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4K制作在电视台的应用

中央电视台 姚平

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最近一场综艺晚会是怎样做的——2017春晚4K版本的诞生历程

为将春晚以更具表现力的4K格式呈现给观众,也为中央电视台储备4K节目和技术资源,录制四部承担了2017年春节联欢晚会4K版本的制作。本次春晚4K录制实践中,我们与演播室配合首次采用高清融合4K的方式进行了4K素材的收录。

1. 吸取以往4K录像经验,寻求技术突破与创新

以往中央电视台大型晚会4K录像是采用多台单机模式,因受限于同高清录制同场进行,在机位设置上、镜头焦段适配上、特殊器材上、通话调度上、分镜头设计等方面都有限制和不足,给4K版本的画面呈现留下了一些遗憾。

2017的春晚,我们尝试了简易可行的方式,将演播室原机位中的1个摇臂1个移动轨,还有4个主机位,共6路高清讯道机替换成4K兼容高清的讯道机,在对演播室改动很小的情况下,通过配置单挂的4K文件记录服务器,在不影响高清画面正常切换的同时,全程记录了6个讯道的4K视频信号,得到了与高清版本相同景别的4K素材。

2. 充分与节目部门配合

电视技术的创新实践离不开节目部门的认可,虽然4K画面更清晰靓丽,但栏目的导演和台领导还是更关注高清直播,其实我们也一样。除了保障系统安全,我们还要关注摄像师在实际操作中的体验。由于采用的4K讯道机是2/3英寸成像器件,在影像景深方面接近现有的高清讯道机,这使摄像师在聚焦、构图等操作上没有更多负担,没有影响到他们与导播的沟通。不过我们后期发现,在高清没有问题的情况下,4K画面上却有焦点不实的情况。

为了保证4K和原高清讯道机画面的一致性,我们通过使用标准色卡配合示波器校准了机头色彩矩阵。导播在监看画面时表示,各机位的颜色非常好,摄像团队表示4K机型操作感受和高清比变化不大。

3. 4K版本中使用了部分4K单机拍摄的画面

64K讯道机的基础上,我们在春晚彩排及直播中还部署了44K单机,补充一些照顾不到的景别及替换高清上变换的镜头。单机是S35成像器件,拍摄的画面有浅景深、主题突出、柔和细腻的特点,在后期与讯道机画面一起编辑时,通过调光校色也能够使画面衔接流畅,而且还能让成片兼具场景丰富和电影质感。

除了单机镜头,4K版还用到了一些和高清版不一样的镜头,就是我们嘱咐了4K讯道机的摄像师,在不被导播切换的时候,也尽量保持画面可用。在后期,我们会用这些4K素材再替换掉一些高清机位上变换的镜头。

4K完成版的审看中,我们可以察觉到4种机型的画面差别,4K讯道机、高清讯道机上变换、大画幅单机、高清蜘蛛机。在100寸的4K投影画面上,可以比较容易地区分出高清和4K在清晰度上的不同,还特别观察到高清蜘蛛机的画面,其较差的画质被进一步放大了。

4. 植入DIT工艺,提高4K编辑效率

DIT进行流程管理,对拍摄进度、素材备份、编辑、调色等环节进行通盘考虑,并特别注意素材的安全和备份效率。在录像前我们测试了记录服务器的传输效率,通过计算存储量准备好了适合使用的备份介质。在彩排和直播时,我们使用3个移动硬盘连接记录服务器,将演播室的64K素材实时传入硬盘中,可在直播结束20分钟后完成写盘的动作。因为后期没有4K的切换版,所以要按照高清成片套编4K素材,不过可以利用全程记录的优势,对4K版再进行精编,加上替换掉部分上变换镜头及调光校色,4K版本很好地体现了4K的影像特点。

5. 小结

2017年的4K版春晚已经能够作为完整的节目提交播出了,但也仍有些遗憾,如台口的前移动轨和蜘蛛机等位置未能替换成4K讯道机,还有虚拟场景也只能进行上变换使用。

此次高清融合4K录制的方式是中央电视台第一次使用4K讯道机、第一次用4K格式全程录制春晚,此案例为现阶段演播室节目4K制作提供了便捷、安全、可行的解决方案。

制作过的节目类型和方式及设备配置、生产效率

1. 专题、综艺晚会、时政

我们用4K单机做专题片已经有4年的时间了,节目有《除夕夜》《筑梦路上》《乐游天下》《中国人的活法》《一带一路》等几十部。

这里想和大家讨论一种现象,很多栏目组的外景拍摄都在使用能拍视频的照相机或更小的设备,4K拍摄也是一样,用大机器加一两个小机器,基本是一种标配,这种组合的原因有很多,但从技术上讲,小机器的使用要适度且要合理。九三阅兵的转播也使用了小机器,其画面中的大部分内容是不运动的,且机位和角度很难使用大机器,这是用的合理;全场转播下来只用了很少的镜头,做到了适度。

小机器使用中要关注的问题主要在扫描格式上,凡是与广播标准不一致的,在使用中就要注意适度与合理。我们拍4K就要用50P,尽量不用24P25P30P60P50i的格式,因为这些格式转50P后画面都是不流畅的。高清也是同样的道理,要使用50i格式,只有用素材级的50P50i是没有问题的。

我们还制作了一些4K 版的综艺晚会,有《2015年春晚》《2016年春晚》《六一晚会》《七一晚会》《G20 峰会欢迎晚会》《中秋晚会》《永远的长征——纪念长征胜利80周年晚会》等,这些都是多个单机与高清同场拍摄的,镜头的组接效果与高清版都有不同,虽然并不推荐大家用这种方式来制作,但我们却从中锻炼了一支有经验的技术队伍,如果有点播收看的渠道,我们能够用这些更具表现力的4K版本来展示央视重点节目的风采。

还有一项比较有特点的尝试,我们完成了两个时政的任务,一个是拍摄制作了习近平主席为米兰世博会发表讲话的大屏幕播放用短片,还有一个是拍摄制作了习近平主席为俄罗斯纪念反法西斯胜利60周年发表讲话的大屏幕播放用短片。其中第二个做了拍一遍出三版的尝试,大屏幕是约18:9的超宽屏,这段讲话还要提供16:9的高清和4:3的标清给新闻使用。不同的构图应该拍3遍,我们想出一个办法,用最宽的构图只拍了1遍,在后期先按幅型和构图进行裁切,再用3种分辨率分别输出得到了3个版本,这样的后期给时政的拍摄解决了大问题。

2. 设备配置

我们2013年开始配备了10台摄像机、10套后期编辑,现在已有40台摄像机、50套后期,设备是广播级的中端档次。另外再有一辆8+1讯道的4K转播车,我们很期待它尽快投入使用。

3. 生产效率

电视台是产销一体化的机构,生产能力和播出需求紧密相关,在我们目前还不成熟的4K 生产机制下,现在的产能还不是真实的水平。根据统计,摄像机的使用率在120/ / 年左右,后期编辑在5 分钟/ / 天。参考现在的工作强度,以后正常的效率还可以提高1 倍。由自制节目的计划,可以估算设备配置的规模,前面的统计是用单机拍摄制作专题类的情况,用演播室和转播车可以大大提高节目的产出量。

技术队伍的建设

1. 要有懂理论、有技术、能分析和解决问题的带头人

在一次内部交流的演示中,我们碰到了一个4K 应用中关于对屏幕尺寸认识的问题。当时用了两块55寸的屏做对比,一个是LCD4K屏,另一个是OLED的高清屏,分别播放的是同一个节目的4K版和高清版,大部分人的感受是OLED的高清画面比LCD4K更好。这是一个典型的反例,也由此引出了对4K屏幕尺寸的讨论。这一观看结果是由两个因素影响的,一个是屏幕小,且观看距离远,大多数人的视觉分辨率已经区分不开两个屏幕物理分辨率的差别,也就是看不出两个画面在清晰度上的差别;另一个因素是屏幕材质不同,由于发光原理的不同,OLED屏幕的信号黑可以做到真的黑,且屏幕对环境光的反射很小,因此屏幕黑也更低,所以在同样环境下,OLED屏幕比LCD屏幕看上去画面更透,暗部层次更丰富。

为此,我们回归到讨论4K格式研发的初衷和观看的标准问题。由于人们的需要和产业技术的发展,电视屏幕越做越大,而高清格式的电视画面解析度却是一定的,所以在更大的屏幕上播放高清画面,视觉感受已经不清晰了,这是提高分辨率的需求。用多大屏幕看4K电视画面是可以测算的,从扫描格式来分析,其分辨率是3840×2160/50P,像素数是高清的4倍,且扫描格式又从高清的隔行50场(25帧)提升到逐行50 帧,因而在行场分辨率上都提高了近1.3倍。可以推算,如果和高清有同样的观看距离、同样的屏幕清晰效果,4K屏幕的面积就可以放大4倍以上。因此,4K屏幕的推荐尺寸是80100寸,那么在2倍屏高即3~5米的地方观看,就是一个相对标准的4K收看条件。在节目制作域中至少要有这样的合成及审片环境。在家庭中,也应该用这样的条件来欣赏4K电视节目。

2. 要有对色彩和校正技术有研究的制作人

因为4K有很多非即看即所得的记录格式,所以后期的调光校色工艺就非常重要了。

调光师对色彩要有一定的审美基础,与编导要有良好合作能力,有掌握操作相关应用软件和设备的技术。

现在面临的问题

1. 要让节目部门爱上4K

真实的体验是改进和推动内容生产、节目播出(分发)的动力之一。就像厂家会给用户进行演示一样,在电视台内部,技术部门也要向编导和他们的领导推介4K。很多栏目愿意尝试用4K格式拍摄,特别是专题片更希望使用大画幅的摄影机,即便是目前更多是在拍高清,我们也要支持。

目前存在的主要问题是4K节目的出口没有打通,节目按4K立项的生产机制还没有落实。

2. 要有更大的节目制作成本投入

4K画面的表现力增强了,相应要制造出更好画面效果的灯光、舞美、化妆等成本也会增加,加上高码率、更复杂的制作工艺,生产效率也不高,结果造成生产预算必然增加。相比较标清到高清的升级,4K升级的成本会更高,也许可以参考数据(信息)量的变化,在相同质量档次间比较,高清是标清的4倍,4K是高清的8倍。

后续的工作目标

1. 演播室高清兼容4K一体化制作

相比较单机拍摄节目,这是提高4K节目储备量的有效途径,但需要考虑一些问题。

演播室录像节目是要进行后期编辑的,以往的高清制作方法是对PGM收录版进行再剪接,并用副切、单挂或外采镜头进行替换和补充。因为混编后的编辑点数据会非常复杂,用它对只有单个机位的4K素材进行套片将非常困难和耗费时间,因此建议演播室要收录(或者生成)4K的切换版,且后期制作尽量以4K版为主,下变换高清版送播。

为了尽量保证和高清画面内容及效果的一致性,也为了提高4K后期制作的效率,还建议演播室的在线包装内容如字幕、logo、虚拟植入等,也一并考虑进行4K升级或上变换,实现一次成型。即便是高清和4K分别进行后期编辑,甚至考虑到编导无暇顾及到4K的制作,只要有4K 的切换版,技术制作团队也能比较快速地编辑出4K播出版,即做到了快编立出。这种模式也能完全适用直播类节目的收录和再编辑。

从使用部门的角度来看,最好建造全新的4K演播室,当然,兼容高清直播是目前必要的功能,兼容模式也将会延续相当长的时间。

2. 外场4K转播系统

2022年冬奥会是一个重要的事件和时间节点,我们要提供4K公共信号。央视的计划是届时提供44K转播车。

3. 4K摄像机感光器件尺寸和镜头的选择

相比较纪录片、专题片的单机拍摄更倾向于选用大尺寸的感光器件,而讯道机、新闻采访则建议选用2/3英寸的摄像机。这主要出于画面景深较宽,便于聚焦、跟焦操作,还有各种配套器材的规格尺寸更接近高清摄像机,更适合摄像师的操作习惯。关于4K摄像机配套的镜头,即便是B4接口的,也应该选用专门为4K研发的有更高分辨率、更低色散、更少杂散光的4K电视专用镜头。在我们的应用实践中发现,即便都是4K专用镜头,我们也能从画面上看出不同厂牌和规格镜头的差别,其中某个规格的镜头就有明显焦点偏软的情况,因此不建议用B4口的高清电视镜头拍4K画面。

4. 打通传送、播出、分发的通路

4K节目推送入户是广播电视的目的。目前央视计划在机顶盒的《央视专区》中植入4K板块,这是比较简便快捷的分发渠道。

在台内建立有规范标准的拍摄、传输、编辑、存储、播出的技术架构是当务之急,但还需要有总局的相关技术标准。

尽快在家庭中,在家庭的大屏幕上,看到我们制作的4K节目,是我们的最终愿望!