电影新技术的应用及发展趋势

       电影新技术近几年的发展主要围绕两个方面进行，一方面是影像质量的全方位升级，另一方面是计算机视觉领域深入电影行业。前者可以给观众带来全新的影像感受，后者可以给观众带来全新的体验形式。与此同时，电影新技术的发展也给行业带来了全新的制作方式。本文将着重介绍近几年电影新技术的发展过程及将来一段时间内的发展趋势。

       一、影像质量全方位升级

       影像质量的全方位升级，归根到底还是从观众的感受出发，观众希望要看到更为清晰、更加流畅、更高明度和更加逼真的画面。与此对应的是画面具有更高分辨率、更高帧率、更高动态范围和更宽广色域。

       (一)分辨率提升

       人们谈起分辨率，经常会提及HD、2K和4K等，但对于影和视而言，分辨率有着不同的定义。电影分辨率主要有DCI 2K和DCI 4K。DCI 2K的原生分辨率为2048×1080，DCI 2K变形宽银幕的分辨率为2048×858，DCI 2K遮幅宽银幕的分辨率为1998×1080；DCI 4K的原生分辨率为4096×2160，DCI 4K变形宽银幕的分辨率为4096×1716，DCI 4K遮幅宽银幕的分辨率为3996×2160。电视分辨率主要有FHD和UHD(4K/8K)，分别对应1920×1080、3840×2160和7680×4320分辨率(图1)。在国内的电影制作领域，虽然在拍摄时选择使用4K及以上分辨率的剧组越来越多，但最终成片使用4K分辨率放映或播出的还相对较少，2K分辨率仍是目前的主流。

      

       图1 主流分辨率①

      

       图2 分辨率提升带来的影像质量升级②

       1.高分辨率带来的影像质量升级

       分辨率的提升带来影像质量的升级主要体现在画面细节和锐度两个方面，在使用同样的构图拍摄同一个物体的时候，不同分辨率所呈现出细节的数量是不同的，画面的锐度也有区别的。高分辨率影像的画面锐度更高，细节更丰富(图2)。

       2.高分辨率技术的应用

       高分辨率技术已经应用于电影的整个流程当中，涵盖获取、制作和放映等阶段。在影像获取阶段，提升摄影机分辨率的途径主要有两种，一种是像素大小不变，成像器件靶面尺寸提升，典型的应用如ARRIALEXA LF和SONY VENICE这两款近年发布的全画幅摄影机，以及目前ARRI公司最新推出的ALEXAMINI LF。但更大的靶面意味着需要能够覆盖更大像场的电影摄影镜头，并且跟焦难度加大。另一种途径是减小像素大小从而增加成像器件感光单元的密度，典型的应用如RED Helium 8K摄影机。采用这种方式时每个像素的感光面积相对缩小，会造成灵敏度与宽容度的相对下降。

       在影像制作阶段，高分辨率的影像素材可以转换为低分辨率的代理文件导入进非线性编辑软件中进行处理，以降低对电脑主机性能的要求，在完成定剪和套底工作后，调色部门在素材的原始分辨率上工作，最终输出高质量的电影母版。目前主流的非编和调色软件如Premiere和Davinci Resolve，均支持8K分辨率素材的导入和导出。

       影像放映方面，2K放映机已经成为影院标配，4K放映已经成为IMAX和DOLBY VISION等高端影院的主流，8K分辨率目前还未大规模地在影院应用，但已被索尼Crystal LED等大尺寸显示设备采用，未来会更多地出现在院线中。

       3.分辨率提升产生的影响

       分辨率提升带来画面清晰度提升的可能，画面中的元素更容易被观众看清，优点和缺点都被放大，因此对于前期各部门的要求变得更高更细致。同时，高分辨率对摄影镜头、后期处理、存储、传输及放映等各方面的技术需求和成本也会大幅提升。对于观众而言，分辨率提升将带来影像画质的提升，有可能实现更逼真的视觉感受，传递更细腻的情感，在当今UHD 4K超高清电视已进入大众家庭的情况下，4K影院甚至8K影院的普及程度还亟需提高。

      

       图3 24帧/秒画面和48帧/秒画面对比③

       (二)帧率提升

       无声电影时期电影帧率普遍为16帧/秒，到了有声电影时期为了兼顾声音质量和胶片成本，将电影放映的标准帧率设定为24帧/秒。但是在快速摇移画面时相邻两帧画面中物体移动或者变化较大等情况下，24帧/秒的画面会出现抖动和模糊等问题，给视觉带来不适(图3)。因此高帧率技术应用应运而生。

       1.高帧率带来的影像质量升级

       高帧率英文全称为High Frame Rate，简称HFR，是指以高于24、25和30帧每秒等常规频率进行拍摄与放映的技术。高帧率可以增加时间分辨率，特别在快速跟进的镜头和表现不平稳的动作时，让观众观看快速运动时明显感觉更流畅；对于3D电影来说，高帧率可以明显减少3D电影放映中的闪烁感和抖动感，明显提高观影感受。

       2.高帧率技术的应用

       在前期拍摄方面，常用的数字摄影机都具有一定的可变帧率记录功能。ARRI ALEXA LF使用4.5K分辨率在2.39：1的宽高比下最高支持150P拍摄；REDWEAPON在2K分辨率下最高支持240P拍摄，4K分辨率下最高支持120P拍摄；SONY VENICE在更新V4.0固件后，配合选购的HFR许可证，4K分辨率下最高支持120P拍摄。