【關鍵詞】 電影機  淺景深  畫面質量

【摘要】 近年來隨著傳感器技術的不斷進步，電視轉播畫面的質量提高到了前所未有的高度。以電影機技術為代表，在各類大型體育賽事、時政節目及綜藝晚會中都有嘗試和應用，力求給轉播畫面帶來更大的沖擊力和現場感。

過去的幾年，是廣電行業向超高清化快速發展的一個階段。新型4K訊道機在3片3分之2英寸COMS傳感器的加持下，轉播畫面在分辨率、動態范圍、幀速率、量化比特殊、色彩空間5個維度上相較于高清的畫面有一個重大的提升；而電影機從誕生起就在這五個維度上有很高的表現，比如電影機的分辨率從2K到8K全覆蓋、動態范圍超過17檔光圈、機內錄制可以達到120P的幀速率、量化比特更是可以達到16bit，色彩空間上早期的DCI-P3色域就可以達到73%的BT2020色域范圍，而當下的電影機在色域方面實際達到或者超過BT2020的色彩范圍。

一．電影機的技術條件

1．傳感器

電影機有如此高的表現，最重要的硬件支撐是傳感器：電影機通常采用較大尺寸的傳感器，如Super 35（24.6mm X 13.8mm）、全畫幅傳感器（32mm X 18mm）甚至更大的65mm（54.12mm X 25.58mm）畫幅，而廣播訊道機的傳感器尺寸通常為2/3英寸（8.8mmX4.9mm）。攝像機最本質的原理是光電轉換的過程，電影機正是有了大的傳感器尺寸，才打開了大光圈的時代，也因此提高了動態范圍，改善了低光性能，同時更有利于實現淺景深效果。

圖1^[i] 不同傳感器的尺寸大小對比

有了大尺寸的傳感器后，帶來了2個大的優勢：單位像素更大和視角更廣。在像素數一樣的情況下，CMOS尺寸越大，單位像素就越大，每一個像素可以收集更多的光線，提高了低照度和信噪比，當然也有利于提高畫質。如圖2所示，索尼A7s在UHD 4K模式下和廣播級訊道在4K模式下都擁有相同的800萬像素，但索尼A7s單個像素尺寸明顯大于廣播級訊道，并且擁有更大的視角。

圖2^[ii] Sony A7S與廣電攝像機比較

2．更大的鏡頭口徑

電影鏡頭通常用PL卡口，更大的卡口直徑讓鏡頭的后端鏡片可以做得很大，使得光電轉換過程在拾取和捕獲光的時候就獲得最佳的條件，也由此打開了現代大光圈鏡頭的設計時代。而小口徑的鏡頭卡口通常會有幾個弊端：容易導致畫面角落照度不足形成暗角。容易造成色彩干擾。當光線以更陡峭的角度射向影像傳感器邊緣時，可能只有一部分擊中光電二極管，或是同時擊中鄰近的二極管。大口徑的鏡頭可以做到光線角度更垂直，成像靈敏度越高。比如，面對360度舞臺的情況下，大口徑鏡頭和傳感器對光的處理更加純凈，B4卡口訊道機在這種情況下表現相對較差。

圖3 環形舞臺燈光環境

3．電影機濾鏡

電影機在傳感器前方通常設計有一套光學低通濾光片和光譜濾光片，光線在接觸影像傳感器之前必須先穿透濾鏡系統。其中的紅外（IR）和紫外（UV）濾鏡，可以阻擋大部分可見光譜范圍之外的紅光從而避免偽色彩效果但留下足夠的近紅光譜這樣能使膚色更好看。

而對于廣電訊道機而言，如果光線不能以垂直的角度射入成像器，反而會造成更加嚴重的影響。所以，廣電訊道機通常不使用這些設計。

圖4 電影機濾鏡

二．電影機能為電視轉播帶來什么

對技術團隊來說，我們喜歡從畫面的變化上來做評判。

1.淺景深

淺景深效果是電影機最大的特色，相信很多人第一眼被吸引就是突出主體、虛化背景的視覺沖擊。奧林匹克廣播公司OBS直接將電影機在奧運會上的應用定義為SDF（shallow depth of field）Camera-淺景深攝像機，使用的正式電影機淺景深的特點。力求將關注集中在每一個動作中，并且傳遞運動員的情感。傳統廣電訊道機要想做到淺景深只能通過增大光圈和使用長焦鏡頭的長焦端去拍攝。但考慮到攝像師在聚焦的過程中實際操作往往很難實現。而在同樣光圈和焦段范圍內，電影機由于使用更大的成像器，更容易展現淺景深效果。在2022年的卡塔爾世界上，首次使用了電影機在球員通道和球迷看臺區進行拍攝，展現出來的淺景深效果非常驚艷，畫面聚焦在球星的臉部細節，虛化主體球員以外的背景，讓觀眾能透過球員的眼睛感受到球員在出場前的緊張感。

圖5 球員出場通道                                                                                 圖6 球迷看臺

2.高動態

在高清制作的過程中，我們一直沿用的是標準動態范圍SDR，最大亮度為100尼特，動態范圍在6-10檔光圈范圍。無論是在高對比度的室內綜藝拍攝，還是在室外明暗變化巨大的自然環境下，標準動態范圍的局限性都較大，暗部沒有層次，亮部被壓縮限幅。而同樣情況下，電影機的寬容度就大很多，高端相機能達到13檔左右的動態范圍，部分電影機可以達到16-17檔的能力，從而展現出更多的暗部層次和亮部細節。近年來，隨著4K +HDR的技術的發展和普及，HDR高動態范圍給電視節目制作的畫面帶了極大的提升，無論是電視直播采用的HLG還是網絡平臺采用的PQ或者Dolby Vision，直接把動態范圍提升到了14檔光圈，整個顯示范圍最高可達1000尼特以上，同時最低也可以做到0.005尼特。

3.燥點控制

雖然電視訊道機在4K HDR模式下帶來了高動態范圍的展現，但同時也伴隨著另外一個問題出現：燥點。燥點控制一直是電視訊道機不可避免的問題，在電視制作中有幾個特別容易出現燥點的場景：當攝像機處于高速模式下，畫面的整體燥點相對于標準攝像機畫面偏大；而當訊道機處于4K HDR模式下拍攝時，經常會發現在照度較低時，畫面暗部細節的燥點比較嚴重。而電影機無論在高速模式下還是在低照度環境下拍攝，畫面的燥點控制非常好，幾乎看不到燥點。

4.電影質感

我們一直說電影機的質感特別好，看起來有電影感等等。那質感到底體現在什么地方？要去量化質感，最直觀的體現是在膚色和銳度兩個方面。電影機基于大傳感器尺寸、特殊濾鏡、大口徑的接口等的優勢，使其在膚色表現上更柔美，近紅光的展現更貼近自然，因此不管是綜藝、體育、時政拍攝，始終給人一種“悅人”的膚色感受。而在銳度方面，電視訊道機在不同條件下的銳度表現很難做到統一，在高亮情況下往往畫面太軟，在拍攝人物特寫的時候往往輪廓太硬。而電影機在畫面的硬、銳、柔之間達到了一種“舒適”的銳度。

圖7 超級碗中場秀

圖7是在2021年超級碗中場秀表演環節中的一個場景，全白背景、表演者膚色較深，在這種強對比度的條件下廣電訊道機通常會出現壓縮和削波的情況，整體畫面亮度降低或者高光過度的銳利，而那年的中場秀采用電影機拍攝，不但展現了令人舒適的銳度，還將表演者的膚色刻畫的更加舒適。

5.色彩科學

作為一個廣電技術從業者，我們很多人在入行的時候都被教導過：“所見即所得”-電視轉播的畫面要真實反應現實世界的顏色。在很長一段時間內確實我們追求的是顏色的一致性、準確度和畫面的真實感。但隨著超高清技術的發展，4K+HDR技術在各類大型體育賽事中被應用，我們逐漸發現每一個賽事對HDR標準的界定也不盡相同，各家對基準白、超白、超黑等部分的定義都有自己的設定，表現為每個賽事、每個團隊創作自己獨有的Lut表，如：OBS Lut、FIFA Lut、CMG Lut、BBC Lut等。而在綜藝制作中，我也發現越來越多的視覺總監、導演對畫面的顏色風格有獨特的定義，例如很多紅毯轉播希望對明星的臉部有柔化的效果、各個選秀節目追求風格化的顏色等等。因此，電視轉播的畫面逐步向電影風格化的認識過渡，畫面的色彩科學正在成為節目質量提升的重要手段。

對制作團隊來說，電影機能給節目制作帶來什么？

我們經常聽到一個詞“故事性”，通過電影機的淺景深、高動態、色彩科學等能力來講述故事、傳遞情感。

在體育賽事中利用電影機淺景深的特點進行拍攝，比如奧林匹克廣播公司OBS將在2024年巴黎奧運會上全面使用電影機，力求將關注集中在運動員的每一個動作中，傳遞運動員的情感。如果說傳統電視轉播畫面追求大景深，現場感的方式是一種“地毯式”轟炸拍攝，作為一名觀眾很難從畫面中準確體會到導演的想法；那么電影機這種淺景深式的“精確”定位拍攝，更能讓觀眾讀懂導演的意圖，獲取傳遞的信息。在綜藝錄制中，利用電影機獨有的色彩科學，可以將整個節目的畫面風格化；也可以利用電影機的特殊濾鏡，定制拍攝、設計鏡頭語言，以電影化的制作方式提升節目質量。當然，電影機還有一些自身獨特的拍攝效果，來賦予畫面更多的美感。比如焦外散景，它是一種美學選擇，往往賦予圖像一種夢幻般的外觀，根據孔徑葉片的形狀，在大光圈下，散景通常具有較柔和的圓形邊緣。此外，使用電影機拍攝某些題材也是文化的傳承，例如hip-hop、街舞等長期使用電影化的制作來呈現街頭文化。

圖8 焦外散景

電影機給觀眾又能帶來什么？

作為一個電視轉播從業者，會更關注畫面的細節、呈現的效果。而對于普通觀眾而言，他們缺乏專業的轉播知識，不一定能辨別出這個節目是用電影機拍出來的。觀眾只能通過眼睛去感受電影感所呈現出的美學和情感。因此，通過電影機拍攝我們想讓觀眾感受到的是被畫面的美感所吸引，從而持續看下去，并且通過畫面慢慢看到故事性，看出一些情感的表達和沉浸式的現場感。

三.電影機的使用痛點

說了電影機很多的優點，那電影機在目前的條件下是否能完全適配電視制作的流程呢？顯然在電視轉播領域，電影機的應用還有很多的痛點，主要如下：

1.鏡頭

電影鏡頭的重量往往大于電視鏡頭的重量。同時，電影鏡頭的焦段是限制其在電視轉播中應用的最大痛點，電影鏡頭大多是定焦、或者焦段較短的鏡頭，大多用在近景拍攝中。而電視轉播常用的B4卡口鏡頭從13倍到125倍，可滿足體育賽事、綜藝錄制等遠距離拍攝的使用。另外，電影鏡頭通常沒有電動推拉、聚焦伺服功能，只能手動或者加裝外部電驅馬達。因此，電影鏡頭在操作上和電視鏡頭差別較大。

2.攝像機單元

電影機和電視訊道機最大的差別還是在攝像機單元的接口上，通常訊道機都配有攝像機基站，訊道機所有的信號輸出、控制、供電、tally、通話等功能都可以通過基站來解決。而傳統的電影機往往只有一個機身，所有的信號輸出都從機身輸出，供電需要通過機身外置電池供電，因此使用上需要考慮換電、信號傳輸、設置調整等問題。

3.顏色匹配

電影機雖然有出色的畫面質感，但在顏色上卻與電視訊道機的顏色有較大的差別。因此，當兩種機器組合在一起進行拍攝時顏色匹配是一個比較突出的問題，是讓電視訊道機顏色向電影機顏色靠攏，還是電影機顏色向訊道機匹配都是實際制作中較難的問題。

4.操作習慣

電影機的使用難度比訊道機大很多，主要體現在聚焦難度上，電影機焦點薄，通常是定焦拍攝或者細微的手動聚焦拍攝。而恰恰電視制作又是喜歡大范圍、快速變焦拍攝的模式，所以造成了電視攝像師使用電影機拍攝時往往需要較長的時間去適應電影機的聚焦過程，在這個過程中電視導演也需要調整使用電影機拍攝的方式。此外，訊道機會有很多輔助信息的讀取，比如聚焦數值、推拉數值等協助攝像師進行拍攝，而電影機往往沒有。

5.制作流程

前面提到了，電影機的操作習慣不同導致了原有的電視制作習慣、流程不得不跟著一起變化，焦段的變化直接導致機位設置的變化，需要更加靠近拍攝物設置機位；聚焦難度大，導致不同景別的切換需要更多的機位去銜接；同時，電影機畫面的特點，也給制作流程帶來變化，比如景深的變化是否會讓觀眾感到突兀，在淺景深畫面和深景深畫面之間如何保持平衡；另外，導演如何更好的利用電影機去設計腳本，故事性的打磨需要更多的時間去設計等。

四.電影化應用總結

針對電影機的畫面特點和使用痛點，結合現有電視制作的模式，我們認為現階段的電視轉播還是以電視訊道機為主體，配合部分電影機的混合制作模式比較合適。首先，在電影機位設置上，將電影機應用在3種機位上：第一種是輕量化電影機，比如FX3+穩定器+無線微波的方式進行移動拍攝，該機位可以替代傳統觀眾游機或者傳統訊道機斯坦尼康；

圖9 WTT電影機拍攝

第二種是應用在特種機位上，比如斯坦、搖臂、飛貓、軌道等，配合廣角電影鏡頭使用，這些特種機位本身在考慮信號傳輸、控制時就擁有第三方的解決方案，因此對電影機的操作性上比較好實現。

圖10 跨年晚會斯坦尼康

第三種是使用電影訊道機配合電影長焦鏡頭直接替代傳統訊道機的位置，近期以Arri和索尼為代表分別推出了AMIRA Live和F5500電影訊道機，使電影機擁有攝像機基站，控制、實時調色RCP、通話、返送等的電視制作功能，同時以富士鏡頭為代表的鏡頭廠商推出了如富士HZK 25-1000mm的長焦端箱式電影鏡頭，使得電影機焦段也能達到電視制作的要求。

圖11 CBA轉播中電影機+電影長焦的使用

其次，針對電影機的使用還是需要改變傳統電視制作的工作流程。比如，針對電影機增加跟焦員崗位；制作團隊需要結合電影機的特點打磨創意、設計場景、講述故事性等。最后，在電視訊道機和電影機混合制作的模式下，需要考慮兩種不同畫面感受（景深變化、色彩的平衡等）切換對觀眾的影響。制作團隊需要考慮電影畫面在整個節目中的占比是多少，既不打破轉播節奏，又能給觀眾帶來更多的電影感、臨場感。根據近幾年SMT在電影化轉播中的應用探索，我們建議體育賽事將電影機畫面控制10%-15%的比例比較合適，在綜藝中，電影畫面可以提高到30%左右。

隨著電視技術的發展，高沉浸式技術成為當下熱門話題，電視轉播電影化的技術正在各大賽事、活動中應用，相信未來會有更多的提升空間。

^[1] https://phfx.com/tools/dpThing_philsSensorChart/phfx_philsSensorChart.png

^[11] https://phfx.com/tools/shotPrep/