數(shù)字電影制作與放映格式的探討

1、數(shù)字電影制作與放映格式的探討巴可有限公司北京辦事處陳凡華龍電影數(shù)字制作公司劉志平=摘要>本文從實(shí)際應(yīng)用角度探討了數(shù)字電影制作與放映縮放比及格式選用問(wèn)題,分別對(duì)適用于1.3k和2k數(shù)字放映機(jī)的不同格式進(jìn)行了比較。=關(guān)鍵詞>數(shù)字電影后期制作格式隨著數(shù)字電影在中國(guó)的迅速發(fā)展,擁有數(shù)字放映設(shè)備的數(shù)字影院及以數(shù)字發(fā)行的影片逐漸增多,從而對(duì)電影數(shù)字制作的需求也在逐步增加。在制作和放映數(shù)字影片的過(guò)程中,會(huì)遇到影片制作與放映的格式問(wèn)題。即如何將電影數(shù)字源母版(Dig ital Source MasterDSM的影片節(jié)目?jī)?nèi)容變換成數(shù)字放映機(jī)能夠放映的格式,而且要便于安全地存儲(chǔ)和傳輸。由于影片畫(huà)面的寬

2、高比有多種,例如,常用的寬銀幕2.35:1、遮幅1.85:1、1.78:1(16: 9,這就對(duì)制作和放映提出了一定要求。對(duì)于分辨率不同的數(shù)字放映機(jī)(1.3k、2k和服務(wù)器來(lái)說(shuō),情況又各不相同。這里需要考慮畫(huà)面的按比例縮放和格式的選擇問(wèn)題,即采用什么縮放比例和格式既可以滿足銀幕寬高要求,又可以充分發(fā)揮數(shù)字放映設(shè)備的性能,而且還可以充分利用存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)能力。本文從實(shí)際應(yīng)用的角度,探討數(shù)字電影的制作與放映中縮放比例及格式選用的問(wèn)題。一、基本概念要搞清電影數(shù)字化的制作與放映縮放比例及格式問(wèn)題,首先應(yīng)該了解以下幾個(gè)基本概念。1.數(shù)字影片原始分辨率:這里指影片的電影數(shù)字發(fā)行母版(Digital Cine

3、ma Distribution MasteDCDM的分辨率,例如,寬高比16B9的影片高清格式原始分辨率是:19201080(即水平像素?cái)?shù)為1920,垂直像素?cái)?shù)為1080;2.影片內(nèi)容的寬高比(Aspect Ratio of Con-tentARc:影片有效水平與垂直像素?cái)?shù)之比;ARc=Phc/PvcPhc-影片有效水平像素?cái)?shù);Pvc-影片有效垂直像素?cái)?shù);例如,ARc=1.85:1的影片,Phc=1920, Pv c=10383.銀幕寬高比(ARs:銀幕寬與高之比,它應(yīng)該與影片寬高比相適應(yīng):ARs=SW/SHSW銀幕的水平寬度SH銀幕的垂直高度通常有兩種情況,信箱方式(letterboxed,

4、銀幕等寬上下幕框可調(diào)整;郵箱方式(Mailboxed,銀幕等高左右幕框可調(diào)整。4.成像器件的寬高比(Aspect Ratio of De-viceARd:成像器件(例如,DM D芯片的水平與垂直像素?cái)?shù)之比;ARd=Phd/PvdPhd成像器件的水平像素?cái)?shù),Phd.成像器件的水平有效像素?cái)?shù); 圖1 為AVICA/EVS 服務(wù)器制作節(jié)目?jī)?nèi)容的過(guò)程圖2 為GDC 服務(wù)器制作節(jié)目?jī)?nèi)容的過(guò)程圖3 數(shù)字放映機(jī)放映影片內(nèi)容的示意 Pvd 成像器件的垂直像素?cái)?shù),Pvd .成像器件的垂直有效像素?cái)?shù)。例如,1.3k 數(shù)字放映機(jī),ARd =1280/1024= 1.25;2k 數(shù)字放映機(jī),ARd =2048/108

5、0= 1.896=>1.9。5.放映距離(Project Distance PD:從數(shù)字放映機(jī)的鏡頭成像面到銀幕中心的直線距離;6.數(shù)字放映機(jī)主鏡頭的投射比(Throw ratio of Pro jection TRp :它與鏡頭聚焦長(zhǎng)度(Focal length有關(guān);它與銀幕高度(Screen H eight(或?qū)挾?Screen Width及放映距離(PD之間的關(guān)系是:PD =ARd SH T Rp T Rp =PD ARd SHSH 銀幕的高度;T Rp 主鏡頭投射比率。因此,銀幕尺寸一定、放映距離一定時(shí),要選配主鏡頭投射比來(lái)適應(yīng)銀幕的尺寸。例如:PD =26.5m;SW =15.

6、6m,SH =8.4m,ARd =1.897,所需鏡頭投射比TRp= 1.667,所以可選用T Rp =1.45-1.8B 1的主鏡頭。二、制作與放映過(guò)程在電影數(shù)字化的制作過(guò)程中,是將電影數(shù)字源母版(DSM經(jīng)過(guò)校色、配音、加字幕等處理后,得到電影數(shù)字發(fā)行母版(DCDM ,從中將原始影片圖像內(nèi)容(Content放到內(nèi)容框(Source Frame中,然后按一定比例進(jìn)行縮放(也可不縮放,放到制作有效區(qū)域(Active area中,并與聲音內(nèi)容一起,經(jīng)過(guò)編碼、加密、打包后得到用于發(fā)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件包(Digital Cinema Package DCP。此數(shù)據(jù)文件包經(jīng)過(guò)傳送存儲(chǔ)等過(guò)程,送到放映端在放

7、映端進(jìn)行拆包、解密、解碼,本地鏈路加密-解密,再按一定比例還原成與原始影片內(nèi)容一致的信號(hào)格式(即重建DCDM 從而放映出所制作影片的內(nèi)容。圖1所示是AVICA/EVS 數(shù)字電影服務(wù)器制作節(jié)目?jī)?nèi)容的過(guò)程。首先,將存儲(chǔ)在高清錄像機(jī)的電影數(shù)字源母版內(nèi)容按照放映機(jī)的要求,經(jīng)過(guò)通用格式轉(zhuǎn)換器進(jìn)行縮放,送到高清編碼器進(jìn)行編碼,;然后送到服務(wù)器加密和打包,產(chǎn)生用于發(fā)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件包(DCP;然后可通過(guò)適當(dāng)?shù)拿襟w(衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)硬盤/磁帶/DVD 盤片等傳送到放映端。圖2所示為GDC 數(shù)字電影服務(wù)器制作節(jié)目?jī)?nèi)容的過(guò)程。放映時(shí),放映端服務(wù)器中的影片內(nèi)容經(jīng)過(guò)相反的處理過(guò)程及本地鏈路加密后,以SMPTE292M

8、 格式送到數(shù)字放映機(jī);在數(shù)字放映機(jī)內(nèi)部,經(jīng)本地鏈路解密后,數(shù)字放映機(jī)根據(jù)原始影片內(nèi)容的分辨率和寬高比進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜s放,然后放映出來(lái)(如圖3所示。三、制作與放映縮放比例及格式選用表1 1.3k 數(shù)字放映機(jī)只用主鏡頭的情況影片寬高比(ARc原始分辨率Ph c Pvc 成像器件有效像素Phd .Pvd .像素利用率(max像素?fù)p失(m ax2.35B 11920817128054553.2%46.8%1.85B 119201038128069267.6%32.4%1.78B 119201080128072070.3%29.7%在制作過(guò)程中,用什么縮放比例比較好呢?先來(lái)看看針對(duì)1.3k 數(shù)字放映機(jī)的放映

9、。如果只用主鏡頭(相當(dāng)于普通投影機(jī)鏡頭直接放映幾種常用電影格式的影片內(nèi)容,就會(huì)損失很多像素和亮度。其原因在于1.3K 數(shù)字放映機(jī)中,成像DMD 芯片的分辨率為12801024,寬高比為1.25:1,這樣直接放映的話,對(duì)于不同的電影格式來(lái)說(shuō),垂直分辨率的利用率都有不同程度的降低,其結(jié)果將導(dǎo)致?lián)p失圖像的清晰度和亮度。下面給出幾種情況的像素利用率,見(jiàn)表1:為了提高1.3K 數(shù)字放映機(jī)成像器件像素的利用率,數(shù)字放映機(jī)引入了拓展鏡頭TRa =1.9x 或1.5x 拓展(變形鏡頭,只在水平方向拓展,從而提高了圖像質(zhì)量和亮度。其原理是將電影數(shù)字發(fā)行母版(DCDM 的影片內(nèi)容原始信號(hào)在制作時(shí)進(jìn)行預(yù)壓縮,在放映

10、時(shí),通過(guò)拓展鏡頭展寬適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行放映,從而還原成所需比例的影片圖像。即在制作過(guò)程中,將有效畫(huà)面按一定比例壓縮到一定的有效區(qū)域,例如:將高清格式信號(hào)壓縮到12801024區(qū)域。在放映時(shí),數(shù)字放映機(jī)將輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行處理,映射到顯示器件的有像素區(qū)域,然后再由拓展鏡頭按比例(例如:1.9x 或1.5x 還原成相應(yīng)的影片圖像。這樣畫(huà)面寬度SW =TRa ARd SH ,因此,用不同的拓展鏡頭有不同的效果。對(duì)于1.3k 數(shù)字放映機(jī)來(lái)說(shuō),目前通常使用的制作格式有表2所示幾種情況。從表可見(jiàn),針對(duì)1.3k 技術(shù)的數(shù)字電影放映機(jī),使用雙拓展鏡頭并配合使用主鏡頭,可以有效地利用成像DM D 芯片的像素分辨率,

11、從而得到最大的光輸出和最高的清晰度。即,表1中,第1項(xiàng)、第一行,和第2項(xiàng)、第二行的情況。使用單拓展鏡頭并配合使用變焦主鏡頭,有一種寬高比格式可以有效利用成像DM D 芯片的像素分辨率,但其它格式會(huì)有一定損失。但在這種情況下,在切換寬高比時(shí),不用切換拓展鏡頭,操作比較簡(jiǎn)便,而且可節(jié)省設(shè)備投資(一只變形鏡頭。所以,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,選用適當(dāng)?shù)姆绞?。?duì)于2k數(shù)字放映機(jī)來(lái)說(shuō),目前通常采用的制作格式有表3所示幾種情況。由表3可見(jiàn),對(duì)于2k技術(shù)的數(shù)字電影放映機(jī)來(lái)說(shuō),使用拓展鏡頭并根據(jù)寬高比進(jìn)行切換,也可以有效利用成像芯片的像素,從而得到最高的圖像質(zhì) 鄧小平紀(jì)念館選中環(huán)球數(shù)碼的多幕同步服務(wù)系統(tǒng)成功建造了中國(guó)首

12、個(gè)4k數(shù)碼影院環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意科技有限公司配合中國(guó)電影科學(xué)技術(shù)研究所于2004年8月13日成功為鄧小平紀(jì)念館安裝了一套多幕同步服務(wù)系統(tǒng)。應(yīng)紀(jì)念館要求,環(huán)球數(shù)碼使用了一套三幕同步服務(wù)系統(tǒng)將分辨率高達(dá)38401024的紀(jì)錄片通過(guò)三臺(tái)DLP Cinem a TM放映機(jī)放映到4K銀幕上。這塊銀幕也是中國(guó)首塊4K數(shù)字銀幕。鄧小平紀(jì)念館的數(shù)字銀幕改建及紀(jì)錄片制作項(xiàng)目是由中國(guó)電影科學(xué)技術(shù)研究所負(fù)責(zé)承辦的。反映鄧小平同志生平的4K紀(jì)錄片數(shù)碼版是由中國(guó)電影科學(xué)技術(shù)研究所負(fù)責(zé)監(jiān)控制作,由環(huán)球數(shù)碼使用環(huán)球數(shù)碼的EN1000-DSR TM數(shù)碼電影編碼系統(tǒng)配合完成的。4K的內(nèi)容是使用三臺(tái)環(huán)球數(shù)碼的DSR TM服務(wù)系統(tǒng)同步輸

13、出到三臺(tái)DLP Cinema TM 放映機(jī)上,然后投映到大銀幕上,精確度達(dá)到每幀。環(huán)球數(shù)碼的服務(wù)系統(tǒng)可以接收多種的視頻輸入,適合用于多幕影院。該系統(tǒng)同樣適用于主題公園和博物館。目前環(huán)球數(shù)碼可以將現(xiàn)有的SA 和SZ系列服務(wù)系統(tǒng)設(shè)定成適合多幕影院使用的同步服務(wù)系統(tǒng),甚至可高達(dá)10塊幕同步。環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意科技有限公司簡(jiǎn)介環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意科技有限公司(GDC Technolo-gy Limited是香港環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意控股有限公司(Global Digital Creations H olding s Limited的子公司。環(huán)球數(shù)碼從事電影數(shù)字后期制作、發(fā)行和放映,環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意科技有限公司為膠轉(zhuǎn)數(shù)、后期制作、影片數(shù)字發(fā)行及放映等提供各種解決方案。覃雙一量和最大的光輸出。即,表3中,第1項(xiàng)(第1.項(xiàng)、第一行的情況,第2項(xiàng)(第2.項(xiàng)、第二行的情況。如果不使用拓展鏡頭,有一種寬高比格式(1.85:1可以比較有效地利用成像芯片的像素,即,表3中,第2.項(xiàng)(第2項(xiàng)、第二行的情況;但其它情況下會(huì)有一定損失。然而不用切換拓展鏡頭,操作比較簡(jiǎn)便,也可節(jié)省設(shè)備投資。所以,在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。需要說(shuō)明的是表2中,第4項(xiàng)第1行和第5項(xiàng)第2行,雖然有較高的像素利用率,但是由于制作有效區(qū)分辨率低,實(shí)際畫(huà)面的清晰度不會(huì)高。因此建議為