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全球数字电影技术发展与应用分析

作者:未知   2014-10-28
    一、运用新技术提升数字电影视听质量和用户体验质量成为当前及未来电影行业的发展热点,以云计算为代表的新一代信息技术在数字电影后期制作环节加快推广应用
 
      1、提升电影图像质量成为技术研发热点,“更多像素”、“更快像素”和“更优像素”等技术将在电影行业综合应用
 
      在数字电影领域,“更多像素” 是指图像空间分辨率的提升,如4K (4096×2160)技术的应用;“更快像素”是指图像时间分辨率的提升,即高帧率技术的应用;“更优像素” 是指图像像素质量的提升,涉及更广亮度范围、更大色域等内容。 4K技术近年来一直是影视行业的关注热点,它通过提高图像空间分辨率来提升影视图像质量,4K 数字电影和超高清(UHD)电视是影视技术发展的重要趋势。4K数字摄影机产品陆续发布,索尼、 Blackmagic、GoPro、佳能(Canon)等设备商均推出了不同价位的4K数字摄影机。与此同时,4K电影后期制作工具和工作流也进一步成熟完善。截至2013年末,全球共拥有 4K电影放映设备15114套,在2012 年(13494 套)的基础之上增加 12%,增速较前几年明显放缓;近年来4K电影放映设备占全部电影放映设备(2K/4K)的比重日趋稳定,约为15%。
 
      除4K 技术外,高帧率(HFR)技术也是提高视觉体验的有效手段,它通过提高电影摄制和放映的帧速率来提升数字电影图像质量,特别是在数字立体电影领域极具应用前景。继2012年9月数字电影倡导组织(DCI)发布高帧率数字电影推荐实施细则后,高帧率数字电影的发展与应用方向逐渐清晰明确。迄今,从前期拍摄到后期制作,再到解码放映,电影行业已基本实现对高帧率工作流程的支持。2013年8月,电影电视工程师协会(SMPTE)举行了数字电影高帧率应用规范与互操作性研讨会,对现有和即将安装的数字电影播放系统、母版制作、工作流、压缩过程进行调研,拟将3D 影片单眼帧速率提升至48fps、50fps 和60fps,将2D 影片帧速率提升至96fps、 100fps和120fps。研讨议题还包括图像内容压缩标识、不同放映机在放映高帧率影片及常规影片时的声音错位现象、可见伪影的测试材料等内容。国际标准化组织(ISO)也在积极推动高帧率数字电影国际标准的研究制定工作。
 
      随着4K技术和高帧率技术的发展与应用,电影行业逐渐意识到单一技术的发展并不能解决电影画质的全面提升,人们开始探寻能够有效改善图像显示效果的方法。在2013 年SMPTE 技术年会上,与会代表提出了“更优像素”的概念,其涵盖更广的亮度范围(更亮或更暗像素)、更大的色域(像素更加多彩)等内容。随后与会代表一致认定,只有将“更多像素”、“更快像素”和“更优像素”三种方法结合起来,才最具应用价值。因此, “更多像素”、“更快像素”和“更优像素”综合应用的概念被提出,迄今已被电影行业所认可和接受。 “更优像素”的提出具有重要的理论和应用价值,其主要依据在于目前大多数影视节目均采用数字摄像技术来记录真实世界的色彩和亮度,而现行影视调色标准基于传统阴极射线管(CRT)技术,调色过程中必须调整原始图像内容,在影像传输和播放之前画面色彩、亮度和对比度已大幅下降,从而使呈现在用户眼前的画面真实度明显下降。目前数字摄像机和图像显示设备的捕获范围与呈现范围极为有限,远远低于人眼对亮度的识别范围。因此,研发新一代图像摄取和显示设备,尽可能真实捕获和真实还原人眼所能看到的一切,是图像摄取和显示设备发展的重要方向之一。可以预见,电影行业未来将沿着“更多像素”、“更快像素”和 “更优像素”综合应用的方向发展进步,从而实现电影视听品质的全面提升。
 
      2013年“更优像素”技术已经开始在电影行业得到应用。举例来说,在影片《霍比特人:史矛革之战》后期制作中,RealD公司就首次应用了可实现“更优像素”的真实图像(TrueImage)技术,即通过计算每幅图像上数百万的像素点来调整伪影,重建原始画面,并采用独特解析工艺消除噪波来提高图像信噪比,使图像显示更加精细逼真,从而提升图像整体质量。 RealD真实图像(TrueImage)技术属于图像增强技术,可用于电影拍摄和后期制作。在影片制作过程中,该技术通过补充画面细节,可达到现有摄像系统物理光学成像无法实现的效果,还能生成拍摄脚本,有助于提高后期制作和特效制作中的图像合成准确度,以帮助电影制作人真实再现创作画面的艺术感。TrueImage技术特别适合噪波较多、画面较暗的镜头,通过消除伪影和噪波,从而为观众带来更加舒适的2D和3D观影体验。杜比公司也于近期发布了可实现“更优像素”的杜比视觉(Dolby Vision)技术,可为用户提供高保真度和高画质的影视内容,并可增强基于互联网的在线流媒体、广播和游戏应用的超高清与高清视频信号的保真度,提升画面亮度、色彩饱和度和图像对比度,使观众能够充分感受到画面细节,从而为消费者提供高品质的视觉体验。杜比视觉技术通过显著提升画面质量和真实还原原始画面,使创作团队能够充分利用更广的亮度范围、更大的色域和更逼真的对比度,并能促进4K 显示技术的推广应用。杜比视觉技术迄今已得到好莱坞一线导演、全球主要电影制片厂、电视制造商和运营商的广泛支持,采用该技术的夏普公司和TCL 公司推出的超高清电视和高清电视原型机也已亮相于2014 年国际消费电子展(CES),预计近期将逐步实现商用。
 
      2、多平面立体声技术进入影院应用,显著增强了影院相对于其他媒体终端的竞争力与影响力
 
      多平面立体声(Multi-Plane Sound)又称沉浸式声音,是电影声音技术的发展方向和战略制高点,它通常采用基于声道或基于对象制式,或两种制式相结合,其发展与应用对于提高电影视听质量、提升沉浸感和临场感、促进数字电影差异化发展具有重要作用。近年来多平面立体声技术发展与应用进程不断加快,相应格式影片不断推出,片源瓶颈基本消除,影院部署规模和影片制作机构数量均不断提升,其发展与应用前景被行业内外十分看好。
 
      目前国际上多平面立体声技术有Auro11.1、杜比全景声(Dolby Atmos)、音索诺(IOSONO)、音尚(ImmSound)和中国13.1五大制式,其中Auro11.1 和中国13.1 采用基于声道技术,IOSONO基于声场合成原理,ImmSound基于对象原理,杜比全景声则将基于声道的混音方法与基于动态音频对象的混音方法相结合。目前,杜比全景声和巴可Auro11.1 是多平面立体声领域的两大重要品牌。杜比全景声结合声道格式的兼容性和对象格式的灵活性,兼顾制作习惯和发行放映成本,它通过在影厅安装独立驱动扬声器作为独立声道,然后将节目制作为由固定的基础多声道节目和可移动的声音元素组成的混合节目,通过其独特的音响处理器识别打包在发行母版中的元数据加以还音,并能够在条件不具备的场合自动进行下混合输出。 Auro11.1则是一个基于11.1声道制作的声音格式,为兼顾制作和发行要求,它通过采用一种独特编码算法,可将11.1个声音文件编码到传统5.1节目中,并借此进行发行,编码后的5.1文件可直接使用或解码为11.1音频格式,迄今Auro11.1已推出全套的混音、声像定位和编码工具。
 
      2013 年多平面立体声技术进入全面商用阶段,发行影片逐步增多。据悉全球已经出品和计划出品的多平面立体声格式影片数量已经接近150部,其中杜比全景声格式约112部,Auro11.1格式约33 部。在中国,多平面立体声技术发展不均衡,主要表现在制作能力和市场响应两个方面。由于进行多声道制作改造的时间成本和资金成本较高,且短期经济利益不明显,国内大多数制作公司目前尚无能力或意向来实现多声道格式声音的制作改造。迄今为止,杜比全景声系统在中国的推广力度最大, Auro公司则选择在中国二线城市推进多声道影厅建设,并于2013年下半年开始与中影股份公司开展合作。
 
      多平面立体声技术在商用推广之后,对其统一标准的呼声一直不断。2013年2月,美国影院业主协会(NATO)和欧洲影院联合会(UNIC)针对多平面立体声发布了《放映商声音要求》。其中要求,影院选择的声音渲染解决方案应能够支持放映所有影片,包括多平面立体声片源,并要求发行包能够适应所有专利解决方案;影片发行时,最好采用兼容各种声音制式的通用发行包,或在所有影片的发行包中包含所有的专用声轨文件。《放映商声音要求》发布后,巴可公司和杜比公司分别做出反应:在 2013 年美国西部电影博览会(CinemaCon)上,巴可(Barco)宣布与声音技术公司DTS合作,推荐使用DTS 的多维音频(MDA, Multi Dimensional Audio),希望制定标准工作流程,并对最终产品格式作出规定,避免制作单位进行多制式混音。杜比(Dolby)则认为标准工作流程将影响艺术家的创作,其主张对打包、安全、流媒体协议以及声画同步等环节制定统一标准,而在声音的捕捉和渲染上不应有过多规定。2013年9月,数字电影倡导组织(DCI)发布《数字电影基于对象的声音(OBAE, Object-Based Audio Essence)技术规范补充文档》,对基于对象的数字电影声音内容的打包、发行和影院放映进行了规范。该规范在不改变目前数字电影技术体系和密钥传送消息(KDM)架构的基础上,对基于对象的声音内容的互操作做出了规定,确保数字电影在现有安装设备的基础上实现可持续发展。2013年 10 月,电影电视工程师协会(SMPTE)决定成立专项委员会,以制定多平面立体声影院应用标准,旨在保留各设备商原本创意的同时,对巴可和杜比提出的两大建议进行统一协调,以确保各声音系统之间实现互操作(Interoperable)。据悉多平面立体声行业标准框架有望于2015年推出,但具体细节仍需补充完善。
 
      3、数字电影制作服务云端化成为重要趋势,基于云计算技术和高速互联网的数字电影网络化协同制作商用化进程加快
 
      云计算是新一代信息技术领域的核心技术,随着电影制作分工高度专业化和高速互联网加快推广应用,数字电影内容制作云端化和网络化协同制作成为电影产业发展的必然要求。当前,一些大型电影后期制作软件提供商已充分意识到云计算这一重要趋势,并将应用解决方案移至云端。例如,欧特克(Autodesk)公司为适应发展需求已开始为客户提供云服务; Adobe在其CreativeCloud解决方案中,将每一个应用包演化为一个基于云的服务,由客户按需租赁云服务,从而创造了一个全新的销售模式,即使用云授权来替代传统的购买软件许可证方式;2013年梦工厂出品影片《极速蜗牛》采用了惠普(HP)的融合云基础设施技术,涵盖众多服务器、存储设备、宽带网络、服务与管理软件,并配合惠普融合云和惠普工作站的支持,成功完成了32 辆赛车、3200 万环境角色的处理,渲染时间超过7500万小时。 2013年7月,Exocortex公司历时两年开发的基于宽带互联网的 3D电影制作工具克拉拉(Clara.io)发布封闭测试版,可实现3D 制作全程网络化,无需将制作内容下载到本地,可直接在互联网上实现3D 制作场景共享和实时编辑,并能实现网络化协同制作和在线云端服务,从而进一步推动电影后期制作由单一机构本地制作向多机构网络化协同制作发展。此前原迪士尼流程管理技术团队开发的散弹枪(Shotgun)系统,主要是对电影后期制作流程中的项目管理、任务分配、团队交流、文件交换、数据管理及版本跟踪等搭建统一的协作平台,其本质上属于网络化协同管理,而克拉拉(Clara.io)则属于网络化协同制作,它将任务管理和后期制作具体任务全部移至云端,是数字电影网络化协同制作技术领域的一次重要飞跃。
 
      4、全球视觉特效行业发展面临困境,商业模式创新成为迫切要求
 
      近年来,新技术在电影制作中的应用显著提升了电影的视觉魅力,促进了电影生产力的发展,但陈旧的生产管理模式却使全球视觉特效行业发展陷入困境,诸多深层次问题逐渐显现出来,严重阻碍特效行业健康可持续发展。在此背景之下,2013年7月美国视觉特效协会(VES)发布《2013年全球视觉特效行业状况》白皮书,内容涵盖全球视觉特效行业发展状况、特效技术发展环境及商业模式、特效行业存在问题、问题根源及解决办法等内容。其中,视觉特效行业存在问题主要包括:(1)特效制作公司数量增加,市场竞争日益激烈;(2)部分特效制作公司管理模式不成熟,生存和可持续发展能力弱;(3)特效行业波动性强,特效制作项目不连贯;(4)特效制作人员呈“游牧性”特征,人员流动性强,生存环境差;(5)特效制作项目报价低,制作过程中成本上升致使特效公司亏损。与之相对应,白皮书提出了对策和解决办法,主要包括:(1)特效制作机构可迁至税收优惠地区或廉价劳动力地区,以降低运营成本,同时促进劳动密集型向知识密集型转变,提升制作竞争力;(2)特效制作机构要培养商业头脑,实施专业化管理和内部人员责任制,同时创新特效团队组建模式,提升制作团队凝聚力和灵活性;(3)特效制作机构可依据自身状况实施分化或合并策略,向专业化或多元化发展;(4)特效制作人员要培养商业头脑,维护自身合法权益;(5)特效制作项目竞标定价模式不应单一化,应进一步规范特效行业游戏规则,保障特效制作机构正当权益,实现健康可持续发展。
 
      5、激光放映安全标准逐步完善,主流放映机厂商相继推出数字电影激光放映解决方案,其推广应用将促进观影效果的进一步提升
 
      激光放映机的迅速崛起以及激光光源的日趋成熟,对电影产业将产生重要影响。激光放映技术在亮度、色彩饱和度、色域等方面具有显著优势,在立体放映领域极具应用前景。当前电影放映领域最大的亮点就是激光放映机产品的出现。由于受制于激光放映安全标准,国内外厂商在2012年显得相当保守,但随着激光放映安全标准的逐步完善,2013年更多厂商纷纷展示了大型激光产品的工程样机。
 
      NEC 在2013 年6 月举行的欧洲电影博览会(CineEurope)中展示了其NC1040L激光放映机,用于影院放映的银幕宽度可达9.5米。在 2013年8月召开的北京国际广播电影电视设备展览会(BIRTV)上展示了由1 台4K 数字放映机NC3240S 和1台2万流明激光机柜组合而成的4K激光放映解决方案。2013年 11月,NEC在我国展示了全球首款一体式激光电影放映机NC1100L,这是一款低价位激光放映机(38, 000美元),主要针对宽度小于36英尺(约11米)的小型银幕,可提供14 英尺朗伯的亮度(银幕增益1.8),光通量为1万流明,该参数较低无需通过美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。NEC 还与激光引擎(Laser Light Engines)公司合作,共同开发适于大银幕(21 米及以上)的激光放映机,但该计划需得到FDA的批准。
 
      2013年9月,索尼(SONY)在京率先发布了采用纯激光技术的入门级液晶工程投影机VPL-F420HZ,与顶级工程的三色激光相比,其采用的纯蓝色激光的成本更低,且便于实现小型化,安装操作简便,易于在民用领域普及推广。巴可(Barco)已于2012年研发出一款激光放映机,2013年尚处于试验阶段,但近期已取得较大进展。在2013 年美国东部电影博览会(ShowEast)上,科视(Christie)和杜比(Dolby)合作展示了科视的4K激光放映机,在展示过程中使用了RealD的XL影院系统、科视Vive音频音响以及杜比全景声(Dolby Atmos)扬声器。科视激光放映机已得到美国食品药品监督管理局(FDA)批准,可向影院出售,科视首台激光放映机计划于 2014年初安装在美国西雅图全景影院(Seattle Cinerama Theatre),其在技术上还将有较大进展和突破。据最新消息,在2014年CinemaCon电影博览会上,科视和巴可均展示了最新的6基色(6-Primary, 6P)激光放映技术。
 
    
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