Entender el vectorscopio, monitor forma de onda y el histograma para la corrección de color

Entender el vectorscopio, el monitor forma de onda y el histograma para Corrección de color.

Índice de contenidos


1. Introducción

En video existen dos herramientas fundamentales a la hora de inspeccionar una señal, se trata del vectorscopio y el monitor forma de onda.

A simple vista pueden parecer sólo una maraña de líneas sin sentido, pero veremos que en realidad es bastante fácil interpretarlos y son de bastante utilidad.


La señal de video compuesto está formada por dos elementos: por un lado la señal de luminancia o luma, la cual aporta lo que podríamos visualizar como una imagen en escala de grises o distintas densidades, y por otro lado la señal de crominancia o chroma que es la que aporta el color a la imagen.

  1. Vectorscopio: informa sobre el balance de blancos y las dominantes de color. Sirve para evaluar los tonos de color presentes en la imagen.
  2. Forma de onda: informa sobre los niveles de luminancia de la imagen. Sirve para evaluar el contraste general de la imagen.
  3. Histograma: es otra manera de visualizar la distribución de luces y sombras. También sirve para evaluar el brillo y el contraste.
  4. RGB parade: igual que forma de onda pero separando los 3 componentes RGB.

2. Vectorscopio

El vectorscopio es el instrumento encargado de medir y representar la señal de crominancia exclusivamente, ya que la luminancia no aporta información de color, por lo que una escala de grises no tendrá representación alguna en nuestro vectorscopio.

Otro parámetro que controlamos con el vectorscopio es que la señal de vídeo se sitúa correctamente entre los valores de 0 y 100 marcados con círculos concéntricos. Si el vector sobresale de los márgenes tendremos una señal fuera de norma que es preciso corregir, y meterla en “norma”.

Una manera fácil de hacerlo es simplemente aplicando un filtro que Final Cut trae por defecto: Broadcast Safe (retransmisión segura). Este filtro convierte nuestra imagen en “legal” para emisión, evitando colores demasiado saturados y luminancias al margen del 100%.


La señal de crominancia se organiza en dos subportadoras, por una parte el chroma (conocido coloquialmente como saturación), codificada como la amplitud y por otra parte el tono codificado en la fase.

Los valores que representa el vectorscopio se leen o interpretan de la siguiente manera:

[R] corresponde a Rojo, [Mg] corresponde a Magenta, [B] corresponde a Azul, [Cy] corresponde a Cyan, [G] corresponde a verde y [Yl] que corresponde al color amarillo. Cada punto en el vectorscopio será entonces un color individual de la imagen que en determinado momento tengas a la vista en tu línea de tiempo.


La línea recta que apunta hacia aproximadamente las 11:00 si fuera un reloj, marca la región donde se localiza el color de la piel humana, independientemente de la raza.

La distancia que separa un punto de los antes mencionados, del centro del vectorscopio, representa su saturación, (cuanto más cercanos estén los vectores al centro menor saturación, y cuanto más alejados, más saturados) y el ángulo de la línea que va desde el punto al centro del vectorscopio representa su tono o también llamado matiz en algunos sitios.



En la foto de arriba vemos un ejemplo de una foto saturada. La distribución de los puntos en el vectorscopio se concentra hacia la zona correspondiente a los colores azul [B] y verde [G] de la rueda de colores.

Si quieres trabajar en la corrección de color o etalonaje debes usar el vectorscopio para calibrar el color de tus planos entre una escena y otra. De lo contrario, es muy probable que al visualizar las secuencias puedas encontrarte con diferencias, que a veces son pequeñas, pero si quieres tener o entregar un trabajo de la forma más profesional posible hay que tener éstas cosas en cuenta.

Un ejercicio recomendable es situar una imagen con diferentes tonos bien definidos (cielo, cesped, rostros, etc) y con la herramienta Crop ir recortando la imagen para aislar esos objetos de diferentes colores. Así los identificarás rápidamente en el Vectorscopio. Igual de sano es poner unas barras de calibración, verás que te coinciden con esos targets.



Ejemplos con otras fotos: (la fotos están sacadas de Pixabay Todas las imágenes y videos en Pixabay son publicadas libres de derechos de autor bajo la licencia Creative Commons CC0. Puedes descargarlas, modificarlas, distribuirlas y usarlas libres de pago para cualquier uso, aún para aplicaciones comerciales. No es necesaria atribución)

Vemos en el vectorscopio como la información de color se concentra en la zona de la piel humana


Aquí nos indica las dominantes azul y verde en la imagen


Hay una gran saturación de los amarillos y naranjas. Recordamos que cuanto más alejado estaba el vector del centro, mayor saturación tenía.



3. Monitor forma de onda

Monitor forma de onda es un instrumento de medida utilizado en televisión para ver y medir la señal de vídeo.


El eje horizontal del gráfico corresponde a la imagen de vídeo (de izquierda a derecha) y el eje vertical es la intensidad de la señal en unidades llamadas IRE (siglas que provienen del Institute of Radio Engineers). Si sacais el monitor forma de onda en Final cut y le dais a la rueda de ajustes veréis que las unidades que vienen son IRE y milivoltios.

Un monitor forma de onda nos permite ver en tiempo real como cambian los valores. Es fundamental para exponer correctamente. Sirve también para calibrar distintos equipos y para asistir al etalonaje en la postproduccion.

Puedes especificar si la forma de onda YC muestra tanto la información de luminancia como de crominancia, o solo la información de luminancia.


Qué debemos saber para manejarlo:

  • espacio de color en el que vamos a trabajar
  • entender cómo funcionan las curvas gamma y qué es el rango dinámico

4.Rango dinámico

Para entender el concepto de gamma aplicado al proceso de imágenes, hay que entender primero los conceptos de “lineal”, “logarítimico” y “rango dinámico”. Si bien la explicación de éstos conceptos nos llevaría al menos un extenso artículo para cada uno, sí haremos aquí un pequeño acercamiento.

El rango dinámico de una imagen sería la escala que hay entre la máxima luminosidad y el valor más oscuro. El nivel de detalle. Si hacemos una escala de medidas entre una superficie negra que refleje solo un 1% de luz y por ejemplo una superficie blanca que refleje el 90%, el ojo humano, se mueve entre ese 1% – 90%, que es donde percibe casi todos los valores de contraste y detalle, por encima de ese 90% y hasta llegar al 100% hablaríamos de superblanco. El ojo humano no percibe detalle en ellos, sólo una luminosidad cegadora. Por tanto se puede decir que el ojo humano tiene una respuesta NO LINEAL respecto a la luminosidad del mundo real.

A medida que aumenta la luminosidad, la percepción de tal luminosidad por parte del ojo NO es proporcional. Cuando exponemos nuestro ojo a una luz determinada el ojo tiene una sensación de luz y si duplicamos la cantidad de luz, no tenemos la sensación de que haya el doble de luz, notamos simplemente un incremento en la luminosidad, pero no que sea el doble de luz. Matemáticamente esto tiene una forma de expresarse: una función logarítmica.


La GAMMA es un valor numérico que aporta la valiosa información para saber cuánto se oscurecerá o brillará una imagen al ser reproducida por un dispositivo.

Por eso es necesario introducir una CORRECIÓN DE GAMMA que evite la alteración de la visualización de la imagen y que equilibre dispositivos con distinta gamma, pues dependiendo del entorno donde estemos visualizando la imagen y de la calibración del dispositivo, veremos la imagen de una forma u otra.

Las cámaras pueden utilizar tres tipos de curvas de gamma:

  • Curva de gamma lineal: representa los valores de brillo que captura un sensor antes de que se haga ningún procesamiento. Una imagen con gama lineal es una imagen no acabada y que necesita de una corrección de color o LUT para verse correctamente.
  • Gamma logarítmica: Es una curva gamma que optimiza el rango dinámico. Genera una imagen más lavada que requerirá un proceso posterior de corrección de color. La curva de gama logarítmica representa valores de brillo de forma perceptual (no real).

  • Con las curvas de gamma logarítmicas se obtienen imágenes de mayor calidad ya que se evita quemar las altas luces y empastar las sombras como hacen habitualmente las cámaras que registran con rangos dinámicos inferiores. Pero es necesario un proceso de postproducción y corrección de color hasta alcanzar el aspecto definitivo de las imágenes

  • Gamma corregida: Genera un contraste adecuado para la visualización final. Se consigue menos rango dinámico pero el material sale de la cámara con un look más definitivo. Se utiliza en producciones donde no está prevista la corrección de color en postproducción: televisión de flujo, reportajes informativos, directos, etc.
  • Cada fabricante de cámaras tiene su propia curva de gamma log y la correspondiente LUT para hacer la conversión a BT-709 (estandariza el formato de televisión HD en formato panorámico 16:9, utiliza los colores imaginarios, colores artificiales, falsos o ficticios.).

¿Cómo interpretar un monitor forma de onda?

La unidad de medida más habitual es como he dicho más arriba el IRE: 1 voltio dividido en 140 unidades (-40 a 0 tenemos la señal infranegro, no hay información visual, son los negros empastados y la información de sincro), (o a 100 información visual)

Medimos la señal desde el negro absoluto hasta el blanco absoluto. Nunca deberíamos llegar a los 100 porque si no tendríamos los blancos quemados.

El software de etalonaje mide el color en valores RGB (de 0 a 1023 en un espacio de 10 bits) la equivalencia con el rango leal de broadcast medido en unidades IRE es 0=64 y 100=940 (gris medio 440). Para exponer correctamente debemos hacerlo a partir de un gris medio (aquí entra la famosa carta de grises).


4. Histograma

Por su parte el histograma, similar al usado en fotografía, es otra manera útil de evaluar el contraste.

Un histograma es una gráfica de barras utilizada en estadística que nos muestra la frecuencia con la que se repiten determinados valores.

La distribución de las barras nos indica si la imagen está demasiado iluminada o incluso quemada o por el contrario está oscura. A la derecha del histograma se sitúan luces y brillos y a la izquierda los oscuros.

Un histograma sin información en la zona de sombras ni en la zona media, que aglutina toda la información en la zona derecha de la imagen (luces), es muy probable que esté sobreexpuesta.


Un histograma que acumule la información en la zona de sombras (izquierda), con poca o ninguna información en la zona media y la zona de luces, es muy probable que sea demasiado oscura; subexpuesta


Un histograma con toda la información acumulada en una misma zona, nos habla de una imagen con poco contraste. Tanto si la información lumínica se concentra a la derecha, a la izquierda, o en la zona media. Ya sabes que el contraste lumínico se da por la diferencia entre luces y sombras en una imagen, por lo que si ésta carece de diferenciación entre luces y sombras, la imagen resultante se conoce como una imagen de bajo contraste.


5. RGB Parade


Esta herramienta muestra formas de onda que representan los niveles de los canales rojo, verde y azul de un clip.

Las formas de onda aparecen en un gráfico de forma consecutiva, resulta útil para ver la distribución de los componentes de color de un clip. Los niveles de cada canal de color se miden proporcionalmente entre sí mediante una escala de 0 a 100.

Los parades RGB son, en mi opinión, la herramienta más útil para detectar dominantes de color. Los blancos, grises y negros se caracterizan por tener la misma cantidad de rojo, verde y azul. Por tanto, las alturas de parade deberían ser similares en esas zonas superior, de tonos altos, e inferior, en la de sombras. Si un color determinado está más alto que otro en esas zonas eso quiere decir que hay un color dominante.



6. Conclusiones

Aunque las herramientas de análisis de imágenes son de utilidad con cualquier clip de vídeo aislado, la verdadera importancia de las herramientas que acabamos de analizar aparece a la hora de igualar clips de vídeo grabados en diferentes situaciones de iluminación o con videocámaras diferentes. Comparar los histogramas, parades y vectorscopios resulta clave para que dos planos consecutivos tengan las mismas cualidades visuales y no haya “saltos” de tonos que sobresalten al espectador.

Con los histogramas podremos comprobar que todos los planos están iluminados de forma similar, con los parades igualaremos el tono y, finalmente, con el vectorscopio podremos comprobar que la saturación de todos los planos de la escena es similar.

Aunque podríamos hacer las tareas de igualación de planos sin usar estas herramientas, el ojo, cuando lleva un rato analizando colores, se cansa y cuanto más tiempo pasemos corrigiendo color más difícil encontraremos visualizar los sutiles matices entre un plano y otro.

Éstas herramientas objetivas serán siempre unas excelentes aliadas.