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数字影院技术及其发展

2010-3-25 21:25| 发布者: admin| 查看: 406| 评论: 0|原作者: admin|来自: 广电在线

什么是数字影院?

数字影院是采用数字信号而非胶片形式进行电影发行、放映,而重现的图像和声音质量与35mm胶片放映相近的系统。其与传统胶片发行和放映的差别如图1所示。

实际上,电影领域早已开始数字化,如在声音、后期制作、特技等方面。随着图像压缩等技术的发展,特别是数字放映技术的突破,使数字化扩展到电影的发行和放映环节。

与传统影院相比,数字影院在母版来源上有了较大的变化。传统胶片只是数字影院的一个信号源,而数字拍摄电影、计算机动画/特技等原来需要通过磁转胶还原成胶片的数字源,都直接成为数字影院的信号源。此外,数字影院还可以直接连接大型演出、体育比赛、教育讲座等实时采集的信号,这为数字影院的发展带来了巨大的市场空间。

目前,胶片还是具有最大信息承载量的媒体母版,因此传统胶片依然是数字影院的一个主要母版来源。当采用胶片作为母版时,需要通过胶转磁技术将胶片的图像和声音信息转换成数字信号。在完成这一处理后,就进入了全数字化链路。

在中心端的加工环节,数字影院以数字信号压缩、加密处理取代了胶片拷贝制作。

在节目发行环节,数字影院以运输数字光盘或者卫星传输方式取代了胶片拷贝的发行。

在影院中,取代传统胶片放映机的是数字影院服务器和数字电影放映机。与一般的视频投影机不同,数字电影放映机具有高亮度、高对比度和优质的彩色还原能力,在黑暗环境下能够重现电影胶片的图像质量。

数字影院系统及其主要技术

数字影院系统由节目源、胶片转数字处理/制作(胶片节目源)、数字发行版制作、传送、影院系统、加密等环节构成,如图2所示。


节目源

从技术角度看,电影胶片依然是目前清晰度最高、色彩信息最丰富的影像载体。因此,数字影院的节目源主要还是来源于胶片拍摄的电影。胶片需要通过数字转换处理成为数字信号。用于转换的通常是质量很高的翻正胶片或原底负片。在电影数字特效系统中已有采用这种转换,但转换成的数字数据在完成各种特技和效果处理后还要通过胶片记录仪还原到胶片上。而在数字影院系统中,转换和处理后的数字信号源将直接应用于后续数字处理环节。

数字拍摄的电影是另一种节目来源。它采用的是高清晰度电视(HDTV)/电影数字摄像机,Sony、汤姆逊、松下等公司都有产品提供。它起源于HDTV摄像机,但针对电影应用进行了修改,如采用24帧频逐行扫描和电影专用镜头,引入电影拍摄用的工具配件等。Geogy Locus拍摄的《星球大战前传2》就是采用数字拍摄方式。

数字技术在动画和特技制作中早已得到了应用,有些电影节目完全是用计算机合成的,如《玩具总动员》。现在,这种数字节目源也可以直接应用于数字影院系统,而无需再借助胶片。

另一类节目源就是大型演出、音乐会、体育比赛、教育讲座等数字HDTV转播信号。它来源于电视,超出了传统电影的概念。这也使得数字影院成为HDTV的一种高端应用,促使影视融合。这类节目源可以很容易地接入数字影院系统,尽管在目前的数字影院中还只在做小范围的试验,但必将对于数字影院的发展起到推动作用。

胶片转数字处理/制作

如图3所示,胶片首先通过胶转磁设备转换成数字信号。目前胶转磁设备主要分飞点扫描和电荷耦合器件(CCD)两大类。通常,电影原始底片可以达到6K象素的清晰度。但扫描的速度随精度的提高而降低,且扫描精度越高,设备越复杂,价格越昂贵;另外,数字影院的标准还没有确定。因此,综合考虑可实现性、后续环节的需求和质量要求,目前在数字影院中一般只采用2K左右的清晰度,而4K及以上的清晰度只用于特技制作等。随着设备水平的不断提高,以后用于数字影院的扫描精度将有可能提高到3K甚至4K。

在胶转磁处理中,还要注意胶片画幅格式的多样性问题。胶片画幅格式有1:1.33、1:1.85和1:2.39等几种,在扫描时要根据胶转磁、中间存储、处理制作及最终放映设备的功能进行适当的裁剪和相应处理。

胶转磁完成后,将进行一系列基于数字信号的处理和制作。目前一般的胶转磁设备均带有较为简单的降噪和修复部件,可以进行初步的降噪处理和胶片划痕修理。

接下来就是校色处理,它是胶片转数字处理中较为复杂和耗时的环节。由于胶片、胶转磁设备及数字电影放映机的色域覆盖有所差异,因此须要对转换后数字信号基于数字电影放映机进行色彩校正。这种校正需要一个一个镜头地做,在制作精度要求高的情况下,甚至要对画面进行局部校正。

如果胶片较为陈旧、有较大划痕或破损,可以通过专用的修复软件进行修复。这种修复具有一定的自动和智能功能,一般通过运动补偿技术来实现。修复完毕,数据即保存到硬盘或磁带上。

电影的音频格式较多,须要统一转换后加上同步信号与图像数据保存在一起。

由于HDTV存储和制作设备丰富,因此现在胶片转数字的处理环节中,图像一般采用1920×1080/24P/10b/4:2:2格式,声音可以采用Dolby-E或多声道PCM格式,母版介质采用D-5录象带。随着数字影院标准的制定和设备技术水平的提高,上述制作参数可能随之变化。(
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