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从高清到超高清 现场光线控制挑战最大

8KCINE 发布于 03月22日 本文共3195个字,预计阅读时间需要8分钟。

近日,2022世界超高清视频产业发展大会系列活动之一——“UHD Now!十分超高清”工作坊第1期在线上顺利举办。活动邀请到强氧科技运营总监钱晓勇作为主讲嘉宾。

从高清到超高清 现场光线控制挑战最大 8k技术知识 第1张

钱晓勇深入浅出地介绍了超高清的标准、创作要求以及与高清的区别。他认为,超高清标准中,HDR(高动态范围)技术是核心,而现场光线的控制,对应用HDR技术完美还原现实光线、色彩起到了关键性作用。

从技术到观看条件都需要提升

超高清标准包含清晰度与动态范围提升两重含义。首先是清晰度的进一步提升。高清标准下,分辨率为1920×1080;4K超高清标准下的分辨率被提升至3820×2160;8K超高清标准下,清晰度进一步被提升至7680×4320。据钱晓勇介绍,8K视频在清晰度上已经接近人的肉眼极限。

而超高清给视频内容带来的更突出的影响,是动态范围的提升。SDR(标准动态范围)被全面提升至HDR(高动态范围)。与普通图像相比,HDR可以提供更多的色彩范围和图像细节,提高图像明暗对比度,所见即所得,极大还原真实环境,呈现极高的图像品质,本质上是将图像传播变成了光的传播。

若用户想切实体会到超高清视频的高清晰度、超高色彩范围,仅凭手机这样的移动设备在自然光源下观看,恐怕难以感受到超高清视频带来的最为震撼的效果。对于普通用户一般家庭观影来说,大尺寸电视便能够使观众体会到4K、8K视频与高清视频的不同。

但对于超高清视频专业制作者来说,要想将超高清视频的更高真实度的世界更完美地呈现出来,则需要配备符合相应标准的审片室。需要保证120度观看范围,人与屏幕的距离是屏幕高度的1.6倍~3.2倍,用户身处的观影环境的照度为50勒克斯以下,观影环境背景为基准白等。只有这样,才能在真正意义上体验到8K视频传达的视频效果。

HDR带来极大挑战

与高清相比,超高清有四点突出的差异。

第一,在制作设备方面,摄影机、导播台等设备都需要根据超高清的要求重新配置。摄影机需要支持超高清、HDR,支持相关亮度和色域范围,包括导播台、矩阵、监控在内的设备集成需要重新规划。

第二,在制作规范方面,在高清制式之下,拍摄影片看的监视器,基本能够反映影片完成后的效果,但若使用HDR拍摄,审片环境照度要求在50勒克斯以下,这一环境在拍摄现场几乎无法实现。电视台内容评审、质检过程中,要求漫反射不超过203尼特,所有发光体的光亮度要超过1000尼特,高光、反射光需要控制在600~800尼特之间。这是高清内容的评审要求,4K、8K超高清内容视频评审标准将更加严格。

在高清时代,如果拍摄现场光线过亮,导演、制片方都需要用被子将设备遮住以监控画面。在4K、8K超高清时代,由于现场无法保证低照度环境,通过监视器观察画面的难度便更大。这就要求制片方建立规范的质量评估体系,其中包括色彩分析、测光表使用等。

由此,高清时代摄影师通过观察监视器以判断画面效果的习惯将被改变,想要拍出合格的HDR画面,摄影师需要测量、分析环境亮度,进行量化评估,以保证拍出来的画面符合HDR视频内容的规范。在HDR内容时代,后期调色只能对颜色进行调节,而对画面中的光强和光的反射关系进行调节是几乎不可能实现的。因此HDR内容制作对现场拍摄技术提出了极大的考验。

第三,在数据传输环节,广电使用的是SDI传输,而超高清则要求IP传输与广电级传输同时应用。IP传输是一套IT工程,支持多个用户并行操作。

第四,在用户接收环节,用户体验超高清视频效果有赖于HDR电视的普及。虽然很多手机具备HDR功能,但HDR技术本身是把光搬到观众面前的过程。观影环境对于HDR效果呈现非常重要。移动终端很难保证固定的、符合要求的观影环境,因此也难以保证达到理想的观影效果。

综合来看,HDR对电视台的投入提出了很高的要求。

举例而言,在高清内容制作中,要模拟日光环境,需要做的只是用两盏4K灯,灯面上蒙上布使光线打匀,便能够实现对日光的模拟。但若拍摄HDR的时候依然采用这种打光方式,会发现拍摄完成的画面中出现了两个巨大的光点,虽然色彩一致,但亮度不一致,在HDR下会极其明显。

电视台很多演播室,现场布置的照度都不高,现场环境很多都在300勒克斯左右,而标准是在1.4米高度上达到1200勒克斯左右。在SDR视频内容制作中,演播室不会要求设置得这么亮,因为过亮的环境会导致主持人、嘉宾疲劳。但若使用HDR拍摄,则要求现场环境必须实现更高的照度,否则达不到HDR要求的指标。因此,对于电视台来说,将内容由高清提高到超高清,将SDR提升到HDR,带来的不仅是拍摄设备的更换,更是从业标准、技术体系的变化。

超高清视频需要使用的IP传输也是复杂的系统工程。端到端的传输需要解决信号同步问题。IP传输有两种。一种叫SQD,也就是将一个画面整体切割成四部分,分别传输信号,每个画面传输一路信号,在播放端再将四块画面拼接起来。另一种传输方式为2SI,这种传输方式每隔两个像素编织一路信号,这样操作的好处是,每一路信号都能保证传输高清分辨率的内容。那些不需要审核技术指标的应用场景,可以降低监看的成本,但这种方式对于同步的要求更高。

光线控制要求苛刻

制作超高清视频内容对包括现场、传输、后期、发布在内的创作各个环节都提出了更高的要求。

首先,超高清视频制作对现场技术提出了更高的要求。平面光源和球型测光表之间存在换算问题。在现场满足203尼特100%漫反射的条件下,现场照度需要调整到600勒克斯以上。否则光强不够,需要用更亮的灯光、厚一些的滤光纸将其全部打匀,保证画面中所有白的地方都等于203尼特。调整白平衡的过程中也需要调整100%漫反射白的亮度。同时,原本视频拍摄中常用的LED灯,也将在HDR拍摄大场景视频过程中被替代为镝灯。受到4K、8K超高清视频审片及观赏条件要求的影响,在采用超高清技术拍摄时,人像拍摄的景别也将据此进行调整,特写镜头将被缩减,中景、全景的比例将提升。

其次,构图过程对光线的要求更高。在传统作品中,拍摄画面中占比最大的部分将成为视觉中心。而在HDR作品中,观众视线被吸引的地方,是画面中最亮的部分。即便拍摄者想要突出的主体在画面中占据极大的比重,只要在被摄主体之外有更亮的光点,观众的注意力就会被吸引。因此,使用HDR设备拍摄空中的物体会变得更加困难。因为在拍摄天空时,天空是最亮的物体,此时天空中希望被关注的主体,例如飞机、飞鸟等都会被忽视。

在剪辑方面,超高清HDR视频制作完全改变了原有的调色逻辑,将色彩和光变成互不影响的两码事。在SDR制式之下,要表现物体很亮,需要做的只是将其颜色变白。这样的工作是可以通过后期制作完成的,将使得画面亮度提升,同时色彩饱和度下降。但HDR不是这样,在HDR制式下,亮度和饱和度是两码事,可以同时保证高色彩饱和度和强光,这也要求制作人员在同时制作HDR和SDR视频内容时,做到光强和色彩分别独立调节监看。

HDR视频中光的亮度将大大影响到人的心理节奏。从太阳光下室外模式转换到室内,人的瞳孔也需要时间调整。当HDR视频中展现环境变化时,由于HDR技术对现场环境的光亮的模拟程度更高,人也将体验到在真实环境中走动带来的光线变化,从而需要更长的时间适应。因此,剪辑模式也会因此而变化,例如不能频繁用闪白等。要表现人物从室内走到室外,需要依照肤色基准对视频画面进行调节。这些内容都要求从业者重新学习,其中最难的是符合HDR的三维合成。

超高清HDR内容创作给从业者带来了更大的挑战,也带来了呈现画面的更多可能性。例如,光的暗部细节将会有更多的呈现机会,肤色深的人站在黑色的背景中拍摄也成为可能,而不需要像SDI时代需要担心过暗丢失细节的问题。高光也不再需要白光来体现,HDR技术本身就能够实现。8K技术也带来了细节呈现的更多可能,有望在观众眼前呈现更为写实的世界。

来源:来源:中国电子报   姬晓婷

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