!1 DCP GRUNDLAGEN, 27.10.2015

DCP Grundlagen FilmArche Workshop Sebastian Leitner www.sebastianleitner.com

1. Vorstellung 2. Horrorszenarien 3. Historisches 4. Technisches 5. Voraussetzungen 6. Farbräume, Frameraten 7. Mastering (NLE) 8. Software (DCP) 9. Quality Control 10. Transfer 11. Optional: Untertitel

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Weblinks

http://www.dcimovies.com

Fun Fact: National Association of Theatre Owners (NATO)

http://www.cinemaequip.com

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Historisches Im Jahr 2000: 15 digitale Kinos in den USA, 11 in Europa — gezeigt wurde MPEG2

In 2002: Digital Cinema Initiatives, LLC (DCI) als Gemeinschaftsunternehmen gegründet von Metro-Goldwyn-Mayer, Paramount Pictures, Sony Pictures Entertainment, 20th Century Fox, Universal Studios, The Walt Disney Company, Warner Bros. und Lionsgate.

Strenge, einheitliche DCI-Standards (Erstellung und Wiedergabe) wurden festgelegt, mit dem Ziel eine uniforme Architektur für digitales Kino zu formen. Ebenso: Geldersparnis.

Man erhoffte sich mehr Kinobesucher, Qualitätskontrolle, einfache Bedienung und weniger Piraterie durch geschlossene Systeme und 128bit Verschlüsselung.

Erste DCP-Veröffentlichungen (Universal): “Serenity”, 2005 und “Inside Man”, 2006 — MGM tritt aus der DCI in 2005 noch vor Festlegung der ersten Richtlinien aus.

In den Richtlinien wird jedes technische Detail des Erstellungs- und Darstellungsprozesses, sowie Vorgaben für Kinosäle festgelegt. Abweichungen beeinflussen u.U. die Projektion.

Die jüngste Revision der DCI-Specs (DCI Errata 1.2) erschien Ende 2012 und umfasst alle Neuerungen wie 3D und 48fps - Software der Server/Encoder obliegt allerdings den Herstellern.

Jedes Equipment muss lediglich die Erstdefinition der Standards (DCI Errata 1.0) unterstützen, also das klassische “interOP” Format, die sog. “legacy specs” blieben bisher weltweit unangetastet.

Träge Verbreitung von neuen Standards, erst 2016 werden die ersten Trailer offiziell in 25p ausgegeben.

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Technisches Die “legacy specs” (interOP) der DCI (2D) bilden den Grundstein:

Resolution: 2048×1080 (2K) at 24/48 fps or 4096×2160 (4K) at 24 fps

• In 2K, for Scope (2.39:1) presentation, 2048×858 pixels of the image is used • In 2K, for Flat (1.85:1) presentation, 1998×1080 pixels of the image is used

• In 4K, for Scope (2.39:1) presentation, 4096×1716 pixels of the image is used • In 4K, for Flat (1.85:1) presentation, 3996×2160 pixels of the image is used

Bit depth: 12 bits per color component (4:4:4:4) via dual HD-SDI (encrypted)

Color space: CIE XYZ, P3 (Gamma 2.6)

Compression: JPEG 2000 (single picture per frame), 4.71 bits/pixel (2K @ 24 fps)

Image bit rate: maximum of 250 Mbit/s (31 MB/s)

Audio: 24 bits per sample, 48/96 kHz, up to 16 channels, broadcast WAV with uncompressed PCM

Zusätzlich gelten für die Academy Awards: Minimum 3 Audiokanäle (L-R-C, 3.0 Mix), Unverschlüsselt (“open”), nur 24fps, dafür 1920x1080 erlaubt

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Synchronizität

Audio und Video liegen separat vor. Alle Tonspuren laufen parallel zu einer Einzelbildsequenz. Damit bei gleichen techn. Specs (z.B. 24fps) nichts auseinander läuft, muss “Metadata” in den Streams vorliegen:

Audio: Indication of first sample of audio data, relative and total frame count, sample rate Image: Frame count number (duration), frame rate, resolution and aspect ratio

Jeder Stream hat eine “unique ID”, also eine klare Referenz, auf die im VOLINDEX verlinkt wird.

Audio Metadata umfassen auch das “channel mapping”. Ausnahmslos bei 5.1: L-R-C-LFE-Ls-Rs

Digital Cinema Package (DCP)

Kein einzelnes “File” sondern eine hierarchische Sammlung von Audio, Bild und Dateninformation.

Im Detail: MXF für Bild/Ton und XML für Index- bzw. Untertiteldaten nach SMPTE-TT—Richtlinien.

Content manchmal in Form von “Reels” (á 12min), Sicherstellen der Synchronizität und Datenmenge.

Das “asset map” File listet jeglichen Inhalt (+ Reels) und VOLINDEX gibt die Reihenfolge an.

Das “package list” File (PKL) zeigt die generierten Hash-Werte. Ein Kinoserver bekommt Information ob ein DCP beschädigt oder nachträglich verändert wurde. Auch Kopierfehler verursachen ein Abweichen.

Optional kann Content in 128bit verschlüsselt sein und ein Schlüssel wird vom Masterserver benötigt.

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Asset Map File

PKL File

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SMPTE, Untertitel

Einerseits techn. Specs eines DCP-Inhalts, andererseits Bezeichnung für “neue” DCI-Richtlinien (2008). Diese Erlauben ein breiteres Feld an Frameraten (international nicht verpflichtend gültig):

24, 25, 30, 48, 50, 60 fps @ 2K — 24, 25, 30 fps @ 4K

Je nach Modell und Hersteller muss ein D-Cinema Server SMPTE nicht unterstützen. Doremi oder Sony ja, Dolby oder QuVis weitgehend nicht (Firmware abhängig).

SMPTE definiert unterschiedl. Möglichkeiten, Untertitel zu inkludieren: Abspielbarkeit/Darstellung serverabhängig. Meist CineCanvas XML als strenger Standard (DLP interOP, UTF-8):

<?xml version="1.0" encoding=“UTF-8”?> <DCSubtitle Version=“1.0">

<SubtitleID>97fd79ed-b2ff-468c-b11f-1a3792fc90dc</SubtitleID> <MovieTitle>Example Movie Title</MovieTitle> <ReelNumber>1</ReelNumber><Language>English</Language> <LoadFont Id="arial" URI="arial.ttf"/> <Font Id="arial" Color="FFFFFFFF" Effect="shadow" EffectColor="FF000000" Size=“42”>

<Subtitle SpotNumber="1" TimeIn="00:00:00:000" TimeOut="00:00:07:000" FadeUpTime="2" FadeDownTime="2"> <Text HAlign="center" VAlign="bottom" VPosition="10.00">Example Subtitle Text One with LoadFont.</Text> </Subtitle> (…)

Mehr über CineCanvas Untertitel und Packaging: http://www.knuterikevensen.com/?p=573 DLP und DCMP Untertitel Erstellen mit: http://www.belle-nuit.com/belle-nuit-subtitler (mac) oder http://www.nikse.dk/subtitleedit/ (win)Online-Tool (XML, SRT -> DLP interOP): http://www.michaelcinquin.com/tools/subtitles (für EasyDCP oder DCP-o-Matic)

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D-Cinema Server

Abspielgerät im Kino: Linux-basiert. Nur lizenzierte DLP-Projektoren zulässig: Nec, Barco, Christie, Sony.

Standardmäßiger CRU Dataport DX115 Einschub für Ext2 Filesysteme (inode size 128KB).

Treiberbedingt meist nur USB2.0 und eSata. Herstellerabhängige Extras wie NTFS oder USB3.0.

Projektoren können meist nur DCI 2K Full, also 2048x1080. Je nach Leinwand entsteht “padding”.

Das System ist geschlossen, alles wird einmal im Jahr eingemessen: Audioprozessor, Pegel, Delay (2 ms = 4 Frames), jegliche Projektionsausrichtungen. Man kann normalerweise nichts verstellen.

Wartung/Softwareupdates kosten meist - oft sind Server auf altem Stand.

Human Readable Information (HRI)

Ein DCP identifiziert sich durch den verpflichtenden “attribute tag”, den VOLINDEX- bzw. Ordnernamen:

Title_Kind-FPS_Ratio_Language-Subs_Sound_Resolution_Date_Standard_Version

TPGRL_FTR-24_F_DE-XX_51_2K_20141130_IOP_OV

J2k Kompression (JPG2000)

Eine offene Bildbibliothek auf Linux, die auf Windows gar nicht vorliegt und auf Mac verwahrlost ist. Teure Lizenzen sind notwendig für 12bit. Meist keine Echtzeitwiedergabe von XYZ P3 -> rec709.

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Voraussetzungen HQ Masterexport zumindest in fullHD und einem Industriestandard (MOV/AVI Container): ProRes, DNxHR, CineForm (12bit) oder TIFF (16bit) bzw. DPX Sequenz (LOG)

Echtes 10bit zu bevorzugen, ebenso 4:2:2 Chroma Subsampling und sRGB/LOG (Ausgangsmaterial!) 24p oder 23,98p, Surround bzw. 3.0 Kinomix mit Dolby X-curve, 150Mbit/s (oder höher)

Farbinformation

Farbabstufungen (28=256 Stufen pro Farbe, 210=1024)Vgl. Audio 16bit/24bit: Lautstärkestufen -> Ohr empfindlicher

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Chroma Subsampling

schematisch, Y’CbCr oder auch YUV

Y … Luma (Luminanz=Helligkeit) U+V … Blau/Rotanteile des Spektrums

Chroma Subsampling realistisch

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Beispiel: Apple ProRes

Der am meisten eingesetzte Industriestandard bis 5K, eingeführt 2007.

Lossy bzw. lossless (4444 only) Kompression, sRGB = YUV (Y’CbCr).

Intra-Frame: Schnelles Encodieren/Decodieren, propriäterer Codec (Mac).

Automatische Gamma-Anpassung 1.8 -> 2.2 (Monitor/OS)

Nativer Farbraum: YUV (sRGB, Gamma 2.4) in 10bit, 422/444 Chroma Sampling

Variable Bitrate: Maxima je nach “flavor” (z.B. 1920x1080, 24p):

Kino ist: 12bit pro Farbe, 4:4:4 oder 4:2:2, Farbraum XYZ P3 (Gamma 2.6, mehr Grün -> Kontrast)

Gamma beschreibt die möglichen Helligkeitsabstufungen (Luma) von Farben

4444 HQ 422 LT Proxy

264 Mbit/s 176 Mbit/s 117 Mbit/s 82 Mbit/s 36 Mbit/s

Format Resolution Aspect Ratio Pixels

DCI 2K (native resolution) 2048 × 1080 1.90:1 “Full frame” 2,2 MP

DCI 2K (flat cropped) 1998 × 1080 1.85:1 “Academy” 2,1MP

DCI 2K (CinemaScope cropped) 2048 × 858 2.39:1 “Scope” 1,7MP

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Farbräume Legen fest welche Farben dargestellt/aufgezeichnet werden können. Meistens nur ein Bruchteil des für Menschen sichtbaren Lichts.

Referenz: Gesamtes sichtbares Spektrum dargestellt durch CIE XYZ Diagramm.

• Schnitt durch den 3D Raum bei 50% Helligkeit

• XYZ = Raumachsen (2D -> Z ignoriert)

• Bereits 1931 festgelegt

• Additive Farbmischung (Summe = Weiss)

• Höhere Abdeckung -> höhere Güteklasse

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Digitale Wiedergabegerät mischen Farben aus drei Primärfarben: Die “extremsten” Farben, die ein Gerät darstellen/aufzeichnen kann bilden Eckpunkte.

Eckpunkte verbinden ergibt Gamut (Grenzen der Darstellbarkeit): Die technischen Farbräume lassen sich als kleinere Teilflächen (Dreiecke) darstellen.

Helligkeitsverteilung der Farben über Definition einer Gammakurve (Steigung).

sRGB (rec.709) als Unterraum von XYZ

White Point D65 (weisses Xenon-Licht eines 35mm-Projectors)

D65

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sRGB als Unterraum von XYZGammakurve mit FarbtemperaturenSteigung = 2.4

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sRGB und Kino P3 im VergleichMehr Grüntöne und steilere Gammakurve (2.6)

“Pantone” (Emerald) als Richtwert, der von sRGB nicht angezeigt werden kann (“Supergrün”)

Adobe RGB macht für Kino Sinn, sofern unterstütztMonitore zeigen es aber selten

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rec709 vs. sRGB

Dieselben Eckpunkte (Primärfarben), unterschiedliches Gamma (0.2)

Farbraum unabhängig von 8bit oder 10bit (nur Kompression möglich).

rec709 wichtig, weil der kleinster Farbraum, den jedes Gerät wiedergeben/aufzeichnen kann. Fast ident mit dem alten PAL/SECAM SD Farbraum (kleinster gemeinsamer Teiler).

Kompression (Down-Conversion): Einzelne Pixel zu Blöcken zusammengefasst (h264), ähnlich mit Farben. OK, so lange keine Information künstliche dazugerechnet werden muss (Dithering).

rec709 hat Gamma 2.2 (Dithering bei Up-Conversion).

“Quicktime-Bug”: Nach Konversion h264 (rec709) <-> ProRes (sRGB) Bild heller/dunkler

S-Gamut3.Cine und Rec.2020

Gamut3.Cine mit Sony FS7/F5 eingeführt: Vergrößerung des DCI-P3 Raums, die teilweise über die Grenzen des sichtbaren Bereichs hinaus geht.

Um den Farbraum nach DCI-P3 zu konvertieren, muss das Dreieck lediglich skaliert werden. Die Farben müssen nicht verschoben, sondern nur mit einer Konstante kleiner 1 multipliziert werden

Zukunft: Rec.2020 für 4K Displays und Projektoren. DCI-P3 Nachfolger (Laser Projektoren benötigt).

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Rec.2020 im Vergleich mit rec.709

White Point D65 als Kino-Referenz

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Beispiel: Dell UP2716D

Neuer “UltraSharp” 2K Monitor um 1100€

Auflösung: 2560x1440 (16:9), 27”

Farbtiefe: 10bit pro Primärfarbe (sofern Grafikkarte das unterstützt)

Werksseitig Kalibriert, Software zum eigenständigen Nachjustieren mitgeliefert

Aktuell: iMac 4K/5K ebenfalls 10bit/P3 unter El Capitan

Link: http://www1.euro.dell.com/content/products/productdetails.aspx/dell-up2716d-monitor?c=de&cs=dedhs1&l=de&s=dhs Monitor-Testberichte samt Farbraumabdeckungen: http://www.prad.de/new/monitore/testberichte.html

Farbraumabdeckung

Adobe RGB 99,5 %

sRGB/rec709 100 %

DCI-P3 98 %

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Kinomastering

Die meisten Monitore/Systeme laufen mit 8bit rec709, Profigeräte bieten 10bit in sRGB oder Adobe RGB. P3 fähiger Xenon-Projektor nötig (Monitore haben anderen White Point und Luminanz).

White Point verschiebt sich bei Farbraum-Konversion (rec.709 -> DCI P3). Freeware kaum gute Farbrauminterpretation. EasyDCP Creator und Davinci Resolve OK. Oft etwas “washed out” im Kino.

“Erste Wahl” Software für Scaling, FPS-Conversion, Master-Render: FCP X, Davinci, After FX

LOG

Einige Kameras (Arri, RED,…) bieten logarithmische Formate: 8bit log entspricht 12bit linear. Ändert nichts am Farbraum, nur Farbinformation (Kontrast). LUTs als Vorschau.

Log-fähiger Verarbeitungsstandard: DPX-Sequenz. Extra Interpretationsalgorithmus für DCI-P3 nötig.

rec.709: “What you see is what you get”

LOG ermöglicht mehr Gradingflexibilität

Mit LUTs lässt sich LOG als rec709 in Echtzeit darstellen

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Frame Rate Conversions Interlaced (“i”) auf Progressive (“p”) bringt Schärfeverlust (Bewegungsinformation).

Seit jeher werden 24p verlustbehaftet auf 60i gewandelt (Kino -> DVD): “3:2 Pulldown” mit “Judder”

• USA: Jetzt 23,98 FPS als BluRay und HDTV Standard Verlustfreie Konversion 24p <-> 23,98 — 0,1% Speed Change (Ton und Bild) — vernachlässigbar

• Europa: Obwohl 24p digitaler HD-Standard, viel in 25p (Geräte). Verlustfreie Konversion 25p <-> 24p — 4% Speed Change (0,7 Halbtöne) — auffällig, aber geduldet

Tonhöhen (Pitch)-Korrektur für Ton notwendig, aufwändig bei Surround. Notwendige Interpolation bei “Stretching”, also 25p -> 24p: Generieren künstlicher Toninformation

Speed Change: Cinema Tools und Davinci Resolve renderfrei durch Header-Anpassung.

Achtung: Audio von 48kHz auf 46kHz (Synchronizität sicherstellen). Achtung: Timecode ebenfalls verändert, Untertitel und Ton u.U. asynchron.

Daher Conforming: Kein Speed Change, gleiche Länge, aber Frame-Interpolation (FCPX, Premiere…) Unterschiedliche Qualität der berechneten Frames (abhängig vom Algorithmus)

Details zu allen dargestellten Vorgängen (sehr informativ):https://documentation.apple.com/en/cinematools/usermanual/index.html#chapter=2%26section=5%26tasks=true

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Quality Control Die TIFF- oder j2k-Sequenz kann mit beliebiger Software (DCI P3-fähig) erstellt werden.

Das DCP sollte aber mit openDCP gepackt werden (erfüllt als einziges alle Anforderungen).

Ab ins Kino oder besser 2, um das DCP auf unterschiedlichen Servern zu testen. Ein Software-Player spielt fast alles und ist bei weitem nicht so restriktiv.

• EasyDCP Player Testversion spielt die ersten 15s (gutes LUT), Hash-Check und Validation • Doremi CinePlayer Testversion spielt 15s ab beliebiger Stelle (Sync testen), schlechtes LUT

Ein fertiges DCP ist sensibel. Jeglicher Eingriff kann den Hash und damit die Kompatibilität beeinflussen.

• Sofern auf Linux, DCP_INSPECT laufen lassen

• Hash-Check nach jeder Kopie (ggf. Assets nochmals einzeln kopieren)

• Keine Nachträglichen Änderungen

• Sync-Check, Gamma-Check, Audio Mixer-Check

Die kompletten open source DCP-tools für Linux inkl. DCP_INSPECT:https://github.com/wolfgangw/digital_cinema_tools_distribution/wiki/How-to-use-Digital-Cinema-Tools

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Transfer Kleine DCPs (Kurzfilm): Download (zip) oder USB-Stick (Fat32) Große DCPs (Langfilm): USB-Stick, eSata/USB Festplatte, CRU DX115 (NTFS oder EXT2/3)

• NTFS begrenzt unterstützt (Doremi, Sony,…) — benötigt MBR (neue Partition) Tuxera NTFS Plugin für Mac OS X empfohlen (v10.11 unterstützt) oder Windows

• EXT2/3 internationaler Standard (inode size 128KB für alte Server) — benötigt MBR (neue Partition) Paragon ExtFS Plugin für Mac OS X (v10.11 nicht unterstützt) — schreibt aber inode size 256KB

• Nur 1 Partition verwenden — DCP-Ordner nur im Stammverzeichnis — multiple DCPs möglich • HRI richtig setzten, Ordnernamen scheinen am Kinoserver nicht auf

Linux-Command um die “inode size” zu setzen: sudo mkfs.ext2 -I 128 /dev/sda1 Linux-Command, um das DCP “read-only” zu setzen: chmod -R 755 /dev/sda1/dcp

Eine digitale Kopie ist nie 100%: Bits können “flippen”, Linux (DCP-Server) sind sehr genau Die Daten sind unbeschädigt, aber der generierte Hash hat sich verändert.

Besser: Klonen oder ein Golden Master z.b. der CineTrans Berlin geben. Software (Mac): www.dcp-transfer.com, 50$ - Ext2 Format, Cloning, Hash-Check + Validation

Alle Linux-Commands und Formatierungsdetails (gegen Ende): http://www.knuterikevensen.com/?p=437

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Externe HDD im Transportkoffer USB-Stick mit Case

!24 DCP GRUNDLAGEN, 27.10.2015

CRU DX115 Carrier - EinschubEigentlich fürs Militär entwickeltEtwa 100€ (Amazon)

Externes USB3.0/eSata GehäuseKompatibel mit jeder 2.5” SATA HDD/SDD

eSata benötigt Strom über USB Etwa 25€ (Amazon)

!25 DCP GRUNDLAGEN, 27.10.2015

Thunderbolt Mac-Upgrade auf USB3.0 und eSataEtwa 100€ (Amazon)

Externe Festplatten Docking-Station mit USB3.0Inkl. Klon-Feature für 2.5” und 3.5” HDD/SDD

Etwa 40€ (Amazon)

!26 DCP GRUNDLAGEN, 27.10.2015

Danke für die Aufmerksamkeit und

gute Projektion!

Im Anschluss: Praktische Übungen

Frage-Antwort

©2015 Sebastian Leitner, SLfilmhello@sebastianleitner.com