DVDRIP过程中YC伸张与YC压缩的实验

dgwxx

4月16日中午12：00更新：
mpeg2source不会进行YC伸张，而是直接输出原始数据。谢谢qyqgpower 指出。

4月16日早7：00更新：
添加了测试用影片，测试您播放时的YC伸张是否准确。只有上面的白色是235、下面的白色是255时才是正确播放。
http://www.dgwxx.com/files/colorbar_for_yc_test.m2v
此外请大家注意到，本文不是我一个人所写，有两部分是VempX所写的哦～大家不要忘记他。
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正文：
YC伸张与YC压缩是一个从Silky大人时代就留下来的古老问题。包括我在内的很多人都没搞明白，制作和播放的时候提心吊胆，生怕弄错了颜色。最近正好没事，进行了一系列的实验，看看YC伸张和YC压缩到底是真么回事。本文的阅读对象是已经知道YC问题的由来，但不知道如何处理的读者，如果您还不知道什么是YC伸张和压缩，推荐您先去复习一下Silky的文章。
本次实验分为四个部分，分别是准备篇、AVS篇，AU篇和播放篇，由我和VempX分别进行自己熟悉的部分。
限于作者水平，或许会有疏漏错误，请多指教。

准备篇
By Dgwxx.
为了正确判断出软件是否进行了YC伸张和压缩，就需要一把标准的尺子，因此彩条Colorbar成了最合适的尺子。因为普通的彩条难以判断黑、白、红、绿、蓝的范围，所以我们用Photoshop制作一张专门用来判断颜色、亮度范围的640*480的彩条图片，保存为24bit bmp格式。彩条上半部分的颜色范围为16～240，黑白部分为16～235（601 Range）。下半部分全部为0～255（Full range），用于进行对比。
之后，使用使用以下AVS代码将bmp图片生成一个5秒钟的短片。

1. #AVS代码1：
   
2. ImageSource ("colorbar.bmp",end=149)
   
3. AssumeFPS("ntsc_video")

复制代码

将这个短片送入TMPGEnc压缩成MPEG2格式。压缩时，打开TMPGEnc的YC压缩选项，此时图像上部为30～217，下部为16～235。
观察时：

• 图像上部为30～217、下部为16～235，则没有进行YC伸张。
• 图像上部正常回复为601 Range、下部为Full range则判断为进行了一次YC伸张。
• 如果上下全都变成了0～255的Full range，则是进行了两次YC伸张。
  

只有中间的结果是正确的。
观察AVS时使用下面代码

1. #AVS代码2，部分实验upconv参数有改动：
   
2. loadplugin("e:\gk\dgmpgdec\DGDecode.dll")
   
3. mpeg2source("colorbar_with_yc_compress.d2v",upconv=[b]0[/b])

复制代码

AVS篇
By VempX.
AVS压DVDRIP主要来源于DGMPGDec。
通过对彩条的观察得知，通过VDM打开AVS，会发现无论YUV-> RGB选项如何选择，画面都会是Full Range，也就是0-255，这是为什么呢？因为YUV是无法直接在PC上显示的，必须转成RGB才能显示出来。VDM会自动调用系统的ColorSpace转换滤镜进行转换，这个转换过程会做一次YC伸张，所以在VDM里显示出来的色彩会是Full Range。DGMPGDec解码出来的仍然是没有进行YC伸张的原YV12数据。而vfapi插件、预览图像、保存BMP选项受菜单中YUV -> RGB的影响，PC Scale会进行YC伸张，而TV Scale不会进行YC伸张（注意，是“不伸张”，而不是“压缩”！）。
所以AVS里的是原始的YV12数据，再次强调一下，除了全程YV12之外，不要在AVS里动颜色！

正确的图：

YV压缩测试用标准彩条

Aviutl篇
By Dgwxx.
首先我们拿到DVD之后需要进行的是解码。对于AU来说，解码主要分为两个解码器、三条途径。两个解码器分别是M2V和DGMPGDec。M2V与AU结合有两条途径，分别是aui与vfapi。而DGMPGDec与AU结合只有vfapi一条途径。
我们先看相对简单的DGMPGDec
DGMPGDec的vfapi插件是DGVfapi.vfp，正式名称叫做DGMPGDec D2V/AVS Reader。不同版本在AU中出现的名称会加上版本号，但基本的名字是这个。如果你注册了DVD2AVI（现在可能很少有人记得这个软件了）的vfapi插件，那么就需要在输入插件的优先顺序调节中将DGMPGDec的优先度调高，避免DVD2AVI的vfapi插件误食引起麻烦。
我们将DGIndex生成的索引文件d2v拖拽到au界面之后，au会通过DGMPGDec的vfapi插件打开这个d2v文件。这一点通过「その他」中「ファイル情報」对话框的「ファイル制御」一项确认。
DGIndex及DGMPGDec控制是否进行YC伸张的秘密在于DGIndex中Video菜单下YUV -》 RGB选项。这个选项对于DGIndex的预览图像、File菜单下的Save BMP选项、vfapi解码得到的图像起作用，对于其avs解码插件mpeg2source不起作用，mpeg2source不会进行YC伸张，回直接输出原始数据。
用文本编辑器打开.d2v文件之后就会发现有一个项目叫做YUVRGB_Scale，对应YUV -》 RGB的选项，当值为1的时候，vfapi解码器会做YC拉伸，否则不会。这个选项在avs中使用mpeg2source载入d2v的时候会被忽视，不做YC拉伸。

再来看M2V
M2V可以通过vfapi方式与AU结合（m2v.vfp），同时也具备专供AU的输入插件（m2v.aui）。前者经注册后在AU中的名字是MPEG-2 VIDEO Plug-In，后者的名字是MPEG-2 VIDEO File Reader。前者向AU输出RGB颜色空间，后者则是YUY2。使用的时候一定要注意想要把解码任务交给谁，调整好插件的优先级。
M2V调节是否做YC拉伸的选项在于m2vconf.exe中YUV Range一项。这里调节的是片源的属性，而不是输出的属性。
当选择ITU-R BT.6011 Range的时候，MPEG-2 VIDEO Plug-In会进行YC拉伸。
当选择Full Range的时候，MPEG-2 VIDEO Plug-In不会进行YC拉伸。
也就是说YUV Range只对MPEG-2 VIDEO Plug-In起作用，而MPEG-2 VIDEO File Reader则始终会进行YC拉伸。
YUY2 Matrix选项与YC压缩拉伸无关，是选择MPEG-2 VIDEO File Reader颜色转换公式用的。

播放篇
By VempX.
我们用一个色彩正确的ColorBar方案用AVS脚本，并直接送给x264压制，得到了一个mp4，现在我们知道这个mp4的颜色是正确的。

播放器：Media Player Classic Home Cinema
解码器：ffdshow
分离器：Haali
显卡： GeForce 8600GT

我会试图用几种组合告诉大家如何得到正确的播放结果。

1.        VRM9无渲染+ffdshow YV12输出        颜色错误

2.        VRM9无渲染+ffdshow RGB32输出        颜色正确

3.        Haali渲染器+ffdshow YV12输出                颜色正确

4.        覆盖合成器+ffdshow YV12输出                颜色错误（存疑）

5.        覆盖合成器+ffdshow RGB32输出                颜色正确


首先来说RGB，当YUV转换到RGB时，就已经做了一次YC伸张，所以颜色已经是正确的，VRM9渲染器是无法对RGB色彩数据做处理的，所以最后会得到正确的结果。
而Haali的渲染器，功能可谓十分强大。它可以自动判断601或709，并且可选是否做YC伸张。当使用Haali的渲染器时，他会根据视频窗口大小和视频源分辨率来自动做不同的高品质Resize，品质要远远高于播放器自带Resize。
这两个方案都有各自的弊端。Haali的渲染器现在还不能用它打开硬解。ATI的显卡貌似也是同样的问题（感谢冰冷的心提供资料），而且ATI的显卡还可能存在Resize的瑕疵。覆盖合成器无法保存图像和使用QQ截图，十分不方便。RGB输出对系统资源消耗太大。
这时我们就要用到VRM9无渲染的厉害功能了。我们使用VRM9无渲染，在播放时单击右键，可以找到渲染菜单，里面默认会有一个16-235 -> 0-255，我们勾上这个，就会得到YC伸张的画面了，也就是正确的颜色。
所以，我推荐的组合是，VRM9无渲染+ffdshow YV12输出+shader着色器YC伸张。当然如果你的机器足够强，你还可以用Haali渲染器+ffdshow YV12输出的组合，除了不能开硬解，其他都近乎完美，缺点是系统资源消耗较大。

话说帖一张有意思的图：

各种途径进行导入误差统计

我怀疑是不是我弄错了，AU的误差怎么这么大了，连他自家的m2v都这样。

VempX

用VRM9+RGB32确实会自动做YC伸张，我的MPC里面勾了YUV Mixer导致了颜色错误，更正一下。
感谢qyqgpower指出~

[ 本帖最后由 VempX 于 2008-4-16 07:18 编辑 ]

ksleck

对了，也许是老问题
我发现Megui压x264出来颜色都会不同，那是什么问题呢？
就是压好后用mpc打开 vmr9renderless + ffdshow 默认（其实不知道怎么改ffdshow输出），截图
和mpc打开avs，decode和上面相同，截图

avs没用colormatrix

压好的片子颜色会相对暗淡

ps....能不能提供silky的那篇文章

bomber1984

https://www.dream4ever.org/showthread.php?t=439

ksleck

谢谢饭团～

littlemouse

1. VRM9无渲染+ffdshow YV12输出 颜色错误?
这一点有异议。
不同显卡应对pc显示器和彩电的模式不同。
思路上讨论过，vmr9输出YV12，对于geforce显卡来说，是不做yc伸张的，目的是保持图像原始信息，但是对于pc显示器上色彩灰暗，对于接彩电的用户就有正确的色彩和色阶了。
ati显卡则不同，vmr9是做yc伸张的（我没有ati,没有验证），pc显示器色彩正确，彩电损失色阶。

所以我(geforce 6200)用ffdshow +mpc(vmr9 renderless)播放h264或mpeg2文件，还需要mpc开shaders 16-235->0-255就可以在pc显示器上看到正确的颜色了，还能正常挂字幕。很方便。

ffdshow解码不开滤镜的时候都是输出原始画面的。
而其他解码器，比如coreavc powerdvd等就有所不同，内置了滤镜，而且有时候是默认开启的
所以安装混乱的解码包也会造成结果千奇百怪。

littlemouse

哎呀，给楼主dgwxx道歉，我没看清楚全文就发表意见了，结论是一致的。

dgwxx

= =||播放篇是vempx写的
不过没关系，有探究技术的精神就好～大家一起讨论

littlemouse

对不起vx！昨天真脑残。
也给vx道歉，没有看清播放篇的作者

VempX

囧，这边也道歉啊……没事啦~~

VempX

pdf版
更新Ver1.1版
下载地址：
http://www.vempx.net/vempx/download/NMM_YC_Test_v1.1.rar