最近有网友提问说:为什么过去的老电影,修复后都那么清晰?
那么今天,我们来说一下“清晰度”。
所谓“清晰度”,有两层意思,一个是基础清晰度,也就是分辨率;另一个则是“综合感官清晰度”。人们说的“画面很清晰”,通常是指“综合感官清晰度”。
先来说说分辨率,分辨率是清晰度的基础。
现在通常用“像素”来表达,比如2K、4K等。目前就数字电影清晰度,一般分为以下两种规格:
4K:分辨率为:4096×2160,885万像素;2K:分辨率为:2048×1080,221万像素,这两者是当前的国际标准。在国内,基于早期数字放映机为1.3K标准,影像质量也挺好,因此先前也沿用了这个标准,分辨率为1280×1024,131万像素,当然现在1.3K逐渐淡出了市场。至于0.8K,这是定位于农村公益放映的分辨率标准。可以较好衔接其放映终端1027*768的投影机来放映,因此像素数约78.6万像素。
一般放映机的分辨率是指最大分辨率,通常电影画面不会用到这么多的像素。根据不同比例画幅的电影来说,1.85:1的画幅比例的2K分辨率为1998 x 1080;而2.39:1比例2K分辨率则为2048 x 858。
而在胶片时代,分辨率是用“线对/毫米”来表示的。一般指胶片一毫米尺寸能容纳多少清新的对线。线对是黑白的组合,胶片一般情况下每毫米上有140个线对,即就是每毫米上有140个白线条和140个黑线条,可以理解为每个毫米有280个单一方向的像素。最终的画面像素还需取决于光学镜头。现代高级摄影镜头的实际摄影分辨率多数都能达到100线对/毫米以上,尤其是专业定焦镜头,其分辨率最高可以达到120线对/毫米以上,即每个毫米有240个单一方向的像素。
电影胶片尺寸不是单一的,国际上常规的胶片尺寸是8mm和35mm,前者是民用标准,后者是商业影院标准;65mm和70mm为特殊格式尺寸。基于某些原因,国内也有出了几种规格,比如农村电影用的是8.75mm的胶片尺寸,县城集镇用的是16mm,城市商业影院则是35mm。
如果按照像素去理解,那么根据胶片的尺寸可以如此换算:
由于胶片有磁孔、声带等,真正画面的尺寸是小于胶片尺寸的。比如35mm的胶片,其有画面区域尺寸约为20.9mm*15.2mm,按照每毫米280个单一方向的像素换算,为58528*4256,约为2490万像素。也就是说,按照现有工艺,普通35mm胶片电影的极限像素为2490万。所以,光从分辨率上讲,目前的4K数字电影都不可能超过胶片35mm的像素。至于65mm和70mm的胶片,现在的数字电影分辨率应该是还远远没有达到的。
那么问题就来了:既然分辨率还不如胶片,那为什么我们先看上去的2K数字电影清晰度要超过胶片电影?
这就涉及到另外一个概念——综合感官清晰度。
影响胶片电影综合感官清晰度的不仅仅在于分辨率,还有诸如胶片颗粒度、灰雾度、色彩饱和度、偏色等光学性能,还有诸如画面划伤、水渍、污损等物理性能等等,均影响着综合感官清晰度。
数字电影虽然在分辨率(清晰度)上不如胶片电影,但正是由于其综合感官清晰度的优势,完成了对胶片电影的迭代。
数字化影像,以下两个指标对感官清晰度的影响也很明显。
一是色深。色深即彩色信号量化的细腻程度,一般用比特位表示。目前有8位、10位及12位,就是2的8次方、2的10次方及2的12次方,表征的是画面色彩的细节层次,也就是说色深位数越多,量化越细腻其彩色的层次和细节越丰富。
二是色域。色域是人眼对色彩的感知范围,色度信号的数字化也可以看作是某一系统对每一种颜色进行编码的范围,简单说就是衡量一个系统能显示的色彩有多少。我们用色域图来表示。我们看到,整个色域图就是我们人眼能看到的所有颜色的范围,里面的几个三角形范围分别对应的是不同技术系统所能显示的颜色范围。好莱坞定义的DCI 1.0标准,其色域范围是DCI-P3,目前4K超清视频以及DCI 2.0标准是REC.2020,2K全高清的色域是REC.709。
前一个表征的是色彩的细节后一个表征的是色彩的丰富程度。他们都对画面的色彩感知有重大影响。简单地说,色域决定有多少颜色可以被表示,而色深则决定了色彩间的过渡和变化有多细腻。
回过头来回答开头的问题。所谓老电影修复,均有一个“胶转数”的过程,通过特种扫描仪扫描电影正片,把胶片上记录的模拟的信息转成数字,数字信号的分辨率(像素数)由胶片质量和扫描仪性能决定。上文中说了,35mm的胶片分辨率可以达到4K,那么保存完好的胶片电影经过扫面有个2K甚至4K分辨率也不足为奇。而修复,则是针对胶片褪色、损伤、偏色、破损部分进行数字化处理,有些还用上了人工智能,因此在感官清晰度上,修复后的老电影,也会有惊艳的效果。
再来说说“基础清晰度”的未来。
分辨率的每次升级,都意味着画面像素点数的升级,以矩形为例,横纵各提高两倍,因此其面积增至原来的四倍。因此,分辨率每升一级,就意味着清晰度相比上一个等级提升了4倍。因此,像素越高,意味着画面越细腻、越清晰。
比如4K的像素数为2K的4倍。电影行业在实际的数字母版制作和数字放映中,还会根据不同的画幅宽高比来对图像水平方向或垂直方向的像素数进行调整,一般胶片电影采用的是1.85:1、2.35:1两种画幅宽高比,数字电影则会采用两种4K分辨率标准,即3996×2160(1.85:1)和4096×1716(2.39:1)。
在其他视频领域,分辨率已经达到4K以上,很多电视台都具备8K制播能力,甚至16K也有涉及。但是这些所谓的4K、8K视频均不是原生的4K、8K清晰度,所谓原生的4K清晰度,是4K摄像机直接拍摄直接播放的画面,而电视台、流媒体等播放的4K内容都是经过压缩编解码的,因为其传输分发系统需要有高速带宽的支持,目前普遍的网络传输系统普遍达不到。
这样的性能,这会严重影响效率和普及程度。作为效率和性能的折中,多种视频编解码系统涌现,衡量其性能优劣,就是其编码效率,说得普通点就是编码后的数据大小和影像质量当然,数字电影更多追求的是影像质量,效率倒是其次,但网络视频及电视台受限于分发传输,更强调效率,因此,即使是4K、8K综合清新度仍然无法和蓝光原盘和数字电影相比。
这就解释了数字电影,即使是2K,综合感官清晰度照样比你在流媒体平台或电视台的4K、8K要好。目前的数字电影常见的还是2K版本,也有一些是4K版本的。
虽然分辨率(像素数)的提升,有助于提升影像质量,但人眼感受到的是综合感官清晰度,因此分辨率由2K提升至4K不仅仅在于其本身,还有很多其他维度的提升,比如HDR、HFR以及前面说的色深、色域等,当然所有这些主要还是在一定亮度的前提下才能更好体现出综合感官清晰度。
技术只有不断进步,才能展现出行业的生命力,甚至是整个社会的生命力。没有什么东西是静止不动的,从数字电影技术来看,2K并不是未来,4K也不是“天花板”。未来,也会有更多的4K、甚至8K内容制作,包括电影、剧集、纪录片甚至是一些赛事的转播等等。相伴随的则是其他技术的同步优化升级,除了分辨率(像素数),高亮度、高对比度、宽色域、高色深、高帧率等。期待这些技术的更多普及应用,从而给影院带来更好的综合感官清晰度,这才是良好观影体验的核心。
(题图来源:艾维电影图库,图文无关)
责任编辑: