吳昊

（樅陽(yáng)電視臺(tái)技術(shù)播出部，安徽 安慶 246700）

高清晰度電視攝像和制作的系統(tǒng)性探討

吳昊

（樅陽(yáng)電視臺(tái)技術(shù)播出部，安徽 安慶 246700）

在全國(guó)性的高清晰度電視快速普及的前提下，縣級(jí)電視臺(tái)的電視高清化指日可待。高清晰度電視的攝制是一個(gè)系統(tǒng)性的知識(shí)，與標(biāo)清有很大的區(qū)別。樅陽(yáng)電視臺(tái)在多年高清攝制實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)出相關(guān)拍攝和制作的經(jīng)驗(yàn)。這些方法經(jīng)過(guò)具體實(shí)施，證明具有高度的可操作性和實(shí)用性，并得到同行們良好的反應(yīng)。

高清；逐行；聚焦；分辨率；拍攝；制作

2005年9月中央電視臺(tái)高清影視頻道試播以來(lái)，全國(guó)電視節(jié)目已經(jīng)開(kāi)始逐步向高清化推進(jìn)。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，高清晰度電視基本普及到了縣級(jí)電視臺(tái)。2013年年底，樅陽(yáng)臺(tái)收到省臺(tái)的通知：安徽廣播電視臺(tái)從2013年10月22日開(kāi)始實(shí)行《安徽新聞聯(lián)播》高清播出，新聞素材要求從標(biāo)清逐步過(guò)渡到高清。2014年7月又收到安慶市廣播電視臺(tái)的通知：為了確保省臺(tái)的新聞聯(lián)播節(jié)目發(fā)稿率，要求各縣在2014年年底完成外宣高清設(shè)備的更新，并做到高清上傳稿件。在這種情況下，樅陽(yáng)臺(tái)在前幾年開(kāi)始嘗試部分欄目進(jìn)行高清拍攝制作。總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)與大家共同探討。

1 拍攝視頻格式的選取

拍攝格式的選取是所有后期環(huán)節(jié)中的重中之重。錯(cuò)誤的選取格式會(huì)發(fā)生制作資源浪費(fèi)，節(jié)目交換不便等麻煩。但是數(shù)字環(huán)境下的制作、傳輸和顯示格式可以相對(duì)獨(dú)立。節(jié)目的拍攝、視頻的壓縮編碼和圖像的傳輸以及最終用戶(hù)顯示的格式可以根據(jù)這3個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用條件和需要各自確定。

在2000年，國(guó)家廣電總局頒發(fā)了高清晰度電視演播室系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，推薦了3種視頻拍攝、制作格式：

逐行掃描1 920×1 080 24p；逐行掃描1 920×1 080 25p；隔行掃描1 920×1 080 50i。

根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)和建議，作為節(jié)目發(fā)行的電視臺(tái)更應(yīng)該充分重視圖像質(zhì)量，首先應(yīng)該考慮選取1 920×1 080 25p逐行格式，理由有以下幾種：

1）清晰度高

隔行和逐行說(shuō)法最初僅僅適用于有掃描線的老式CRT普通顯示器上，但轉(zhuǎn)換到平板電視或投影機(jī)顯示圖像后會(huì)帶來(lái)比較明顯的閃爍和模糊[1]。這是因?yàn)樵谂臄z運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)奇、偶場(chǎng)的取樣時(shí)間不同，在空間上就不會(huì)重合，強(qiáng)制重合后就會(huì)產(chǎn)生鋸齒現(xiàn)象。從信號(hào)轉(zhuǎn)換來(lái)看，逐行轉(zhuǎn)換成隔行僅僅是數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的重新組合，圖像質(zhì)量沒(méi)有變化；而隔行轉(zhuǎn)換逐行則需要重新計(jì)算編碼處理，圖像質(zhì)量肯定有損失。

2）減少制作資源的占用，提高壓縮效率高

逐行的視頻格式比隔行具有更高的編碼效率[2]。圖像觀看質(zhì)量相差不多的720p與1 080i相比，在壓縮編碼上720p能減少20%～30%碼率。從壓縮編碼技術(shù)原理來(lái)說(shuō)，場(chǎng)頻的提高使幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算數(shù)量增多，場(chǎng)間預(yù)測(cè)與編碼計(jì)算量需求增高，降低了壓縮效率。在進(jìn)行三維等更加復(fù)雜編輯時(shí)還需要更加復(fù)雜的運(yùn)算、處理。另外在編輯隔行信號(hào)時(shí)，還需要保證奇偶兩場(chǎng)符合原始拍攝幀的關(guān)系，否則，編輯合成后會(huì)有閃爍的現(xiàn)象。大家可以在非編中播放一段視頻，在視頻屬性中把上、下場(chǎng)優(yōu)先順序強(qiáng)行顛倒一下再播放，會(huì)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)的物體出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，特別是移動(dòng)得快的物體抖動(dòng)越嚴(yán)重。

3）轉(zhuǎn)換為播出格式靈活方便，與50i錄像、非編設(shè)備兼容性好

1 920×1 080 25p的高清逐行掃描信號(hào)可靈活的下變換成標(biāo)清隔行PAL制式的720×576 50i用于播出，也可以通過(guò)Psf接口很方便與1 920×1 080 50i的隔行設(shè)備兼容，還可以轉(zhuǎn)換為逐行標(biāo)清720×576 25p MPEG2文件用于高質(zhì)量的DVD制作。

Psf其實(shí)就是傳輸?shù)姆绞讲煌?。逐行信?hào)可以一幀幀傳輸，也可以把一幀分拆成奇、偶兩場(chǎng)分別傳送，接收端再合成完整的一幀圖像，這種方法就是逐行分段傳輸，即Psf（Progressive segmented frame）。

采用逐行分段傳輸最大的優(yōu)點(diǎn)就是能很好地與所有隔行設(shè)備兼容，因?yàn)橐粠瑘D像分拆成兩場(chǎng)圖像傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與隔行掃描信號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全相同，這樣所有50i的隔行設(shè)備都可以把25p逐行信號(hào)當(dāng)作50i隔行信號(hào)直接處理，再在接收端利用Psf接口還原為25p逐行信號(hào)，而圖像沒(méi)有損任何失。要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，隔行信號(hào)不可以通過(guò)Psf接口轉(zhuǎn)換為逐行信號(hào)。如果強(qiáng)制合成后，圖像邊緣會(huì)出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。當(dāng)然，固定的靜止圖像另當(dāng)別論了，這點(diǎn)大家要注意。

4）1 080/50i與1 080/25p的制作資源占用是完全相同的

制作25p和50i節(jié)目的設(shè)備成本相差無(wú)幾，因?yàn)?5p和50i信號(hào)數(shù)據(jù)量一致，各種高清格式在10 bit量化時(shí)傳輸碼率對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 傳輸碼率對(duì)比

在世界各地仍然以隔行播出為主的方式下，采用逐行拍攝制作，播出時(shí)再轉(zhuǎn)隔行的方式被證明是最佳方案，已經(jīng)是全球數(shù)字電視（DTV）發(fā)展的大方向。

2 拍攝注意要點(diǎn)

目前的高清晰度電視節(jié)目與普通電視節(jié)目相比，最具魅力的地方就是清晰度的提高而產(chǎn)生的視覺(jué)沖擊力。就像當(dāng)初VCD更換為DVD、黑白電視更換為彩色電視一樣讓人震撼。但是高清拍攝不能套用標(biāo)清的攝像技術(shù)。

1）取景和構(gòu)圖

高清鏡頭的水平視角變大，畫(huà)面上水平移動(dòng)的物體在畫(huà)面上停留的時(shí)間變長(zhǎng)，在鏡頭處理上就要加快鏡頭節(jié)奏適應(yīng)人眼的視覺(jué)感受。處理人物特寫(xiě)和近景時(shí)，如果要下變換為標(biāo)清播出，一定要注意畫(huà)幅變換的構(gòu)圖問(wèn)題，不同的下變換模式采取不同的構(gòu)圖。通常使用攝像機(jī)尋像器中的4∶3的標(biāo)識(shí)框來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

2）聚焦技術(shù)

高清比標(biāo)清景深要淺得多，而且被拍攝對(duì)象移動(dòng)時(shí)還容易出現(xiàn)跑焦。從攝像理論上來(lái)說(shuō)，同樣的光圈和焦距下，大底片上產(chǎn)生的景深要比小底片小。高清攝像機(jī)水平視角比標(biāo)清的要大，相當(dāng)于大幅底片；另外高清攝像CCD單個(gè)像素面積比標(biāo)清又小，為了得到充分的照度必須加大幾檔光圈，這又進(jìn)一步減小了高清攝像機(jī)的景深。再由于高清攝像機(jī)的CCD具有很高的分辨力，即使很小的焦距偏離也能顯現(xiàn)出來(lái)，因此其拍攝景深寬容度遠(yuǎn)低于標(biāo)清。拍攝前，不管頭一天機(jī)器情況如何，特別是在攝像機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸或者氣溫變化比較大的情況下，首先要檢查后聚焦。把鏡頭變焦環(huán)拉回來(lái)，也就是焦距最短，對(duì)準(zhǔn)黑白射線網(wǎng)紋的“西門(mén)子星標(biāo)”圖，灰度鏡打到最高或者在昏暗的的室內(nèi)（目的是要把光圈打到最大，這時(shí)景深最小，容易辨別聚焦效果），調(diào)整后聚焦。后聚焦如果輕微不實(shí)，就會(huì)出現(xiàn)光線充足時(shí)圖像清晰而昏暗的室內(nèi)圖像出現(xiàn)模糊的現(xiàn)象。

標(biāo)清拍攝為了在全焦段都想獲得清晰的圖像，一般是推到最遠(yuǎn)處仔細(xì)調(diào)好焦距后再拉回到所需的景別拍攝。在高清拍攝中是不允許的，因?yàn)樽兘圭R頭在變焦時(shí)不僅僅容易誤觸動(dòng)已調(diào)好的聚焦位置，本身也會(huì)出現(xiàn)很小的焦點(diǎn)偏移現(xiàn)象。為了獲得被攝主體的最清晰影像，應(yīng)把高清攝像變焦鏡頭變焦至需要的景別處再精確調(diào)焦，當(dāng)作定焦距鏡頭使用。盡量使用Focus Assist按鈕放大屏幕的中心部分，直到尋像器中被攝主體的影像最清晰時(shí)為止。在攝像機(jī)的尋像器上都有調(diào)整圖像邊緣的對(duì)比度峰值的PEAKING旋鈕。拍攝時(shí)要仔細(xì)調(diào)整聚焦環(huán)直到尋像器里面被拍攝物體圖像邊緣出現(xiàn)最強(qiáng)烈的白色包邊，就說(shuō)明聚焦已經(jīng)調(diào)整好。條件允許的情況下，拍攝時(shí)最好帶上大尺寸的高清監(jiān)視器，并用皮尺測(cè)量予以輔助（調(diào)焦基線所指示的刻度值等于用皮尺所測(cè)量出的調(diào)焦距離時(shí)為最佳）。如果實(shí)在無(wú)法把握準(zhǔn)確的情況，就要在不同聚焦?fàn)顟B(tài)下多拍幾遍，在后期制作機(jī)房監(jiān)視器回放選取最優(yōu)畫(huà)面。

3）鏡頭的運(yùn)用

因?yàn)?5p每秒拍攝的畫(huà)面數(shù)量只有50i的一半。在拍攝推、拉、搖、移這類(lèi)運(yùn)動(dòng)鏡頭時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖像抖動(dòng)現(xiàn)象。不管后期如何處理都無(wú)法消除這種抖動(dòng)現(xiàn)象。要想消除這種抖動(dòng)感就要改變標(biāo)清電視拍攝習(xí)慣，少用運(yùn)動(dòng)鏡頭，即便運(yùn)動(dòng)鏡頭大多都是追隨主體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)鏡頭。

4）曝光問(wèn)題

曝光量直接影響到畫(huà)面的層次、細(xì)節(jié)、色彩飽和度，曝光不足則信號(hào)弱，使畫(huà)面暗區(qū)失去層次，曝光過(guò)度會(huì)使畫(huà)面高光區(qū)缺乏細(xì)節(jié)。拍攝前一定要觀察拍攝對(duì)象的光照情況，不能有很大的光線反差。陰天時(shí)要使用燈光進(jìn)行補(bǔ)光，晴天的陽(yáng)光直射下一定要使用發(fā)光板輔助補(bǔ)光，就會(huì)得到很好的圖像效果。

由于攝像機(jī)取景器亮度很難反映出景物的真實(shí)亮度?？梢越柚甘酒毓饬康腪EBRAON開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行曝光輔助測(cè)量。ZEBRAON開(kāi)關(guān)有OFF、70%及100%三檔，分別表示關(guān)閉斑馬紋功能、達(dá)到70%或達(dá)到100曝光量時(shí)在對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域疊加顯示斑馬紋。只要調(diào)整到70%或者100%檔位處，觀察尋像器調(diào)整光圈大小，直到畫(huà)面最亮的區(qū)域剛出現(xiàn)斑馬紋而較亮的地方斑馬紋完全消失即可得到理想的曝光效果，但是斑馬紋并不會(huì)被記錄在視頻圖像上。

5）白平衡的調(diào)整

高清攝像機(jī)白平衡要求更高[3]。首先根據(jù)觀察現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境光線選擇濾色片進(jìn)行整體粗略調(diào)整。然后把標(biāo)準(zhǔn)白紙置于拍攝位置傾斜45°角充分反射現(xiàn)場(chǎng)光線，鏡頭對(duì)準(zhǔn)白紙推上鏡頭使白紙充滿(mǎn)整個(gè)畫(huà)面，再按順序分別打開(kāi)黑平衡調(diào)整開(kāi)關(guān)和白平衡調(diào)整開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在演播室內(nèi)，如果同時(shí)使用彩色燈光照明，人物的面部應(yīng)注意不要受其光線影響，攝像機(jī)白平衡應(yīng)該以面光為準(zhǔn)。自動(dòng)白平衡跟蹤因?yàn)椴皇呛軠?zhǔn)確，平常拍攝盡量不用，但在新聞?chuàng)屌暮彤?huà)面整體色溫同步變化的場(chǎng)合中較實(shí)用。

6）如何在演播室內(nèi)使用監(jiān)視器調(diào)整高清拍攝的曝光

高清電視照明要求光比小、光線柔和，被拍攝主體和背景的亮度變化相差不能太大。在人物面部的聚光燈前要加上紗網(wǎng)或柔光片使光線變軟。當(dāng)被攝的景物高亮度部分比較高，層次和細(xì)節(jié)丟失時(shí)要打開(kāi)伽馬曲線的調(diào)整功能，增大光線適應(yīng)范圍。

在演播室內(nèi)應(yīng)該使用監(jiān)視器來(lái)觀察攝像機(jī)畫(huà)面進(jìn)行曝光值的調(diào)整。使用監(jiān)視器前，首先輸入75%彩條信號(hào)，按下監(jiān)視器blue only按鍵，調(diào)整色度鍵使彩條左邊的白、黃、藍(lán)、綠四格亮度一致就可以讓監(jiān)視器準(zhǔn)確地重顯出原始的色彩（因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)75%彩條的白、黃、藍(lán)、綠四格里面藍(lán)色成分信號(hào)強(qiáng)度是完全一致）。其次就是監(jiān)視器亮度對(duì)比度調(diào)整。調(diào)整亮度電平后只要正確區(qū)分出亮區(qū)和暗區(qū)細(xì)節(jié)即可。調(diào)整對(duì)比度電平時(shí)根據(jù)環(huán)境光線以及個(gè)人感覺(jué)調(diào)整到一個(gè)合適的電平讓整體畫(huà)面清晰即可。也可以把對(duì)比度調(diào)整到監(jiān)視器相應(yīng)預(yù)置值。調(diào)整好監(jiān)視器后就可以以監(jiān)視器的圖像作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)整攝像機(jī)的曝光值。

3 制作注意事項(xiàng)

根據(jù)《廣電總局關(guān)于電視臺(tái)高標(biāo)清同播節(jié)目制作、播出技術(shù)要求的若干意見(jiàn)》要求：高清節(jié)目采集、制作推薦采用4∶2∶2采樣方式。采用基于DCT幀內(nèi)壓縮編碼技術(shù)時(shí)，碼率采用100 Mbit/s或以上；采用MPEG-2長(zhǎng)GoP幀間壓縮編碼技術(shù)或新一代壓縮編碼算法時(shí)，碼率采用50 Mbit/s或以上。今天高清非線性編輯線已經(jīng)十分成熟了，大家基本都是利用非線性編輯線進(jìn)行編輯。有3點(diǎn)大家要注意：

1）非線性編輯設(shè)備采集25Psf素材后，要把輸入場(chǎng)序設(shè)置成關(guān)的狀態(tài)來(lái)編輯25p逐行節(jié)目才不影響后期輸出為25p的質(zhì)量。而打開(kāi)后就以場(chǎng)為單位處理圖像，適用于制作50i隔行掃描節(jié)目。

2）非編壓縮也會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量損失。非編渲染合成時(shí)就是拆包解壓、數(shù)據(jù)處理、再打包壓縮的過(guò)程。所以盡量不要使用渲染合成后的文件再進(jìn)行二次剪輯，應(yīng)該保存非編剪輯工程，二次剪輯時(shí)候在剪輯工程內(nèi)修改，圖像質(zhì)量才能夠得到保證。

3）高清下變換盡量不要在非編中進(jìn)行，目前10萬(wàn)以?xún)?nèi)的非編都不能很好地進(jìn)行高清下變換，下變換出來(lái)的標(biāo)清圖像質(zhì)量沒(méi)有直接用標(biāo)清攝像機(jī)拍攝的好。所以制作格式就用素材本身的格式編輯，不要混合編輯，然后成品再用硬件高標(biāo)清上下變換器進(jìn)行變換，這樣下變換出來(lái)的標(biāo)清圖像質(zhì)量遠(yuǎn)比標(biāo)清格式拍攝的效果好得多，色彩柔和，圖像細(xì)膩。

有一個(gè)很重要的知識(shí)點(diǎn)，用50i設(shè)備編輯25Psf傳輸?shù)闹鹦袙呙栊盘?hào)時(shí)，如果只進(jìn)行簡(jiǎn)單的CUT（硬切）編輯，這與普通的復(fù)制相同，不會(huì)破壞奇偶兩場(chǎng)合成為原始拍攝幀的關(guān)系，終端再用25Psf傳輸轉(zhuǎn)回25p沒(méi)有問(wèn)題。但是如果以50i的編輯設(shè)備進(jìn)行鍵控、三維等更加復(fù)雜的編輯以及即使是看起來(lái)并不復(fù)雜的疊畫(huà)或劃像后，就不能通過(guò)25Psf傳輸轉(zhuǎn)回25p了，復(fù)雜編輯后那就是標(biāo)準(zhǔn)的50i圖像了。就如同不能把拍攝活動(dòng)畫(huà)面的50i隔行掃描通過(guò)Psf接口轉(zhuǎn)換成25p的視頻一樣，也就是剛才說(shuō)明的要求編輯25Psf時(shí)要關(guān)閉輸入場(chǎng)序保證全程是逐行制作的原因，這點(diǎn)大家一定要注意。下面舉個(gè)例子來(lái)理解，以疊加移動(dòng)字幕為例，字幕疊加在一幀畫(huà)面上時(shí)，因?yàn)?0i的編輯設(shè)備以場(chǎng)為單位運(yùn)算、處理信號(hào)，因?yàn)樽帜皇且苿?dòng)的，每幀畫(huà)面的奇、偶場(chǎng)上的字幕就不在同一個(gè)位置。如果通過(guò)25Psf傳輸轉(zhuǎn)回25p，雖然作為背景的圖像沒(méi)有毛刺，但是字幕就有嚴(yán)重的毛刺了。所以制作25p節(jié)目并通過(guò)25Psf還原到25p時(shí)必須確保拍攝、制作的各個(gè)環(huán)節(jié)都要采用逐行掃描模式。

下面談?wù)剛鬏攩?wèn)題。大家往往以為通過(guò)HD-SDI或者是SDI數(shù)字的傳輸是絕對(duì)的克隆，從一版拷到另一版沒(méi)有任何質(zhì)量損失。事實(shí)上不是絕對(duì)的克隆，這個(gè)傳輸過(guò)程里面有壓縮和解壓縮的過(guò)程。雖然HD-SDI或者SDI是沒(méi)有壓縮的數(shù)據(jù)流，但是存儲(chǔ)的素材包括磁帶、P2卡上都是有損壓縮的數(shù)據(jù)。用示波器來(lái)看，復(fù)制第三、四版就可以看出質(zhì)量的變化；如果是搞后期工作的專(zhuān)業(yè)人員，大概到第五、六版可以看出質(zhì)量的變化；普通人在第十版以后就可以看到質(zhì)量的變化。HD-SDI或者SDI傳輸拷貝數(shù)據(jù)過(guò)程中圖像指標(biāo)會(huì)衰減、碼流會(huì)出錯(cuò)而增加失真。大家做后期的時(shí)候盡量控制在三版以?xún)?nèi)，質(zhì)量才會(huì)得到保證。還有另外一個(gè)解決方案就是利用Sony的SDTI的傳輸，SDTI是真正的數(shù)據(jù)流的傳輸，從一個(gè)帶子傳到另外一個(gè)帶子或者傳到一個(gè)硬盤(pán)里面，理論上這個(gè)傳輸不會(huì)損耗，相當(dāng)于數(shù)據(jù)文件拷貝?？截惖脑O(shè)備需要全部是Sony自己的才能這樣處理，或者是兩臺(tái)高清的錄放機(jī)都有SDTI的板卡，就可以用SDTI數(shù)據(jù)流的方式來(lái)進(jìn)行真正克隆。這也是保證拷貝質(zhì)量的一種方法。

[1]宦文宇.液晶高清數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展與主流解決方案分析[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[2]國(guó)家新聞出版廣電總局.廣播電視先進(jìn)音視頻編碼（AVS+）技術(shù)應(yīng)用指南[EB/OL].[2014-03-10].http://www.miit.gov.cn/n11293472/ n11295210/n11298313/n15960458.files/n15960457.pdf.

[3] 布朗.電視照明藝術(shù)[M].吳保國(guó)，譯.北京：中國(guó)傳媒大學(xué)出版社，2005.

責(zé)任編輯：閆雯雯

TN948

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10.16280/j.videoe.2015.04.020

2014-10-10

【本文獻(xiàn)信息】吳昊.高清晰度電視攝像和制作的系統(tǒng)性探討[J].電視技術(shù)，2015，39（4）.