吳永波

(中儀英斯泰克進(jìn)出口公司，北京　100025)

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超高清4K電視節(jié)目拍攝探討

吳永波

(中儀英斯泰克進(jìn)出口公司，北京100025)

摘要:針對(duì)超高清4K電視節(jié)目的拍攝，結(jié)合當(dāng)前的超高清攝影攝像設(shè)備類(lèi)型，在綜合考慮電視節(jié)目畫(huà)面的拍攝環(huán)境及使用需求，對(duì)攝像師日常拍攝中涉及到的問(wèn)題及關(guān)注的重點(diǎn)等進(jìn)行了闡述，通過(guò)對(duì)日常工作經(jīng)驗(yàn)的積累總結(jié)提出了相應(yīng)的指導(dǎo)建議，對(duì)超高清4K電視節(jié)目拍攝設(shè)備選型及使用操作具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:4K；超高清；設(shè)備；拍攝

12K與4K對(duì)比

隨著大屏顯示技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)畫(huà)面的質(zhì)量需求越來(lái)越高，標(biāo)清分辨率的畫(huà)面已經(jīng)明顯不能滿足日常電視的娛樂(lè)需要，因此高清分辨率以及超高清分辨率的電視節(jié)目?jī)?nèi)容需求越來(lái)越多[1]。

當(dāng)前的視頻節(jié)目制作領(lǐng)域，常常會(huì)提到高清以及超高清的概念，這些都是電視畫(huà)面分辨率的概念；同時(shí)還會(huì)經(jīng)常提到2K和4K，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這些是電影畫(huà)面的概念，現(xiàn)在的電子拍攝設(shè)備中這幾種分辨率通常會(huì)共存，來(lái)滿足不同的節(jié)目制作需要。電影與電視2K和4K分辨率對(duì)比見(jiàn)表1和圖1。

表1電影與電視2K和4K對(duì)比

24K節(jié)目制作設(shè)備現(xiàn)狀

一直以來(lái)4K分辨率的畫(huà)面基本上僅限于電影領(lǐng)域，隨著近幾年的發(fā)展，4K開(kāi)始從電影走向電視，電視節(jié)目制作者開(kāi)始使用4K分辨率的設(shè)備拍攝畫(huà)面，制作畫(huà)面質(zhì)量更高的電視節(jié)目。

從拍攝畫(huà)面效果來(lái)分，當(dāng)前的4K拍攝設(shè)備可以分成兩類(lèi)，一類(lèi)是電影類(lèi)4K視頻拍攝設(shè)備，而另一類(lèi)則是電視類(lèi)4K視頻拍攝設(shè)備。電影畫(huà)面和電視畫(huà)面最主要的區(qū)別在于景深感，電影畫(huà)面的景深較小，適合于專(zhuān)題片紀(jì)錄片、音樂(lè)會(huì)、綜藝娛樂(lè)創(chuàng)作類(lèi)節(jié)目制作等；而電視畫(huà)面的景深范圍則較大，適合拍攝體育、新聞、綜藝娛樂(lè)等紀(jì)實(shí)類(lèi)節(jié)目。

2.1電影類(lèi)4K拍攝設(shè)備

為了得到膠片的電影感畫(huà)面效果，電影電子拍攝設(shè)備使用大靶面的成像器件。當(dāng)前多數(shù)電影類(lèi)4K拍攝設(shè)備都使用了類(lèi)似35 mm膠片大小的成像靶面，這樣就能得到35 mm膠片的畫(huà)面景深感。

電影類(lèi)拍攝設(shè)備最早也是從2K或者高清開(kāi)始的，并不是大靶面就一定是4K的分辨率，像索尼最早出現(xiàn)的PMW-FS3，NEX-FS100等，都是使用了超35 mm靶面，拍攝電視高清畫(huà)面的設(shè)備。各廠家超35 mm成像器件主要產(chǎn)品見(jiàn)表2[2-3]。

表2各廠家超35 mm成像器件主要產(chǎn)品

這類(lèi)拍攝設(shè)備使用了大靶面，由于空間的限制，只能使用一片成像靶面，而筆者接觸到的傳統(tǒng)電視節(jié)目制作拍攝設(shè)備以三片成像靶面居多。靶面的數(shù)量會(huì)影響到實(shí)際拍攝的畫(huà)面像素?cái)?shù)量和分辨率。對(duì)于三片成像靶面的設(shè)備來(lái)說(shuō)，物理像素?cái)?shù)量就是分辨率；對(duì)于單片的4K拍攝設(shè)備來(lái)說(shuō)，使用的是4K物理像素?cái)?shù)量，4K的像素?cái)?shù)量包含了R，G和B的像素，但是單單R或者G或者B的像素?cái)?shù)量都沒(méi)有達(dá)到4K的數(shù)量，因此達(dá)不到真正的4K分辨率。目前市面上單片成像靶面的成像器件使用拜耳濾色片的居多，這樣分辨率最多是像素?cái)?shù)量的2/3。

電影類(lèi)拍攝設(shè)備最早都是考慮電影鏡頭的使用，高端設(shè)備主要使用PL卡口，中低端設(shè)備會(huì)使用各廠家接口，比如E卡口，EF卡口等等，因此使用電影鏡頭和相機(jī)鏡頭居多，對(duì)于電視臺(tái)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的電視鏡頭使用就會(huì)受到限制，下文中還會(huì)提到。

由于使用大靶面成像，畫(huà)面景深很淺，使得在畫(huà)面拍攝時(shí)焦點(diǎn)很難把控。因此，一般情況下使用這類(lèi)電影類(lèi)拍攝設(shè)備進(jìn)行畫(huà)面拍攝時(shí)增加了跟焦輔助設(shè)備，增大聚焦行程，以便攝像師能聚焦準(zhǔn)確。

2.2電視類(lèi)4K拍攝設(shè)備

電影類(lèi)的拍攝設(shè)備拍攝的畫(huà)面景深很淺，但是電視畫(huà)面的效果通常是較大的景深范圍，因此電視類(lèi)的4K拍攝設(shè)備以小成像靶面為主。傳統(tǒng)的電視節(jié)目制作設(shè)備的成像靶面以2/3 in(1 in=2.54 cm)居多，如果使用3片4K像素的靶面進(jìn)行畫(huà)面光電轉(zhuǎn)換，對(duì)于成像器件的制作有更高的要求。2015年開(kāi)始出現(xiàn)了2/3 in靶面成像的4K節(jié)目拍攝設(shè)備，見(jiàn)表3[3-4]。

從各廠家對(duì)外公開(kāi)的信息中可以看出，并不是所有的2/3 in靶面上都是4K的像素?cái)?shù)量，而且有些廠家產(chǎn)品彩頁(yè)中的信息不完善，有些產(chǎn)品晚些才能上市。

表32/3 in B4卡口超高清4K攝像機(jī)

以上這些攝像機(jī)使用的都是2/3 in的靶面，同時(shí)使用了B4鏡頭接口，所以電視臺(tái)里原有的高清鏡頭都可以使用，同時(shí)拍攝的畫(huà)面和之前的電視節(jié)目畫(huà)面感覺(jué)是類(lèi)似的。這種4K畫(huà)面的拍攝設(shè)備及相應(yīng)的使用方式是電視攝像人員所熟悉的，這樣就提高了工作效率。

如果從節(jié)目制作角度來(lái)分類(lèi)的話，可以分成系統(tǒng)節(jié)目制作4K攝像機(jī)和便攜式4K攝像機(jī)。電視類(lèi)的4K拍攝設(shè)備幾乎都是系統(tǒng)節(jié)目制作設(shè)備，電影類(lèi)的4K拍攝設(shè)備像索尼的PMW-F55/F65(圖2)，廠家通過(guò)一些輔助的配件也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)攝像機(jī)的功能，但是之前提到的景深淺的原因，在畫(huà)面聚焦時(shí)對(duì)攝像師的要求會(huì)更高；同時(shí)還要考慮到適用鏡頭的問(wèn)題，加上LA-FZB2之后可以裝接B4卡口鏡頭。

3超高清4K電視節(jié)目拍攝探討

電視行業(yè)的發(fā)展一直追求著完美的畫(huà)面和聲音質(zhì)量，現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了電視節(jié)目由標(biāo)清過(guò)渡到高清，進(jìn)而再向超高清電視節(jié)目制作邁進(jìn)(圖3)。電視節(jié)目指電視臺(tái)通過(guò)載有聲音、圖像的信號(hào)傳播作品的節(jié)目。電視節(jié)目制作主要分成3個(gè)過(guò)程：創(chuàng)意與選題、拍攝、后期制作。對(duì)于創(chuàng)意和選題來(lái)說(shuō)，超高清4K和之前的高清、標(biāo)清差別不大；對(duì)于超高清4K電視節(jié)目的拍攝來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前硬件設(shè)備的條件下，是需要值得探討的，進(jìn)而會(huì)影響到后期的節(jié)目制作過(guò)程，所以以下內(nèi)容將聚焦于超高清4K電視節(jié)目的拍攝過(guò)程。

通常情況下，超高清4K的畫(huà)面比高清2K的畫(huà)面會(huì)清晰很多，從圖3中也能計(jì)算到，一個(gè)超高清4K的畫(huà)面包含了4個(gè)高清的畫(huà)面。對(duì)于超高清電視畫(huà)面來(lái)說(shuō)，不僅僅是畫(huà)面分辨率的提高，2012年8月國(guó)際電聯(lián)無(wú)線電通信部門(mén)就發(fā)布了《超高清電視系統(tǒng)節(jié)目制作和國(guó)際交換的參數(shù)數(shù)值ITU-RBT.2020建議書(shū)》，并于2014年6月更新為《超高清電視系統(tǒng)節(jié)目制作和國(guó)際交換的參數(shù)數(shù)值ITU-R BT.2020-1建議書(shū)》。在建議書(shū)中提到了畫(huà)面的空間分辨率即分辨率，時(shí)間分辨率即掃描刷新頻率，系統(tǒng)比色法即色彩空間范圍，以及信號(hào)格式和數(shù)字表現(xiàn)等[5]，見(jiàn)表4。

針對(duì)當(dāng)前超高清4K拍攝設(shè)備及國(guó)際通用的超高清節(jié)目制作參數(shù)，結(jié)合近幾年各電視臺(tái)在超高清4K電視節(jié)目制作中的經(jīng)驗(yàn)，在超高清4K電視節(jié)目拍攝制作時(shí)以下問(wèn)題值得探討交流。

3.1畫(huà)面聚焦

對(duì)于電視臺(tái)的攝像人員來(lái)說(shuō)，由標(biāo)清到高清設(shè)備升級(jí)之后，聚焦就是畫(huà)面拍攝時(shí)首要關(guān)注的問(wèn)題，在超高清4K設(shè)備使用時(shí)，焦點(diǎn)問(wèn)題仍然是最重要的。上文中提到的電影類(lèi)4K節(jié)目制作設(shè)備中，使用的超35 mm的大靶面，使得畫(huà)面的景深變得更淺，同等條件下比較超35 mm成像器件的景深是2/3 in成像器件的1/2.5，因此焦點(diǎn)就更難把握了。對(duì)于使用2/3 in靶面的超高清設(shè)備來(lái)說(shuō)，同等條件下和2/3 in靶面的的高清設(shè)備來(lái)比，像素點(diǎn)變小，導(dǎo)致彌散圓變小，最終超高清4K設(shè)備的景深也變小了，所以畫(huà)面聚焦一定要引起足夠的重視。

表4標(biāo)清、高清以及超高清節(jié)目制作交換參數(shù)比較

當(dāng)前的設(shè)備中都提供了多種輔助聚焦的方式，最常見(jiàn)的就是峰值功能，還有放大聚焦以及畫(huà)面中心區(qū)域聚焦顯示等等，攝像師一定要用好這些輔助聚焦功能，僅憑一個(gè)小小的液晶屏很難去把控畫(huà)面的焦點(diǎn)。

在考慮畫(huà)面聚焦的同時(shí)，還要考慮到鏡頭的問(wèn)題。電視節(jié)目的拍攝要滿足使用設(shè)備進(jìn)行快速、便捷和高質(zhì)量畫(huà)面的電視制作需求，電影類(lèi)4K拍攝設(shè)備使用了大靶面，鏡頭接口以PL卡口居多，PL卡口的鏡頭多是定焦頭，因此在進(jìn)行系統(tǒng)電視節(jié)目制作畫(huà)面拍攝時(shí)需要對(duì)鏡頭加裝伺服包，或者使用鏡頭轉(zhuǎn)接環(huán)加裝B4卡口2/3 in的鏡頭，盡可能使用變焦鏡頭。對(duì)于使用2/3 in成像靶面的超高清系統(tǒng)攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，鏡頭不是問(wèn)題了，都是B4卡口，攝像控制好畫(huà)面聚焦就行了。

3.2畫(huà)面曝光

畫(huà)面曝光是要考慮的第二個(gè)問(wèn)題。之前在高清和標(biāo)清畫(huà)面拍攝時(shí)，運(yùn)用好設(shè)備中的光圈、增益、快門(mén)和ND，使得畫(huà)面的主題曝光正常，保證畫(huà)面信號(hào)電平符合要求。在超高清4K電視節(jié)目拍攝中，也是一樣的，運(yùn)用好設(shè)備中的多種參數(shù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，提高了當(dāng)前大靶面電影類(lèi)4K節(jié)目制作設(shè)備的寬容度。在畫(huà)面曝光上，傳統(tǒng)的電視節(jié)目制作達(dá)到5～6檔的光圈范圍，以索尼的PXW-FS7為例，設(shè)備的寬容度達(dá)到14檔光圈，所以從畫(huà)面曝光上來(lái)看，進(jìn)行畫(huà)面拍攝時(shí)可操作的空間就更多了。設(shè)備中也提供了輔助曝光功能，最常見(jiàn)的就是斑馬紋，如圖4所示，還有直方圖等等，盡量使用這些輔助功能。

要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高寬容度，各廠家在設(shè)備選單中都增加了對(duì)數(shù)LOG伽馬曲線，之前常見(jiàn)的電視節(jié)目制作中使用的是電視伽瑪曲線(圖5)。在超高清4K節(jié)目拍攝時(shí)使用對(duì)數(shù)伽瑪曲線之后，設(shè)備實(shí)現(xiàn)高寬容度畫(huà)面，可以記錄更多的畫(huà)面層次信息，尤其是高光部分。隨之出現(xiàn)的問(wèn)題是使用對(duì)數(shù)LOG伽馬拍攝的原始畫(huà)面發(fā)灰，如圖6所示，感覺(jué)不通透，使得畫(huà)面曝光控制存在一定的困難。這種情況下盡量使用輔助曝光功能，在顯示屏監(jiān)看畫(huà)面時(shí)可以選擇顯示器MLUT功能，尤其是系統(tǒng)電視節(jié)目制作中，后端技術(shù)人員和導(dǎo)演需要看到轉(zhuǎn)換后的畫(huà)面，前端攝像師也需要看到MLUT之后的畫(huà)面，現(xiàn)在的設(shè)備可以提供多出口輸出MLUT的畫(huà)面，圖4就是在圖6拍攝時(shí)在顯示器上加載了MLUT之后得到的畫(huà)面效果。圖7可以看出通過(guò)使用對(duì)數(shù)伽馬(中間圖)拍攝，經(jīng)過(guò)LUT處理之后(右側(cè)圖)，畫(huà)面的層次細(xì)節(jié)信息比使用電視伽瑪(左側(cè)圖)拍攝豐富多了。索尼PXW-FS7中加載MLUT選單開(kāi)關(guān)如圖8所示。

在光圈控制曝光時(shí)可以考慮采用向右曝光的原則，因?yàn)樵O(shè)備的寬容度很高，在成品的電視節(jié)目中使用不到這么多的寬容度范圍，因此曝光時(shí)可以盡量地讓光圈稍大一些，使得信號(hào)的整體電平高些，這樣畫(huà)面暗部的細(xì)節(jié)信息也會(huì)更多些，然后后期再去調(diào)整畫(huà)面選擇使用。

3.3畫(huà)面色彩

在超高清4K電視節(jié)目制作中一定要注意色彩空間的變化，從圖9的色域圖中可以看到，超高清電視使用的BT2020的色域空間比高清電視使用的BT709要大的多，因此在實(shí)際畫(huà)面拍攝時(shí)需要注意一些問(wèn)題。

超高清4K色域范圍寬，在拍攝時(shí)畫(huà)面的色彩飽和度就會(huì)降低，同時(shí)能夠表現(xiàn)出相鄰顏色的差別，也就是俗話說(shuō)的色彩比較厚。在設(shè)備拍攝端涉及到色域空間問(wèn)題，同樣在畫(huà)面還原顯示端也涉及顯示色域空間問(wèn)題，拍攝色域和顯示色域同大或者同小，畫(huà)面的色彩飽和度都不會(huì)變化；拍攝色域和顯示色域不同時(shí)，畫(huà)面的色彩飽和度會(huì)發(fā)生變化。用超高清4K的色域拍攝的畫(huà)面在高清BT709色域的設(shè)備上還原時(shí)，色彩飽和度會(huì)增加。

通常情況下，在進(jìn)行系統(tǒng)電視節(jié)目制作時(shí)，使用波形監(jiān)視器的矢量圖來(lái)監(jiān)看畫(huà)面的色彩和飽和度，現(xiàn)在又增加了空間范圍的問(wèn)題，會(huì)影響到色彩飽和度?，F(xiàn)在一些新的波形監(jiān)視器上已經(jīng)增加了色域范圍的監(jiān)控功能(圖10)，這對(duì)超高清4K現(xiàn)場(chǎng)電視節(jié)目制作是有很大幫助的。索尼PXW-FS7中色彩空間的選擇如圖11所示。

3.4畫(huà)面清晰度

按照超高清電視節(jié)目制作交換參數(shù)，畫(huà)面要達(dá)到4K標(biāo)準(zhǔn)，使用的成像靶面需要有4K數(shù)量的物理像素，理論上要R、G、B三路信號(hào)都要有4K的物理像素，使分辨率能達(dá)到2 000電視線，當(dāng)前的設(shè)備中，達(dá)不到R、G、B分別有4K物理像素靶面的成像器件都會(huì)影響到4K分辨率的實(shí)現(xiàn)。目前測(cè)試的數(shù)據(jù)還不完善，當(dāng)前測(cè)試過(guò)的索尼HDC-4 300可以達(dá)到2 000電視線。當(dāng)然現(xiàn)在還處于超高清電視節(jié)目制作的開(kāi)始階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，硬件設(shè)備和性能都還會(huì)顯著提高。

3.5超高清4K設(shè)備的拍攝使用模式

像上文中提到的，當(dāng)前超高清4K節(jié)目制作設(shè)備以電影類(lèi)大靶面成像設(shè)備為主，這些設(shè)備都是定位于電影畫(huà)面效果的拍攝，所以在使用這類(lèi)設(shè)備進(jìn)行超高清4K電視節(jié)目制作時(shí)需要注意拍攝模式問(wèn)題。下面以索尼的PXW-FS7和PMW-F55為例進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明[6-7](圖12)。

在進(jìn)行電視節(jié)目拍攝時(shí)，拍攝模式如同設(shè)定拍攝格式、編解碼方式一樣重要。在基本設(shè)定選單中有自定義和CINEEI兩種模式，其中自定義模式為普通電視拍攝方式，色彩空間使用電視709色域空間范圍，可以使用控制曝光方式，色溫可以調(diào)整，伽馬除了可以使用電視伽馬之外也可以使用對(duì)數(shù)LOG伽馬。畫(huà)面能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率，高寬容度，但是不能實(shí)現(xiàn)色彩寬色域范圍。

在CINEEI拍攝模式下，為電影拍攝模式，常用的電視拍攝中常用的曝光控制，色溫調(diào)整等都將不起作用。在這種拍攝模式下，色彩空間使用寬色域范圍，同時(shí)伽馬也自動(dòng)匹配使用對(duì)數(shù)LOG伽馬。畫(huà)面可以實(shí)現(xiàn)高分辨率，高寬容度和色彩寬色域范圍。

除了以上提到的這些問(wèn)題之外，還要考慮當(dāng)前超高清4K拍攝設(shè)備制作電視節(jié)目與高清電視節(jié)目并存的問(wèn)題，4K設(shè)備使用中需要注意的問(wèn)題等等，由于篇幅限制這里就不再贅述。

以上是根據(jù)當(dāng)前超高清4K拍攝設(shè)備以及在前一段時(shí)間設(shè)備使用過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行的總結(jié)與分析，希望能對(duì)日后超高清4K電視節(jié)目制作有所幫助。隨著技術(shù)的發(fā)展和完善，真正的高質(zhì)量的超高清4K電視節(jié)目將豐富人們的娛樂(lè)生活。

參考文獻(xiàn)：

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Ultra HD 4K TV program shooting

WU Yongbo

(InstrimpexINSTECImport&ExportCo.,Beijing100025,China)

Key words:4K;Ultra HD;equipment;shooting

Abstract:For the shooting of ultra high definition 4K television program, combined with the type of ultra high definition camera equipment ，the paper describes the problem and the focus on the daily shooting of the camera, and puts forward some suggestions on the selection and operation of the ultra high definition 4K TV program.

中圖分類(lèi)號(hào)：TN948.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

DOI：10.16280/j.videoe.2016.01.022

作者簡(jiǎn)介：

吳永波，碩士，主要研究方向?yàn)閺V播電視中心技術(shù)。

責(zé)任編輯：閆雯雯

收稿日期：2015-07-15

文獻(xiàn)引用格式：吳永波.超高清4K電視節(jié)目拍攝探討[J].電視技術(shù)，2016,40(1)：111-116.

WU Y B.Ultra HD 4K TV program shooting[J].Video engineering,2016,40(1)：111-116.