即將到來的4K時代（一）

吳穹

“清晰、清晰、更清晰”，這是近些年視頻影像行業(yè)發(fā)展的直觀感受，從前些年收藏DVD和藍光DVD，再到通過網(wǎng)絡觀看1080P甚至4K超高清視頻，發(fā)展比想象來得更快，以至于當我們還在尋找HD版本的電影片源時，《冰與火之歌·權利的游戲》、《紙牌屋》、《絕命毒師》這些熱門的美劇在Netflix上已經(jīng)開始提供4K的超高清版本。同時知名視頻網(wǎng)站Youtube也開始提供4K節(jié)目內(nèi)容，個人用戶也能上傳4K視頻內(nèi)容進行分享。此外，這兩年如索尼、三星這些廠商大量推出4K電視，以及如小米、樂視等新興國內(nèi)網(wǎng)絡電視品牌也紛紛扛出使用4K屏幕的大旗，4K時代似乎已經(jīng)來臨。

4K是什么？

我們現(xiàn)在所說的4K是“超高清Ultra High Definition”（UHD）的概念，它泛指視頻素材分辨率長邊可以達到4000點左右的水準。其中，電影工業(yè)使用的DCI 4K（Digital Cinema Initiative數(shù)字電影推進聯(lián)盟）標準分辨率為4096

×2160，而由國際電信聯(lián)盟制定的UHDTV（Ultra High Definition Television）標準分辨率則是3840×2160。根據(jù)具體使用范疇的區(qū)別，專業(yè)數(shù)字電影機都采用4096×2160的4K分辨率。而民用器材則是3840×2160，比如4K電視、4K顯示器、可錄制視頻的各種相機皆是如此，這也是我們主要討論的范疇。

不過，就如1080P高清格式開始普及的時候一樣，4K概念的出現(xiàn)其實也只是推動相關行業(yè)技術升級的一臺“發(fā)動機”。未來一定會有6K乃至8K普及的一天，相關機構也推測2020年8K技術將正式商用。當然要說特別，我認為4K也是自DVD之后，影像行業(yè)的又一個里程碑。DVD是模擬影像時代到數(shù)字影像時代的一個分水嶺，而4K則與手機使用“視網(wǎng)膜”顯示屏的意義類似，他們都能讓顯示設備在適合的觀看距離下達到多數(shù)人肉眼的視覺極限（不會有明顯的顆粒感），這一點意義重大。

4K概念的價值

世界上第一臺135相機是由奧斯卡·巴納克發(fā)明的Ur-Leica，它使用35毫米電影膠片進行拍攝。相機是橫向走片，因此它以24毫米的可用寬度為畫面的寬邊，3：2的畫面比例確定了36毫米的長邊，得到36×24毫米單格底片范圍。電影機則是縱向走片，去掉音軌記錄區(qū)域長邊大概是22毫米，而寬則根據(jù)不同的影片拍攝比例而定。數(shù)字電影機行業(yè)的“全畫幅”幅面（相對與相機的概念）是Super 35mm格式的23.6×13.3毫米的幅面大小，即參考膠片35mm電影機規(guī)格而來。

4K影像的細節(jié)、反差、暗部細節(jié)都比過去更好，同時也是電影產(chǎn)業(yè)能夠數(shù)字化的重要因素。2004年，佳能EOS 1Ds Mark II作為第一款達到1600萬像素級別的全畫幅數(shù)碼相機，是絕大多數(shù)職業(yè)攝影師全面放棄膠片開始數(shù)碼化的一個起點。因為這一像素數(shù)量是數(shù)碼相機在印刷、輸出效果上超過35mm膠片的一個平衡點。而對于Super 35mm格式的電影機，4K分辨率、單幀800萬像素的精度其實也就超過了多數(shù)35mm電影膠片的精度。歷史總是有頗多相似之處。況且數(shù)字電影素材比膠片的后期制作方便性更大，所以4K的拍攝流程對于電影產(chǎn)業(yè)意義重大，至于許多廠家也開始用6K甚至8K的分辨率制作，追求更加極致的影像質(zhì)量，這和攝影中大家樂此不疲的換用高像素器材拍照片是一個道理。

為什么要4K視頻？

4K視頻的確挺好，但它似乎距離普通愛好者還有一段距離，至少在2014年只有為數(shù)不多的一兩款民用器材能夠拍攝4K視頻，比如松下GH4，它也是之前萬元內(nèi)唯一適合用于4K拍攝的相機。此外，索尼A7S也很不錯，但它卻需要配合外錄儀才能實現(xiàn)4K，流程相對復雜。但是僅僅一年不到的時間，2015年發(fā)布的一大批器材都開始具備4K視頻內(nèi)錄功能（直接記錄在存儲卡上），且相當部分器材價格并不貴。索尼A7R II、RX100 IV、RX10、松下GX8、G7、LX100、FZ1000、GoPro hero4 Black這些都是近期開始支持4K視頻拍攝的器材。甚至連iPhone 6 Plus使用一款名為Ultrakam的APP也能夠記錄4K的視頻片段，似乎一夜之間4K視頻已經(jīng)遍地開花。

當然，4K還并未完全普及開來，而只是一系列變化的開始。我們還有許許多多的技術流程需要解決，無論是器材的搭配還是拍攝中的技術技巧、周邊附件的準備等，早一些了解總是好事。

拍攝4K前你需要知道的

拍攝4K視頻除了分辨率更高之外，還有許多重要的技術細節(jié)需要了解。比如說，器材所采用的編碼標準、采樣模式、清晰程度以及流暢性，它們都是影像視頻素材品質(zhì)的重要因素。如果你對視頻拍攝這件事相當在意，那么這些因素就都要考慮，畢竟拍視頻的工作流程還是比拍照片要復雜，前期拍攝、中期的素材整理剪輯、后期的調(diào)色需要一條順暢的流程，而具體的技術細節(jié)需要你根據(jù)自身設備情況來確定。當然如果你僅僅只是拍攝一些簡單的記錄短片，也可以非常簡單。手機中的一些APP，比如iMovie、Replay、Clips都不錯，電腦中很多軟件也能完成簡單的剪輯和上傳。

清晰程度：這是我們每一個人拍攝超高清視頻都會遇到的問題?？傮w上說，這和用相機拍攝照片的實際效果成正比，手機和GoPro的拍攝效果在光圈充足的環(huán)境中都挺不錯，可是一旦光線偏暗，一定還是需要M4/3或全畫幅系統(tǒng)才能達到足夠好的水準。對于鏡頭，多數(shù)最新款的定焦鏡頭都能滿足使用需求，畢竟4K也就800萬像素，并不需要非常高的分辨率。但要涉及到“呼吸效應”、多機位色彩統(tǒng)一的問題，你恐怕就需要考慮使用相對專業(yè)一點的視頻鏡頭或電影鏡頭了。

編碼標準：由于我們所使用的民用設備其實都是為拍攝照片而設計，視頻拍攝只是它們所附帶的一項功能，在進行視頻拍攝時往往會出現(xiàn)數(shù)據(jù)吞吐量滯后、功耗控制、數(shù)據(jù)傳輸帶寬有限等一系列棘手的問題。所以使用便攜設備拍攝視頻，幾乎都要對最后的視頻素材進行編碼處理，它就像相機輸出JPG格式一樣，對畫面進行適當?shù)膲嚎s處理以縮小文件尺寸。

主流的常用編碼標準有H.264和ProRes兩大類（三星NX系列相機采用了非主流的H.265標準），前者是日常設備最為常用的，幾乎所有可以拍攝視頻的相機都使用它。它的特點在于壓縮率大，同時對于畫質(zhì)的影響不太明顯。而ProRes則是更多準專業(yè)和專業(yè)設備使用，它的壓縮率小很多，因此畫質(zhì)也更好，并且配合非編剪輯軟件比H.264更容易渲染，所以被廣泛用于專業(yè)的視頻拍攝工作當中。

在具體拍攝中，我們是通過碼流來表示編碼之后視頻數(shù)據(jù)輸出的量。比如說，索尼A7R II在4K 25p的拍攝狀態(tài)下就會有100Mbps和60Mbps兩種碼流可選，相對來說碼流越大畫質(zhì)也就越好。但它也只是一個指標，具體畫質(zhì)呈現(xiàn)是綜合影響的結果。

采樣模式：編碼標準解決的是畫質(zhì)壓縮的問題，而采樣模式則解決壓縮過程中色彩階調(diào)保留多少的問題。視頻中的色彩是通過YCbCr （亮度、藍色偏移量、紅色偏移量）來記錄，如果要完全記錄整個色彩空間，那么它們的比例是4：4：4。但還是上面說的問題，數(shù)據(jù)量太大。為了減少工作量，民用產(chǎn)品幾乎都是4：2：0的記錄比例，因此色彩在數(shù)據(jù)量上就被大量的壓縮。同時相機的視頻色深度多數(shù)也只能輸出8bit，造成了色彩不夠豐富。因此你會覺得很多相機雖然畫幅很大，但實際的視頻效果并不太理想，細節(jié)不豐富、色彩也不扎實，數(shù)據(jù)壓縮是重要的原因。

而對于專業(yè)設備或者是使用外錄儀，它們則可使用4：2：2的采樣模式，比如使用ATOMS SHUGUN搭配索尼A7S拍攝4K視頻就可以輸出ProRes 422編碼格式視頻，碼流可以達到880Mbps，這是相機內(nèi)錄的10倍左右，畫質(zhì)會比內(nèi)錄好非常多。但這就要付出功耗過大、必須使用高速SSD存儲介質(zhì)的代價，不過這樣的碼流面對索尼F65數(shù)字攝影機MXF素材1.9GBbps的碼流又是小巫見大巫了。

流暢性：另一個直接影響視頻效果的因素就是我們常說容易出現(xiàn)的“果凍效應”，它主要是與攝影用CMOS的物理結構有關系。在視頻中，這些CMOS都是逐行掃描輸出數(shù)據(jù)，因此畫面移動時上一行和下一行的顯現(xiàn)記錄就會有些許時間差，雖然非常微小，但對于連續(xù)不斷的視頻拍攝而言，只要你拍攝搖移的畫面，豎直的物體在畫面中就會變斜。不同機型所受影響不同，但不是使用全域快門的專業(yè)設備都沒辦法解決這個問題，所以我們在拍攝中要減少大幅度的鏡頭搖移。

4K不算個事兒

前面我們說了這么多，更多的是給大家做一次視頻技術上的技術普及。雖然可能略顯晦澀，但我一直認為要做好一件事就得先有足夠的基礎知識儲備，否則實際拍攝中你會不斷犯錯誤，浪費更多的時間，反而得不償失。

總得來說，4K視頻真不算是個很大的事，它與1080P、720P沒什么太大差異，頂多就是數(shù)據(jù)量更大，隨之而來有很多技術上的問題是需要不斷權衡利弊，并從中找到適合自己的理想工作流程。下期我們再來聊聊日常4K視頻拍攝器材、附件及周邊設備的選擇，以及相關的操作技術方法。這期間如果你已經(jīng)有一臺支持4K內(nèi)錄的相機，可以先抽時間試試4K視頻的效果，并嘗試去拍點小短片（特別提示：近期索尼推出的多款機型，都需要使用支持UHS-1 U3高速讀寫技術的存儲卡才能拍攝4K視頻，而松下、三星的部分機型使用UHS-1 U1的存儲卡也能錄制，購買前請一定確認相關細節(jié)。）