有關(guān)于4K的那些事兒
發(fā)布時(shí)間：2016-2-3 14:29:42
來源：瞳畫傳播影視機(jī)構(gòu)
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說到4K不得不說一說超高清，超高清是一個(gè)涵蓋性的術(shù)語，用于表示比高清技術(shù)像素更多，分辨率更高的技術(shù)，這種技術(shù)也意味著更加真實(shí)的色彩呈現(xiàn)和更高的幀頻。現(xiàn)階段，我們?cè)谝陨细鱾€(gè)方面中的分辨率上得到了很大的提高，從而誕生了4K分辨率的超高清電視技術(shù)。
早在2012年8月，美國(guó)消費(fèi)電子產(chǎn)品協(xié)會(huì)就向公眾介紹了"超高清Ultra High Definition"的概念，只給出部分的定義即其分辨率至少為3840×2160像素。但是之后不到一天，SONY稱他們將此技術(shù)命名為"4K超高清4K Ultra High Definition"。
現(xiàn)在，電視行業(yè)普遍接受了SONY的定義，看起來他們寧可舍棄簡(jiǎn)潔性也愿意給這項(xiàng)新技術(shù)一個(gè)更加時(shí)髦炫酷的名字。所以，在實(shí)踐中，我們可以發(fā)現(xiàn)"4K"已經(jīng)和"UHD"無論在描述電視機(jī)，源設(shè)備，件和內(nèi)容時(shí)已經(jīng)是可互換的同義詞了。
4K作為家庭影院和家用電視的最高分辨率，是可以替代1080p高清的廣播媒體級(jí)的最新技術(shù)。
隨著4K的出現(xiàn)，現(xiàn)在家用級(jí)的廣播電視分辨率標(biāo)準(zhǔn)一共有了四個(gè)：標(biāo)清（480p/540p）、高清（720p）、全高清（1080i/p）和超高清（2160p）。
4K/UHD 意味著電視屏幕的分辨率為4096像素寬，2160像素高，但是由于要保持16:9的畫面比例，寬度像素值被降到了3840。寬度和高度的像素值都是1080p標(biāo)準(zhǔn)的兩倍，使得整體的分辨率為其四倍，所以4K也被稱為"四倍高清"。
一些放映機(jī)和很多專業(yè)的攝像機(jī)會(huì)使用另外一個(gè)4K×2K的分辨率標(biāo)準(zhǔn)，即4096×2160像素。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也一樣涵蓋在4K/UHD的定義中。對(duì)于不同的攝像機(jī)，在不同的專業(yè)環(huán)境下會(huì)有不同的拍攝分辨率。
更接近膠片質(zhì)量的畫質(zhì)：隨著電視臺(tái)節(jié)目的類型越來越多，高清已經(jīng)普及，而且逐漸往2K，甚至4K發(fā)展。我們電視臺(tái)的節(jié)目也越來越接近影視的質(zhì)量，畫面清晰度大大上升。
更高的畫面層次感：畫面對(duì)比度明顯提高，尤其是暗部表現(xiàn)要深沉得多，而且具備層次。
運(yùn)動(dòng)畫面質(zhì)量的提高：在連續(xù)運(yùn)動(dòng)畫面中，物體的運(yùn)動(dòng)更加平滑，可以保留物體運(yùn)動(dòng)的更多細(xì)節(jié)。
事實(shí)上，4K能夠得到運(yùn)用是源于大銀幕的需要。"星戰(zhàn)"系列導(dǎo)演喬治?盧卡斯使用了全數(shù)字1080p來拍攝《克隆人的進(jìn)攻》，從而滿足了日后藍(lán)光盤的發(fā)行。但是1080p的分辨率對(duì)于超大銀幕來說并不足夠。當(dāng)觀眾坐在前排觀賞1080p分辨率的畫面時(shí)，他們會(huì)覺得畫面不夠銳利或者能看到像素點(diǎn)，這些感受有點(diǎn)惱人。此時(shí)產(chǎn)業(yè)急切需要一種更高的分辨率，能夠讓觀眾即使坐得比最佳觀賞距離(銀幕高度的1.5倍)近，也可以有比較好的視覺效果。
《克隆人的進(jìn)攻》·1080P
在2005年，4K技術(shù)誕生。在4K技術(shù)誕生初期用于電影放映的階段，也面臨著現(xiàn)在 4K 技術(shù)在電視業(yè)發(fā)展的相同窘境。4K電影被制作出來，由于放映機(jī)的局限，卻只有很少一部分影院有能力將其分辨率完整地呈現(xiàn)出來。
直到2009年底，詹姆斯?卡梅隆指導(dǎo)的3D電影《阿凡達(dá)》上映，才推動(dòng)影院大面積更換索尼生產(chǎn)的4K放映機(jī)。當(dāng)時(shí)3D技術(shù)十分流行，在《阿凡達(dá)》之后又有一系列的3D電影上映，也使4K技術(shù)得到持續(xù)的推廣。
現(xiàn)在，3D的熱潮已經(jīng)褪去，4K卻存活了下來。4K與3D不同，3D從某種意義上講，更像是一種消費(fèi)者和制造商行為反應(yīng)的混合體，而4K完全是一種新的制式標(biāo)準(zhǔn)?？赡苡行┤擞X得我們需要像標(biāo)清向高清過渡一樣對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的降臨嚴(yán)陣以待，但是這一次，我們都是早有準(zhǔn)備的。
事實(shí)上我們現(xiàn)在所享受的很多技術(shù)，例如藍(lán)光碟和藍(lán)光播放器，HDMI等已經(jīng)幾乎都是使用4K標(biāo)準(zhǔn)了。但是從本質(zhì)上講，4K技術(shù)并不能像3D技術(shù)，運(yùn)動(dòng)平滑處理甚至逼真模式等新技術(shù)給人帶來很大的驚喜，因?yàn)楫吘?K只是分辨率的提升。
4K實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)
4K制作的技術(shù)難點(diǎn)體現(xiàn)在一個(gè)特點(diǎn)上：數(shù)據(jù)量巨大，4K制作的數(shù)據(jù)量不同于標(biāo)清升級(jí)到高清，4K的數(shù)據(jù)量是高清數(shù)據(jù)量的4倍，這就要求后期制作設(shè)備需要滿足高傳輸帶寬，高存儲(chǔ)需求和高處理速度的三高要求。
關(guān)于4K影視制作，目前SONY，Panasonic，ARRI， RED等品牌廠商都推出了4K攝影攝像機(jī)。
以SONY公司前期提供F65攝像機(jī)用于4K影像的拍攝為例，得到相關(guān)的數(shù)據(jù)格式文件信息。得到具體數(shù)據(jù)信息以SONY F65 MXF格式為參考，分析如下：
4K存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量分析
F65 MXF原始素材：
1秒：1.9GB
1分：1.9x60=114G
1小時(shí)：114x60=6840G
一小時(shí)的素材在渲染后生成無壓縮成為：6840x2.6=18TB。
（Sony定義MXF文件與源文件不壓縮的壓縮比為1:2.6）
由于4K項(xiàng)目最大的問題就是數(shù)據(jù)量龐大, 在制作時(shí)過程中，低質(zhì)量、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)交互頻繁，最終輸出的多種版本(包括不壓縮的4K質(zhì)量版本)也將產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)量占用空間。各應(yīng)用站點(diǎn)間協(xié)同工作時(shí)頻繁的數(shù)據(jù)交互，由于數(shù)據(jù)量的龐大勢(shì)必降低制作的效率，影響生產(chǎn)量。保證制作效率是非常必要的。
每傳輸1秒鐘4K數(shù)據(jù)(5GB數(shù)據(jù)量)，需要50秒，傳輸1分鐘4K數(shù)據(jù)就需要60分鐘。
如果用萬兆網(wǎng)路傳輸?shù)脑挘?秒的制作成品需要6倍的時(shí)間來完成傳輸，10分鐘的數(shù)據(jù)需要60分鐘完成傳輸。這樣的傳輸效率是非常慢的，如果在制作過程中存在大量數(shù)據(jù)的交互的話，對(duì)于制作人員制作來說是無法忍受的。如此看來萬兆位的傳輸也是不能滿足4K的制作要求的。所以采用低分辨率制作，盡量減少高質(zhì)量數(shù)據(jù)的交互是提高效率的基本保證。
從4K數(shù)據(jù)量及傳輸流量來分析，4K項(xiàng)目在硬盤的存儲(chǔ)量、制作中數(shù)據(jù)交互傳輸?shù)确矫娑急菻D/2K成倍增加，比如：2K實(shí)時(shí)讀取要求持續(xù)帶寬為370MB/s，4K實(shí)時(shí)讀取要求持續(xù)帶寬為1480MB/s(1.5G/s)。
4K制作可以根據(jù)質(zhì)量要求劃分為兩種，即普通質(zhì)量制作和高質(zhì)量制作。這兩種制作方式的不同就在于他們對(duì)資源的占用。
普通4K質(zhì)量制作，采用的是壓縮的視頻文件，這種文件的壓縮比率較高，可以在存儲(chǔ)容量、帶寬占用、處理速度上對(duì)硬件的要求較低，可以用相對(duì)較低的資源制作4k后期節(jié)目，例如采用4K XAVC編碼的4K后期節(jié)目制作。
另一種高質(zhì)量4K節(jié)目制作，追求的就是節(jié)目的高清晰度，這種制作方式，一般采用高畫質(zhì)的RAW格式，就是說在前期拍攝的時(shí)候采用的是4K RAW格式。
由于攝像機(jī)在拍攝的時(shí)候可以生成高低碼流的兩種素材格式，例如mpeg2和RAW兩種格式，我們?cè)谥谱鞔朔N素材的時(shí)候就可以將粗剪等工作交給輔助工作站使用mpeg2等壓縮文件剪輯完成，而將特效合成和版本校色采用4K無壓縮格式交給歐特克Flame工作站完成。最終在flame中將輔助工作站剪輯的素材進(jìn)行套底后輸出高質(zhì)量的節(jié)目。
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