從1080轉換到超高清 作出負擔得起的選擇

愛荷華公共電視臺于1998年開始HD拍攝和編輯，建立了一個1080i HD的電視中心。不過，即使在建設此電視中心時，我們就在談論1080p是我們的數字化演進中可能的一步。我認為我們都無法預期技術變化有多快，但現在由于4k顯示器已經出現于觀眾的客廳，ATSC 3.0也已出現，從1080i到1080p的步子也許太小，不值一提。

幾年前我參觀了Blackmagic Design的NAB展臺，該公司推出了極低價格的4k制作攝像機。當時我覺得這可能是一種負擔得起的試驗4k制作方式。

價格和便攜性

我最近開始看到Blackmagic Design的ATEM Production Studio 4k切換臺，與其攝像機一樣，價格也很低，功能也齊全，包括一個1 M/E 10輸入切換臺、DEV、圖形和鍵控以及一個多畫面監視器驅動器。你可以把它放入一個小旅行箱，輕松帶到現場進行拍攝。價格不包括我們習慣用的控制板，因此通過切換臺機箱前面板上的按鈕矩陣或連接的PC上的軟件進行控制。我知道PC控制聽起來可能覺得笨拙，但如果軟件包運行在觸摸屏設備上會比使用鼠標或觸摸板提供更好的界面。當然你也可以為ATEM機箱定購更傳統的控制板。

我參加了SMPTE 2013關于下一代成像格式的研討會，此研討會的大部分議程集中于UHD，而且有很多東西需要學習。首先從命名開始，你們可能注意到文章內4k我用小寫，這是因為大寫字母K非常大眾化，實際上可能是金屬鉀或以開氏度表示的溫度，因此4K是-452.47°F，這是一個很冷的溫度。此外，4k是4096x2160像素的數字電影格式，而我們最感興趣的格式UHD-1是3840x2160像素。這似乎有點吹毛求疵，但我請你們以1MB究竟是什么與IT專家就文件大小、存儲容量和帶寬進行討論，還真的有困惑。

不過，在投入4K制作之前，值得一提的是更高分辨率并非唯一因素，許多情況下從消費者的角度來看它甚至不是最重要或關鍵。分辨率的重要性與觀看距離和充滿觀眾視網膜直接相關。太遠距離觀看則像素數增加的優點丟失；太近距離看則我們的眼睛開始辨別像素自身。

對觀看有所值的因素

高清電視機最佳觀看距離是圖像高度的三倍，因此，對典型的42英寸電視機約為電視機前5英尺。對42英寸4K顯示器，由于像素數增加，為使觀眾感知分辨率增加，觀看距離要減半。因此觀眾必須離開2.5英尺距離觀看或維持5英尺但增加電視機尺寸約到75英寸。盡管計算很直接且很容易，但事實是在此適當的觀看距離有他們現用的高清電視機的位置很少，而如果他們購買了一臺4K電視機，他們看出顯著優點（基于分辨率）的可能性很低。

4K的優點不只來自像素數增加，因為這還取決于觀看距離。確實“劃算”的是來自對在比較典型的觀看距離（大于目前的三倍圖像高度）的觀眾有顯而易見影響的其它因素。如100Hz的增加幀頻或更高等的因素在大于三倍畫面高度的距離易于察覺。更大的動態范圍還增加在較典型的觀看距離觀看的畫面的現實感，更廣的色域也是。大多數環境下這些因素也許有更大可能性影響觀眾。不過，沒有代價它們不會不請自來，而代價就是帶寬，因此，即使在有其3Gb/s設備的愛荷華公共電視臺電視中心也不充足。

根據我們過往經驗，我們制作的大部分內容具有歷史價值且被視為“長尾”內容。因此我們考慮未來這些內容被播放時的畫面和聲音責無旁貸。這意味著不光是看其是如何被存儲和歸檔的，而且看其實際捕捉和保存了多少信息。我們的電視中心設計在視頻和音頻域都是工作于不壓縮，因為我們斷定不壓縮做法雖然帶來高成本，但相比壓縮和串聯素材提供更好的長期作品。目前，建立一個不壓縮環境的技術要么不可用，要么成本代價太高，這就是它依然為一個“研究項目”的原因。

更大的能力

因此回到我對Blackmagic Design ATEM系統的原始研究。當我看規格時，我注意到UHD 4K支持被限制于23.98p、24p、25p和29.97p，假如我考慮制作面向未來需要并將最終為我們的家庭觀眾提供顯著的體驗改善的內容，我有一點擔心。ATEM彩色精度為10比特，這對HD內容可以接受，但對4K，業內專家和數學計算指12比特或14比特是目標。不過，規格表確實注明ATEM將工作于REC 2020彩色空間，這提供一些立竿見影的價值。

總而言之，根據我看到的內容和交談，我會把ATEM視為一個機構獲得一些4K環境工作經驗的入門級產品，但為成為有生命力的競爭者，它將需要多一些能力以便處理更高幀頻和更大的動態范圍。我認為他們正有計劃，因為我注意到他們談到支持6G-SDI UHD SDI接口，我查閱了SMPTE網站，32NF-70工作組正在制定此接口標準，估計在2015年中完成。