戴敏利， 周德富， 柯 健， 王會(huì)燕

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 江蘇省現(xiàn)代企業(yè)信息化應(yīng)用支撐軟件工程技術(shù)研發(fā)中心, 江蘇 蘇州 215104)

超高清調(diào)色實(shí)訓(xùn)室建設(shè)及實(shí)踐

戴敏利， 周德富， 柯 健， 王會(huì)燕

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 江蘇省現(xiàn)代企業(yè)信息化應(yīng)用支撐軟件工程技術(shù)研發(fā)中心, 江蘇 蘇州 215104)

近幾年超高清技術(shù)和后期調(diào)色技術(shù)已經(jīng)越來越受到影視行業(yè)的關(guān)注。建設(shè)相關(guān)實(shí)訓(xùn)室，有利于緊跟國內(nèi)外影視制作技術(shù)發(fā)展方向，培養(yǎng)掌握前沿專業(yè)技能的高素質(zhì)人才，增強(qiáng)師生的技術(shù)服務(wù)能力。在分析實(shí)訓(xùn)室建設(shè)需求和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)室的總體結(jié)構(gòu)，并給出了硬件設(shè)計(jì)選型和軟件搭配的方案。該實(shí)訓(xùn)室能夠?qū)崿F(xiàn)超高清內(nèi)容的采集與存儲(chǔ)、剪輯、調(diào)色、編碼輸出及監(jiān)看等功能。實(shí)際運(yùn)行表明，該實(shí)訓(xùn)室能滿足課程實(shí)訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)、項(xiàng)目研究等多個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)要求，可以為相關(guān)高校建設(shè)超高清剪輯調(diào)色實(shí)訓(xùn)室提供參考。

超高清； 調(diào)色； 達(dá)芬奇； 實(shí)訓(xùn)室

0 引 言

調(diào)色能夠校正影視畫面色彩偏差和曝光問題，可以匹配不同場(chǎng)景不同設(shè)備所拍攝畫面的影調(diào)和色調(diào)，同時(shí)還能有效提升畫面藝術(shù)效果[1]。配光調(diào)色是電影工業(yè)領(lǐng)域一個(gè)必不可少的工作環(huán)節(jié)[2]，如今隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化，影視內(nèi)容制作的技術(shù)流程呈現(xiàn)出融合發(fā)展的趨勢(shì)。不僅電影、高端廣告等制作整合了后期調(diào)色流程，幾乎所有的電視非直播類節(jié)目都開始把后期調(diào)色作為不可缺少的環(huán)節(jié)。微電影、網(wǎng)絡(luò)劇、商業(yè)視頻也越來越多的將超高清技術(shù)及調(diào)色技術(shù)應(yīng)用到內(nèi)容的創(chuàng)作和生產(chǎn)中來。因此，掌握超高清及調(diào)色相關(guān)的核心技能應(yīng)該作為高校實(shí)訓(xùn)的一個(gè)重點(diǎn)。建設(shè)符合未來發(fā)展趨勢(shì)的超高清剪輯調(diào)色實(shí)訓(xùn)室，就是為了滿足學(xué)生對(duì)剪輯調(diào)色綜合訓(xùn)練的需要，提高學(xué)生節(jié)目制作綜合水平，促進(jìn)掌握前沿專業(yè)技能的高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

1 影視調(diào)色發(fā)展現(xiàn)狀

市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量節(jié)目內(nèi)容的需求與日俱增，從而導(dǎo)致調(diào)色的需求越來越多。這在不同的節(jié)目形態(tài)和不同的應(yīng)用場(chǎng)合都明顯的體現(xiàn)出來。季播類節(jié)目來看，比如近年熱播的《爸爸去哪兒》《我是歌手》《最強(qiáng)大腦》《媽媽咪呀》等，都毫不例外的運(yùn)用了后期調(diào)色技術(shù)來增強(qiáng)節(jié)目效果[3-4]?，F(xiàn)場(chǎng)制作系統(tǒng)也開始嘗試應(yīng)用調(diào)色，比如東方衛(wèi)視第一季《中國夢(mèng)之聲》利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)色對(duì)節(jié)目的直播畫面進(jìn)行處理并取得了非常好的效果[5]。調(diào)色還不僅僅運(yùn)用在高清節(jié)目制作上，在超高清節(jié)目制作中的應(yīng)用更是如魚得水。超高清電視是繼高清晰度電視之后的下一代電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是未來電視技術(shù)發(fā)展的方向。國內(nèi)很多電視臺(tái)包括CCTV、SMG、BTV、HNTV、JSTV、ZJTV 等已經(jīng)開始對(duì)超高清進(jìn)行探索和實(shí)踐，有線電視運(yùn)營商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商都在積極嘗試4K超高清內(nèi)容的分發(fā)[6]。樂視網(wǎng)2014年8月汪峰鳥巢演唱會(huì)采用4K超高清LOG方式記錄，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)色并輸出用于網(wǎng)路直播[7]。中央電視臺(tái)2015年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)4K版采用6訊道8機(jī)位 4K超高清轉(zhuǎn)播系統(tǒng)進(jìn)行制作，將4K 輸出信號(hào)設(shè)置為S-LOG2 伽瑪曲線和色域標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得保留了大量色彩和亮度層次的畫面，再通過后期調(diào)色得到電影般的影像質(zhì)量[8]。未來節(jié)目制作的提升將體現(xiàn)“四高一寬”的特點(diǎn)，即高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、高比特深度、高幀率和寬色域[9]。

北京電影學(xué)院最早在國內(nèi)建立了以Flimlight系統(tǒng)為核心的國際一流數(shù)字調(diào)色系統(tǒng)，中國傳媒大學(xué)隨后也建立了數(shù)字色彩校正實(shí)驗(yàn)室，浙江傳媒學(xué)院也于2010年建成了以Autodesk Lustre和Smoke為核心的數(shù)字中間片配光與色彩校正實(shí)驗(yàn)室[10]。2011年北京電影學(xué)院開始進(jìn)行DaVinci Resolve調(diào)色人才的培訓(xùn)培養(yǎng)工作[11]。2012年商丘師范學(xué)院搭建了動(dòng)漫創(chuàng)意研發(fā)中心，購置了達(dá)芬奇調(diào)色系統(tǒng)用于教學(xué)科研[12]。由此看來，不論是傳統(tǒng)的電影工業(yè)和電視節(jié)目制作領(lǐng)域，還是網(wǎng)絡(luò)新媒體視頻制作領(lǐng)域，新技術(shù)的應(yīng)用越來越受到歡迎。

2 實(shí)訓(xùn)室功能分析與設(shè)計(jì)

調(diào)色實(shí)訓(xùn)室是數(shù)字媒體制作技術(shù)相關(guān)專業(yè)的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，是開展實(shí)踐教學(xué)和社會(huì)服務(wù)的重要場(chǎng)所。① 實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)要能滿足校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的需要，包括場(chǎng)地的環(huán)境和設(shè)備的數(shù)量。② 要具有技術(shù)實(shí)用性和先進(jìn)性，立足于當(dāng)前教學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)的需求，適當(dāng)考慮技術(shù)的先進(jìn)性。③ 要有好的經(jīng)濟(jì)性。從建設(shè)成本、使用成本、維護(hù)成本等多方面綜合考慮，盡可能降低總體建設(shè)成本。

影視創(chuàng)作中與調(diào)色相關(guān)工作主要有拍攝、采集、轉(zhuǎn)碼、剪輯、調(diào)色、輸出、存儲(chǔ)、監(jiān)看等幾個(gè)部分。在實(shí)際工作中，根據(jù)項(xiàng)目需要，通過不同的工作過程的重新組合和設(shè)計(jì)，制定出具體的實(shí)施方案。比如基于非RAW格式的工作流程，基本可省去轉(zhuǎn)碼而采用直接剪輯調(diào)色的方式。而對(duì)于高品質(zhì)的制作，最好采用RAW工作流程。如果是直播就涉及到現(xiàn)場(chǎng)的拍攝采集和實(shí)時(shí)的調(diào)色，如果是非直播節(jié)目，除了后期的調(diào)色工作外，還需要進(jìn)行額外的數(shù)據(jù)管理工作，包括元數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)備份、轉(zhuǎn)碼、現(xiàn)場(chǎng)色彩管理、現(xiàn)場(chǎng)初級(jí)調(diào)色等[13]。根據(jù)不同的工作流程，調(diào)色所涉及到的部分可能有現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份與轉(zhuǎn)碼、后期調(diào)色等幾種情況。當(dāng)前，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份與轉(zhuǎn)碼主要應(yīng)用在高預(yù)算的大型電影拍攝和節(jié)目制作中，較少應(yīng)用于普通節(jié)目制作，故不作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的重點(diǎn)。調(diào)色不是一個(gè)孤立的步驟，很多時(shí)候不能離開其他工作環(huán)節(jié)而獨(dú)立存在，因此實(shí)訓(xùn)室主要功能以滿足后期調(diào)色需求為核心，覆蓋與后期調(diào)色直接相關(guān)的工作步驟。實(shí)訓(xùn)室總體框架如圖1所示。

圖1 實(shí)訓(xùn)室結(jié)構(gòu)框架圖

(1) 數(shù)據(jù)采集。將數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中是進(jìn)行后期調(diào)色的一項(xiàng)必須的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)采集一般有從攝像機(jī)直接采集和從存儲(chǔ)介質(zhì)采集兩種途徑。從攝像機(jī)直接采集一般通過SDI接口連接到計(jì)算機(jī)。從存儲(chǔ)介質(zhì)采集可以通過USB接口或者Thunderbolt接口的讀卡器將數(shù)據(jù)拷貝到計(jì)算機(jī)。

(2) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼。如果采用的是RAW工作流程，那么數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼基本就是一個(gè)必要的步驟。將導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中的RAW文件轉(zhuǎn)換成高清的視頻文件，用于特效制作和剪輯[14]。

(3) 剪輯。利用拍攝或者轉(zhuǎn)碼得到的高清文件，根據(jù)項(xiàng)目的需要進(jìn)行剪輯，也就是篩選鏡頭和連接鏡頭。剪輯通常習(xí)慣于利用非編系統(tǒng)來完成，但現(xiàn)在在一些新的調(diào)色、合成系統(tǒng)中也加入了剪輯的功能，可以完成部分剪輯工作。

(4) 調(diào)色。這里的調(diào)色環(huán)節(jié)主要是指后期調(diào)色。首先進(jìn)行初級(jí)調(diào)色，從整體上調(diào)整畫面的明暗和色差。然后進(jìn)行二級(jí)調(diào)色，對(duì)畫面的局部進(jìn)行色彩的調(diào)整。

(5) 輸出。將調(diào)好色的畫面輸出。一般是將鏡頭輸出到非編系統(tǒng)中進(jìn)行進(jìn)一步的剪輯、配音、添加字幕等工作。

3 實(shí)訓(xùn)室具體設(shè)計(jì)與實(shí)施

3.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

超高清視頻圖像原始數(shù)據(jù)量非常巨大，為了滿足記錄和存儲(chǔ)的需要，必須對(duì)原始圖像進(jìn)行壓縮，進(jìn)而得到各種格式的視頻文件。在進(jìn)行剪輯和調(diào)色時(shí)，壓縮的視頻數(shù)據(jù)需要先進(jìn)行解壓縮。后期制作中，圖像的壓縮和解壓縮都是依靠CPU來完成的，因此，需要解壓縮的圖像分辨率越高，對(duì)CPU的性能要求也越高，對(duì)CPU核心數(shù)量的要求也越高。

在完成文件的解壓縮后，調(diào)色軟件便會(huì)利用GPU來完成所有的圖像處理工作，通常情況下會(huì)基于圖像完全的色彩范圍和位寬來進(jìn)行。GPU的核心數(shù)量和RAM容量會(huì)直接影響到處理的速度，這一點(diǎn)在處理超高清素材和時(shí)間線時(shí)會(huì)表現(xiàn)的更加明顯。

對(duì)于一些非壓縮的圖像比如16 bit的DPX或者EXR文件，CPU的工作負(fù)荷就不會(huì)太重，但這些文件的存儲(chǔ)需要更快的速度和更大的空間，通常就要用到磁盤陣列。

根據(jù)實(shí)訓(xùn)室功能需求分析，確定了系統(tǒng)采用CPU+GPU+IO的結(jié)構(gòu)。IO接口卡主要用于音視頻信號(hào)的輸入和實(shí)時(shí)監(jiān)看信號(hào)的輸出，CPU主要負(fù)責(zé)視頻的編碼解碼，GPU用于剪輯調(diào)色的效果計(jì)算。為了滿足無帶化媒體的導(dǎo)入，需要配備相應(yīng)的讀卡器。為了應(yīng)對(duì)應(yīng)用日趨廣泛的超高清格式和RAW格式，大容量高速存儲(chǔ)設(shè)備的配備也顯得十分必要。此外，人機(jī)交互控制設(shè)備也是系統(tǒng)必不可少的一部分。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

3.2 主要性能指標(biāo)設(shè)計(jì)

性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)原則是立足當(dāng)前，面向未來，注重平臺(tái)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。國際電信聯(lián)盟發(fā)布的超高清電視標(biāo)準(zhǔn)中包含了4K和8K兩種級(jí)別，其分辨率分別為3 840×2 160和7 680×4 320，幀頻率(Hz)包括120, 60, 60/1.001, 50, 30, 30/1.001, 25, 24, 24/1.001這幾種[15]。當(dāng)前超高清的節(jié)目制作還在處于第一階段，主要的分辨率為3 840×2 160，幀率為25f/s和30f/s，相應(yīng)的設(shè)備主要指標(biāo)以此作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

超高清視頻編碼格式主要包括ProRes、XAVC、XF-AVC Intra、AVC-Intra 4K、F55 RAW、CinemaDNG RAW等。表1給出了典型設(shè)備在拍攝畫面尺寸為3 840×2 160時(shí)常見編碼的目標(biāo)數(shù)據(jù)速率情況。

表1 常見超高清格式目標(biāo)數(shù)據(jù)速率表

在進(jìn)行超高清剪輯和調(diào)色時(shí)，可能會(huì)有很多的性能瓶頸，具體取決于素材的編碼格式，CPU速度和核心數(shù)量，系統(tǒng)的內(nèi)存，GPU的數(shù)量，GPU的核心數(shù)量及RAM大小，磁盤的速度等。這些都會(huì)對(duì)回放、剪輯、調(diào)色和在時(shí)間線上的顯示產(chǎn)生影響。因此要設(shè)計(jì)相關(guān)的性能指標(biāo)，就需要明確需要處理的主要素材類型。處理不同類型素材時(shí)系統(tǒng)的瓶頸也不同，構(gòu)建成本也差異巨大，因此實(shí)訓(xùn)室采用高配置和低配置搭配兩種方案，實(shí)現(xiàn)功能性和經(jīng)濟(jì)性的平衡。低配的調(diào)色系統(tǒng)能夠完成ProRes 422 HQ、XAVC300、XF-AVC Intra、AVC-Intra 4K 4∶2∶2等壓縮格式的調(diào)色工作，高配調(diào)色系統(tǒng)除了完成低配的工作外，還必須滿足ProRes 4444、F55 RAW、CinemaDNG RAW的調(diào)色要求，同時(shí)具備采集、轉(zhuǎn)碼、剪輯、監(jiān)看和輸出的能力。

2014年6月發(fā)布的Apple ProRes白皮書中，進(jìn)行了Final Cut Pro X對(duì)4 096 × 2 160p24素材進(jìn)行剪輯的測(cè)試。當(dāng)使用15寸的MacBook Pro時(shí)(四核2.6GHz CPU，1TB 閃存，16GB RAM，NVIDIA GeForce GT 750MB圖形卡)，可以提供多達(dá)7個(gè)ProRes 422 HQ或2個(gè)ProRes 4444 XQ多機(jī)位流。當(dāng)使用Mac Pro(12核2.7 GHz CPU，1TB 閃存，64GB RAM，AMD FirePro D700圖形卡)時(shí)，可以提供多達(dá)12個(gè)ProRes 422 HQ或5個(gè)ProRes 4444 XQ多機(jī)位流。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，ProRes對(duì)系統(tǒng)資源的占用比其他編碼格式要少，因此為了保證在使用其他編碼格式的素材時(shí)系統(tǒng)也能夠順暢運(yùn)行，CPU和內(nèi)存應(yīng)選擇性能高于此測(cè)試計(jì)算機(jī)配置。

在磁盤帶寬和容量方面，應(yīng)滿足常用格式中最高規(guī)格的需求。以CinemaDNG RAW 30p為例，4 h素材需要的存儲(chǔ)空間約為4TB，單個(gè)視頻流占用帶寬需求為2 100/8=265 MB/s，4個(gè)視頻流所需最大磁盤讀取速度為265MB/s ×4=1 060 MB/s。對(duì)于常用的XAVC(4∶2∶2 Intra Profile)@25P格式，4 h素材所需磁盤存儲(chǔ)空間約為450 GB，4個(gè)視頻流所需磁盤讀取速度約為125MB/S。

在IO卡方面，需要滿足超高清的實(shí)時(shí)回放與監(jiān)看，具備常用的SDI、HDMI接口。此外，配備專業(yè)的監(jiān)視器和超高清監(jiān)看電視機(jī)也是有必要的。

在軟件方面，要求具備能夠?qū)崿F(xiàn)初級(jí)調(diào)色和二級(jí)調(diào)色的各種功能和工具，能夠有效兼容常用典型設(shè)備拍攝的各種超高清視頻格式，具有較高的性價(jià)比，最好能夠運(yùn)行在不同規(guī)格和檔次的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，從而能夠更好的滿足建設(shè)和使用的需要。

3.3 硬件設(shè)施選型

(1) 操作系統(tǒng)選擇。操作系統(tǒng)的選擇相對(duì)來說比較容易，主要有Windows、Mac OS X以及Linux。主要的調(diào)色軟件都提供了各個(gè)系統(tǒng)的軟件版本，因此在選擇的時(shí)候主要取決于用戶以前的使用習(xí)慣、計(jì)算性能需求以及項(xiàng)目預(yù)算。這里選擇Windows系統(tǒng)，① 當(dāng)前學(xué)生使用的主要平臺(tái)還是Windows，② Windows平臺(tái)有足夠的不同檔次不同型號(hào)的硬件可供選擇，③ 硬件價(jià)格方面可能更具有優(yōu)勢(shì)。

(2) 計(jì)算主機(jī)選型。作為實(shí)訓(xùn)及創(chuàng)作用設(shè)施，對(duì)系統(tǒng)的性能和設(shè)備的臺(tái)套數(shù)都有一定的要求。在滿足實(shí)訓(xùn)功能的前提下，兼顧建設(shè)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，采用高低兩種配置方案。低配方案能夠完成常見格式(比如XAVC(4:2:2 Intra Profile)@25P等)的調(diào)色實(shí)訓(xùn)工作。高配置方案是增強(qiáng)版的調(diào)色系統(tǒng)，在能夠?qū)崿F(xiàn)全流程基本工作的基礎(chǔ)上更要保證創(chuàng)作的效率。

低配置計(jì)算機(jī)選擇HPZ620工作站，CPU為雙至強(qiáng) E5-2620v2 6核心處理器，內(nèi)存容量為32 GB，硬盤采用兩塊2TB企業(yè)級(jí)高速硬盤，圖形卡選擇NVIDIA QuadroK4000，配置數(shù)量為6臺(tái)。

自由膨脹條件下，水分滲入膨潤土中，最大程度楔開蒙脫石晶格間距，導(dǎo)致吸水后體積發(fā)生顯著的膨脹。當(dāng)干燥失水后，因毛細(xì)作用蒙脫石顆粒自身收縮，且團(tuán)(顆)粒之間也大幅靠近，從而引起顯著的收縮變形。由于納米氧化硅的充填效應(yīng)和氧化鈣的水化膠凝作用，摻入納米氧化硅和氧化鈣的膨潤土收縮量明顯小于純膨潤土。

高配系統(tǒng)在單個(gè)主機(jī)箱中達(dá)到所有設(shè)計(jì)要求已經(jīng)變得非常困難，因此需要通過擴(kuò)展的方式來保證其完成所有的工作。根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)和相關(guān)測(cè)試平臺(tái)參考，選擇HP Z820工作站作為主機(jī)，CPU為雙至強(qiáng)E5-2695 v2 12核心處理器，內(nèi)存容量為64 GB，硬盤采用兩塊企業(yè)級(jí)高速硬盤，圖形卡選擇NVIDIA QuadroK4000。主機(jī)中硬盤主要用于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的安裝，圖形卡用于顯示圖形界面，而素材存儲(chǔ)和計(jì)算用GPU均采用外置擴(kuò)展方案。

(3) 高配主機(jī)相關(guān)的擴(kuò)展設(shè)備。普通的機(jī)械硬盤讀寫速度約為100～200MB/S，單塊硬盤無法滿足速度需求?；赑CI-E的固態(tài)硬盤速度可以達(dá)到1～2 G/s，其缺點(diǎn)在于容量還是比較有限，一般最大2TB左右，而且價(jià)格非常昂貴。受到主機(jī)內(nèi)部空間的限制，在主機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)大容量高速存儲(chǔ)變得非常困難，因此采用外置存儲(chǔ)的方案。這里采用基于PCIe擴(kuò)展的直連存儲(chǔ)磁盤陣列，滿足速度、容量及經(jīng)濟(jì)性的要求。Accusys推出的A08S3-PS是一個(gè)8盤位的桌面存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠兼容多種操作系統(tǒng)，支持Windows、Mac OS X以及Linux，與主機(jī)的連接，可以使用PCI-E接口，也可以使用雷電接口，讀寫性能達(dá)到1.1 GB/s，最大容量達(dá)32TB。

剪輯調(diào)色時(shí)的計(jì)算任務(wù)可以分配給除UI圖形卡之外的其他的圖形卡，意味著在系統(tǒng)中可以安裝更多的圖形卡?，F(xiàn)實(shí)的問題是主機(jī)機(jī)箱中能夠提供的PCI-E插槽數(shù)量、電源供給能力以及散熱能力還是比較有限的，尤其是在增加功耗巨大的高性能圖形卡的情況之下。因此需要一個(gè)帶有獨(dú)立供電和冷卻系統(tǒng)的擴(kuò)展箱，用于安裝多塊計(jì)算用GPU卡。CubixXpander Desktop elite能夠?qū)⒅鳈C(jī)上的一個(gè)PCIe(x16)插槽擴(kuò)展為4個(gè)PCIe (x16)插槽，從而實(shí)現(xiàn)最多4塊GPU卡的安裝。該擴(kuò)展箱能夠支持多種規(guī)格的GPU，多種類型的PCIE適配器和控制器，也支持多種類型的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。GPU計(jì)算卡選擇2塊NVIDIAGeForce GTX TITANBlack，該卡擁有6GB的GDDR5顯存，2 880個(gè)流處理器。

用于采集和回放的IO卡選擇的是BlackMagic Design公司的DeckLink 4K Extreme。該卡支持6 GB SDI和HDMI 4K接口，支持全Ultra HD 4K采集和輸出。編解碼器能夠支持AVC-Intra、AVCHD、XDCAM 、Apple ProRes、DPX等常見格式。調(diào)色控制臺(tái)選用的是Tangent Devices Element，該調(diào)色臺(tái)具有較明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，能夠支持多種主流調(diào)色軟件，包括Adobe SpeedGrade、Assimilate SCRATCH、Autodesk Flame Premium/Lustre、Blackmagic DaVinci Resolve、FilmLightBaselight 、SGO Mistika等。考慮到當(dāng)前超高清專業(yè)監(jiān)視器價(jià)格非常昂貴，采用高清監(jiān)視器和超高清電視相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)畫面的監(jiān)看。高配系統(tǒng)連接方案見圖3，其中虛線框內(nèi)部顯示的是低配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖3 系統(tǒng)連接方案

3.4 軟件平臺(tái)的選擇

調(diào)色軟件的選擇應(yīng)遵循面向主流市場(chǎng)、具備完善功能、總體成本較低的原則。目前用于影視后期調(diào)色的軟件比較多[3]，比如Assimilate SCRATCH、FilmLightBaselight、Adobe SpeedGrade、Autodesk Flame Premium/Smoke/Lustre、BlackMagic Design Davinci Resolve、SGO Mistika、Adobe Premiere Pro、Grass Valley Edius、Avid Media Composer、Apple FCP-X、Sony Vegas等。這些軟件都不僅僅是能夠進(jìn)行調(diào)色工作，越來越呈現(xiàn)出融合發(fā)展的趨勢(shì)，把剪輯、特效甚至打包輸出等功能都進(jìn)行了整合，只是側(cè)重點(diǎn)有所不同。DaVinci Resolve在Windows、Mac OS X以及Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)都能夠比較好的運(yùn)行，具有擴(kuò)展性好的特點(diǎn)，能夠支持多GPU同時(shí)工作，獲得很高調(diào)色性能。DaVinci Resolve具備強(qiáng)大的一級(jí)調(diào)色和精確的二級(jí)調(diào)色功能，可針對(duì)畫面整體風(fēng)格和某一特定顏色或特定區(qū)域進(jìn)行局部處理。該軟件能夠?qū)崟r(shí)處理眾多文件格式，能夠全面支持DPX、EXR、QuickTime、ProRes、DNxHD和MXF等文件的實(shí)時(shí)剪輯和調(diào)色，能夠支持支持眾多主流攝影機(jī)原始文件，比如CinemaDNG RAW、ARRIRAW、Phantom Raw、RED Camera R3D、Canon C300Sony F65/F55/F5 RAW等。DaVinci Resolve能與FCP-X、Premiere Pro等剪輯軟件無縫對(duì)接，具有較高的性價(jià)比，而且還提供功能強(qiáng)大的免費(fèi)版本。因此選擇DaVinci Resolve作為調(diào)色實(shí)訓(xùn)室主要的軟件平臺(tái)。在具體版本選擇上，高配置機(jī)器上安裝DaVinci Resolve全功能版本，低配機(jī)上安裝免費(fèi)版。

3.5 系統(tǒng)測(cè)試及應(yīng)用

測(cè)試的目的是檢驗(yàn)軟件在前面構(gòu)建的硬件平臺(tái)上運(yùn)行的效率以及該系統(tǒng)是否能夠滿足實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)的要求。測(cè)試的方法是：采用ProRes 422 HQ、XAVC格式的超高清素材測(cè)試低配系統(tǒng)的調(diào)色性能，采用ProRes 422 HQ、XAVC、F55 RAW、CinemaDNG RAW格式的超高清素材測(cè)試高配系統(tǒng)的調(diào)色性能及其他相關(guān)功能。

測(cè)試的結(jié)果表明：低配系統(tǒng)在針對(duì)ProRes 422 HQ、XAVC兩種超高清素材進(jìn)行調(diào)色時(shí)，如果DaVinci軟件中設(shè)置時(shí)間線分辨率為UHD，能夠滿足2個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)色(回放速度達(dá)到25f/s)，如果設(shè)置時(shí)間線分辨率為FHD，則能夠滿足約6個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)回放。

高配系統(tǒng)調(diào)色的性能能夠滿足更多更高要求格式的實(shí)時(shí)調(diào)色需求。DaVinci Resolve中設(shè)置時(shí)間線分辨率為UHD，能夠滿足10個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)色需求(其中Sony RAW解碼質(zhì)量設(shè)置為1/2分辨率)。

測(cè)試說明：ProRes 422 HQ(3 840×2 160p25)、CinemaDNG RAW(4 000×2 160p25)格式素材由BMPC 4K拍攝，XAVC(3 840×2 160p25)格式素材由Z100拍攝，F(xiàn)55 RAW格式素材由FS700使用AXS-R5 RAW(4 096×2 160p25)錄像機(jī)拍攝得到。針對(duì)每種格式類型，使用了10 min的素材片段。

從測(cè)試的結(jié)果來看，整個(gè)系統(tǒng)工作正常，符合調(diào)色實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)要求，能夠滿足多種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和作品創(chuàng)作的需求，高配調(diào)色系統(tǒng)整體效果如圖4所示。

圖4 調(diào)色系統(tǒng)運(yùn)行效果圖

實(shí)訓(xùn)室建成以來，完成了相關(guān)課程的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，承接了多部作品的剪輯調(diào)色工作，取得了良好效果。在安裝非編軟件后，還可實(shí)現(xiàn)超高清影片的剪輯工作，擴(kuò)展了實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的功能，更好滿足教學(xué)、科研的需要。

在實(shí)際的使用中，對(duì)于超高清素材進(jìn)行剪輯和調(diào)色時(shí)，為了提高效率和流暢程度，可以采用使用HD分辨率時(shí)間線并利用高清監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)看。在最終完成剪輯調(diào)色后，再將時(shí)間線的分辨率改回為超高清用于渲染輸出。

4 結(jié) 語

超高清調(diào)色實(shí)訓(xùn)室建設(shè)堅(jiān)持以技術(shù)發(fā)展方向和市場(chǎng)實(shí)際需求為導(dǎo)向，以實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性為原則，相關(guān)軟硬件設(shè)施的搭配采用高低配置相結(jié)合，在滿足實(shí)訓(xùn)功能需求的同時(shí)，有效降低了建設(shè)成本。低配置系統(tǒng)能夠完成常見的超高清素材的調(diào)色任務(wù)，高配置系統(tǒng)具備了采集、轉(zhuǎn)碼、剪輯、調(diào)色、輸出、存儲(chǔ)、監(jiān)看等全部的功能。多套調(diào)色系統(tǒng)保證了多個(gè)實(shí)訓(xùn)小組同時(shí)開展實(shí)訓(xùn)任務(wù)，先進(jìn)的技術(shù)和平臺(tái)更加激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。企業(yè)化項(xiàng)目的導(dǎo)入提高了學(xué)生相關(guān)的技能水平，促進(jìn)了高技能人才的培養(yǎng)，師生的技術(shù)服務(wù)能力也得到了進(jìn)一步的提升。同時(shí)也應(yīng)該看到相關(guān)的技術(shù)還在飛速發(fā)展中，特別是面向未來的高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、高比特深度、高幀率和寬色域節(jié)目制作，還需要進(jìn)一步去探索研究和實(shí)踐。

[1] 邱世良. 電影數(shù)字調(diào)色初探[J]. 現(xiàn)代電影技術(shù),2014(6):3-10.

[2] 李 艷,翁志清,張文俊. 數(shù)字中間片調(diào)色技術(shù)對(duì)電影制作的影響[J]. 現(xiàn)代電影技術(shù),2010(8):27-30.

[3] 楊玉潔,孫 琳. 數(shù)字時(shí)代影視節(jié)目的調(diào)色制作[J]. 影視制作,2014(2):16-26.

[4] 趙 平,徐 婧,錢 斐,等. 美麗綻放背后的調(diào)色——從《媽媽咪呀》看真人秀后期調(diào)色[J]. 影視制作,2014(8):44-46.

[5] 房 磊. 4K超高清發(fā)展動(dòng)態(tài)研究[J]. 廣播與電視技術(shù),2014(12):71-74.

[6] 超高清電視產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展高峰論壇暨中美數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)對(duì)接峰會(huì)在滬召開[J].廣播與電視技術(shù),2015(11):119-120.

[7] 宋 欣. 4K電視技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用分析[J]. 電視工程,2015(3):30-32.

[8] 張雅琢,于 路. 中央電視臺(tái)2015年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)4K現(xiàn)場(chǎng)制作解析[J]. 現(xiàn)代電視技術(shù),2015(6):32-37.

[9] 朱 軍. 超高清數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)在電視系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 廣播與電視技術(shù),2015(8):34-39.

[10] 孔 燚. 浙江傳媒學(xué)院數(shù)字中間片配光與色彩校正實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J]. 現(xiàn)代電影技術(shù),2012(8):51-54.

[11] 本刊編輯部. 感受世界領(lǐng)先調(diào)色系統(tǒng)的魅力——DaVinci Resolve官方認(rèn)證調(diào)色師培訓(xùn)班開班授課[J]. 影視制作,2011(12):32-33.

[12] 商丘師范學(xué)院.人文社科重點(diǎn)研究基地動(dòng)漫創(chuàng)意研發(fā)中心[J]. 商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào),2015(10):141.

[13] 王 東,王孟樂,馬 喆,等. 數(shù)字影像技術(shù)(DIT)在現(xiàn)代電影拍攝中的主要應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代電視技術(shù),2013(12):29-33.

[14] 顧瑋昉,錢 斐. 達(dá)芬奇調(diào)色系統(tǒng)在電視節(jié)目制作中的運(yùn)用[J]. 電視工程,2013(3):42-44.

[15] ITU-R BT.2020 (08/2012) 超高清電視系統(tǒng)節(jié)目制作和國際交換的參數(shù)數(shù)值[S].2012.

Construction and Practice of Training Laboratory for Ultra High Definition Color Correction

DAIMinli,ZHOUDefu,KEJian,WANGHuiyan

(Jiangsu Province Support Software Engineering R&D Center for Modern Information Technology Application in Enterprises, Suzhou Vocational University, Suzhou 215104, Jiangsu, China)

Recently, ultra high definition technology and post color correction technology have gained more and more attention in film & TV industry. To construct related training laboratory is good for keeping pace with the development of national and international film & TV producing technology, training high quality professionals who are capable of advanced professional technology, enhances the technology service ability of the teachers and students. On the basis of analyzing the need and feature of laboratory construction, the main structure of the laboratory is designed, as well as the strategy of hardware type choosing and software collocation. The laboratory is capable of functions like contents capturing, storing, editing, color correcting, encoding and monitoring of ultra high definition information. The practical operation shows that this laboratory can meet the multilevel practical training needs of course training, technical service, project research, etc., thus it can be a reference for constructing ultra high definition editing and color correcting training laboratory in related high schools.

ultra high definition； color correction； DaVinci； training laboratory

2016-09-25

江蘇省省級(jí)高等職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目，蘇州市工業(yè)科技指導(dǎo)性計(jì)劃(SGZ2014009);蘇州市教育科學(xué)規(guī)劃課題(高職高專類)重點(diǎn)課題

戴敏利(1982-)，男，湖北天門人，碩士，講師，研究方向?yàn)閿?shù)字媒體技術(shù)、教育信息技術(shù)。

Tel.: 13205182647; E-mail: ddaiml@yeah.net

G 48; G 43

A

1006-7167(2017)06-0240-05