即將到來的4K時代（一）

吳穹

“清晰、清晰、更清晰”，這是近些年視頻影像行業發展的直觀感受，從前些年收藏DVD和藍光DVD，再到通過網絡觀看1080P甚至4K超高清視頻，發展比想象來得更快，以至于當我們還在尋找HD版本的電影片源時，《冰與火之歌·權利的游戲》、《紙牌屋》、《絕命毒師》這些熱門的美劇在Netflix上已經開始提供4K的超高清版本。同時知名視頻網站Youtube也開始提供4K節目內容，個人用戶也能上傳4K視頻內容進行分享。此外，這兩年如索尼、三星這些廠商大量推出4K電視，以及如小米、樂視等新興國內網絡電視品牌也紛紛扛出使用4K屏幕的大旗，4K時代似乎已經來臨。

4K是什么？

我們現在所說的4K是“超高清Ultra High Definition”（UHD）的概念，它泛指視頻素材分辨率長邊可以達到4000點左右的水準。其中，電影工業使用的DCI 4K（Digital Cinema Initiative數字電影推進聯盟）標準分辨率為4096

×2160，而由國際電信聯盟制定的UHDTV（Ultra High Definition Television）標準分辨率則是3840×2160。根據具體使用范疇的區別，專業數字電影機都采用4096×2160的4K分辨率。而民用器材則是3840×2160，比如4K電視、4K顯示器、可錄制視頻的各種相機皆是如此，這也是我們主要討論的范疇。

不過，就如1080P高清格式開始普及的時候一樣，4K概念的出現其實也只是推動相關行業技術升級的一臺“發動機”。未來一定會有6K乃至8K普及的一天，相關機構也推測2020年8K技術將正式商用。當然要說特別，我認為4K也是自DVD之后，影像行業的又一個里程碑。DVD是模擬影像時代到數字影像時代的一個分水嶺，而4K則與手機使用“視網膜”顯示屏的意義類似，他們都能讓顯示設備在適合的觀看距離下達到多數人肉眼的視覺極限（不會有明顯的顆粒感），這一點意義重大。

4K概念的價值

世界上第一臺135相機是由奧斯卡·巴納克發明的Ur-Leica，它使用35毫米電影膠片進行拍攝。相機是橫向走片，因此它以24毫米的可用寬度為畫面的寬邊，3：2的畫面比例確定了36毫米的長邊，得到36×24毫米單格底片范圍。電影機則是縱向走片，去掉音軌記錄區域長邊大概是22毫米，而寬則根據不同的影片拍攝比例而定。數字電影機行業的“全畫幅”幅面（相對與相機的概念）是Super 35mm格式的23.6×13.3毫米的幅面大小，即參考膠片35mm電影機規格而來。

4K影像的細節、反差、暗部細節都比過去更好，同時也是電影產業能夠數字化的重要因素。2004年，佳能EOS 1Ds Mark II作為第一款達到1600萬像素級別的全畫幅數碼相機，是絕大多數職業攝影師全面放棄膠片開始數碼化的一個起點。因為這一像素數量是數碼相機在印刷、輸出效果上超過35mm膠片的一個平衡點。而對于Super 35mm格式的電影機，4K分辨率、單幀800萬像素的精度其實也就超過了多數35mm電影膠片的精度。歷史總是有頗多相似之處。況且數字電影素材比膠片的后期制作方便性更大，所以4K的拍攝流程對于電影產業意義重大，至于許多廠家也開始用6K甚至8K的分辨率制作，追求更加極致的影像質量，這和攝影中大家樂此不疲的換用高像素器材拍照片是一個道理。

為什么要4K視頻？

4K視頻的確挺好，但它似乎距離普通愛好者還有一段距離，至少在2014年只有為數不多的一兩款民用器材能夠拍攝4K視頻，比如松下GH4，它也是之前萬元內唯一適合用于4K拍攝的相機。此外，索尼A7S也很不錯，但它卻需要配合外錄儀才能實現4K，流程相對復雜。但是僅僅一年不到的時間，2015年發布的一大批器材都開始具備4K視頻內錄功能（直接記錄在存儲卡上），且相當部分器材價格并不貴。索尼A7R II、RX100 IV、RX10、松下GX8、G7、LX100、FZ1000、GoPro hero4 Black這些都是近期開始支持4K視頻拍攝的器材。甚至連iPhone 6 Plus使用一款名為Ultrakam的APP也能夠記錄4K的視頻片段，似乎一夜之間4K視頻已經遍地開花。

當然，4K還并未完全普及開來，而只是一系列變化的開始。我們還有許許多多的技術流程需要解決，無論是器材的搭配還是拍攝中的技術技巧、周邊附件的準備等，早一些了解總是好事。

拍攝4K前你需要知道的

拍攝4K視頻除了分辨率更高之外，還有許多重要的技術細節需要了解。比如說，器材所采用的編碼標準、采樣模式、清晰程度以及流暢性，它們都是影像視頻素材品質的重要因素。如果你對視頻拍攝這件事相當在意，那么這些因素就都要考慮，畢竟拍視頻的工作流程還是比拍照片要復雜，前期拍攝、中期的素材整理剪輯、后期的調色需要一條順暢的流程，而具體的技術細節需要你根據自身設備情況來確定。當然如果你僅僅只是拍攝一些簡單的記錄短片，也可以非常簡單。手機中的一些APP，比如iMovie、Replay、Clips都不錯，電腦中很多軟件也能完成簡單的剪輯和上傳。

清晰程度：這是我們每一個人拍攝超高清視頻都會遇到的問題。總體上說，這和用相機拍攝照片的實際效果成正比，手機和GoPro的拍攝效果在光圈充足的環境中都挺不錯，可是一旦光線偏暗，一定還是需要M4/3或全畫幅系統才能達到足夠好的水準。對于鏡頭，多數最新款的定焦鏡頭都能滿足使用需求，畢竟4K也就800萬像素，并不需要非常高的分辨率。但要涉及到“呼吸效應”、多機位色彩統一的問題，你恐怕就需要考慮使用相對專業一點的視頻鏡頭或電影鏡頭了。

編碼標準：由于我們所使用的民用設備其實都是為拍攝照片而設計，視頻拍攝只是它們所附帶的一項功能，在進行視頻拍攝時往往會出現數據吞吐量滯后、功耗控制、數據傳輸帶寬有限等一系列棘手的問題。所以使用便攜設備拍攝視頻，幾乎都要對最后的視頻素材進行編碼處理，它就像相機輸出JPG格式一樣，對畫面進行適當的壓縮處理以縮小文件尺寸。

主流的常用編碼標準有H.264和ProRes兩大類（三星NX系列相機采用了非主流的H.265標準），前者是日常設備最為常用的，幾乎所有可以拍攝視頻的相機都使用它。它的特點在于壓縮率大，同時對于畫質的影響不太明顯。而ProRes則是更多準專業和專業設備使用，它的壓縮率小很多，因此畫質也更好，并且配合非編剪輯軟件比H.264更容易渲染，所以被廣泛用于專業的視頻拍攝工作當中。

在具體拍攝中，我們是通過碼流來表示編碼之后視頻數據輸出的量。比如說，索尼A7R II在4K 25p的拍攝狀態下就會有100Mbps和60Mbps兩種碼流可選，相對來說碼流越大畫質也就越好。但它也只是一個指標，具體畫質呈現是綜合影響的結果。

采樣模式：編碼標準解決的是畫質壓縮的問題，而采樣模式則解決壓縮過程中色彩階調保留多少的問題。視頻中的色彩是通過YCbCr （亮度、藍色偏移量、紅色偏移量）來記錄，如果要完全記錄整個色彩空間，那么它們的比例是4：4：4。但還是上面說的問題，數據量太大。為了減少工作量，民用產品幾乎都是4：2：0的記錄比例，因此色彩在數據量上就被大量的壓縮。同時相機的視頻色深度多數也只能輸出8bit，造成了色彩不夠豐富。因此你會覺得很多相機雖然畫幅很大，但實際的視頻效果并不太理想，細節不豐富、色彩也不扎實，數據壓縮是重要的原因。

而對于專業設備或者是使用外錄儀，它們則可使用4：2：2的采樣模式，比如使用ATOMS SHUGUN搭配索尼A7S拍攝4K視頻就可以輸出ProRes 422編碼格式視頻，碼流可以達到880Mbps，這是相機內錄的10倍左右，畫質會比內錄好非常多。但這就要付出功耗過大、必須使用高速SSD存儲介質的代價，不過這樣的碼流面對索尼F65數字攝影機MXF素材1.9GBbps的碼流又是小巫見大巫了。

流暢性：另一個直接影響視頻效果的因素就是我們常說容易出現的“果凍效應”，它主要是與攝影用CMOS的物理結構有關系。在視頻中，這些CMOS都是逐行掃描輸出數據，因此畫面移動時上一行和下一行的顯現記錄就會有些許時間差，雖然非常微小，但對于連續不斷的視頻拍攝而言，只要你拍攝搖移的畫面，豎直的物體在畫面中就會變斜。不同機型所受影響不同，但不是使用全域快門的專業設備都沒辦法解決這個問題，所以我們在拍攝中要減少大幅度的鏡頭搖移。

4K不算個事兒

前面我們說了這么多，更多的是給大家做一次視頻技術上的技術普及。雖然可能略顯晦澀，但我一直認為要做好一件事就得先有足夠的基礎知識儲備，否則實際拍攝中你會不斷犯錯誤，浪費更多的時間，反而得不償失。

總得來說，4K視頻真不算是個很大的事，它與1080P、720P沒什么太大差異，頂多就是數據量更大，隨之而來有很多技術上的問題是需要不斷權衡利弊，并從中找到適合自己的理想工作流程。下期我們再來聊聊日常4K視頻拍攝器材、附件及周邊設備的選擇，以及相關的操作技術方法。這期間如果你已經有一臺支持4K內錄的相機，可以先抽時間試試4K視頻的效果，并嘗試去拍點小短片（特別提示：近期索尼推出的多款機型，都需要使用支持UHS-1 U3高速讀寫技術的存儲卡才能拍攝4K視頻，而松下、三星的部分機型使用UHS-1 U1的存儲卡也能錄制，購買前請一定確認相關細節。）