2024年2月12日发(作者：三星高端手机有哪些型号)

数字摄影机之梦

The Dream of Digital Cinematography Camera

索尼中国专业系统集团 节目制作业务总部 王亚明

数字化浪潮席卷全球，我们熟悉的模拟技术和产品一个接一个地被数字技术和产品替代，电影也不例外。已经有百年历史的电影从拍摄、制作到放映过去都是在胶片上完成的，如今数字中间片工艺已经成为好莱坞电影制作的标准流程，数字放映机和数字摄影机也进入了影院和拍摄现场。数字化使电影从它的诞生母体加速脱离，无胶片电影正在从梦想变成现实。

数字中间片（DI，Digital Intermediate）

顾名思义，“数字中间片”就是在电影制作的“中间片”这个阶段离开了胶片，即无胶片制作。其实数字技术早就应用在电影的特技制作上了，数字中间片则更进一步，把全部的制作工作都从胶片转移到数字域完成。实际上在电影的拍摄、制作和放映这三个关键环节中，最先实现数字化的就是制作。DI原本是指拍摄和放映都使用胶片，只是在制作这个环节采用数字技术，不过由于数字拍摄和放映技术的发展，在DI之前的拍摄和DI之后的放映也越来越多地采用了数字技术。

图1. 数字中间片与拍摄、放映的关系

造成分辨率的衰减。忽略镜头分辨率的影响，电影胶片有多种格式，但长期以来大多数故35mm负片原底的分辨率可以达到4K左右，经过事片的拍摄、制作和放映使用的都是35mm胶片，第一次复制后得到的翻正片分辨率就降低到了电影行业在讨论图像质量时一般也都以35mm胶2K，再次复制得到的翻底片分辨率为1.6K，而用片作为参照。传统的胶片电影制作流程从拍摄负翻底制作的发行放映拷贝分辨率就只有不到1.2K片原底到完成放映拷贝需要经过三次复制，由于了。

光学复制时的散射效应，这种模拟的复制过程会

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图2. 35mm胶片电影制作流程

图3. 光学接触复制的散射效应

用这个保持了数字制作最高质量的中间负片印制采用数字中间片流程后首先把负片原底发行放映拷贝。因为DI消除了传统胶片制作流程（OCN，Original Camera Negative）通过扫描数字中多次光学接触复制产生的损失，所以采用DI工化，由于数字制作不会产生分辨率和图像质量的艺制作的发行放映拷贝分辨率可以达到1.6K至损失，因此模拟的负片原底转换成数字图像后其2K。

分辨率在制作过程中可以保持不变，待全部制作完成后再把数字版转换成模拟的中间负片，最后

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图4. 数字中间片（DI）制作流程

因此大部分影片的DI都采用了2K分辨率。在好DI工艺采用的分辨率有两种，一种是2K莱坞，目前有将近90%影片的制作都采用了DI工（2048 x 1556），另一种是4K（4096 x 3112，DPX艺流程。

文件分辨率）。DI分辨率越高图像质量越好，但4K的数据量是2K的4倍，成本比2K高得多，

数字影院（Digital Cinema）

在技术层面上，能够实现无胶片放映的数字放映机和储存数字电影数据的服务器2000年开始就在影院应用了。早期采用DLP芯片的数字放映机清晰度为1.3K，2003年达到了2K，2004年索尼发表了采用SXRD芯片的数字放映机，清晰度达到了4K。在亮度方面，目前DLP数字放映机的最高亮度已经达到了3万流明，SXRD达到了1.8万流明，两种放映机的顺序对比度都超过了2000:1，场内对比度超过了100:1，完全可以满足影院的放映需求。实际上，这两种数字放映机的放映质量都已经超过了现有的35mm胶片放映机。

在标准层面上，目前最成熟的数字影院行业标准是由DCI制定并已开始实施的DCI数字影院规范。2000年1月SMPTE（美国电影电视工程师学会）成立了数字影院（Digital Cinema）标准工作组DC28，但DC28的标准制定工作进展并不顺利。2002年年初，经过两年等待后DC28仍然未能完成数字影院标准的制定，而急需技术标准的电影行业意识到消极等待的代价将越来越大，于是好莱坞7家主要制片商共同成立了DCI（Digital

Cinema Initiative数字影院创导公司），希望以节目供应商的身份提出电影行业自己的“数字影院行业标准”，以推动处于困境中的数字影院继续发展。

经过两年多的工作2004年7月1日DCI发布了4.0版文件的草案，2005年7月20日发布了正式文件V1.0，2007年4月12日发布了V1.1版，2008年3月7日发布了V1.2版。DCI文件澄清了数字影院的技术规范，其清晰度被分为2K（2048x1080像素，每秒24帧或48帧）和4K（4096x2160像素，每秒24帧）两种。

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图5. 符合DCI规范的2K和4K数字放映机

的权力，也从未声称制定的文件是“标准”。不过根据DCI规范数字影院服务器采用JPEG2000由于DCI是由电影行业内最具影响力的好莱坞7压缩算法，其主要优点是可以实现数字影院发行大片厂倡议发起成立的，所以它代表了好莱坞的母版（DCDM）的2K/4K分辨率兼容，这样不论声音，也就是美国电影行业对数字影院的看法。发行的数字母版是哪种分辨率，2K和4K数字设尽管DCI制定的“行业标准”并不具有强制力，备都可以正常放映。DCI发行母版文件采用硬盘但从7大片厂在全球娱乐行业的巨大影响力来看拷贝配合KDM密钥的加密方式，目前好莱坞片商任何想进入这个行业的参与者都不可能无视DCI发行的所有数字影片都只能在符合DCI规范的数“行业标准”的存在。目前SMPTE的DC28工作字放映机和服务器上放映。好莱坞的主要片商已组正在以DCI文件为蓝本制定相关的SMPTE标于2007年达成共识，计划在5年时间内将电影发准，可以预料DC28工作组制定的SMPTE数字影行由胶片过渡到数字，2012年后将取消胶片拷贝院标准将有大部分内容是与DCI文件相同的，只发行。由于好莱坞在电影发行方面的重要地位，不过SMPTE文件将比DCI文件更加全面、规范这一趋势对推动电影放映数字化的重要性不言而和准确。

喻，无胶片影院时代即将到来。

实际上DCI是一家公司，它并没有制定标准

数字拍摄（Digital Cinematography）

2000年索尼发表了世界上首部24P数字摄影机HDW-F900，揭开了电影数字化拍摄的序幕。法国著名导演彼多夫（Pitof）率先在2000年用F900摄制了《夺命解码》（Vidocq），将法国历史上著名大侦探维多克的传奇故事搬上了银幕。在数字摄影机的演绎下200年前的巴黎充满了诡异的色彩，这部法国当代第一部采用数字技术拍摄的电影大获成功，连续两周高居法国票房排行榜之首。

稍后乔治•卢卡斯（George Lucas）用数字摄影机F900续写了星战系列电影的神话，《星战前传II-克隆人的进攻》开创了好莱坞电影的数字拍摄风气之先并取得了极大的成功。此后年轻的新锐导演罗伯特•罗德里格斯（Robert Rodriguez）用F900拍摄的《墨西哥往事》和《神童特工II》等影片也赢得了广泛好评并取得了不俗的票房收

4入，从此电影的数字化拍摄势头一发而不可收，无胶片的数字化拍摄被越来越多的导演、制片人和摄影师接受。

图6. HDW-F900

z 从电视摄像机到数字摄影机

HDW-F900对电影数字化的最大贡献是实现了高清1080/24P逐行拍摄。24P逐行扫描格式为电影与电视这两大技术体系之间搭建了桥梁，打开了用数字高清电视技术拍摄电影的大门。现在，1080/24P已经成为数字电影拍摄的主要格式，在欧洲、澳大利亚和中国等50Hz电源的国家和地区也用1080/25P拍摄用于电视播出的数字电影。

2003年索尼发表了第二代数字摄影机HDC-F950，F950可以通过HD-SDI双链接输出4:4:4信号，配合索尼新开发的HDCAM-SR数字高清磁带记录格式实现了RGB全带宽记录，乔治•卢卡斯用这些设备拍摄了《星战前传III-西斯的复仇》。像F900一样，F950也是在高清摄像机的基础上增加了24P拍摄功能后重新设计的，不过F900采用的是码率144Mbps的HDCAM磁带记录，而配合F950的HDCAM-SR记录码率达到了440/880Mbps，是HDCAM的3或6倍，既可以记录4:2:2也可以记录4:4:4全带宽信号，大大提高了记录质量。F900和F950采用了与电视摄像机相同的电视伽玛，电视伽玛可以在电视上看到正常对比度和彩色的图像，也就是“所见即所得”，适合电视的直播和制作，不过电视伽玛分配给高电平部分的资源比较少，不利于保留画面中高亮度部分的灰度层次。

图7. Viper和HDC-F950

汤姆逊专门为Viper开发的Venom闪存盘内，也 同年汤姆逊Grass Valley发表了Viper可以记录在HDCAM-SR磁带上。

（LDK7500）数字摄影机，Viper在4:4:4全带宽

的基础上采用了不对图像信号进行任何视频处理24P拍摄、4:4:4全带宽、原始数据输出以及的RGB原始数据（RGB RAW Data）输出方式，对数伽玛使数字摄影机逐渐脱离了高清摄像机的并引入了数字中间片流程中普遍采用的对数曲线技术轨道，转向了与电影数字中间片流程接轨的压缩记录动态范围。Viper双链接输出的24P 4:4:4发展方向。

全带宽对数文件数据可以记录在外置硬盘阵列或

z 全画幅数字摄影机

早期的这几种数字摄影机都是在高清电视摄像机的基础上改进研发的，最突出的特点是成像器件采用了高清电视摄像机的2/3英寸CCD，有效像素数量R、G、B各1920x1080，光学棱镜分色，使用2/3英寸B4接口镜头，电视技术标准的信号接口和记录模式。

2003年著名的电影设备生产商ARRI发表了数字摄影机D-20，D-20采用了Cypress专门为其定制的超35（Super 35）全画幅单片CMOS成像器件OSCAR，OSCAR成像区域的尺寸与超35胶片画幅相同，可以使用ARRI 35mm胶片摄影机的全部PL接口电影镜头。D-20保留了胶片摄影机

5的旋转叶子板和光学取景器，操作方式与ARRI的胶片摄影机相似。在2008年的NAB展会上，ARRI展示了D-20的改进机型D-21，与D-20相比D-21增加了Mscope变形宽银幕图像拍摄功能，完善了拜尔原始数据（Bayer RAW Data）拍摄的工作流程。像Viper一样，D-21双链接输出的24P

4:4:4对数文件数据可以记录在外置硬盘阵列或Venom闪存盘内，也可以记录在HDCAM-SR磁带上，不压缩的拜尔原始数据只能记录在外置硬盘阵列内。从2005年开始D-20通过租赁的方式提供给部分用户试用，2008年D-21正式向市场销售。

图8. 采用全画幅成像器件的数字摄影机

对数伽玛这些典型的数字摄影机特征外，D-21和2004年著名的电影设备生产/租赁商Genesis与此前数字摄影机的最大区别就是使用了Panavision与索尼合作研发了数字摄影机Genesis，超35全画幅成像器件（S35 Full Size Imager）。装Genesis采用了索尼的超35全画幅单片CCD成像备了全画幅单片成像器件的数字摄影机可以直接器件，可以使用Panavision接口的全部35mm电使用35mm胶片摄影机的镜头，其视角和景深范影镜头，HDCAM-SR磁带或SSR闪存盘记录。围与35mm胶片摄影机完全相同。就像专业摄影Genesis在好莱坞得到了广泛应用，拍摄了《皇家师在单反数码相机采用全画幅成像器件后纷纷放赌场》、《超人归来》、《空战英豪》、《人生遥控器》弃胶片改用数码一样，全画幅成像器件在数字摄等大量影片。像Panavision的胶片摄影机和镜头等影机上的使用大大加快了电影拍摄数字化的进设备一样，Genesis也采用了只租赁不销售的业务程。

模式。

除了24P、4:4:4全带宽、原始数据输出以及

z 图像文件数据记录

D-21和Genesis的信号输出接口和图像记录仍然采用了电视的技术标准，其最高分辨率只能达到高清电视技术标准的1920x1080像素，要想实现更高的记录分辨率必须脱离高清电视的技术轨道，采用与数码相机一样的图像文件数据记录方式。

2003年，半导体和成像器件的专业生产厂家DALSA发表了数字摄影机Origin，采用了比35mm胶片全画幅尺寸还大的单片CCD成像器件，可使用大部分PL接口电影镜头，光学取景器，外置高速硬盘阵列记录CCD输出的无压缩拜尔原始数据。2006年DALSA发表了Origin的改进机型Origin II，2007年发表了Origin II的轻量化版本Evolution以及与之配合使用的Flashmag闪存单元。Origin系列摄影机并没有在市场上销售，只有少数设备通过DALSA在好莱坞的租赁公司提供租赁服务。2008年年底，传来了ARRI将要收购DALSA摄影机部门的消息。

图9. 采用图像文件数据记录的数字摄影机

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2006年在电影和电视行业名不见经传的RED

DIGITAL CINEMA发表了RED ONE数字摄影机，

2007年在NAB上展示了工作样机，2007年年底开始向用户发货，2008年在NAB上发表了可使用更大尺寸成像器件的EPIC 系列以及小型化的SCARLET系列数字摄影机样机。RED ONE数字摄影机使用的单片CMOS成像器件尺寸与超35胶片画幅相同，可以使用包括PL接口电影镜头在内的多种镜头，从CMOS输出的拜尔原始数据经小波压缩后可以记录在小型SATA硬盘或闪存卡上。RED令人惊奇的不仅是此前从来没有摄影机或摄像机的生产经验，其产品价格也比市场上销售的数字摄影机、高清电视摄像机便宜。此外，RED还以非常低廉的价格销售自有品牌的镜头。在商务模式上RED也完全脱离了电影和电视行业的传统，采用与戴尔电脑相似的网络直销模式，不设销售和售后服务公司，不委托代理商和分销商，全球统一价格，网上预定，直接销售。

与其它的数字摄影机和摄像机相比RED有两个非常突出的特点，首先是用小波算法对单片成像器件输出的拜尔原始数据进行了深度压缩，在数码相机中对拜尔原始数据的处理方式一般是不压缩或采用压缩比只有3:1至2:1的无损压缩（与电脑中使用的Win Zip等无损压缩算法类似），而REDCODE（RED的编码器）的压缩比达到了10:1或更大，把2.7Gbps的拜尔原始码率降低到了216至288Mbps，为使用小型化的通用IT记录媒体如SATA硬盘、闪存卡记录创造了条件，使摄影机的体积和重量大大减小，成本降低。低码率的负面作用是降低了记录图像质量，这是小型化、低成本必须付出的代价。RED的第二个特点是采用了模块化设计，特别是EPIC和SCARLET系列摄影机，其机身、成像器件组件、取景器、编码器、记录媒体单元、电池等部件可以根据用户需要进行灵活组合。

DALSA的Origin和RED ONE看起来更像是可以实现连续拍摄的大型数码相机，其工作原理也和数码相机的原始数据（RAW Data）记录流程几乎完全相同，只是其拍摄速度和数据记录速度比数码相机更快，存储容量更高。两者的最大区别是体积和重量，Origin较大较重，RED ONE小型轻便。

z 新产品不断涌现

2007和2008年索尼分别发表了F23和F35数字摄影机，它们的外观完全相同，采用HDCAM-SR磁带记录，两者的主要区别是F23使用3片2/3英寸成像器件和B4接口镜头，而F35使用单片超35全画幅成像器件，PL接口镜头。

2007年Silicon Imaging在NAB展出了使用2/3英寸单片CMOS成像器件的数字摄影机SI-2K，和RED相似SI-2K也是把CMOS成像器件输出的拜尔原始数据经小波压缩后记录在硬盘上。SI-2K的成像器件采用了可更换的模块化设计，可使用P+S的光学取景器。

2008年NAB展会上Panasonic（松下）发表了VariCam系列的数字摄影机AJ-HPX3700，采用3片2/3英寸CCD，可选择适合电影拍摄的对数伽玛，内置存储卡可记录4:2:2数据，外置硬盘录像机可通过双链接输出接口记录4:4:4全带宽信号。

图10. 数字摄影机新产品

成像器件、数字处理器以及记录单元组成的数字Aaton最近发表的Penelope则展示了数字摄背，更换数字背后的Penelope就变身成了数字摄影机设计的另一个思路，其概念与早期用于胶片影机，Aaton计划在2009年推出用于Penelope的单反相机的数码后背相似。Penelope是一台便携数字背。

式35mm胶片摄影机，不过其片盒可以更换为由

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图11. Aaton的Penelope

z 小结

目前以高清电视摄像机技术为基础发展起来的数字摄影机产品已经完全成熟，具备了替代35mm胶片拍摄的能力，唯一的局限是记录分辨率只能达到高清电视技术标准的1920x1080像素，比数字中间片的2K分辨率略低一些。采用图像文件数据记录方式的数字摄影机还在发展进程中，实际产品的分辨率达到了2K。

连载一结束，待续。连载二和连载三将介绍“怎样使数字摄影机达到35mm胶片的拍摄质量”，敬请留意。

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