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=摘要本文從實際應用角度探討了數(shù)字電影制作與放映縮放比及格式選用問題,分別對適用于1.3k和2k數(shù)字放映機的不同格式進行了比較。=關(guān)鍵詞數(shù)字電影后期制作格式隨著數(shù)字電影在中國的迅速發(fā)展,擁有數(shù)字放映設備的數(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)字影片的過程中,會遇到影片制作與放映的格式問題。即如何將電影數(shù)字源母版(Dig ital Source MasterDSM的影片節(jié)目內(nèi)容變換成數(shù)字放映機能夠放映的格式,而且要便于安全地存儲和傳輸。由于影片畫面的寬高比有多種,例如

2、,常用的寬銀幕2.35:1、遮幅1.85:1、1.78:1(16: 9,這就對制作和放映提出了一定要求。對于分辨率不同的數(shù)字放映機(1.3k、2k和服務器來說,情況又各不相同。這里需要考慮畫面的按比例縮放和格式的選擇問題,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)字放映設備的性能,而且還可以充分利用存儲設備的存儲能力。本文從實際應用的角度,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題,首先應該了解以下幾個基本概念。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 Cinema Distr

3、ibution 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(即水平像素數(shù)為1920,垂直像素數(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數(shù)之比;ARc=Phc/PvcPhc-影片有效水平像素數(shù);Pvc-影片有效垂直像素數(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,它應該與影片寬高比相適應: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,銀幕等寬上下幕框

4、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數(shù)之比;ARd=Phd/PvdPhd成像器件的水平像素數(shù),Phd.成像器件的水平有效像素數(shù); 圖1 為AVICA/EVS 服務器制作節(jié)目內(nèi)容的過程圖2 為GDC 服務器制作節(jié)目內(nèi)容的過程圖3 數(shù)字放映機放映影片內(nèi)容的示意 Pvd 成像器件的垂直像素數(shù),Pvd .成像器件的垂直有效像素數(shù)。例如,1.3k 數(shù)字放映機,ARd =1280/1024= 1.25;2k 數(shù)字放映機,ARd =2048/1080= 1.896

5、=1.9。5.放映距離(Project Distance PD:從數(shù)字放映機的鏡頭成像面到銀幕中心的直線距離;6.數(shù)字放映機主鏡頭的投射比(Throw ratio of Pro jection TRp :它與鏡頭聚焦長度(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,要選配主鏡頭投射比來適應銀幕的尺寸。例如:PD =26.5m;SW =15.6m,SH =8.4m,

6、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、制作與放映過程在電影數(shù)字化的制作過程中,是將電影數(shù)字源母版(DSM經(jīng)過校色、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)過傳送存儲等過程,送到放映端在放映端進行拆包、解密、解碼

7、,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)字電影服務器制作節(jié)目內(nèi)容的過程。首先,將存儲在高清錄像機的電影數(shù)字源母版內(nèi)容按照放映機的要求,經(jīng)過通用格式轉(zhuǎn)換器進行縮放,送到高清編碼器進行編碼,;然后送到服務器加密和打包,產(chǎn)生用于發(fā)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件包(DCP;然后可通過適當?shù)拿襟w(衛(wèi)星、網(wǎng)絡、移動硬盤/磁帶/DVD 盤片等傳送到放映端。圖2所示為GDC 數(shù)字電影服務器制作節(jié)目內(nèi)容的過程。放映時,放映端服務器中的影片內(nèi)容經(jīng)過相反的處理過程及本地鏈路加密后,以SMPTE292M 格式送到數(shù)字放映機;在

8、數(shù)字放映機內(nèi)部,經(jīng)本地鏈路解密后,數(shù)字放映機根據(jù)原始影片內(nèi)容的分辨率和寬高比進行適當?shù)乜s放,然后放映出來(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像素損失(m ax2.35B 11920817128054553.2%46.8%1.85B 119201038128069267.6%32.4%1.78B 119201080128072070.3%29.7%在制作過程中,用什么縮放比例比較好呢?先來看看針對1.3k 數(shù)字放映機的放映。如果只用主鏡頭(相當于

9、普通投影機鏡頭直接放映幾種常用電影格式的影片內(nèi)容,就會損失很多像素和亮度。其原因在于1.3K 數(shù)字放映機中,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,對于不同的電影格式來說,垂直分辨率的利用率都有不同程度的降低,其結(jié)果將導致?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,見表1:為了提高1.3K 數(shù)字放映機成像器件像素的利用率,數(shù)字放映機引入了拓展鏡頭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)容原始信號在制作時進行預壓縮,在放映時,通過拓展鏡頭展寬適當

10、的比例進行放映,從而還原成所需比例的影片圖像。即在制作過程中,將有效畫面按一定比例壓縮到一定的有效區(qū)域,例如:將高清格式信號壓縮到12801024區(qū)域。在放映時,數(shù)字放映機將輸入的圖像信號進行處理,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 還原成相應的影片圖像。這樣畫面寬度SW =TRa ARd SH ,因此,用不同的拓展鏡頭有不同的效果。對于1.3k 數(shù)字放映機來說,目前通常使用的制作格式有表2所示幾種情況。從表可見,針對1.3k 技術(shù)的數(shù)字電影放映機,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,從而得到最大的光輸出和最

11、高的清晰度。即,表1中,第1項、第一行,和第2項、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,但其它格式會有一定損失。但在這種情況下,在切換寬高比時,不用切換拓展鏡頭,操作比較簡便,而且可節(jié)省設備投資(一只變形鏡頭。所以,應根據(jù)實際情況,選用適當?shù)姆绞?。為了提?K技術(shù)成像芯片像素的利用率,2k 數(shù)字放映機也引入了拓展鏡頭1.25x拓展(變形鏡頭,從而提高寬銀幕圖像質(zhì)量。其原理同上。所不同的是對于寬高比1.85B1或1.78B1的影片來說,不需要拓展鏡頭。當然針對這種情況,在制作時可以不對原始信號進行縮放。對于2k數(shù)字放映機來說

12、,目前通常采用的制作格式有表3所示幾種情況。表3中1.2.項是用2k信號源輸入時的情況。由表3可見,對于2k技術(shù)的數(shù)字電影放映機來說,使用拓展鏡頭并根據(jù)寬高比進行切換,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) 鄧小平紀念館選中環(huán)球數(shù)碼的多幕同步服務系統(tǒng)成功建造了中國首個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電影科學技術(shù)研究所于2004年8月13日成功為鄧小平紀念館安裝了一套多幕同步服務系統(tǒng)。應紀念館要求,環(huán)球數(shù)碼使用了一套三幕同步服務系統(tǒng)將分辨率高達38401024的紀錄片通過三臺DLP Cinem a TM放映機放映到4K銀幕上。這塊銀幕也是中國首塊4K數(shù)字銀幕。鄧小平紀念館

13、的數(shù)字銀幕改建及紀錄片制作項目是由中國電影科學技術(shù)研究所負責承辦的。反映鄧小平同志生平的4K紀錄片數(shù)碼版是由中國電影科學技術(shù)研究所負責監(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)容是使用三臺環(huán)球數(shù)碼的DSR TM服務系統(tǒng)同步輸出到三臺DLP Cinema TM 放映機上,然后投映到大銀幕上,精確度達到每幀。環(huán)球數(shù)碼的服務系統(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系列服務系統(tǒng)設定成適合多幕影院使用的同步服務系統(tǒng),甚至可高達10塊幕同步。環(huán)球數(shù)碼創(chuàng)意科技有限公司簡介環(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)