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学习下IMAX、4K、2K、1080P、胶片版、数字版

2011年7月20日
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网上搜索的,没来得及看。收藏下,凑时间也学习下。

就从现在大家越来越熟悉的全高清FULLHD说起。现在大家采购电视或摄像机时都熟悉了全高清和1080p的说法,即画面分辨率达到1920X1080,标准的蓝光碟BD的节目也支持这一分辨率。与此对应,DVD格式的最大分辨率只有720X480,不到蓝光的一半。
  而大家在电影院看到的数字版电影,目前主流的是2K,2048×1556分辨率(国内还有一些低档的1.3K的投影机,1280×1080分辨率)。其实也就比BD高了一点,所以家里用PS3看BD,清晰度已经和电影院差别不大了。
  
  - 35mm胶片版(1K-2K)
  而传统的胶片版就复杂一些。本来电影胶片一般不标称分辨率,一定要推算,优质的35mm电影胶片对应分辨率约4K,或略好于4K;而且后期制作的母带的分辨率视制作水平也是有分别的,好的大概4K左右,差点的3K。然而我们有幸看电影母带的可能性无限接近于零!因为电影院播放的是经过N次“拷贝”的拷贝。拷贝质量好的,分辨率大概也就刚过2K的水平,差的分辨率甚至不足1K,而且会随着放映次数增多而衰减。拷贝放映场次一多,就会被划伤,画面上会有黑雨丝;影片受到多次高温烘烤,画面会褪色,片基翘曲就会导致失焦。看起来胶片版的画质不会超过2K的主流数字版。不过,胶片电影的优势在于硕大的画面能造成的强烈震撼感和胶片特有的质感、色彩风格和景深效果,也会有偏好者。
  
  从上面的分析可以看出。我们在电影院里观看的电影的画质水准主要有4个决定因素。前两个是摄制载体:A.摄影设备,B.制作规格;后两个是放映载体:C.拷贝规格,D.放映设备。
  
  - 4K数字版(4K)
  目前商业故事片70%还是采用35mm胶片的电影摄影机。刚才提到这类胶片素材可以制作4K(分辨率为4096×3112)的母带,这里有个DI数字中间片的概念。它是基于胶片拍摄的生产流程,利用胶片扫描仪将胶片扫描成高分辨数字图像,利用数字后期生产流程创作完整的数字母版成片,最终再将成片转回胶片、或超高清分辨度的数字影院系统(2K或4K)。目前SONY公司旗下的电影大都采用4K规格做后期制作。
  虽然绝大多数的连锁影院装备的放映设备依然是标准的2K-DLP系统,采用了德州仪器开发的数字光学处理(DLP)技术。但索尼公司也推出了世界上目前唯一商业化的4K放映设备占据了少数高端市场,并发行了如《蜘蛛侠3》等影片的数字4K版本。目前上海新开业的金逸影院中环店就采购了一台4K数字放映机,另外港汇的永华也有一台。
  
  也有越来越多的电影采用了全数字摄影,比如卢卡斯星战前传2和3、超人归来等。但目前这些大片采用的数字电影摄像机其实只有1920X1080的分辨率,正好与2K放映水准相当。所以目前用数字电影摄像机拍摄的影片反而无法制作出数字4K版本。
  
  
  - IMAX胶片版(6K)
  说到此就要讲IMAX的概念了。IMAX(指ImageMaximum“最大影像”)是一种能够放映比传统底片更大和更高解像度的电影放映系统。标准的IMAX银幕为22米宽、16米高,但可以在更大的银幕播放。目前上海只有和平影都一家商业IMAX厅,科技馆只放映科教记录片,而北京有3家了。IMAX为了大幅增加影像的解象度,采用了特别的70mm底片,而真正的IMAX影片应该以70mm的胶片摄影机拍摄。
  使用IMAX摄像机的理论分辨率达18K(每帧18000X13433像素),但是电影工作室无法处理这样大小的画面,相应的他们将分辨率降低至不到原先的一半,到只有8K这一电影胶片扫描的最大分辨率。因此目前电影工业母带制作的极限就是8K,而IMAX影院放映70mm胶片时分辨率可以达到6K,也算是商业放映的极限了吧。
  虽然从技术角度来看,IMAX是相当出色的电影格式,但一直以来它并未能普及。制作与播放IMAX的费用与运送困难使它的播放时间较普通电影为短(一般为40分钟,近年亦有90分钟的IMAX影片出现),题材大多为适合于科技馆等机构播放的纪录片。目前真正部分采用IMAX规格摄制和放映的商业片仅有的2部,《蝙蝠侠:黑暗骑士》有30多分钟,《变形金刚2》4个场景。前者在中国没有公映,后者我在北京UME华星影院看过,那水晶版剔透的巨幅影像,真是享受。
  
  - IMAX DMR版(4K-6K)
  而IMAX为了推广其影院系统,推出了一个DMR技术应用于更多商业片的发行。处理过程是这样的,首先,制片公司把影片的35mm胶片拷贝交给IMAX,后者运用DMR技术,以最高解析度扫描35毫米胶片的每个画格,将其转为数字画面;然后,使用专有图像增强技术,对每幅画面进行优化,最后冲印在70mm胶片上。像今年上映的《哈利波特:混血王子》和《变形金刚2》(该片的大部分场景)等绝大多数IMAX的故事长片都是IMAXDMR。其画质我想是高于4K、低于6K的水准吧。
  
  - IMAX数字版(2K-4K)
  然而,IMAX胶片拷贝制作费用抑制了其发展。公司又大力推广所谓的IMAX数字影院系统。该系统原理是:IMAX把制片公司送来的电影拷贝,使用DMR技术加工,制作成“数字影院打包”(DCP),这种格式的分辨率能达到4K,然后就可以使用硬盘等方式保存并送交给影院放映了,这样一份拷贝的成本就低了。影院需要配置的IMAX数字放映系统的主要部件包括:两台2K分辨率的数字放映机,这种数字放映机采用了德州仪器开发的数字光学处理(DLP)技术;一台由DoremiLabs公司特制的播放服务器;以及IMAX自有的图像增强设备。两台放映机投射的画面是迭加的,所以一副影片画面的实际分辨率还是2K,但新的IMAX放映系统能够增强图像的保真度,画质要比使用一台放映机时更好。像北京石景山万达就号称是亚洲第一家数字IMAX影院,但其实他的画质是打了折扣的,只有高于2K、低于4K的水准。IMAX为了经济效益反而要不遗余力推广这种次优的东西,今年的《星际迷航》就只发行了数字IMAX版本。
  
  中国还有更山寨的做法。为了不使片源少的IMAX厅闲置,北京UME华星搞了个数字巨幕,实际就是把普通数字2K的素材投到IMAX的巨幕上,达不到品质硬被放大后清晰度当然惨不忍睹,这是有点涉嫌欺骗消费者的行为了。
  
  
  
  现在说到3D电影了,随着2008年第一部真人3D数字电影《地心游记》在中国受到欢迎,越来越多的3D电影走进人们视线。当然动画电影做3G有天然的优势,从09年开始,几乎所有的动画巨制都会发行3D版本了。这次的《阿凡达》,将把真人3D电影推向一个前所未有的高度,所以说是电影史上的一次革命。
  
  目前世界上3D的放映系统主要分为5类,在中国的影院也都有采用。
  * XPAND系统
  数字的3D从技术上分主动式和被动式。所谓主动式就是利用眼镜左右镜片的高速切换来实现3D效果,这个主要是使用XPAND系统nuvision3D技术。主动的系统安装很方便,影院只要一个控制影院内所有眼镜什么时候切换的信号控制器就行。但是缺点是眼镜成本很高,一副一般要一两百美元。大家如果去看3D电影,发现眼镜做工很好有XPAND的LOGO,接受信号的那就是用这种系统的了。中国影院采用的比较多,比如上海金逸中环店就是用这个技术。
  
  
  * RealD系统
  被动系统现在影院用的比较多,被动系统的眼镜很便宜。RealD就是这一类,在北美市场有80%以上的份额。但由于要专门的金属屏幕,不同于平常播放2D的白幕,在中国只有上海美罗城的柯达一家采用这个技术。
  
  * 杜比系统
  考虑到采用主动式眼镜及金属幕的不便,杜比3D技术的设计理念和实现优势就是采用被动式眼镜和适用于白色银幕。所以大部分中国影院用的这个系统。
  
  以上这些3D技术现阶段都有致命的缺点那就是亮度太低,无论使用主动还是被动的放3D时候的发光效率只有原来的10%(RealD是15%)换算成亮度大概是2D的1/4到1/5。所以如果影院本来灯泡的寿命就差不多了,看3D会觉得非常暗。这也是为什么在中国看3D电影都觉得太暗影响观感,而柯达的RealD相对而言最获好评。
  
  * 双机3D 或单机双镜头3D
  现在唯一的解决办法就是使用双机3D分别放映左眼和右眼内容,亮度可以大大提高,但是由于成本问题国内影院使用的很少,现在就是传奇时代影城有一套BARCO双机3D放映系统。另外苏州马上要开业的嘉禾影城也装了一套。这两家影院的3D效果会比使用单机的影院好很多很多。
  而索尼在其4K数字放映机的基础上推出了单机双镜头的3D解决方案。由于4K超高清晰的芯片可以轻松容纳2个2K的画面,单机同时输出两个2K画面,3D放映平滑流畅,全无高频闪烁和画面模糊现象,消除了3倍频时差式单机3D系统放映的视觉疲劳和眩晕感,是目前图像质量最好的单机3D放映系统。我估计其效果比双机3D还是要差一点。上海金逸中环影城不知道是否会将它的4K索尼放映机应用到3D电影的播放(这个大家要注意,如果它放映的阿凡达的XPAND厅,不采用4K索尼机的话,就和其他影院的数字3D厅没有优势了。而它即使用于放映2D数字,因拷贝只有2K,也远远无法输出4K的内容。我印象中索尼放映机主要是搭配RealD的技术)。
  
  *IMAX 3D
  IMAX3D则是IMAX立体影片的放映技术,IMAX3D使用两盘IMAX专用的70mm胶片,一盘胶片对应一只眼睛,通过偏振过滤眼镜(被动式)或红外同步系统(主动式)配合电子眼镜以提供两个单独的图像。结合IMAX巨幕,IMAX3D能够产生逼真的全视野立体效果。IMAX3D技术不仅使用世界最大的IMAX底片,并且使用双胶片分开录制、播放左眼及右眼的影像,使得影像更立体清晰,色彩也更鲜明。
  不过真正用IMAX 3D摄制的片子非常少,都是些记录片,比如DeepSea。当然多数时候是放映由数字3D技术摄制的、经过DMR技术转制的影片。播放时又有胶片和数字两个系统。应该胶片系统效果会好一点,因为有6KX2的潜力,数字则还是2KX2。另外,由于无论是胶片版还是数字版,IMAX播放3D是双机系统,因此其整体表现一定是优于单机的普通数字3D的。台湾的发烧友也证实了数字IMAX 3D的版本好于索尼4K RealD(双镜头系统)的版本。
  
  不过,阿凡达主要是表现3D效果的,其画质分辨率本身并不算顶尖。整部电影大约使用了8部SONY的HDC-F950数字电影摄影机,和8部CineAlta F23数字电影摄影机。其中两两组合,共开发了8套双机的3D摄制系统。此3D摄影系统被命名为:Fusion Camera-3DSystem。而这两种机型虽属顶尖,但都是1920X1080的分辨率水准的。IMAX数字3D和双机3D都是输出2个2K的画面,应该和摄影规格匹配的。当然,其后期电脑制作和DMR转制是否会明显提高IMAX胶片版的品质,或使得IMAX数字3D明显优于双机3D的版本,就有待观影证实了。

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