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[交流分享] 为何24帧/24fps制作的电影已不能满足HDR电影的需求?

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发表于 2024年04月15日 20:55 811 0 来源:家庭影院> 交流分享 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |

巷陌 帖主

2024-4-15 20:55

尽管分辨率、色彩和动态范围已显著提升,帧率却依旧停留在每秒24帧。这一问题,尤其是对于创意意图而言,好莱坞终于开始予以重视。
许多人仍然认为电影院是体验电影的最佳方式,而在某些方面,它确实如此。忘记所有的烦恼——和你的智能手机——坐下来,通过大屏幕和优美的声音,让自己被带入另一个世界,这是多么美妙的事情。
然而,这种联系正在逐渐疏远。一个多世纪以来,电影一直受到电影放映机能力,或者说限制的影响。例如,经典的DCI(数字电影倡议)规范要求亮度水平为14英尺-兰伯特(fL),相当于48尼特。这个水平并不是某种黄金数字,而仅仅是当时实际可行的——用放映机——的水平。自那时以来,它就固定下来,塑造了几十年电影的外观。
2018年,DCI组开始定义HDR的电影标准。最终规范设定了0.005尼特的黑色水平和300尼特的峰值亮度。现有的放映机无法实现这一点。相反,它需要直视LED墙,但这种在影院的安装仍然非常有限。
同样,技术限制也是好莱坞在20世纪20年代选择每秒24帧作为帧率的原因。这是在拍摄胶片时,经济地将声音与画面同步的一种方式,使得有声电影的诞生成为可能。此后,这一标准一直沿用,几乎所有此后的电影都是以24fps制作。有些人甚至认为24fps是电影感的先决条件,但真的如此吗?
这张插图展示了当前的情况,将电视显示能力与电影制作标准进行了比较。
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并非创意意图
在电影院中,以24帧每秒的帧率和14 fL(48尼特)的亮度播放的电影表现得相当好——这是一个非常昏暗的房间,使用的是没有HDR(高动态范围)支持的昏暗放映机。
然而,当你在家中观看同一部电影时,电影公司以HDR技术进行母带制作,在现代显示技术如OLED或QD-OLED(或者为数不多的LED影院墙)上播放,你可能会注意到过度的抖动,这可能会非常分散注意力,甚至导致眼睛疲劳。正如FlatpanelsHD在电视评测中多年来所讨论的,HDR和一些明亮的SDR电影在OLED电视上观看时,在明亮或高对比度的场景中可能会出现更糟糕的“频闪效应”。我们的电视中不再有3D功能,但3D也可能使抖动更加明显。
这是一个抖动看起来的静态示例:
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现在,人们可能倾向于将责任归咎于你的显示设备。电视制造商,解决这个问题吧!他们也尝试过用运动平滑技术来解决,但这是一种重大的妥协,没有考虑到电影制作人预期的运动效果。我的等离子电视就没有这样的运动问题!是的,因为它的亮度并不比电影放映机高多少。真正的挑战在于,OLED的像素响应时间非常快,亮度相对较高,这暴露了24fps运动实际的样子,而OLED面板的采样保持驱动方式又在某种程度上放大了这种效果。
随着视频技术的进步,人们开始注意到这些问题,并开始质疑根深蒂固的观念。这种程度的抖动根本无法满足创作者对他们的电影和系列剧预期的观看体验。具有电影感?肯定有。过度的抖动?当然不是。

电影产业是否阻碍了技术进步?
历史上首次出现电影院技术落后的情况,除了屏幕尺寸外,在所有参数上都被电视显示技术超越。那么,为什么电影和尤其是那些永远不会登上大银幕的电视剧,仍然基于过去几十年由放映机技术限制所塑造的信念而制作呢?
这个问题是FlatpanelsHD经常向在电影制作和电视显示交叉领域的行业专业人士提出的:电影院是否阻碍了视频技术的进步?放映机是否是阻碍?幕后正在采取哪些措施来解决这个问题?
最近,我们将这个问题提给了日本东京的索尼高管和工程师,因为他们参与了从摄像机到掌握监视器再到电视显示的整个过程。索尼没有给出直接的回答,但他们确实与我们分享了一些有趣的信息,我们将在后续报道中提及。
在2024年CES之前,我也联系了一家积极参与这些讨论和相关技术的公司Pixelworks,想听听他们是否有空进行讨论。幸运的是,当时他们就在拉斯维加斯,尽管并不在会展中心。我还是决定去见他们。

为何24帧每秒不足够
Pixelworks清晰地解释了这一问题。在48尼特(电影院)被认为是可以接受的抖动水平,在更高的亮度水平下可能变得无法接受,如下图所示:
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图表甚至解释了为什么我们在HDR领域之外偶尔也会观察到这个问题。如您所见,即使在显示屏亮度达到100尼特——SDR领域(大多数人为了观看SDR内容会将电视亮度调整到显著高于100尼特)之前,某些平移镜头中的不可接受的抖动就已经变得明显。有趣的是,这个阈值与EDR(增强动态范围),如杜比影院激光投影系统(31英尺朗伯或106尼特)相吻合。杜比实验室过去也强调过同样的问题,并发表了一篇关于“亮度感知的抖动感知模型”的研究论文。好莱坞提出的一个解决方案是采用更高的帧率拍摄,如48fps、60fps甚至120fps。然而,正如《霍比特人》和《比利·林恩的中场战事》在影院的高帧率(HFR)发行所展示的那样,这可能会对电影感产生负面影响,使得内容看起来过于真实;即众所周知的“肥皂剧效应”。
为了更好地理解这一挑战,Pixelworks开发了一个类似于色彩外观模型的运动外观模型,考虑到了各种因素。他们确定了运动模糊/快门等效关系,如下图所示:
这一模型旨在量化和解释不同显示技术和观看条件下的运动表现,包括但不限于帧率、快门速度、亮度水平以及像素响应时间等。通过这种关系,可以更好地预测和评估在特定显示设备上观看动态内容时的抖动感知,从而为改善观影体验提供指导。这种对运动表现的深入理解有助于推动视频技术的进步,并为内容创作者、显示设备制造商和电影产业专业人士提供了一个共同的参考框架。
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凭借这些知识,Pixelworks设计了一个名为TrueCut Motion的系统,该系统首次使电影制作人能够在后期制作中逐场景微调抖动(0-360,其中0是典型的24p抖动,360是没有可感知抖动)、运动模糊(0-360,其中0是没有额外运动模糊)和速度。他们称之为“运动分级”,与“色彩分级”相提并论,后者已成为每部电影和系列片制作中不可或缺的过程,以确保在色彩和动态范围方面达到正确的视觉效果。

这些演示将使你信服
正如你可能记得的,詹姆斯·卡梅隆的《阿凡达:水之道》在2022年底以48fps HFR和3D形式在影院上映,帧率是常规24fps的两倍。与之前的尝试不同,这次观众广泛接受了高帧率(HFR)。《阿凡达:水之道》就是使用TrueCut Motion进行运动分级的。在与Pixelworks的会议中,FlatpanelsHD看到了使用流行电影或演示片段的三个版本的同一场景的区别:一个版本是典型的过度24p抖动,一个版本是原始的48fps(伴随着肥皂剧效应),以及一个使用TrueCut进行HFR运动分级的版本。
经过TrueCut分级的示例非常有说服力,运动更加平滑,没有过度的抖动,也没有肥皂剧效应。
我们鼓励每一个怀疑的电影爱好者在有机会时观看这些示例。我们看到了一个来自《阿凡达:水之道》的场景,一些我们目前不允许公开讨论的电影,甚至是经过TrueCut运动分级并由彼得·杰克逊审查的《霍比特人》!据Pixelworks说,好莱坞电影制作人在看到他们的演示时普遍反应非常积极。不幸的是,我们在讨论期间不允许拍照或录像,但下面的插图可能有助于你理解我们所看到的内容:
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这些工具适用于任何帧率(24-120fps及以上),无论是2D还是3D。通常,对于24fps的源素材,目标是优化运动的外观,这一点在《阿凡达》(第一部)和《泰坦尼克号》的高帧率重映版中得到了体现。
可以将其视为一个更大的帧率容器,就像HDR格式为色彩和亮度提供了一个更大的容器一样。它为电影制作人提供了更多的工具,以增强创作自由。如何利用这些工具的决定完全掌握在电影制作人手中。
通过TrueCut Motion等技术,电影制作人现在可以更加精细地调整电影的运动表现,无论是在后期制作中微调现有素材,还是为未来的拍摄制定新的标准。这种灵活性使得电影制作人能够根据他们的艺术愿景和观众的观影体验来定制最终的视觉效果。无论是保持传统的24fps电影感,还是探索更高的帧率以获得更平滑、更逼真的图像,电影制作人现在有了更多的选择来讲述他们的故事,并以最佳方式呈现给观众。

高帧率(HFR)电影的转折点?
对于我们观众来说,《阿凡达:水之道》似乎是一个关键的时刻。在中国,早在2019年,《破风》就作为第一部48fps TrueCut发布的电影亮相,此后又有多部HFR电影相继上映。
本周,好莱坞迈出了另一重要步伐,两大电影制片厂迪士尼和环球影业公布了HFR计划。迪士尼签订了一项多年协议,首次将HFR电影带给家庭观众,而这仅仅是个开始。苹果和环球影业的《Argylle》将在影院全球以HFR形式上映。在这两种情况下,制片厂都与Pixelworks合作进行使用TrueCut的运动分级。
那么,HFR问题解决了吗?我们正在见证电影技术的进步,但随着向EDR(杜比影院)和HDR(直接观看LED墙)的演变,好莱坞未来可能需要推动超过48fps的发展。
然而,至少从FlatpanelsHD的角度来看,更关键的一步在于蓬勃发展的家庭娱乐市场——现在市场规模比电影院大得多。由苹果、迪士尼和Pixelworks引领的HFR电影生态系统的早期迹象已经出现。然而,本周发布的HFR内容仅限于苹果Vision Pro——这款头戴设备。Pixelworks告诉我们,他们正在与主要电视制造商就TrueCut Motion内容的认证程序进行讨论,以确保原生播放,但这个过程将需要更多时间。
2024年标志着开始,敬请期待更多消息。
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