Шаблон цветных полос SMPTE — это стандартный тестовый шаблон, используемый в видеопроизводстве и вещании для калибровки цветов и правильной регулировки уровней. SMPTE означает Общество инженеров кино и телевидения, организацию, которая изначально разработала этот шаблон. Шаблон цветных полос отображает ряд полос разных цветов при определенных уровнях яркости, которые позволяют техническим специалистам настраивать видеомонитор или вещательный кодер для обеспечения точной цветопередачи.
Оригинальный шаблон цветных полос был разработан инженерами RCA на заре цветного телевизионного вещания в 1950-х годах. Он был официально принят в качестве стандарта SMPTE, когда организация опубликовала свои первые стандарты телевизионных студий в 1961 году. Шаблон цветных полос претерпел несколько изменений за десятилетия, но в основном остался прежним, чтобы сохранить совместимость со старым видеооборудованием.
Ранние цветные полосы использовали три основных цвета света — красный, зеленый и синий (RGB) — и вторичные цвета — желтый и голубой. В оригинальном шаблоне RCA насыщенность цвета была очень высокой, чтобы можно было легко идентифицировать каждый цвет. Более поздние полосы SMPTE снизили насыщенность, чтобы более точно соответствовать диапазону, используемому в реальных программах вещания. Также были добавлены черные и белые полосы для проверки контрастности и яркости.
Самая последняя версия, известная как SMPTE RP219-2002 или «полосы EBU-SMPTE», включает горизонтальные полосы, вертикальные полосы и шаблон pluge для проверки параметров сигнала. Pluge относится к «оборудованию для генерации линейки изображений», используемому для создания тестовых шаблонов. Этот стандартный шаблон цветных полос признан во всем мире для точного выравнивания видеосигналов.
Стандартный шаблон цветных полос SMPTE содержит следующую последовательность вертикальных полос слева направо:
Кроме того, есть полосы для -I и +Q, которые используются для регулировки уровней цветности. Также имеется шаблон плагина, содержащий черные, серые и белые области для калибровки уровней черного и контрастности.
Цветные полосы отображаются на фоне оттенков серого, что соответствует стандартному уровню яркости 7,5 единиц IRE. Различные уровни яркости полос позволяют настраивать цвета для правильной яркости и интенсивности на видеодисплее.
Видеоинженеры используют эти стандартные цветные полосы несколькими способами:
Настройка всего видеооборудования и программного обеспечения в соответствии со стандартным шаблоном цветных полос гарантирует, что цвета и яркость будут точно воспроизведены по всей цепочке доставки сигнала во время трансляции или постобработки видео.
Есть несколько ключевых моментов, на которые следует обратить внимание при изучении шаблона цветных полос на осциллографе или вектороскопе:
Если отображение цветовой полосы отклоняется от стандартного шаблона, это указывает на проблему, требующую исправления где-то в видеоцепи. Полосы служат инструментом устранения неполадок, помогая выравнивать оборудование и сигналы для поддержания точности цвета.
Существует несколько способов создания шаблона цветных полос SMPTE:
Работа со стандартным эталонным шаблоном имеет важное значение для сопоставления всех видеосигналы по всему вещательному объекту или удаленному грузовику. Портативные генераторы тестовых шаблонов обеспечивают гибкость для полевых работ. Программные генераторы обеспечивают удобство для постпроизводственных приложений. А камеры с внутренними тестовыми шаблонами ускоряют первоначальную настройку.
Количество, ширина и положение цветных полос зависит от разрешения видео. Вот несколько примеров:
| Разрешение видео | Количество полос | Ширина полосы | Положение полосы |
|---|---|---|---|
| 720?480 NTSC | 7 | 52 пикселя | 20 пикселей слева |
| 720?576 PAL | 7 | 52 пикселя | 20 пикселей слева |
| 1920?1080 HD | 8 | 190 пикселей | 95 пикселей слева |
| 3840?2160 UHD | 8 | 760 пикселей | 380 пикселей слева |
По мере увеличения разрешения видео все больше пикселей можно выделить для более широких цветовых полос, сохраняя при этом надлежащие уровни яркости. Для любого разрешения цветные полосы должны занимать всю вертикальную высоту кадра.
Хотя стандартные цветные полосы SMPTE признаны во всем мире, в разных регионах используются некоторые вариации:
Хотя местные существуют вариации, стандартные цветовые полосы SMPTE, определенные RP219, остаются наиболее широко принятыми во всем мире. Различные шаблоны, как правило, совместимы, если цветовые цели настроены правильно.
Хотя цветовые полосы SMPTE чрезвычайно полезны для калибровки видео, существуют некоторые ограничения:
По этим причинам также используются дополнительные тестовые шаблоны и носители для тщательной калибровки сквозной видеосистемы. Шаблоны многокадровой развертки, зонные пластины, шаблоны развертки и тесты движения выявляют другие аспекты, не отображаемые только полосами SMPTE. Но цветные полосы остаются быстрым первым шагом для первоначального выравнивания видеосигналов и оборудования.
Шаблон цветных полос SMPTE зарекомендовал себя как незаменимый инструмент для вещателей, видеоинженеров и производственных групп на протяжении более 60 лет. Стандартизированная последовательность цветных полос обеспечивает быструю справку для калибровки камер, мониторов, кодеров и декодеров для поддержания точности цвета на протяжении всего рабочего процесса видео. Поскольку разрешения видео и цветопередача продолжают развиваться, этот стандартный тестовый шаблон остается основным для профессионалов в области видео во всех поколениях технологий.
Понимание состава, предполагаемых вариантов использования и методов анализа этих цветных полос позволяет любому видеотехнику правильно настроить и отрегулировать оборудование для достижения оптимального качества. Различные программные и аппаратные опции для создания цветных полос обеспечивают гибкость для всех типов производственных сред и бюджетов. Хотя изначально этот классический тестовый шаблон был разработан для телестудий 1950-х годов, он остается основным для предоставления отлично выглядящего видео в 2020-х годах и далее.