DCI調整更新直接顯示數字電影多項技術參數

直接顯示系統 (Direct View Displays)通過大幅提高峰值亮度和動態范圍的方式,為電影的高質量放映提供了可能,但這類設備的系統架構和性能特征與電影行業傳統投影顯示設備不同,因此需要制定有針對性的技術規范。為適應以LED 為代表的電影直接顯示系統在全球電影行業的發展與推廣趨勢,DCI于2018年6月發布《DCI關于直接顯示設備的備忘錄》(DCI Memorandum Regarding Direct View Displays),隨后在同年11月發布 《直接顯示(Direct View Display)數字電影補充條款草案》(DRAFT Direct View Display D-Cinema Addendum)0.9版,詳細說明了相關術語定義、測量環境、測量儀器以及測試項目。2021年7月DCI發布《直接顯示(Direct View Display)數字電影補充條款草案》 (DRAFT Direct View Display D-Cinema Addendum)0.96版,規范了直接顯示數字電影的技術性能要求和互操作性要求,并保證圖像質量在新一代數字電影放映系統中顯示效果的一致性。對比0.9版草案,0.96版更新了直接顯示系統的可視距離、亮度均勻度、色度均勻度、光譜反射率等技術指標。

1 可視距離要求

0.9版規定可視距離為距離屏幕1倍屏高距離,像素結構應不可見,整個屏幕上的像素間距應統一(包括模組拼接邊界),而0.96版則把這一距離擴大至屏高的1.6倍。相應地,空間抖動(Spatial Dithering)和時間抖動 (Temporal Dithering)的相關規定也遵循1.6倍屏高距離要求。其中,空間抖動是指屏幕隨機熄滅一些像素,以降低整屏亮度,但同時也會降低圖像分辨率,因此只能在亮度低于1.01 cd/m時使用,且在距離屏幕1.6倍屏高距離處觀看時不可見;時間抖動是指按照脈寬調制的順序對像素進行點亮和熄滅,以降低整屏亮度,且在距離屏幕1.6倍屏高距離處觀看時不可見。

2 還音系統要求

0.96版增加了0.9版沒有的 “還音 (Sound)”部分。DCI認為,精準還音系統是影院放映系統的重要組成部分,而直接顯示系統由于無法將揚聲器置于屏幕后方且LED 屏幕自身具備聲音反射屬性,在銀幕聲定位以及對白重現方面會存在明顯障礙,可能會改變原聲的聲音成像特征,因此數字電影直接顯示系統的還音系統是持續困擾行業的技術問題。直接顯示系統的制造商和集成商應擔負起研究開發解決方案的責任,以保證觀眾在影廳中聽到的聲音效果能夠忠實還原創作意圖,并保證在使用同一混音文件時,直接顯示系統的還音系統能夠提供與傳統放映系統一致的聲音體驗,而不是為直接顯示系統重新制作混音文件。

3 安全要求

無論是0.9版還是0.96版,均未提到內容安全方面的規范,但DCI在2018年6月發布的《DCI關于直接顯示設備的備忘錄》中曾提到,現有DCI安全體系由放映機與媒體模塊 (Media Block,MB)設計組成,DCI希望維持同樣的安全宗旨,并將其應用于直接顯示設備的系統架構之上。2020 年6月,DCI發布 《數字電影系統規范 (DCSS)》1.4版,增加了針對直接顯示系統的相關規范,其中直接顯示器的物理特性要求前端屏幕區域符合安全處理模塊 (Secure Processing Block,SPB)類型2中的物理邊界要求,但因無法滿足DCSS對放映模式SPB的部分要求,DCSS 1.4 版重新定義了用于直接顯示系統的SPB類型2,基本與放映模式要求一致,但更側重于直接顯示系統對安全敏感信號的訪問,而不是SPB 類型2物理邊界本身的具體要求,以適應直接顯示設備的特性,并保證模組維修與更換不會觸發安全警報。

4 亮度、均勻度與反射率

《草案》規定了標準動態范圍(SDR)與高動態范圍(HDR)兩種模式,SDR 模式為必備模式,是對傳統顯示設備要求的繼承,基本參考SMPTE 431等原有標準;HDR 模式為可選模式,0.9版規定峰值亮度為500cd/m、最小黑電平為0.005cd/m,0.96版的相關系統參數則根據DCI雙盲圖像測評結果和0.96版 《高動態范圍 (HDR)數字電影補充條款草案》(DRAFT High Dynamic Range D-Cinema Addendum)進行了調整。LED 顯示屏的均勻度分為亮度和色度兩部分,LED 燈珠發光強度離散性、觀看視角、驅動電路、屏幕溫度等因素均可影響其均勻度水平,均勻度較低時易產生屏幕不清晰、色彩不均勻、暗斑、亮斑、色斑、馬賽克等現象。大量測試數據表明,相較于物體間的顏色差異,人眼對于物體亮度的差異更為敏感;人眼對于物體絕對亮度的判斷力較弱,而對于物體相對亮度的差異更為敏感。結合人類視覺系統 (HVS)特性和目前LED 研制生產的技術水平,0.96版對均勻度的相關容差數值也做出了集中調整。