超高清電視一體化視頻產(chǎn)品研究

超高清電視一體化視頻產(chǎn)品研究

目前，廣播電視臺的標準是標準的，并且逐漸轉(zhuǎn)向高分辨率。隨著技術(shù)的發(fā)展和市場需求的驅(qū)動，高速終端已經(jīng)成為電影行業(yè)的一個新熱點。為了保持新的市場和利潤，無論是傳統(tǒng)的電視制造商還是網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商，無論是善于“愚弄”的互聯(lián)網(wǎng)公司，他們積極推動了高速世界的發(fā)展和普及。目前，全球數(shù)據(jù)集已經(jīng)覆蓋了從攝影、記錄、生產(chǎn)、傳輸?shù)揭曨l、表演和其他方面的信息。影視制作領(lǐng)域已進入一個新的發(fā)展階段。目前，高清的發(fā)展主要集中在4k級。高清主要指的是高端高山。在超高清攝像機方面,當前已經(jīng)出現(xiàn)了面向不同用戶群體的眾多產(chǎn)品,其性能特點、價格、操作方式以及后期制作流程都存在較大的差異.攝像機的使用及后期制作流程,在很大程度上影響著超高清視頻的制作.因此,選擇合適的超高清攝像機完成畫面拍攝,構(gòu)建高效便捷的超高清制作平臺和工作流程就顯得十分重要.1超高清攝像機的分類近幾年,在超高清拍攝設(shè)備上,傳統(tǒng)的廣電設(shè)備供應(yīng)商如索尼、松下、JVC等都陸續(xù)推出了超高清攝像機產(chǎn)品,并在不斷豐富自身的產(chǎn)品線.除此之外,很多非廣電設(shè)備廠商也推出了眾多的超高清攝像機產(chǎn)品,主要廠商有RedDigitalCinemaCamera公司、CANON公司、BlackmagicDesign公司、GoPro公司等.市面上的超高清攝像機產(chǎn)品覆蓋了高中低端多個層次,基本能夠滿足當前4K超高清內(nèi)容的拍攝需求.超高清攝像機根據(jù)面向的領(lǐng)域不同,大概可以分為電影級、專業(yè)級和消費級三大類.電影級超高清攝像機功能強大,價格昂貴,使用較為繁瑣.典型的產(chǎn)品包括索尼的F65、F55,RedDigitalCinema公司的REDONE、EPIC、SCARLET,松下的Varicam35,CANON的EOS-C500,AJACIONProductionCamera等.在超高清時代,數(shù)字電影和電視制作的界線越來越模糊,融合發(fā)展的趨勢越來越明顯.越來越多的制作者也選擇這一類設(shè)備攝制高質(zhì)量電視節(jié)目.專業(yè)級超高清攝像機主要面向?qū)I(yè)創(chuàng)作人員,具有功能豐富,使用專業(yè)級格式記錄,性價比較高的特點.典型的產(chǎn)品包括PXW-FS7K、NEX-FS700RH、PXW-Z100、URSA、BMPC4K、EOS-1DC、EOSC300MarkII、GH4等.消費級超高清攝像機主要面向家庭消費者,具有使用便捷、價格便宜的特點.典型產(chǎn)品包括FDR-AX1E、AX100E、DMC-FZ1000、GYHMQ10、GoProHero3等.根據(jù)使用鏡頭的方式,超高清攝像機可以分為可換鏡頭式、一體式.可換鏡頭超高清攝像機能夠根據(jù)拍攝內(nèi)容及拍攝需求使用相應(yīng)的鏡頭獲得更好的拍攝效果.電影級的超高清攝像機都是可換鏡頭式的.專業(yè)級超高清攝像機中大部分都使用可換鏡頭系統(tǒng),常見的機型包括PXW-FS7K、NEX-FS700RH、URSA、BMPC4K、EOS-1DC、EOSC300MarkII、GH4、GY-LS300等.一體式超高清攝像機通常擁有大變焦比鏡頭,操作比較便捷,符合傳統(tǒng)高清攝像機的操作習(xí)慣.主要的機型包括PXW-Z100、FDR-AX1E、AX100E、GY-HM200、GY-HM170等.根據(jù)主要設(shè)計功能用途,超高清攝像機可以分為傳統(tǒng)形式的攝像機、具備超高清視頻拍攝能力的照相機和移動終端設(shè)備.根據(jù)傳感器尺寸大小的不同,超高清攝像機可以分為大畫幅和小畫幅;根據(jù)視頻記錄方式的不同,超高清攝像機可以分為機內(nèi)錄制和外置記錄儀錄制.2專業(yè)高端攝像頭2.1超高清系統(tǒng)典型參數(shù)當前典型的專業(yè)級超高清產(chǎn)品中一部分為傳統(tǒng)形式的攝像機,比如PXW-FS7K、NEX-FS700RH、PXW-Z100、URSA、BMPC4K和EOSC300MarkII,另一部分主要是具備超高清拍攝或者信號輸出能力的數(shù)碼相機,包括EOS-1DC、GH4和a7s.這些機器的差異主要體現(xiàn)在感光元器件、鏡頭卡口類型、視頻記錄格式、信號輸入輸出性能等方面.在超高清模式下其典型參數(shù)見表1和表22.2高效的拍攝設(shè)備每一款超高清攝像機都有自身的特點.NEX-FS700雖然不支持機內(nèi)錄制超高清內(nèi)容,但是通過外接記錄儀,可以實現(xiàn)4KRAW拍攝,同時還可以在機內(nèi)錄制一個AVCHD的副本.由于記錄的AVCHD文件與RAW文件具有相同時碼,因此可以將AVCHD文件作為后期編輯的代理文件使用.PXW-FS7可以認為是FS700的升級版,具備了機內(nèi)錄制超高清的能力,由此帶來了簡化的后期制作流程,能夠有效提高制作效率.PXW-Z100則是一款XDCAM專業(yè)4K手持攝錄一體機,具備專業(yè)的超高清記錄格式,其特點是操作方式與現(xiàn)有的高清手持攝錄一體機完全一樣,任何高清拍攝用戶都能夠方便地使用該機器.URSA4K和BMPC4K都使用了Super35傳感器,具備專業(yè)的全域快門,可以錄制CinemaDNGRAW和AppleProRes格式的超高清視頻,其特點是能夠接駁各種不同類型的鏡頭,機內(nèi)錄制功能強大.EOSC300MarkII則是其中最新的產(chǎn)品,較之前一代產(chǎn)品加入了機內(nèi)4K影像記錄的功能.EOS-1DC是佳能首款可在CF卡上記錄4K和全高清視頻的數(shù)碼單反相機,在極低亮度場景下也能拍攝出優(yōu)秀的畫質(zhì).EOS-1DC最大的特點在于其機身小巧靈活,不使用第三方記錄設(shè)備,不需要其他配件就可以進行4K拍攝.GH4可以在機內(nèi)SD卡以100Mbps的碼率記錄4096×2160視頻,幀率可達24fps.通過拓展單元DMW-YAGH,提供XLR接口、SDI接口等眾多廣播級擴展能力,其主要特點在于接口豐富,記錄碼率高,升格能力強.索尼的a7s可以通過HDMI輸出4∶2∶28bit的超高清畫面,使用外接記錄儀可以記錄高質(zhì)量的超高清視頻.在拍攝動態(tài)影像時,ISO為100-409600,該機具有高感光度低噪點的成像特點,在微弱的光線下也可以進行拍攝,高質(zhì)量的輸出接口為第三方記錄儀進行高質(zhì)量的超高清畫面記錄奠定了基礎(chǔ).3素材制作超高清視頻文件記錄格式的不同,后期流程也不盡相同.總體可以分為RAW格式(索尼RAW、CinemaDNGRAW等)和非RAW格式(XAVC、ProRes、MP4等).RAW格式記錄的素材制作流程相對復(fù)雜.首先需要進行素材的處理,包括音頻匹配、元數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)碼等,格式轉(zhuǎn)換時需要加載LUT以獲得合適的圖像色彩;其次將轉(zhuǎn)碼后的高清素材導(dǎo)入非編進行剪輯,將剪輯后的項目導(dǎo)出,為XML/EDL/AAF的文件供調(diào)色軟件調(diào)用;再次將XML/EDL/AAF文件導(dǎo)入到調(diào)色軟件中,重新鏈接源高質(zhì)量的素材,進行調(diào)色處理后分鏡頭渲染輸出并導(dǎo)出新的文件;最后在利用新的文件合成輸出得到成片非RAW格式的超高清項目后期制作流程與現(xiàn)有高清項目基本相同,主要包括素材的下載、剪輯和輸出.當前主流的非編軟件基本都能直接導(dǎo)入XAVC、ProRes、MP4格式的超高清視頻,直接進行超高清視頻的剪輯4優(yōu)秀視頻錄制和生產(chǎn)實踐4.1多卡錄像拍攝PXW-Z100不論是從外觀還是操作方式上都與高清攝像機非常相似,幾乎立即可以上手拍攝.由于采用的是不可換鏡頭的方式,拍攝時創(chuàng)意空間受到一定的限制.該機裝有2個XQD存儲卡插槽和1個SD卡插槽,使用XQD卡作為超高清視頻存儲介質(zhì).經(jīng)過實際拍攝測試,利用單張32G容量的QD-S32E存儲卡,在3840×2160@25P/XAVC格式下可以錄制約16min的內(nèi)容,在50P下可以錄制約8min的內(nèi)容,當錄制時間剩余4min左右時攝像機開始提示存儲空間將滿,卡滿后攝像機自動停止記錄.為了防止頻繁換卡中斷拍攝,建議使用2張64G的XQD卡進行拍攝,同時開啟攝像機中的連續(xù)記錄功能,即當?shù)谝粡埓鎯ㄓ涗洕M后,會不間斷自動記錄到第二張存儲卡中.BMPC4KEF直接連接各種EF鏡頭,使用SSD作為存儲介質(zhì),整機感覺比較小巧靈活.通過內(nèi)置的觸摸顯示屏可以直接監(jiān)視畫面,能夠查看直方圖和音頻表,還能更改攝像機設(shè)置和錄入元數(shù)據(jù),顯示各種狀態(tài)信息,可以連按兩下屏幕放大畫面獲得精準對焦.但固定于機身后的屏幕對于低角度或者高角度拍攝時就成為了一個問題,而不得不借助于外接的電子尋像器.由于小型化機身及觸摸屏控制參數(shù)的方式,很多操作都必須進入菜單才可以,與傳統(tǒng)攝像機相比其操控性比較差.此外,在配上較重的鏡頭后,手持拍攝就顯得不是那么方便,最好配上專用的附件輔助拍攝.BMPC4K拍攝時直接采用Sandisk480G的SSD固態(tài)硬盤進行錄制,考慮到后期制作的效率,采用的壓縮格式為AppleProRes422(HQ),經(jīng)實際拍攝約可錄制80min的內(nèi)容.4.2雙六核pct的實現(xiàn)超高清后期制作平臺主要包括硬件和軟件兩個部分,主要結(jié)構(gòu)如圖3所示.非編硬件主要包括主機、高速直連存儲、Thunderbolt2接口卡、IO卡以及監(jiān)看電視.具體配置為HPZ620工作站,配備雙六核XeonE5-2620v2CPU、32G內(nèi)存、NVIDIAQuadroK4000顯示卡、Thunderbolt2擴展卡,PCIE32T直連存儲,DeckLink4KExtreme卡,65寸4K超高清電視,非編軟件選用AdobePremiereProCC2014.2.4.2.1視頻制作模塊PXW-Z100拍攝好的素材利用SonyMRW-E80讀卡器通過USB3.0接口將數(shù)據(jù)導(dǎo)入非編計算機,在導(dǎo)入到高速磁盤陣列中時,速度約為95MB/s.BMPC4KSSD固態(tài)硬盤中記錄的素材可以通過USB3.0讀卡器或Thunderbolt2讀卡器下載到計算機.在使用USB3.0讀卡器下載時,傳輸速度約135Mbps,使用BlackmagicMultiDock通過Thunderbolt2接口下載時,傳輸速度約340Mbps.此外,BlackmagicMultiDock在插入SSD硬盤后,可以直接進行剪輯,可以節(jié)約大量素材下載時間.Thunderbolt2接口在大量視頻數(shù)據(jù)傳輸時存在極大的優(yōu)勢.4.2.2拖上傳時間軸上的錄像錄像.打開PremiereProCC創(chuàng)建一個新的項目,利用媒體瀏覽器導(dǎo)入拍攝好的素材,將項目面板中的素材拖放到時間軸上自動創(chuàng)建與之匹配的序列,剪輯過程與高清影片剪輯一致.對于PXW-Z100拍攝的XAVC素材,剪輯時對CPU的要求比較高,能夠同時進行2軌實時剪輯回放,3軌時不能實時回放.對于BMPC4K拍攝的AppleProRes422(HQ)可以同時進行6軌以上實時剪輯回放,此時CPU利用率約為50%.4.2.3超高清文件的錄像輸出PremiereProCC支持多種超高清格式的輸出,包括DPX、H.264、XAVC-Intra和QuickTime.對于專業(yè)級應(yīng)用,通常輸出的格式主要為H.264和XAVC-Intra,如果是最終的成片交付,可以采用H.264編碼的MP4文件,如果是再次編輯或者存檔,可以選擇XAVC-Intra.分別將PXW-Z100和BMPC4K拍攝的素材簡單剪輯成2個10min的片子,其中均包含100s長的畫中畫.將兩個影片都輸出為mxf和MP4兩個版本的超高清文件,片長和輸出所需要的時間比見表3.需要特別指出的是,在XAVC剪輯后輸出為XAVC編碼的mxf文件過程中,當壓縮