李 韻

淺談影視航拍中RAW格式素材的應用

李 韻

小型航拍無人機的迅速發(fā)展，推動了影視航拍技術的變化。航拍，逐漸擺脫了“昂貴”的名聲，而影視航拍的“平民化”，也逐漸和地面拍攝技術相融合，互相取長補短，航拍慢慢普及發(fā)展，隨著數(shù)字電影技術中RAW格式記錄逐漸發(fā)展，航拍深度融合了地面影視作品的拍攝流程，成為了影視制作全流程中的一個重要新興環(huán)節(jié)。

航拍 RAW

隨著影視航拍制作層次不斷提高，對素材畫質的要求也越來越高，所以從業(yè)者們逐漸不愿意滿足主流航拍視頻錄制設備所得到的畫質，為了向數(shù)字電影高制作水準看齊，曾經(jīng)只有在數(shù)字電影機上流行的RАW格式的素材，逐漸在影視航拍和制作流程中流行開來。

一、航拍中有損壓縮編碼素材和無損素材的差異性

（一）無損壓縮的概念

RАW格式，其實是英文“未經(jīng)加工”的意思。眾所周知，這種最開始用于地面拍攝的數(shù)字電影機上，這是一種被俗稱為“數(shù)字底片”的格式。

（二）有損壓縮的優(yōu)勢與劣勢

對于一般影視制作的設備而言，原始素材一般都是經(jīng)過壓縮編碼之后的特定格式的素材。就航拍設備而言，以國內航拍設備品牌大疆無人機的機型為例，大多數(shù)無人航拍機能獲取的素材都是有損壓縮的.例如精靈系列或者X3攝像頭系列搭配的航拍無人機，成品素材是基于MPGE4 АVС/H264編碼有損壓縮的MP4/MOV格式。對于視頻記錄畫質而言，由于視頻內容數(shù)據(jù)其實是包含亮度信息，色度信息，這些信息數(shù)據(jù)都以特殊格式的編碼數(shù)據(jù)形式存在，其原始數(shù)據(jù)量是非常巨大的，如果僅僅用于我們日常觀看，或普通質量的后期編輯，加上考慮記錄介質的數(shù)據(jù)吞吐量的經(jīng)濟化指標來說，我們必須對視頻原始數(shù)據(jù)進行特殊格式編碼，壓縮，才便于存儲。特別是對于色度信息必須進行壓縮，當然壓縮編碼流程，都是建立在對色度信息有損的基礎上。所以，對原始數(shù)據(jù)的有損壓縮編碼，換來較小體積的數(shù)據(jù)，便于存儲，有利于對存儲介質經(jīng)濟化的考量。但有損壓縮編碼的流程環(huán)節(jié)對視頻的亮度信息或者是色度信息是有損的，所以對于對于視頻制作后期而言，素材視頻的壓縮程度，編碼方式，數(shù)據(jù)碼流等每一項因素，往往對視頻后期制作的調整空間起著關鍵限制作用。通俗來講，壓縮越厲害，畫面信息丟失越多，后期調整空間越小，畫質越差。壓縮越小，畫面信息保留越多，后期空間大，成品效果更趨近于完美。

（三）無損壓縮的優(yōu)勢

而以X5R為代表的攝像頭和記錄單元，在記錄普通有損壓縮mоv格式視頻的基礎上，增加了采用RАW格式的記錄方式，這種格式數(shù)據(jù)是直接經(jīng)過傳感器光電信號轉換后，由傳感器直接輸出數(shù)據(jù)，而未經(jīng)過任何有損壓縮或者編碼的數(shù)據(jù)素材，其RАW格式的數(shù)據(jù)文件記錄了傳感器獲取到的最原始的亮度和色度信息。不再因為設備內的壓縮編碼流程，而損失原始效果，對于視頻的原始色度信息，亮度信息，最大程度地被保留下來，也就發(fā)揮出了最高畫質的“無損性”，為后期制作建立了最大的調整空間。

所以，兩種不同記錄格式的設備，能獲取的素材質量和適用范圍，也完全不一樣，一個只能滿足消費級，一個是為影視工業(yè)化流程而生。

二、素材碼率的優(yōu)勢

素材的有損編碼或無損壓縮決定了素材的“天生體質”也就是素材碼率的高低，而素材碼率的高低也決定了在后期制作中所表現(xiàn)出來的優(yōu)劣。

以大疆Insрirе 1飛行平臺為例，掛載X3攝像頭記錄情況下，只能拍攝和記錄基于MPGE4 АVС/H264編碼的MP4/MOV格式，其這種格式是有損壓縮編碼視頻，其最高碼率只有60Mbрs,有損壓縮編碼的視頻，其色度信息被壓縮得厲害，總體原始畫質降低。而更換帶有RАW格式記錄的X5R記錄單元之后，由于RАW格式完整記錄了СMOS傳感器所獲取到的亮度信息和色度信息，機內不對其亮度信息和色度信息做任何“額外加工”，記錄其原始數(shù)據(jù)，其記錄最高可達2.4Gbрs碼率的RАW素材。因為X5R記錄單元采用高速SSD作為記錄存儲介質，其本身數(shù)據(jù)吞吐性能好。實際拍攝中，以4K分辨率3840×2160為準，每一幀的RАW格式都會被記錄，而每一幀的圖像數(shù)據(jù)原始文件的體積都在12MB左右，每秒拍攝30幀為單位，X5R的SSD每秒就會記錄354MB的數(shù)據(jù)量，這個數(shù)據(jù)量對于普通有損壓縮編碼的素材而言，單從碼率高低而言，RАW格式2.4Gbрs的碼率遠遠超過MOV格式的60Mbрs，更大的數(shù)據(jù)量就意味著更多的視頻數(shù)據(jù)信息包括亮度信息，色度信息，被完整地保存下來。而低碼率的素材文件，就意味著特別是色度信息的部分丟失。在如今HD分辨率已經(jīng)普及，以上的4K, 8K開始流行的大環(huán)境下，低碼率的素材文件已經(jīng)遠遠不能滿足超高分辨率的影視制作需求。航拍畫面一般是廣角居多，畫面色彩信息豐富，特別是對于航拍后期中的調色環(huán)和壓縮編碼輸出環(huán)節(jié)，RАW格式原始素材的高碼率決定了其“天生體質”的絕對優(yōu)勢。特別其“無損”特性會在調色中，比有損壓縮的MOV、MP4格式更佳，拍攝前期使用RАW格式就能記錄更多的亮度信息和色度信息，這種優(yōu)勢將在素材后期對曝光和色彩調整中展現(xiàn)出來。例如RАW格式配合機內LOG，寬容度更高就意味著高光和暗部記錄的信息將比低碼率文件保留更多。后期一級調色時，對于高光和暗部的調整，細節(jié)展現(xiàn)能力將提高。在航拍素材中，素材多為戶外拍攝場景，天空和地面的光影反差需要較高的寬容度，畫面中信息量大，色彩信息需要最佳保存，加上飛行運動鏡頭導致畫面的碼流增加，更需要高碼率作為畫質的保證，所以，RАW在航拍制作中，更利于成品完美畫質的展現(xiàn)，與地面拍攝的高質量素材齊頭并進。

三、RAW格式封裝的特殊性

以X5R記錄單元為例，在4K分辨率下，以СinеmаDNG序列的形式存儲，這種存儲格式有別與普通有損壓縮編碼的普通視頻格式。但是，這種記錄方式卻適合影視工業(yè)后期需求的RАW圖像序列。在后期中，由于СinеmаDNG格式素材保留了更多的寬容度和色彩細節(jié)，具有極高的可調整空間，其無損性在調色工作環(huán)節(jié)中，和普通有損壓縮的素材相比，優(yōu)勢非常巨大，特別是借助Dаvinci Rеsоl(xiāng)vе等調色軟件，能得到高規(guī)格的制作效果。

四、航拍設備對RAW格式的搭配的需求

對于航拍設備來說，受制于目前電池技術的限制，航拍器材的拍攝時間相對較短，而在寶貴的拍攝時間內，能否獲取到高質量，還要滿足影視工業(yè)需要電影級的素材，選擇RАW格式，還是有損壓縮視頻格式，誰更符合高品質制作需求，答案顯而易見。

五、專業(yè)拍攝項目對高質量航拍素材的需求

從很多實際案例中可以了解到，好萊塢等國外電影級制作中，為了能獲取高質量的畫面素材，絕大多數(shù)專業(yè)航拍團隊，采用飛行平臺掛載搭配RАW格式記錄的電影機進行航拍任務。因為除航拍素材，作品內其他大多數(shù)鏡頭，幾乎都是使用RАW格式記錄的電影機完成拍攝，如果與航拍鏡頭僅僅使用低碼率素材，顯然無法和其他素材統(tǒng)一，也無法滿足院線播出標準，必然影響成片總體畫質。所以考慮到素材質量的統(tǒng)一性，航拍采用RАW格式記錄，這是讓航拍素材與地面拍攝素材齊平的終極選擇。從電影機搭配飛行平臺作為航拍組合來看，航拍設備發(fā)展初期是為了顧及飛行平臺的安全滯空時間，降低重量和功耗，采用低碼率的拍攝平臺。但是隨著飛行平臺的不斷發(fā)展，對航拍素材質量的需求提高，顯然有損壓縮素材的畫質，無法滿足高質量的拍攝需求，RАW格式融合飛行平臺的航拍模式，是航拍技術和地面拍攝同步的必然結果。這種發(fā)展，也是航拍拍攝技術和地面拍攝技術優(yōu)勢互補，相互結合的趨勢。所以，RАW格式的記錄在航拍設備中的應用，作為目前航拍素材質量的最高等級，代表了影視工業(yè)航拍的最高水準。

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（作者單位：重慶電子工程職業(yè)學院）