推進電影關鍵核心技術自主可控賦能電影產業高質量發展

雷振宇 靳宇

中國電影股份有限公司,北京 100044

中國電影股份有限公司北京信息技術分公司,北京 100044

1 引言

習近平總書記指出:“優化和穩定產業鏈、供應鏈。產業鏈、供應鏈在關鍵時刻不能掉鏈子,這是大國經濟必須具備的重要特征。要拉長長板,補齊短板,在關系國家安全的領域和節點構建自主可控、安全可靠的國內生產供應體系。”文化安全是國家安全的重要組成部分,是建設社會主義強國、文化強國的重要保障,維護文化安全是舉旗幟、聚民心、育新人、興文化、展形象的歷史使命任務。習近平總書記在全國宣傳思想工作會議上提出“九個堅持”,需要我們進一步增強自身的本領、勇于擔當、銳意改革創新,“堅持講好中國故事、傳播好中國聲音”。

電影是文化產業、宣傳陣地的龍頭和核心,影響力巨大。電影產業鏈大體上可分為制片、發行、放映3個主要環節。目前除了發行環節以外,我國電影產業在技術、設備和軟件系統等方面對國外的依賴度較高,比如攝影機、制作軟件、放映設備等,甚至在相關的標準和工藝流程方面,我國電影產業總體上還處于跟隨和模仿的階段。因此在電影強國建設中,應積極開展電影全產業鏈關鍵核心技術和裝備自主可控的、可替代國外相關產品的研發和攻關,不斷提升原始創新和集成創新能力,增強制定電影標準的話語權,《“十四五”中國電影發展規劃》已將電影科技創新列入重點專欄。在我國電影科技工作者不懈努力下,現已在相關領域取得了令人欣喜的突破。

關鍵核心系統的國產化體現了我國應對信息系統安全、網絡安全以及產業安全風險挑戰的關鍵舉措。“安可工程”就是指安全可靠工程,即應用國產關鍵系統、國產核心設備、關鍵系統應用等軟硬件產品替代國外相關的信息技術產品。近年來,我國在諸多科技領域都取得了顯著的進步,如5G信息通信技術、人工智能、物聯網、云計算等,無論是在核心技術還是在市場應用領域均取得了突破。因此,我們認為,在國家的大力扶持和我國市場巨大內生動力的推動下,我國有望應用這些新技術重構電影產業新生態,用科技為電影技術自主可控賦能。

中國電影股份有限公司以實現電影強國夢為奮斗目標,肩負國有大型電影企業主體責任,加大科技創新力度,在電影全產業鏈推動新一輪電影科技創新,是其重要使命。本文以中國電影股份有限公司為例,闡述公司在影片拍攝和制作技術領域的創新探索,數字影院技術的自主創新和技術標準的自主制定,進而為實現電影強國的宏偉目標做出應有的貢獻。

2 推進電影關鍵核心技術自主可控

電影是科技創新的產物,是技術和藝術的結合,每一次的科技進步都帶來電影產業鏈各個環節的巨大變化。例如數字化的發展推動了膠片轉數字技術的發展,進而促進了非線性編輯、預演技術等的進步;工業化的發展促進了電影的產業化進步,在細分制作、制作規模化、流程可控等領域實現了質的飛躍。當前信息化的發展,一方面提高了各環節效率,另一方面也推動了整個電影產業鏈上各個環節的變革。這個電影產業變革的時代,正是應用信息技術實現在電影科技上自主可控的最佳時機。同時,高新技術格式電影以及相關產業鏈,也為電影產業發展提供了一條新賽道,使我們有機會擺脫原有的束縛和限制,推進我國電影關鍵核心技術自主可控。

2.1 推進電影拍攝技術自主可控

虛擬拍攝技術帶來了影視制作流程的重大變化,它使以往后期制作才能看到的特效畫面能在前期拍攝時直觀可見。后期環節的前置,幫助制作團隊更加集中地發揮創意,模糊了流程環節之間的明確界限,節約了溝通成本。

中影基地作為國內最早引入虛擬拍攝技術的公司,在虛擬拍攝和制作領域具有豐富的經驗。但這項技術早期牢牢掌握在國外手中。中影基地早期引入的便是Lightcraft公司的Previzion系統,并應用該系統參與了多部國內影視作品的制作。

圖1 中影基地早期引入的Previzion系統

近年來,中影基地結合電影級LED自發光顯示技術,不斷積累經驗,投入自主研發的精力,目前在虛擬拍攝領域已經自主研發了一套基于LED背景墻的虛擬拍攝技術。100多年前中國人拍攝了第一部國產電影——京劇電影作品《定軍山》,如今中影基地應用自主研發的虛擬拍攝技術完成了京劇電影《安國夫人》的全片拍攝。

圖2 中影基地自主研發的虛擬拍攝技術應用于京劇電影《安國夫人》

將基于LED背景墻的虛擬拍攝技術成功運用于實際電影制作使得高新技術格式電影在拍攝階段就具備了更多元的可能性,相關技術目前也基本實現國產化,避免了“卡脖子”情況的出現。

2.2 推進電影制作技術自主可控

2.2.1 人工智能圖像增強技術

隨著人工智能技術的不斷成熟,其在電影制作中的應用也越來越深入。作為國內電影行業中的龍頭企業,中影也始終關注相關技術的發展。我們最早以圖像數字修復作為行業切入點,研發了“中影·神思”人工智能圖像處理系統,成功應用于《厲害了,我的國》《我和我的祖國》等影片中,實現了從黑白到彩色、從標清到高清、畫面修復等功能。

隨著高新技術格式電影對電影拍攝和制作要求越來越高,尤其是在高分辨率、高幀率、高動態范圍等方面,但受限于成本、工藝等,電影在拍攝和制作過程中很難在一開始就滿足所有要求。因此在高新技術格式電影制作過程中,人工智能技術除了應用于修復以外,還可應用于圖像增強等方面,尤其是在母版重制環節,比如將原24幀/s電影通過AMR技術(AI Master Reproduction,人工智能母版重置技術)提高到60幀/s或120幀/s。雖然AMR技術的應用會造成制作成本一定程度的提高,但相比于從拍攝環節就按照高新技術格式電影的標準進行,采用AMR技術能夠節省不少成本。目前為了拓展高新技術格式電影的供給,很多影片都采用了AMR技術來實現分辨率、幀率和動態范圍的提升,而這些應用也是目前國產技術研發的發力點之一。

圖3 人工智能技術應用于圖像修復領域

2.2.2 云計算和云制作技術

高新技術格式電影的相關指標對存儲、計算等提出了更高的要求。相比于傳統2K 24幀/s常規技術格式電影,高新技術格式電影的圖像數據量甚至會高出數十倍左右,對存儲空間和渲染性能的要求巨大,對制作公司整體網絡環境的要求也越來越高。而這些需求,均離不開底層芯片、操作系統、數據庫等的支持,以及在此之上的分布式存儲、云渲染等算法和技術。

因此,為增強我國電影產業的魯棒性和抵御風險的能力,實現在關鍵技術、核心軟硬件系統等領域無關鍵短板,就需要對上述核心技術投入研發,支持自主可控的云平臺,具體包括:

(1)電影云制作平臺建設,研發國產核心軟硬件,為電影制作、視效、動畫渲染等關鍵環節提供分布式存儲、高性能計算的技術支撐。中國電影科學技術研究所(中央宣傳部電影技術質量檢測所)將云計算技術與電影后期制作需求相結合,建設完成國家電影云制作服務平臺,平臺的三大核心業務系統都是自主研發,制作人員無論從何地通過互聯網登錄到平臺,都可以在云端完成從剪輯到母版制作的全流程制作,開展分布式遠程跨域協同制作。

(2)研究電影制作技術的國產化,重點針對高新技術格式電影開發電影制作全流程中的自主可控技術。如研究基于國產芯片的電影特效、合成、渲染、集群作業等技術;研發電影制作相關的國產軟件;研究采用國產芯片的人工智能芯片在電影拍攝、動畫制作、后期制作、解碼放映的聯合創新應用。

(3)探索基于超級計算機云平臺的電影制作業務新模式,如協同制作、實時交互制作等,利用云技術,實現電影制作相關技術彎道超車。

2.3 推進電影放映技術自主可控

為發展高新技術格式電影,中影在2019年推出CINITY品牌,是具有核心自主知識產權的創新成果。CINITY放映系統結合了高新技術格式電影相關技術指標,如高亮度、高分辨率、高幀率等,主推4K、120幀/s、HDR高新技術格式影片,使畫面更加清晰、明亮、絢麗、細節豐富、動作流暢。CINITY放映系統目前是國際上各項綜合指標較高,觀眾體驗感良好的放映系統。截至2022年6月,CINITY已在中國70家影院安裝,與80余家影院達成合作待安裝,涵蓋國內主流院線,部署超過30個城市。

圖4 中影CINITY亮相歐洲電影博覽會獲得特別技術成就獎

目前除了傳統投影方式的放映系統正在向高新技術格式電影轉變以外,LED放映系統近兩年來成為了熱門技術。2021年,LED電影屏實現了國產化。LED放映系統與投影放映系統相比,具有天然的高亮度、高對比度、高刷新率、廣色域等優勢,因此同樣也適用于高新技術格式電影放映系統。目前LED放映系統進入影院依然還要受限于美國DCI認證。除了標準、技術受限于國外以外,通過DCI認證還需要龐大的資金實力和技術力量。LED放映系統誕生之后,市場長期被三星Onyx LED、索尼Cryst al Micro LED和LG LED Cinema占據。

但在技術力量上,我國LED廠商后起直追,不斷提高自主知識產權的占比。自2021年至今,已經有至少4家中國企業的LED產品通過了DCI認證,并逐漸部署在國內的各個電影院中。比如中國電影科學技術研究所聯合中國電影股份有限公司和深圳市洲明科技股份有限公司研發的國產LED電影放映系統作為中國首個通過DCI認證的LED電影放映系統,其產品安裝在了中影國際影城(黨史館影院)中;時代華影HeyLED數字電影屏是中國首個具有軟硬件核心知識產權、通過DCI認證的LED放映系統,目前已經安裝部署在北京UME影城(華星店)中;AET阿爾泰LED電影屏由AET阿爾泰自主研發生產,圖像處理系統由AET阿爾泰與國內系統和播放器公司共同研發生產,實現了LED電影屏的全國產化;上海幕革GS01 LED影院在今年也順利通過了DCI認證。

除此以外,中影集團也結合在CINITY放映系統中的豐富經驗,正組織團隊研發攻關,力求打破國外廠商在數字電影放映機芯片的技術封鎖,加速主動發光LED技術在數字電影放映領域的普及與應用,開發具有自主知識產權的數字影院LED系列產品,并且與相關國內廠商聯合制定基于LED的高新技術格式數字電影標準。

3 推進高新技術格式電影全流程自主可控

目前中影股份著力研究的CINITY高新技術格式電影,這一概念和品牌是在全球率先由中國企業提出的。“以此為基礎將逐步形成一條新型電影技術格式產業鏈,并制定與之相應的新電影制作和放映標準,促進電影產業創新發展、提質升級,開辟電影產業的創新賽道。”高新技術格式電影是在當前電影全面數字化的基礎上,綜合利用最先進的工藝和技術來呈現更高質量的畫面和聲音,例如高分辨率、高幀率、高亮度、高動態范圍等。在如此高標準的要求下,原有的常規數字電影制作工藝、軟硬件產品難以滿足制作和放映要求。因此我們在提出高新技術格式電影概念的同時,也在技術和標準多個層面上提出了新的規范和要求,并力爭在此基礎上實現我國電影科技自主可控。

高新技術格式電影對電影制作技術提出了更高要求,尤其表現在它進一步促進了前期拍攝和后期制作的融合,以及人工智能、云計算等高新技術在電影行業中的進一步應用。

4 推進電影技術標準體系自主可控

關鍵核心技術的突破使我們能夠在一定程度上避免“卡脖子”場景的出現,使我們的系統安全可靠。但是在市場上想掌握話語權、制定行業規則離不開技術標準的制定和對工藝流程的掌握。如前文提到的LED放映系統,雖然國內已經有多家企業可以生產,并已有了全國產化的產品,但市場的準入門檻依然是美國的DCI認證體系。因此,作為電影新賽道之一的高新技術格式電影,有必要在初期確立標準、制版工藝等,在技術標準方面實現自主可控。為實現這一目標,需關注以下三點:

(1)在關鍵核心技術領域持續投入,在技術標準方面加強研究。通過核心技術、技術專利等布局電影產業鏈,防范潛在風險,提升技術領域抵抗風險的能力和風險管理水平。

(2)在認證標準方面不斷提升準入門檻。高新技術格式電影應始終作為行業內最先進、最高端的電影標準,始終以給觀眾帶來最佳觀影體驗作為目標。在關鍵核心技術支持下,通過認證標準來提高市場話語權。

(3)在工藝流程方面廣泛布局。通過對核心技術的組合,尋找適合自身的技術路線和工藝流程。通過工藝流程推動相關技術和產業的快速發展。

目前在高新技術格式電影方面,中影集團在放映系統方面已經發布了企業標準《CINITY數字電影放映系統和影廳技術要求及測量方法》,在制版方面已經完成《CINITY數字電影發行母版和打包技術要求》的制定并即將發布,并且正在制定《CINITY LED顯示屏放映系統技術要求及測量方法》企業標準。在國際標準方面,中國電影科學技術研究所牽頭起草制定的我國首個國際電影技術標準《數字影院立體放映技術要求和測量方法》將于2023年由國際標準化組織 (ISO)正式發布,進一步提高了我國電影技術標準的國際話語權。通過多個技術標準,在市場準入、當前核心技術以及未來技術發展多個方面深耕布局,最終建立高新技術格式電影完整的技術標準體系,實現在技術標準體系方面電影產業的自主可控。

5 結語和展望

隨著國際形勢的深刻變化以及信息安全問題的日益突出,對關鍵核心技術、設備和系統的安全可靠、自主可控的要求已經上升到了國家戰略層面,推進國產化、掌握更多自主知識產權勢在必行。在電影行業,長年以來按照國外的技術標準、使用國外的軟硬件產品來“講中國故事”的趨勢必須要加快扭轉過來。進入新時代新征程,電影科技發展將更加趨于多學科的領域交叉融合,虛擬攝制、高新技術格式和云制作等技術,成為推動中國電影高質量發展和提質升級的關鍵技術。因此應當緊緊把握國家戰略政策機遇,積極推進電影產業鏈上制作技術自主可控、放映技術自主可控、工藝標準自主可控以及全產業鏈信息化的“安可工程”,為實現《“十四五”中國電影發展規劃》中對電影科技自主創新的發展和部署作出積極貢獻。