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电视转播中的电影化应用探索

2023-11-06 谢秦 依马狮视听工场


【关键词】 电影机  浅景深  画面质量

【摘要】 近年来随着传感器技术的不断进步,电视转播画面的质量提高到了前所未有的高度。以电影机技术为代表,在各类大型体育赛事、时政节目及综艺晚会中都有尝试和应用,力求给转播画面带来更大的冲击力和现场感。

过去的几年,是广电行业向超高清化快速发展的一个阶段。新型4K讯道机在3片3分之2英寸COMS传感器的加持下,转播画面在分辨率、动态范围、帧速率、量化比特殊、色彩空间5个维度上相较于高清的画面有一个重大的提升;而电影机从诞生起就在这五个维度上有很高的表现,比如电影机的分辨率从2K到8K全覆盖、动态范围超过17档光圈、机内录制可以达到120P的帧速率、量化比特更是可以达到16bit,色彩空间上早期的DCI-P3色域就可以达到73%的BT2020色域范围,而当下的电影机在色域方面实际达到或者超过BT2020的色彩范围。

 

一.电影机的技术条件

1.传感器

电影机有如此高的表现,最重要的硬件支撑是传感器:电影机通常采用较大尺寸的传感器,如Super 35(24.6mm X 13.8mm)、全画幅传感器(32mm X 18mm)甚至更大的65mm(54.12mm X 25.58mm)画幅,而广播讯道机的传感器尺寸通常为2/3英寸(8.8mmX4.9mm)。摄像机最本质的原理是光电转换的过程,电影机正是有了大的传感器尺寸,才打开了大光圈的时代,也因此提高了动态范围,改善了低光性能,同时更有利于实现浅景深效果。

 

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图1[i] 不同传感器的尺寸大小对比

 

有了大尺寸的传感器后,带来了2个大的优势:单位像素更大和视角更广。在像素数一样的情况下,CMOS尺寸越大,单位像素就越大,每一个像素可以收集更多的光线,提高了低照度和信噪比,当然也有利于提高画质。如图2所示,索尼A7s在UHD 4K模式下和广播级讯道在4K模式下都拥有相同的800万像素,但索尼A7s单个像素尺寸明显大于广播级讯道,并且拥有更大的视角。

 

 

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图2[ii] Sony A7S与广电摄像机比较

 

2.更大的镜头口径

电影镜头通常用PL卡口,更大的卡口直径让镜头的后端镜片可以做得很大,使得光电转换过程在拾取和捕获光的时候就获得最佳的条件,也由此打开了现代大光圈镜头的设计时代。而小口径的镜头卡口通常会有几个弊端:容易导致画面角落照度不足形成暗角。容易造成色彩干扰。当光线以更陡峭的角度射向影像传感器边缘时,可能只有一部分击中光电二极管,或是同时击中邻近的二极管。大口径的镜头可以做到光线角度更垂直,成像灵敏度越高。比如,面对360度舞台的情况下,大口径镜头和传感器对光的处理更加纯净,B4卡口讯道机在这种情况下表现相对较差。

 

 

 

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图3 环形舞台灯光环境

 

3.电影机滤镜

电影机在传感器前方通常设计有一套光学低通滤光片和光谱滤光片,光线在接触影像传感器之前必须先穿透滤镜系统。其中的红外(IR)和紫外(UV)滤镜,可以阻挡大部分可见光谱范围之外的红光从而避免伪色彩效果但留下足够的近红光谱这样能使肤色更好看。

而对于广电讯道机而言,如果光线不能以垂直的角度射入成像器,反而会造成更加严重的影响。所以,广电讯道机通常不使用这些设计。

 

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图4 电影机滤镜

 

二.电影机能为电视转播带来什么

对技术团队来说,我们喜欢从画面的变化上来做评判。

1.浅景深

浅景深效果是电影机最大的特色,相信很多人第一眼被吸引就是突出主体、虚化背景的视觉冲击。奥林匹克广播公司OBS直接将电影机在奥运会上的应用定义为SDF(shallow depth of field)Camera-浅景深摄像机,使用的正式电影机浅景深的特点。力求将关注集中在每一个动作中,并且传递运动员的情感。传统广电讯道机要想做到浅景深只能通过增大光圈和使用长焦镜头的长焦端去拍摄。但考虑到摄像师在聚焦的过程中实际操作往往很难实现。而在同样光圈和焦段范围内,电影机由于使用更大的成像器,更容易展现浅景深效果。在2022年的卡塔尔世界上,首次使用了电影机在球员通道和球迷看台区进行拍摄,展现出来的浅景深效果非常惊艳,画面聚焦在球星的脸部细节,虚化主体球员以外的背景,让观众能透过球员的眼睛感受到球员在出场前的紧张感。

 

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图5 球员出场通道                                                                                 图6 球迷看台

 

2.高动态

在高清制作的过程中,我们一直沿用的是标准动态范围SDR,最大亮度为100尼特,动态范围在6-10档光圈范围。无论是在高对比度的室内综艺拍摄,还是在室外明暗变化巨大的自然环境下,标准动态范围的局限性都较大,暗部没有层次,亮部被压缩限幅。而同样情况下,电影机的宽容度就大很多,高端相机能达到13档左右的动态范围,部分电影机可以达到16-17档的能力,从而展现出更多的暗部层次和亮部细节。近年来,随着4K +HDR的技术的发展和普及,HDR高动态范围给电视节目制作的画面带了极大的提升,无论是电视直播采用的HLG还是网络平台采用的PQ或者Dolby Vision,直接把动态范围提升到了14档光圈,整个显示范围最高可达1000尼特以上,同时最低也可以做到0.005尼特。

3.燥点控制

虽然电视讯道机在4K HDR模式下带来了高动态范围的展现,但同时也伴随着另外一个问题出现:燥点。燥点控制一直是电视讯道机不可避免的问题,在电视制作中有几个特别容易出现燥点的场景:当摄像机处于高速模式下,画面的整体燥点相对于标准摄像机画面偏大;而当讯道机处于4K HDR模式下拍摄时,经常会发现在照度较低时,画面暗部细节的燥点比较严重。而电影机无论在高速模式下还是在低照度环境下拍摄,画面的燥点控制非常好,几乎看不到燥点。

4.电影质感

我们一直说电影机的质感特别好,看起来有电影感等等。那质感到底体现在什么地方?要去量化质感,最直观的体现是在肤色和锐度两个方面。电影机基于大传感器尺寸、特殊滤镜、大口径的接口等的优势,使其在肤色表现上更柔美,近红光的展现更贴近自然,因此不管是综艺、体育、时政拍摄,始终给人一种“悦人”的肤色感受。而在锐度方面,电视讯道机在不同条件下的锐度表现很难做到统一,在高亮情况下往往画面太软,在拍摄人物特写的时候往往轮廓太硬。而电影机在画面的硬、锐、柔之间达到了一种“舒适”的锐度。

 

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图7 超级碗中场秀

 

图7是在2021年超级碗中场秀表演环节中的一个场景,全白背景、表演者肤色较深,在这种强对比度的条件下广电讯道机通常会出现压缩和削波的情况,整体画面亮度降低或者高光过度的锐利,而那年的中场秀采用电影机拍摄,不但展现了令人舒适的锐度,还将表演者的肤色刻画的更加舒适。

5.色彩科学

作为一个广电技术从业者,我们很多人在入行的时候都被教导过:“所见即所得”-电视转播的画面要真实反应现实世界的颜色。在很长一段时间内确实我们追求的是颜色的一致性、准确度和画面的真实感。但随着超高清技术的发展,4K+HDR技术在各类大型体育赛事中被应用,我们逐渐发现每一个赛事对HDR标准的界定也不尽相同,各家对基准白、超白、超黑等部分的定义都有自己的设定,表现为每个赛事、每个团队创作自己独有的Lut表,如:OBS Lut、FIFA Lut、CMG Lut、BBC Lut等。而在综艺制作中,我也发现越来越多的视觉总监、导演对画面的颜色风格有独特的定义,例如很多红毯转播希望对明星的脸部有柔化的效果、各个选秀节目追求风格化的颜色等等。因此,电视转播的画面逐步向电影风格化的认识过渡,画面的色彩科学正在成为节目质量提升的重要手段。

对制作团队来说,电影机能给节目制作带来什么?

我们经常听到一个词“故事性”,通过电影机的浅景深、高动态、色彩科学等能力来讲述故事、传递情感。

在体育赛事中利用电影机浅景深的特点进行拍摄,比如奥林匹克广播公司OBS将在2024年巴黎奥运会上全面使用电影机,力求将关注集中在运动员的每一个动作中,传递运动员的情感。如果说传统电视转播画面追求大景深,现场感的方式是一种“地毯式”轰炸拍摄,作为一名观众很难从画面中准确体会到导演的想法;那么电影机这种浅景深式的“精确”定位拍摄,更能让观众读懂导演的意图,获取传递的信息。在综艺录制中,利用电影机独有的色彩科学,可以将整个节目的画面风格化;也可以利用电影机的特殊滤镜,定制拍摄、设计镜头语言,以电影化的制作方式提升节目质量。当然,电影机还有一些自身独特的拍摄效果,来赋予画面更多的美感。比如焦外散景,它是一种美学选择,往往赋予图像一种梦幻般的外观,根据孔径叶片的形状,在大光圈下,散景通常具有较柔和的圆形边缘。此外,使用电影机拍摄某些题材也是文化的传承,例如hip-hop、街舞等长期使用电影化的制作来呈现街头文化。

 

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图8 焦外散景

电影机给观众又能带来什么?

作为一个电视转播从业者,会更关注画面的细节、呈现的效果。而对于普通观众而言,他们缺乏专业的转播知识,不一定能辨别出这个节目是用电影机拍出来的。观众只能通过眼睛去感受电影感所呈现出的美学和情感。因此,通过电影机拍摄我们想让观众感受到的是被画面的美感所吸引,从而持续看下去,并且通过画面慢慢看到故事性,看出一些情感的表达和沉浸式的现场感。

 

三.电影机的使用痛点

说了电影机很多的优点,那电影机在目前的条件下是否能完全适配电视制作的流程呢?显然在电视转播领域,电影机的应用还有很多的痛点,主要如下:

1.镜头

电影镜头的重量往往大于电视镜头的重量。同时,电影镜头的焦段是限制其在电视转播中应用的最大痛点,电影镜头大多是定焦、或者焦段较短的镜头,大多用在近景拍摄中。而电视转播常用的B4卡口镜头从13倍到125倍,可满足体育赛事、综艺录制等远距离拍摄的使用。另外,电影镜头通常没有电动推拉、聚焦伺服功能,只能手动或者加装外部电驱马达。因此,电影镜头在操作上和电视镜头差别较大。

2.摄像机单元

电影机和电视讯道机最大的差别还是在摄像机单元的接口上,通常讯道机都配有摄像机基站,讯道机所有的信号输出、控制、供电、tally、通话等功能都可以通过基站来解决。而传统的电影机往往只有一个机身,所有的信号输出都从机身输出,供电需要通过机身外置电池供电,因此使用上需要考虑换电、信号传输、设置调整等问题。

3.颜色匹配

电影机虽然有出色的画面质感,但在颜色上却与电视讯道机的颜色有较大的差别。因此,当两种机器组合在一起进行拍摄时颜色匹配是一个比较突出的问题,是让电视讯道机颜色向电影机颜色靠拢,还是电影机颜色向讯道机匹配都是实际制作中较难的问题。

4.操作习惯

电影机的使用难度比讯道机大很多,主要体现在聚焦难度上,电影机焦点薄,通常是定焦拍摄或者细微的手动聚焦拍摄。而恰恰电视制作又是喜欢大范围、快速变焦拍摄的模式,所以造成了电视摄像师使用电影机拍摄时往往需要较长的时间去适应电影机的聚焦过程,在这个过程中电视导演也需要调整使用电影机拍摄的方式。此外,讯道机会有很多辅助信息的读取,比如聚焦数值、推拉数值等协助摄像师进行拍摄,而电影机往往没有。

5.制作流程

前面提到了,电影机的操作习惯不同导致了原有的电视制作习惯、流程不得不跟着一起变化,焦段的变化直接导致机位设置的变化,需要更加靠近拍摄物设置机位;聚焦难度大,导致不同景别的切换需要更多的机位去衔接;同时,电影机画面的特点,也给制作流程带来变化,比如景深的变化是否会让观众感到突兀,在浅景深画面和深景深画面之间如何保持平衡;另外,导演如何更好的利用电影机去设计脚本,故事性的打磨需要更多的时间去设计等。

 

四.电影化应用总结

针对电影机的画面特点和使用痛点,结合现有电视制作的模式,我们认为现阶段的电视转播还是以电视讯道机为主体,配合部分电影机的混合制作模式比较合适。首先,在电影机位设置上,将电影机应用在3种机位上:第一种是轻量化电影机,比如FX3+稳定器+无线微波的方式进行移动拍摄,该机位可以替代传统观众游机或者传统讯道机斯坦尼康;

 

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图9 WTT电影机拍摄

 

第二种是应用在特种机位上,比如斯坦、摇臂、飞猫、轨道等,配合广角电影镜头使用,这些特种机位本身在考虑信号传输、控制时就拥有第三方的解决方案,因此对电影机的操作性上比较好实现。

 

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图10 跨年晚会斯坦尼康

 

第三种是使用电影讯道机配合电影长焦镜头直接替代传统讯道机的位置,近期以Arri和索尼为代表分别推出了AMIRA Live和F5500电影讯道机,使电影机拥有摄像机基站,控制、实时调色RCP、通话、返送等的电视制作功能,同时以富士镜头为代表的镜头厂商推出了如富士HZK 25-1000mm的长焦端箱式电影镜头,使得电影机焦段也能达到电视制作的要求。

 

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图11 CBA转播中电影机+电影长焦的使用

 

其次,针对电影机的使用还是需要改变传统电视制作的工作流程。比如,针对电影机增加跟焦员岗位;制作团队需要结合电影机的特点打磨创意、设计场景、讲述故事性等。最后,在电视讯道机和电影机混合制作的模式下,需要考虑两种不同画面感受(景深变化、色彩的平衡等)切换对观众的影响。制作团队需要考虑电影画面在整个节目中的占比是多少,既不打破转播节奏,又能给观众带来更多的电影感、临场感。根据近几年SMT在电影化转播中的应用探索,我们建议体育赛事将电影机画面控制10%-15%的比例比较合适,在综艺中,电影画面可以提高到30%左右。

随着电视技术的发展,高沉浸式技术成为当下热门话题,电视转播电影化的技术正在各大赛事、活动中应用,相信未来会有更多的提升空间。

 

[1] https://phfx.com/tools/dpThing_philsSensorChart/phfx_philsSensorChart.png

[11] https://phfx.com/tools/shotPrep/

电视转播 电影机 浅景深 画面质量

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