楊磊，張瑩，蘇志斌

(中國傳媒大學 信息工程學院，北京 100024)

1 制定文化資源數(shù)字化技術(shù)標準的必要性

我國文化遺產(chǎn)品種豐富、形式多樣。截至2012年，經(jīng)聯(lián)合國教科文組織審核被批準列入《世界遺產(chǎn)名錄》的中國的世界遺產(chǎn)共有43項(包括自然遺產(chǎn)9項，文化遺產(chǎn)30項，雙重遺產(chǎn)4項)，在數(shù)量上居世界第三位。中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄中自2006年起已收錄了1000余項非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。由于各類文化資源的表現(xiàn)形式不同、創(chuàng)造方式有別，對其數(shù)字化既要遵循普適性的保護原則與方法，又要采取因類而宜、適合各自特點的方法和措施，所以需要建立文化資源的多層次類型分類體系，這對于信息化存儲和搜索是非常重要的。2005年底，文化部發(fā)布的《中國民族民間文化保護工程普查手冊》是迄今為止第一部全面準確規(guī)范的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)普查工作指南性工具書。而對于文化資源數(shù)字化技術(shù)，目前尚沒有技術(shù)標準可作為指導，對于種類較多的文化資源數(shù)字化處理，制定標準規(guī)范具有重大意義和應(yīng)用價值［1］。

研究文化資源視頻采集技術(shù)標準規(guī)范，需要考慮以下幾個要點［2］:

(1)全面完整性，在制定標準的過程中需要周全考慮文化資源過去、現(xiàn)在及將來所面臨的各類情況;

(2)科學適用性，在標準制定過程中，盡可能直接引用和采納國際上已經(jīng)普遍應(yīng)用的技術(shù)標準和規(guī)范;

(3)兼容性，盡量保持標準規(guī)范的可轉(zhuǎn)換性和易轉(zhuǎn)換性。

2 文化資源二維視頻采集處理技術(shù)總體方案

文化資源二維視頻采集技術(shù)總體研究可分為前期、中期和后期階段。前期階段主要完成文化資源類型的選擇，確定拍攝對象的文化要素以及廣泛的調(diào)研，準備攝像機和輔助拍攝設(shè)備，如搖臂、軌道和燈光等;中期階段需要針對拍攝對象，采用合理的拍攝技術(shù)和方法完成對文化資源本體的忠實記錄;后期階段是對拍攝的視頻進行分析、編輯和處理，制定有效的視頻存儲格式。

3 文化資源二維視頻采集處理技術(shù)標準規(guī)范探討

文化資源采集處理技術(shù)標準可由以下幾個部分組成:(1)拍攝內(nèi)容;(2)視頻采集設(shè)備的選取;(3)拍攝采集技術(shù);(4)后期編輯技術(shù);(5)視頻編碼和存儲格式;(6)視頻質(zhì)量評價。

3.1 拍攝內(nèi)容

在拍攝錄制文化資源時，要重點采集具有特色能夠較大體現(xiàn)整個文化資源的價值的構(gòu)成元素，保證采集素材的完整性。例如，在戲劇這類文化資源中，其主要的文化要素包括:戲曲的唱、念、坐、打等表演;人物妝容和造型;舞臺布景設(shè)計等。

在進行文化資源攝制時，任何要素都是不完整的，因為有觀眾觀看的現(xiàn)場戲表演臨場感是永遠無法復(fù)制的。但是，文化要素是可以明確的，在明確文化要素的基礎(chǔ)上，對文化資源的采集錄制會有很大的幫助。

在視頻采集文化資源的過程中，文化要素主要可分為以下幾點:

·視頻影像采集包括:

(1)該文化資源涉及的人物角色;

(2)文化資源的演出完整劇情;

(3)文化資源的關(guān)鍵動作;

(4)文化資源的人物妝容、道具、服飾和造型;

(5)與文化資源相關(guān)的舞臺布景設(shè)計;

(6)該戲曲文本外圍的文化信息(民間生存環(huán)境、習俗、藝人和專家訪談、歷史資料等)。

·音頻采集包括:

(1)唱腔、道白、配樂及其它音樂載體;

(2)訪談的錄音。

·其他信息采集包括:

(1)劇本、曲譜和舞譜系統(tǒng)(包括編導和教師的特殊符號);

(2)表演手冊，一些包括劇情、風格和程式動作的說明;

(3)相關(guān)文化歷史資料和公開的評論(回顧、展望和采訪);

(4)宣傳材料(如新聞發(fā)布會、海報);

(5)參與者和觀看者所寫的論文集和信件;

(6)手稿和采訪(經(jīng)轉(zhuǎn)錄或固定的口頭敘述的錄音或錄像)。

3.2 視頻采集設(shè)備的選取

二維視頻采集設(shè)備包括:攝像機、腳架和其他輔助設(shè)備。

攝像機的選擇主要考慮的是高清攝像機與標清攝像機之間的區(qū)別。表1對文化資源數(shù)字視頻采集加工標準和格式體系進行了歸納和總結(jié)，并且對高清技術(shù)和標清技術(shù)進行了對比［3］。

另外，也需要考慮特殊攝像機的使用情形。微型攝影術(shù)以膠卷底片的大小界定，凡底片小于24毫米×36毫米、大于2毫米直徑的攝影術(shù)，稱為微型攝影術(shù)，底片小于2毫米的照像機，稱為微點攝影機，其攝影方法稱為微點攝影術(shù)。

對于微雕類的文化資源，由于文化資源對象體型較小，采用一般的采集方式難以較準確地采集到細節(jié)。所以，可以采用微型攝像機等技術(shù)手段進行特殊采集處理。微型攝影術(shù)是用微型相機拍攝相片的技術(shù)。

除攝像機外的其他設(shè)備包括:視頻存儲磁帶、三腳架、視頻采集顯示器、軌道、搖臂，數(shù)字采集所需器材如數(shù)據(jù)線等［4］。

表1 高清技術(shù)和標清技術(shù)對比

3 拍攝采集技術(shù)

二維視頻拍攝的行為主體是拍攝者、被拍對象及攝像器材，以被拍的對象為基準調(diào)焦，將畫面記錄于攝像器材。攝取畫面的景別選擇分為:遠景、全景、中景、近景、特寫和顯微等。攝像技巧包括鏡頭的運用，如推、拉、搖、移、跟等;鏡頭的組合，如淡出、淡入、切換及疊化等。在起幅的廣角階段和落幅的長焦階段以及變動鏡頭焦距或移動機位，始終使鏡頭畫面框架對準被拍對象進行拍攝［5］。

為了在采集的過程中，將文化資源的主要文化要素最大程度體現(xiàn)并最佳效果展現(xiàn)，需要注意針對不同文化資源的不同采集技巧。對于大部分文化資源的采集，可以用標準化的技術(shù)方案，而對于特殊的采集對象和特殊的文化要素特點，需要考慮得更加周全。

在文化資源的視頻采集過程中，需要注意以下幾點［6］:

·因拍攝重點而異

一般而言，拍攝是既要聲音、又要畫面，特定情況下會有重點:有時以聲音為主，有時以畫面為主，有時以特定細節(jié)為主，需要注意。如動作打斗類與歌唱表演類節(jié)目表現(xiàn)重點不同，需要采用不同的拍攝方案。

例如，對于武術(shù)類的表演，在采集的時候需要把握整體的動作節(jié)奏，不僅要保證動作的連貫性，也要注重細節(jié)的把握。對于較高速的動作，建議采用高速攝像機進行拍攝，將其快速運動的動作細節(jié)能夠還原出來進行展現(xiàn)。

·因拍攝的對象而異

當需要面對采訪或?qū)崟r拍攝時，會以手持設(shè)備拍攝為主;而偷拍跟蹤采訪時，如:動物節(jié)目，可以使用遠程攝像工具。

對于微雕類的文化資源，由于文化資源對象體型較小，采用一般的采集方式難以較準確地采集到細節(jié)。所以，可以采用微型攝像機等技術(shù)手段進行特殊采集處理。

·各類文化資源的拍攝要點

(1)民間文學:以文學內(nèi)容、文學創(chuàng)作者、創(chuàng)作背景等為文化要素進行拍攝。

(2)傳統(tǒng)音樂:保證錄制的完整性和保真性，音頻為主，視頻為輔。

(3)傳統(tǒng)舞蹈:以拍攝舞蹈動作為重點，突出動作細節(jié)，也要表現(xiàn)舞蹈表演者的演出表情形態(tài)，并要錄制整體舞臺氛圍。

(4)傳統(tǒng)戲劇:以戲劇唱腔和動作為重點，也要演出者的儀表儀容，并要錄制整體舞臺氛圍。

(5)曲藝:以曲藝唱腔和動作為重點，保證錄制的完整性和保真性，也要演出者的儀表儀容，并要錄制整體舞臺氛圍。

(6)傳統(tǒng)體育、游藝與雜技:以拍攝動作為重點，突出動作細節(jié)，也要表現(xiàn)演出者表情形態(tài)，并要錄制整體舞臺氛圍。

(7)傳統(tǒng)美術(shù):以美術(shù)作品完整內(nèi)容和細節(jié)、作品創(chuàng)作者、創(chuàng)作背景等為文化要素進行拍攝。

(8)傳統(tǒng)技藝:拍攝要注重記憶過程錄制的完整性，不遺漏環(huán)節(jié)。

(9)傳統(tǒng)醫(yī)藥:拍攝要注重醫(yī)藥的作用，使用材料，歷史背景等信息。

(10)民俗:拍攝要注重民俗的歷史背景，可進行相應(yīng)的訪談來增加背景信息。

4 后期編輯技術(shù)

數(shù)字視頻的編輯通常是通過非線性編輯系統(tǒng)進行的。這種系統(tǒng)是專為視頻和音頻的編輯而設(shè)計的，通常它可以導入模擬或者數(shù)字視音頻源，但是除了編輯之外通常它不能做任何事情。幾乎所有的電視節(jié)目、某些電影、廣告都是用非線性編輯系統(tǒng)制作的。目前國內(nèi)的非線性編輯系統(tǒng)以中科大洋、索貝、索尼、蘋果、SDI高清非線性編輯系統(tǒng)的國內(nèi)廠家為代表占據(jù)了國內(nèi)90%以上的市場份額。

根據(jù)計算機系統(tǒng)的不同，可以使用與系統(tǒng)兼容的相應(yīng)非線性編輯軟件。在Windows系統(tǒng)下，主流的非線性編輯系統(tǒng)有Adobe Premiere、大洋非編系統(tǒng)、Edius系統(tǒng)、索貝系統(tǒng)等;在蘋果公司開發(fā)的iOs系統(tǒng)下，主流的非線性編輯軟件有Final Cut等［7］。

在文化資源的二維視頻編輯過程中，需要將拍攝的素材進行完整的剪輯，將冗余素材去除，保留能體現(xiàn)文化要素的重要素材。

5 視頻編碼和存儲格式

5.1 視頻存儲信息規(guī)則

文化資源視頻資源需要考慮長期保存、發(fā)布服務(wù)和搜索。在元數(shù)據(jù)加工環(huán)節(jié)，要為每個數(shù)字視頻文件添加管理元數(shù)據(jù)、描述元數(shù)據(jù)。具體信息規(guī)則如表2所示。附件中是文化資源信息系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)標準，在制定二維視頻元數(shù)據(jù)標準時要兼顧整個平臺的支持性。

表2 文化資源視頻資料采集視頻存儲信息規(guī)則

字段名稱(中文)字段名稱(英文) 說 明拍攝地點 Recording Location 拍攝所涉及的地點拍攝設(shè)備 Recording Devices 攝像機的型號等視頻分類 Video Classification按照舞臺資源的總體分類給予的分類信息視頻描述 Video Discription 100－200字數(shù)用于描述視頻的主要信息關(guān)鍵詞 Key words 2－5個關(guān)鍵詞

5.2 數(shù)字視頻編碼格式

數(shù)字視頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、計算機、廣播電視等領(lǐng)域，帶來了會議電視、可視電話及數(shù)字電視、媒體存儲等一系列應(yīng)用，促使了許多視頻編碼標準的產(chǎn)生。ITU－T與ISO/IEC是制定視頻編碼標準的兩大組織，ITU －T的標準包括 H.261、H.263、H.264，主要應(yīng)用于實時視頻通信領(lǐng)域，如會議電視;MPEG系列標準是由ISO/IEC制定的，主要應(yīng)用于視頻存儲(DVD)、廣播電視、因特網(wǎng)或無線網(wǎng)上的流媒體等［8］。

在文化資源二維視頻采集處理技術(shù)中，二維視頻素材經(jīng)過后期非線性編輯，建議采用MPEG－2編碼生成的最終視頻文件，文件格式可為較廣泛應(yīng)用的avi格式。

5.3 數(shù)字視頻存儲格式

在高清攝像機使用中，存儲素材的介質(zhì)類型主要有磁帶存儲、藍光盤存儲和P2卡存儲這幾類。在各型號的高清攝像機中，記錄碼率是一個比較重要的數(shù)據(jù)，單位時間內(nèi)取樣率越大，精度就越高，處理出來的文件就越接近原始文件，當然也和文件的體積為反比，這就是各種壓縮方式產(chǎn)生的原因。

在文化資源二維視頻采集處理技術(shù)中，建議使用的高清攝像機為SONY HDW－790P型號的拍攝設(shè)備，在這個高清攝像機拍攝過程中，其視頻存儲介質(zhì)為SONY HDCAM的磁帶。HDCAM使用8位元DCT 3:1:1抽樣壓縮，在1440×1080下降取樣1080i相容的分辨率，及在后期型號加入24p及23.976 PsF模式。HDCAM編解碼器使用非正方形像素及在播放1440×1080錄影內(nèi)容時上升取樣至1920×1080格式播放。HDCAM錄影位元率為144 Mbit/s，音訊近乎一樣，以4聲道AES/EBU 20－bit/48 kHz數(shù)碼音訊收錄［9］。

5.4 視頻質(zhì)量評價

由于文化資源在數(shù)字化過程中可能會存在一定的視頻信息失真，因此視頻質(zhì)量評價是不可或缺的一個環(huán)節(jié)。視頻質(zhì)量評價可分為客觀評價和主觀評價兩大類。在客觀評價中，可以利用客觀的峰值信噪比來量化;在主觀評價中，由專家的觀察來進行主觀視頻質(zhì)量的評量［10］。

對于文化資源視頻質(zhì)量的主觀評價，需選擇一定數(shù)量的具有代表性的視頻文件，擬定科學合理的評價指標，邀請足夠數(shù)量的行業(yè)專家進行評估，將不能達標的數(shù)字化視頻文件進行篩選。

4 總結(jié)

文化資源數(shù)字化保護是重視文化傳承的一種重要方式。由于文化資源的形式多樣化，文化資源保護工作需要建立合理的數(shù)字化分類體系，對于文化資源的歸檔、查詢等有重要的意義。本文深入研究了文化資源二維視頻數(shù)字化采集、存儲、編碼、評價、管理等技術(shù)標準規(guī)范，對長久保護文化遺產(chǎn)具有重大意義和應(yīng)用價值。

［1］黃永林，談國新.中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護與開發(fā)研究［J］.華中師范大學學報(人文社會科學版)，第51 卷第2 期，2012，03.

［2］朱強，張春紅，龍偉.國家圖書館視頻數(shù)據(jù)加工標準和操作指南［M］.北京:國家圖書館出版社，2011，12.

［3］袁奕榮.電視攝像與高清攝像技術(shù)［M］.上海:上海大學出版社，2009，12.

［4］王漢熙，劉凱.面向三網(wǎng)融合信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)文化資源考察框架研究［J］.華北電力大學學報(社會科學版)，2012，02.

［5］楊惠，施游.基于湖湘文化資源數(shù)字化的研究［J］.電腦知識與技術(shù)，2007，10.

［6］唐曉蓉.藝術(shù)檔案數(shù)字化建設(shè)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護芻議［J］.藝苑，2008(12).

［7］宋本蓉.非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護視野下的傳統(tǒng)手工技藝［J］.中國藝術(shù)研究院，2010.

［8］彭冬梅，潘魯生，孫守遷.數(shù)字化保護——非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護的新手段［J］.美術(shù)研究，2006(01).

［9］S Baarnhielm.The challenge of cultural diversity and psychiatric assessment［J］.European Psychiatry，2007，22.

［10］David Chelazzi.Hydroxide nanoparticles for cultural heritage:Consolidation and protection of wall paintings and carbonate materials［J］.Journal of Colloid And Interface Science，2012.