HDR→SDR output transform решает tone mapping вместе с gamut mapping и display rendering. Если отдельно сжимать highlights, а потом независимо давить saturation, можно сломать hue и skin.

08

Technical mapping ≠ creative contrast

Creative Contrast/Curves отвечают за look внутри chosen working state. Technical tone mapping отвечает за соответствие target dynamic range. Если смешать эти задачи одной нодой, смена output с 1000-nit HDR на SDR потребует переделывать creative grade. Scene-referred workflow полезен именно тем, что разделяет эти уровни.

09

Порядок операций имеет значение

Scene-linear/scene-referred exposure и highlight recovery обычно должны происходить до destructive display tone mapping. Display-referred tweaks после mapping воздействуют уже на rendered image. Нельзя автоматически переносить один и тот же Gain/Soft Clip по разные стороны output transform и ожидать одинаковый результат.

10

Tone mapping в Resolve: выберите один ответственный stage

В RCM/ACES часть tone rendering уже находится в Output/Display Transform. В manual CST pipeline tone mapping может быть включён в output CST/DRT. Не добавляйте второй CST, LUT или HDR-to-SDR mapper «на всякий случай»: stacking нескольких shoulders часто даёт грязные highlights и слишком низкий contrast.

11

Как оценивать mapping

Проверяйте не только отсутствие clip. Сравнивайте diffuse white, skin, key highlights, specular texture, black level и overall contrast на target display. На scopes полезно видеть, где mapping начинает compression и что происходит с peaks; глазами — сохраняется ли relative hierarchy между объектами.

Что это меняет в постпродакшне

Если tone mapping заметен как отдельный эффект, он часто уже слишком агрессивен. Его задача — заставить target display выглядеть правдоподобно, сохранив intent, а не показать зрителю работу алгоритма.

Типичные ошибки
Использовать hard clip как универсальный mapping.
Двигать diffuse white вместе с highlights без причины.
Stacking RCM/ACES output mapping и CST mapping.
Путать tone mapping с Contrast/Curves.
Делать HDR→SDR без gamut mapping.
Оценивать mapping только по waveform, без target display.
Стандарты и первичные источники

Технические определения привязаны к организациям стандартов и первичным спецификациям там, где это действительно важно.