4K3D60fps格式電影前期拍攝測試和DIT應用

宋 強

（中國電影科學技術研究所，北京 100086）

近年來，快速發展的數字電影高分辨率、高幀率、廣色域等技術，已經提前于數字電影行業的相關國際標準，獲得了市場應用，并產生一定反響。比如，著名導演李安先生拍攝的《比利·林恩的中場戰事》和《雙子殺手》兩部影片，均采用了4K3D120f ps格式制作和發行放映。在此之前，好萊塢著名導演彼得·杰克遜，拍攝了高幀率格式（3D48fps）的《霍比特人》三部曲系列。即將上映的《阿凡達2》，據稱將采用高于常規24fps的3D高幀率技術格式拍攝。上述影片的制作和導演主創，足以引起電影行業的廣泛關注和討論，但是討論和熱議的結果卻沒有完全站在高幀率技術格式的應用“勢在必行”上。實際上，一部分觀點認為，常規電影的24fps用于2D畫面創作和放映已經很好，沒有必要朝著更高幀速率發展，如果是3D電影，則可以適當提高幀速率，但是提高到48fps，還是60fps，或者更高的120f ps，應該有待市場的進一步檢驗，以及在此之后的相關技術標準制定。

為了研究和交流數字電影高幀率、3D、4K等技術，走通4K3D60fps格式電影制作工藝，我們以4K3D60fps格式電影制作為目標，通過實踐拍攝測試，總結梳理了4K3D60fps格式電影制作工藝中核心環節的關鍵技術問題和解決方案，希望可以為業內提供應用參考。限于篇幅，本文將主要針對4K3D60fps格式電影前期拍攝測試和DIT技術應用進行整理討論，后續還將針對4K3D60fps格式電影的后期制作和發行放映進行測試和整理。

1 4K3D60fps格式電影制作工藝流程簡圖

數字電影的制作和生產基本流程一致，都要經過前期拍攝、現場DIT處理、剪輯、套底和校色、母版DCP輸出等環節。4K3D60fps格式電影生產制作，因為增加了高幀率（24fps→60fps）和3D立體等要求，使得相應制作環節多了些變化，技術難度有所增加。為方便后續總結敘述，繪制出4K3D60fps格式電影制作工藝流程簡圖（圖像部分），見圖1。

圖1 4K3D60fps格式電影制作工藝流程簡圖

2 4K3D60fps格式電影數字前期拍攝實驗測試與分析

2.1 4K3D60fps格式前期拍攝實驗測試

實驗測試的設備選擇:RED EPIC5 K數字攝影機2臺（立體匹配，同時期購買，固件版本一致）、立體匹配鏡頭2支（型號、焦距等信息完全一致）、3DRIG（Screen Plan Steady-flex，屬于“L”型半透半反式結構，是業內3D立體拍攝的主流支架結構，便于3D立體視差的調整）、AMBIENT LOCKIT ACL204時間碼發生器，其他配件略。

數字攝影機主要參數設置:基準時間碼60fps、錄制時間碼60fps、分辨率4K、壓縮比8∶1（或更高）、Ti mecode標簽下的Source（源）選擇為External（外部）、TC Display Mode選為TOD、Sensor Sync Mode（處理器同步模式）選擇為Genlock（鎖相）、Monitor display選擇為自動或60fps，其他參數略。

時間碼發生器主要參數設置:1080p video、TC 30f ps。時間碼發生器與數字攝影機的實際連線如圖2所示。

圖2 外部時間碼控制器控制兩臺數字攝影機的同步和鎖相

實驗拍攝素材格式:4K3D60fps，左右眼分離文件。

當立體攝影機所有參數顯示正常時，進行拍攝測試。實驗測試的結果:發現部分鏡頭隨機出現“時間碼同步畫面內容不同步”的現象，這將給整個制作帶來特別大的麻煩。

圖3 基于外部時間碼發生器的3 D立體同步拍攝

為了說清問題，將“時間碼同步畫面內容不同步”的現象用拍攝測試得到的素材說明如表1所示（“時間碼同步畫面內容也同步”的素材不會產生問題，在此不再列舉）。

表1 時間碼同步畫面內容不同步

實拍素材文件:A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D。

圖4 原始圖像文件屬性信息

2.2 關于部分鏡頭出現“時間碼同步畫面內容不同步”現象的分析和后期解決方案

4K3D60 fps格式電影前期實驗拍攝時，隨機出現的“時間碼同步畫面內容不同步”問題，產生的原因不好判斷，可能是時間碼發生器的問題，業內領先的A MBIENT LOCKIT ACL204時間碼發生器，最高只能支持到原生30f ps的幀速率，用于支持60fps的3D立體拍攝可能會有隨機誤差，當然這只是應用層面的初步推斷；也可能是數字攝影機的問題，畢竟數字攝影機產品出現同步錄制方面的某種誤差也不是完全沒有可能，但如果產生的原因在于數字攝影機，那么更換數字攝影機產品或者挑選到完全沒有誤差的數字攝影機似乎也并不現實。不管是何種原因，現階段依靠后期制定相應的方案是最有效的解決辦法。

針對表1所示“時間碼同步畫面內容不同步”的技術問題，我們知道，手動指定立體同步可以解決，可是完全依靠手動來處理全部原始圖像素材的3D立體同步，則大大浪費了基于時間碼進行3D立體同步的后期批處理效率。因此，需要找到一種解決方案，既能充分利用后期環節基于時間碼進行3D立體同步的功能，又能大大減少手動匹配和指定3D立體同步鏡頭的工作量。

基于反復的后期制作測試，我們梳理了兩個工藝流程，發現問題的核心主要是在DIT、剪輯、套底等環節之間的時間碼追蹤，描述如下。

（1）DIT環節處理好3 D立體同步（將板口時間碼信息滯后的L或R眼素材做時間碼偏移處理，比如DAVINCI軟件Clips Attributes→offset，－1F），之后轉碼并將轉碼素材（時間碼同步畫面內容也同步）給到剪輯和視效，由剪輯環節完成聲畫“合板”以及剪輯定稿，推薦手動聲畫“合板”并確保聲音文件的時間碼沒有變化。如果聲音“合板”一定要基于時間碼的方式，則可能會出現板口畫面的時間碼和板口聲音的時間碼不一致現象，需要在剪輯時間線上進一步核驗聲畫是否完全同步，如果不同步，建議在時間線上以直接剪切的方式完成聲畫精準同步，最終在套底環節重新鏈接原始素材文件時，解決基于時間碼同步但是畫面內容不同步（因為重新鏈接的原始素材時間碼未曾做過offset處理）的技術問題，見表2。

表2 DIT環節為主的3D立體同步處理(時間碼偏移)

（2）DIT環節以常規轉碼為主，由剪輯環節處理轉碼后素材（和原始素材的時間碼、畫面內容一致）的3D立體同步（將板口時間碼信息滯后的L或R素材做時間碼offset偏移處理或者是手動指定“同步幀”的方式，具體取決于剪輯軟件和剪輯師的工作習慣），之后進行聲音“合板”處理，推薦手動指定“同步幀”的方式或者在時間線上以直接剪切的方式執行聲畫同步，最后完成剪輯并輸出AAF或XML文件，用于校色環節套底。此流程同樣需要在套底時解決時間碼同步但畫面內容不同步的技術問題，見表3。

表3 剪輯環節為主的3D立體同步處理(時間碼偏移為例)

以上兩種方式，簡單來說，就是看3D立體同步的處理是在DIT環節完成優化，還是在剪輯環節完成優化。雖然都是在套底階段解決“時間碼同步畫面內容可能不同步”的現象，但是綜合考慮，還是在剪輯階段處理比較好。原因主要有兩個:其一，DIT階段做3D立體同步，需要處理全部素材，而現場工作任務較多，時間緊張，若處理完每天拍攝的素材3D立體同步之后，再進行轉碼，難免會影響到剪輯和視效等部門的工作效率；其二，如果現場同期錄音文件也是基于時間碼和3D立體畫面同步，那么左、右眼文件和聲音文件的板口位置，因隨機原因產生的時間碼組合會有多種可能，即左右眼板口畫面的時間碼和板口聲音的時間碼完全一致（理想素材）、左右眼板口畫面的時間碼一致但是和板口聲音的時間碼不一致、左右眼板口畫面的時間碼不一致且其中一眼的板口時間碼與板口聲音的時間碼一致、左右眼板口畫面和板口聲音的時間碼都不一致（機率極低）。這些技術問題如果處理不好，會影響到后續環節的工作，給后續環節帶來特別大的麻煩。因此，包含左右眼3D立體轉碼文件的同步匹配和聲畫“合板”處理，還是放在剪輯環節處理比較穩妥。

基于剪輯階段完成3D立體同步和“聲畫同步”，并以實拍素材為例，將4K3D60fps格式電影后期制作工藝流程細化如圖6所示，聲音部分的處理相對常規，在此不做過多說明。

關于圖6的幾點說明:

（1）圖6中，Edit（剪輯）和Conform（套底）環節，我們是依據Davinci系統做的工藝流程測試，使用的原始圖像素材為測試實拍的左右眼立體文件A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D。Davinci軟件的功能比較完善，可根據需要搭配不同性能硬件，實現DIT系統、剪輯系統、Conform（套底）/視差校正和校色等系統的搭建。

（2）圖6中，若Edit（剪輯）環節使用AVID Media Co mposer，則DIT轉碼后的左右眼素材文件做3D立體同步時，可使用多種方法。比如手動指定左眼素材文件（A001_R001）的板口時間碼00∶02∶40∶56與右眼素材文件（B001_L001）的板口時間碼00∶02∶40∶57同步，這樣就可以不做右眼素材文件的時間碼Offset偏移。當然，后續使用AAF傳遞和Conform（套底）時，也會帶來新的問題，比如AAF文件中攜帶的剪輯定稿時間線上的素材時間碼信息會與Conform（套底）過程中基于AAF文件導入媒體池的原始圖像素材文件的時間碼信息完全一致。這個時候，就需要套底之后，采用左右眼文件疊加（分別位于視頻軌道V1、V2）的方式，進行后續的視差校正和立體校色，回歸到以前的常規通用流程。

圖6 基于時間碼同步的4K3D60fps格式電影制作工藝流程細化簡圖

需要注意的是，A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D合成為3D立體鏡頭時，A001_R001_01019Z_001.R3D實為左眼文件，B001_L001_0101 G2_001.R3D實為右眼文件?？赡苁且驗閿z影機拍攝時的文件命名設置或安裝（物理位置）不當等原因，造成了最終錄制素材文件命名與一般習慣上的沖突。

3 4K3D60fps格式電影現場拍攝的DIT處理

數字電影拍攝的DIT工作內容十分復雜，是原始圖像數據存儲、備份、校驗和分發的核心，需要同時面對攝影組、剪輯組、視效組、導演組以及制片組等多個部門，工作量十分巨大，所以盡量能夠減少一部分現場DIT部門的工作，否則，需要聘請大量的DIT工作人員，并且搭配使用的DIT硬件設備也跟著增加成本。

針對4K3D60fps格式電影制作技術和制作工藝，拋開現場視頻監看及分發（可采用常規2D審看方案，滿足現場導演組審看和其他各部門負責人的分屏審看等），DIT部門在現場做的工作主要包括4K3D60fps格式原始圖像數據的存儲、備份和校驗（左右眼原始素材文件），4K3D60fps原始圖像數據的daily（每日工作樣片）轉碼（用于剪輯），4K3D60fps原始圖像數據的視效鏡頭轉碼（視效提前制作或預審視）等工作。

3.1 4K3D60fps格式原始圖像數據的存儲、備份和校驗

市場上主流數字攝影機單機都可以拍攝4K60fps格式，使用兩臺協同便可實現3D立體拍攝，從而得到4K3D60fps格式的原始圖像數據。但是不同數字攝影機使用的存儲卡介質不同，導致DIT環節需要配備不同的讀卡器才能快速有效的完成原始圖像數據的存儲和備份。此外，鑒于原始圖像數據的重要性，一般要分別獨立備份至少2、3份以上才保險。推薦使用高速磁盤陣列和大容量移動硬盤存儲等方式，有條件的劇組還可以增加一份數據磁帶備份。

本次拍攝使用兩臺RED EPIC 5K數字攝影機拍攝，所用讀卡器為RED EPIC攝影機廠家專用讀卡器，數據接口為usb 3.0。備份和轉碼系統的選擇，使用MAC OS工作站搭配DIT轉碼軟件Davinci。MAC OS工作站的雷電3接口磁盤陣列，可用于大容量數據的快速存儲和備份。Davinci軟件運行在MAC OS系統平臺，搭配雷電3接口磁盤陣列，轉碼和拷貝分發的速度和效率都比較理想，二者結合，性價比高。

圖7 “電腦主機（含軟件）＋磁盤陣列＋讀卡器”的DIT存儲及備份

圖8 左右眼素材文件導入和基于時間碼的3Dsync素材創建（測試）

圖9 3D立體時間線（測試）

在保證至少有2、3份高速存儲陣列存儲原始圖像數據的基礎上，選擇一份高速磁盤陣列中的素材進行全面校驗（其他備份可以隨機校驗）。校驗的方法主要是導入備份的原始圖像數據進入Davinci軟件系統，借助Davinci軟件（本次測試實驗使用的Davinci軟件版本為16）里的3D Sync功能，通過時間碼匹配的方式將左右眼素材文件直接匹配成3D素材，然后利用立體匹配后的3D素材創建時間線并在Color（校色）標簽頁內觀察素材的播放質量（是否有技術質量問題，如畫面瑕疵、曝光過度等）和3D立體的同步效果。發現問題，及時向導演組和攝影組反饋，查找原因。若出現前文述及過的時間碼一致畫面內容不一致的問題，如果差別不是數幀以上的話，可以先行忽略。

圖10 Color頁面下的3 D立體同步校驗（圖示鏡頭時間碼同步畫面內容不同步）

本次4K3D60fps格式電影拍攝實驗測試，檢驗到部分素材文件，隨機出現時間碼一致而畫面內容不一致的問題，以場記板合上瞬間的板口位置為準，見圖5。

圖5 左、右眼圖像素材3D立體匹配“時間碼一致畫面內容（板口）不一致”

此外，如果導演要在DIT環節審看3D立體效果，則將導演指定要看的3D鏡頭（原始圖像文件或原始圖像文件的轉碼文件）放置在3D時間線上，率先檢查3D立體同步效果，針對隨機出現的時間碼同步畫面內容不同步的問題，可暫時通過素材時間碼Offset偏移的方式，確保導演審看時的3D素材完全同步。

3.2 4K3D60fps原始圖像數據的轉碼(用于剪輯)

4K3D60 fps格式電影制作用于后期3D立體剪輯的DIT轉碼可沿用常規方法。雖然，3D立體的部分素材存在隨機不同步（基本上差1幀）的技術問題，但是不推薦在DIT環節將其校對和匹配。如果為了導演組審看，則可以臨時校對和匹配3D立體效果，但也是盡量使用轉碼后的文件比較合理（除非導演組要求使用原始圖像數據審看），對電腦硬件性能要求降低的同時，又可增加3D立體素材的播放流暢度。

圖11 4K3 D60fps格式電影技術演示片——左眼素材文件轉碼（測試）

圖12 4K3D60fps格式電影技術演示片——右眼素材文件轉碼（測試）

用于剪輯的常規轉碼主要注意相關參數的合理設置，設置的重點是必須保證未來可以正常套底，以及轉碼后的文件用于剪輯系統時能夠實時播放。

轉碼后的文件，時間碼信息和原始素材完全一致，目的是為了用于剪輯之后的套底。轉碼后的文件分級目錄建議和原始素材的文件分級目錄一致。

將轉碼后的4K3D60fps格式素材文件，提交給剪輯部門，即可完成該部分工作。

3.3 4K3D60fps原始圖像數據用于視效組提前制作或預審視的鏡頭轉碼

如果未來采用4K3D60fps格式拍攝的影片中，有大量視效鏡頭，且需要趕制作周期的話，可以將視效制作部分提前介入，以提高工作效率。

DIT部門在核驗4K3D60fps原始圖像素材后，可以按照視效部門的要求，為其提供相關視效鏡頭的原始圖像文件拷貝以及原始圖像文件的轉碼服務?，F在的視效制作軟件大多已經支持主流數字攝影機的原始圖像文件格式，所以DIT部門理論上只需要給視效部門提供原始圖像文件的備份文件即可，需要的話，轉碼工作可由視效環節自己完成。在DIT環節完成相應的原始圖像文件轉碼服務，只是為了節省視效制作部門的轉碼時間，提高總體工作效率。

圖13 4K3D60fps格式電影技術演示片——DIT轉碼至VFX（測試）

當然，DIT部門也可以根據視效部門的具體要求，將原始文件匹配3D立體并校對后，將其轉碼成高質量素材（比如*.tiff序列幀等格式），再提供給視效部門。視效部門完成相關工作后，會將這些畫面（代理質量或最高質量）提交給剪輯或校色環節，不再需要和原始圖像素材發生Confor m（套底）過程。

如果視效部門只是急需相關素材，用于視效制作的預審視，目的是為了確認拍攝素材的質量能否用于未來高精度視效制作的話，則DIT部門可以完成原始圖像素材的3D立體同步校驗后，向視效部門提供代理文件質量的轉碼輸出，用于提高彼此的工作效率。

4 結語

本文介紹了4K3D60fps格式電影前期拍攝的實驗測試和DIT處理，針對隨機出現的“時間碼一致但畫面內容不一致”的技術問題，做了分析和后期制作測試，提出了相應的解決思路和技術方案。但是完整的4K3 D60fps格式后期制作流程，仍然需要進一步的描述和分析，我們后續會在相關文章中進一步討論。