-兼談湯姆遜數字電影攝像機Viper
近年來，在廣電總局的支持與扶植下，數字影院在我國以令人驚異的發(fā)展速度迅速得到發(fā)展，從而引發(fā)了人們對數字電影節(jié)目制作的思考。包括與數字電影相關的拍攝技術與工藝流程的變化，同樣也受到比以往更多的關注。尤其當一些先驅者開始嘗試使用高清攝像機進行數字電影的拍攝之后，有關“數字電影”的話題在電影與電視界越來越成為人們關注的熱門話題。
電影作為比電視誕生更早的圖像記錄技術，由于它采用的記錄媒體是膠片，因此長期以來電影在色彩還原、曝光的動態(tài)范圍、圖像清晰度等方面均優(yōu)于基于視頻信號處理的電視攝像機。隨著高清電視技術的應用，在圖像清晰度等方面攝像機已經取得了很大的進步。使用高清攝像機嘗試進行數字電影拍攝的人也越來越多。但人們通過對使用普通高清攝像機拍攝與膠片拍攝電影的對比，仍然對高清電視攝像機拍攝的動態(tài)范圍和色彩還原不盡如意。
原因當然是多方面的，下面我們對比一下二者的區(qū)別。
首先看一下二者的觀看環(huán)境。電影的放映是在具有良好觀看環(huán)境的影院中，放映設備是專用的放映機。影院相對來說環(huán)境亮度較暗，人們在這里可以集中精力欣賞電影藝術作品。電視則使用普通的CRT電視接收機，一般在家庭的環(huán)境當中觀看，觀看環(huán)境要明亮得多。而且為了校正電視顯像管的伽瑪特性，電視工業(yè)決定統(tǒng)一在電視攝像機中加入伽瑪校正電路，如圖1所示。而電影拍攝時的曝光則遵循膠片的S曲線。這一點也就導致了電視攝像機的設計內涵與電影工藝的巨大區(qū)別之一。
此外，35mm膠片寬銀幕的畫幅寬高比定為1.78:1，與目前高清晰度電視的16:9非常接近；但電影為了滿足人們欣賞的效果還大量采用變形寬銀幕，即寬高比為2.35:1。在水平視角方面要寬于目前高清電視的16:9。
就后期制作工藝而言，電影膠片的制作工藝早已相當成熟。電影后期制作中，首先要對現(xiàn)場拍攝的膠片（原底負片）進行沖洗。然后再使用工作正片進行剪輯，并根據導演的藝術要求對“生片”進行非常復雜且專業(yè)的校色后才能形成正片（翻正）膠片母版。所以，影片的圖像色彩效果要在后期校色時才能最終決定。校色是整個工藝流程中非常重要且必不可少的一環(huán)。與此同時，在多次的膠片翻轉過程中，圖像的清晰度也逐步得到衰減。
但由于電視攝像機從其設計理念的內核與工藝流程來看，就是要對其所拍攝的影像進行諸多的“視頻”處理，如白平衡、增益、拐點、伽瑪、黑擴展、視頻編碼以及彩色矩陣電路(Matrix)等，以便能夠在各種環(huán)境下馬上獲得滿意的圖像效果，滿足電視系統(tǒng)的技術要求和藝術需求。在前期拍攝時，現(xiàn)場就已經進行了色溫的調整（即通常的白平衡調整），畫面基本按照導演的要求實施一定彩色效果的拍攝。后期制作時大量的工作是電子編輯，而不必再像電影膠片那樣必須進行校色處理。盡管在整個電視制作過程中，圖像的清晰度沒有變化，但遺憾的是在前期拍攝時所有這些對圖像“電視”化的處理均是非可逆的、且對圖像信號的加工勢必對原始拍攝的信號帶來一定的損失或“變形”。因此導致視頻系統(tǒng)的最終結果與膠片記錄相比仍有諸多差異。
針對數字電影拍攝與制作特點，湯姆遜提出了具有革命性意義的碼流攝像機的概念。 它完全參照電影拍攝的理念，即充分保留CCD成像的原始信息，而一切對于信號的處理將像電影工藝一樣留待后期去決定，為導演及制作人員在后期創(chuàng)作時留有極大的發(fā)揮空間。又因為它輸出的是R/G/B4:4:4的FilmStream數據流，而并非標準的高清電視信號。所以我們不能再將它稱之為“視頻攝像機”，取而代之我們稱之為膠片碼流攝像機。其目的就是使攝像機真正走入電影的拍攝領域，徹底改變傳統(tǒng)的電影與電視制作工藝。相信隨著這種即具有“電視”優(yōu)勢又具有膠片質量的新技術的應用與不斷提高，電影和電視最終將走向真正的溶合。
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圖3 (A)1080行格式的形成 | 圖3(B) 720行格式的形成 |
眾所周知，
CCD可以稱得上是攝像機的眼睛，它的好壞直接影響到整個攝像機的成像質量?；贔T CCD的 DPM技術，即Dynamic Pixel Management（動態(tài)像素管理）技術，是目前唯一可在CCD上即可完成1080行或720行拍攝，以及可以實現(xiàn)不同寬高比之間轉換的攝像機技術。使一臺攝像機可適合于多種格式的拍攝要求。其基本原理見圖3所示，在2/3英寸的靶面上，制作出920萬（1920×4320）像素的CCD。當進行1080P拍攝時，取垂直方向上取4個像素進行組合即（4320/4=1080）， 而在720P拍攝時，垂直方向上取6個像素進行組合（4320/6=720）。在Viper攝像機中，由于應用DPM技術在垂直方向上取3個像素進行組合（4320/3= 1440），讀取中間的1080行即得到1920×1080的圖像，從而可直接實現(xiàn)符合變形寬銀幕電影拍攝格式要求的寬高比2.37：1（與電影的2.35：1非常接近），如圖4所示。因此，VIPER 是一種無需格式轉換器即可進行多格式、雙寬高比拍攝的攝像機。
Viper攝像機的框圖見圖５。為了保留較高的圖像動態(tài)范圍，Viper中沒有采用一般高清電視攝像機中“視頻”處理電路，而是將CCD的輸出經線性放大后直接進行A/D轉換，然后再進行數字處理。在信號處理方面VIPER則是基于R/G/B 4:4:4的雙HD SDI的碼流傳輸的攝像機，它可進行膠片與視頻兩種拍攝方式的選定。因此，它即可用于高質量的碼流拍攝，又可進行高清電視節(jié)目的拍攝。當用于高畫質的碼流拍攝時，為保證彩色的還原和清晰度不受損失，該機沒有采用高清電視中標準的4:2:2信號處理方式，而是對R/G/B每種顏色均使用1920×1080像素。并在后繼處理中不對圖像信號實施進一步的取樣、壓縮。通過上面的處理，極大地保留了前期拍攝的圖像信息，但卻使得其輸出的數據量非常龐大，以致于必須使用雙HD的連接方式。對于如此大的數據量，目前的磁帶記錄設備均無法實現(xiàn)無壓縮的記錄。因此在系統(tǒng)構成上需配合硬盤或固體記錄系統(tǒng)。目前配合Viper使用的硬盤系統(tǒng)記錄時間已經可以達到66分鐘。前期記錄以后，數據可以直接傳給后期加工，也可以復制到數據磁帶上。 創(chuàng)作人員在現(xiàn)場上可進行素材審看。此外，數據硬盤本身還可以進行高速傳輸。
可以說Viper的設計理念來自于電影拍攝。目的就是要保證其成像能夠達到膠片拍攝效果，進行磁轉膠或直接傳輸給數字影院放映。相信這種全新的技術會為藝術創(chuàng)作者提供另外一種創(chuàng)作的手段和思路，必將得到越來越廣的應用。當然，如果將Viper設置為高清視頻拍攝方式，即它仍然可用于高質量的高清電視拍攝。