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本帖最后由 edyyt 于 2009-4-22 22:09 编辑
颤动的难题以及关于24p的炒作
Evan Powell，2008年11月11日
ProjectorCentral.com
Jack Liu（dupin67）翻译
全新1080p家庭影院装备终于安装完毕，可以开始享用了。沐浴焚香之后，你准备开始以前所未有的清晰度和对比度，欣赏你最喜欢的经典老片，《Casablanca》（《北非谍影》），就仿佛之前从未看过一样。你的蓝光播放机输出的是1080p/24，这个每个人都在为之疯狂的信号格式。你已经购买了蓝光版的《Casablanca》。你的1080p投影机以原始24 fps格式显示来自蓝光播放机的信号--所有的东西都做到了尽可能纯粹和完美。
于是，你按下了播放键。华纳兄弟的logo出现在屏幕上。地球缓慢的转动。地中海的地图以惊人的锐利细节呈现在你眼前。怀着对新系统的极度的满足感，你笑了。接下来--令人意想不到的事情发生了。在电影的两分零三秒，摄像机在地平线上停留了片刻，然后缓慢的向下摇到街景上。你恐怖地向后退缩，因为画面变得完全如同精神错乱一般。画面磕磕碰碰，像一个发狂的疯子一样颤动。建筑物好像在一场奇异的地震中挣扎。观看这种东西让人痛苦。你怀疑地不停眨着眼睛。你的具备纯粹原始24p传输的全新超一流1080p投影系统，怎么会令人如此心烦意乱？
欢迎来到24p的世界。你刚刚经历的东西被称之为motion judder（动作颤动），一种极度恼人的瑕疵。它源自电影以24帧每秒（fps）的速度摄制这样一个事实。24p采样率在1926年被作为一个事实标准而采用。当时处于萌芽阶段的电影工业意识到他们需要一个足够快的采样率来支持一个同步音轨。（第一部有声电影《Jazz Singer》于1927年发布。）在有声电影之前，影片甚至以更低的速度进行摄制，部分是为了节省胶片，部分是因为胶片的曝光速度在那时要慢得多。
自那时起，作为电影工业标准的24fps摄制速率就一直是我们的沉重负担。正如我们所看到的，对于清楚地解析摇镜头动作而言，这个速率太慢了。因此当电影镜头以一个不恰当的速度进行摇摄时，你就会看到动作颤动。有时，动作颤动会多到让你目不暇接。令人遗憾的事实是，你的高解像度1080p/24系统仅仅是将画面以其蓝光碟编码的原始形态进行显示。在蓝光和HD DVD出现之前，我们从未在自己家中看到过如此原始的24p。
实际上，甚至在商业电影院中，我们也未曾看到过这样原始的24fps电影，因为电影院投影系统的双重快门动作减少了对颤动和闪烁的体验。你能够在电影院里看到一些颤动，然而与一台以24p播放蓝光或HD DVD的数字家庭影院投影机相比，颤动不会像后者那样明显。
等一下，等一下，你说……"我以前认为这些颤动问题都是和3:2 pulldown的东西有关，一旦用上了24p，我们就能得到一个干净的画面。" 嗯，有很多人都有这种预期，因为直到最近，我们在NTSC世界中看到的所有东西都是24 fps的胶片转换到30 fps的显示。这个从24 fps到30 fps的转换（一般称之为3:2 pulldown），在镜头摇摄时，确实引入了另外一种稍有不同的颤动，外加一些模糊。因此，期望原始信号在未被讨厌的3:2 pulldown损害的情况下看起来会更好，是非常自然的想法。
正如结果告诉我们的那样，事与愿违是常有的事。原始24p的动作颤动可以是相当恶劣。如果你有设备，你可以自己进行测试。我们假设你有一台蓝光播放机，则你很可能会有一张《Caisno Royale》（《007：皇家赌场》）而不是《Casalanca》。如果你确实有《Casino Royale》，在其中找一段凌乱的摇镜头场景。这样的场景有很多，但在第9章节中有一段堪称经典，开始于1小时11分13秒。荷官正在发牌，而镜头缓慢地摇过牌桌。
在24p重放时，这个场景是一场纯粹而十足的灾难。牌桌周围的人分离成一片一片的，燕尾服在闪烁，而牌桌上的Casino Royale的logo像一个霓虹灯招牌一样闪动。当你将这个拙劣的片段反复播放几遍之后，将你的蓝光播放机切换到60p输出再看一遍。是的，仍然是一团糟。但靠近点仔细看……颤动效应实际上减少了。这是因为3:2 pulldown模糊化并掩盖了影片中的一些潜在的动作颤动。当然，3:2 pulldown带来的转换颤动也被加到了这场视觉灾难之中，然而非常奇怪的是，它以一种和潜在的24p颤动互相排斥的方式运作。两者相加之后，最终效果是图像有些模糊化，而总的颤动明显减少。上述场景在60p时看起来不怎么样，但在24p时看上去更差劲。在关于24p的所有炒作之后（和几乎所有人一样，我们也曾热切地期盼着24p的各种好处），我们必须承认，由最终的分析来看，对很多人来说60p重播是比较不会使人心烦意乱的重播方式。
鉴于我们一直被告知，3:2 pulldown颤动是一切祸害的根源，因此，听说它还不算是家庭影院发烧友遭受的最坏的厄运，真的是骇人听闻。然而事实上，陈旧的24帧每秒的采样率才是更本质的问题。这不是秘密。专业电影摄影技师深刻的了解24 fps捕获率的缺陷。为了使颤动效应最小化，他们想尽一切办法控制摄影机，因为导演们如同我们一样不喜欢颤动。一种普遍的技术是将摄影机设置于轨道上，使其按照与运动物体相同的速度移动，从而使物体始终保持在图像帧的固定位置。如果该物体不在屏幕上越过，它就不会产生颤动。然而，如果背景在往物体相反的方向移动，则背景会产生颤动。
如果《Casino Royale》的碟片还在你的蓝光播放机里，你可以观察一个关于上述讨论的很好的例子。再次去到第九章节，1小时9分6秒的位置。邦德正在穿过酒店。注意摄影师将邦德放置在图像帧的右半部分，当邦德逼近时，摄像机向后退，从而当背景移动时，邦德被保持在一个固定的位置。邦德转向他的右边，而摄影师继续将他维持在图像帧的右半部分。当这个场景以24p播放时，邦德（的图像）维持着稳定和清晰，而背景像发疯了一般颤动。当你以60p重播这一段时，背景的颤动仍然存在，但却被减少了--从而更容易忍受了。
注意该场景中的远处背景有某种程度的失焦。在类似的情况下，摄影师能够使用更大的光圈来最小化摄影机的光学景深。通过这种方法，他们能够对焦在前景物体上并且有意地让背景失焦。这使得背景中的动作颤动对观看者来说变得较为不明显。在上面这个特定场景中，他们未能完全达到这个目标，但起到了一定作用。
因此，我们能够得到两个基本的结论。第一，动作颤动是24 fps摄制速率的副产品。如果你将一部蓝光或HD DVD电影以24p传输进行播放，你将会看到动作颤动。你能够看到多少动作颤动直接与电影中有多少中等速度摇镜头场景相关。第二，3:2 pulldown转换是颤动的次要来源。然而，3:2 pulldown倾向于模糊和柔化你在原始24p显示中所看到的更强烈的动作颤动。抛开人们普遍认同的看法不谈，如果你可以选择按照24p或60p播放蓝光电影，那么，如果你更喜欢相对稳定的60p，不要感到惊讶。
那么，有没有任何能够摆脱颤动的办法？
绝对是有的。一种解决方案被称为frame interpolation（帧插值）。但在我们开始这个话题之前，让我们明确问题的根本：在摇镜头场景中，画面产生颤动的原因在于标准的24帧每秒的采样率不够快，无法完全解析动作。如果我们以60 fps拍摄电影并且进行60p的重播，颤动瑕疵很可能不复存在。
假如电影以一个快得多的采样率进行摄制，看起来会是什么样？帧插值就是通过投影机（或者视频处理器）逼近上述情况的一种处理过程。它所做的事情是：缓存两帧以上的连续图像帧，计算两帧之间的动作变化。接着使用这个信息创造出中间帧，作为各个真实帧之间的动作序列的部分步进。例如，Panasonic AE3000的"Frame Creation"系统会预先评估两帧或三帧（根据你所选择的模式），产生3个中间帧，每个中间帧都是两个真实帧之间的动作的25%增量步进。这些帧以96Hz的速率输出。因此实际上，在每个1/24秒内，你在屏幕上实际看到的是来自蓝光碟的一个原始帧，以及后面的三个"经过动作调整的"中间帧，所有四个帧以96Hz的速度依次显示。换一种说法，当使用AE3000的Frame Creation模式时，屏幕上总共75%的图像信息完全不是来自蓝光碟，而是由投影机所生成的！
其结果是：当你观赏《Casablanca》时，去到那个摄影机镜头从地平线向下摇到街景的那一点，画面平滑、稳定、干净，没有一点动作颤动的痕迹。在观看了它与常规24p重播的AB对比之后，没有任何争议。一个呈现的是视觉的噩梦，另一个带给你的是平滑而干净的图像。 Panasonic不是唯一一个在其今年秋天的家庭影院投影机上提供帧插值功能的厂家。其它几个型号也提供了类似功能。包括Sanyo PLV-Z3000，以及几台Epson的家庭影院机型。各个厂家都有实现帧插值的不同方法。但它们都通过"产生中间帧来表现动作序列中间的小步进"这个方法解决了电影颤动的基本问题。不管用那种方法，它们都能够使你体验到假如电影以60 fps进行摄制时所能带给人们的感受。
作为告诫，我们需要指出，帧插值是家庭影院投影机的一种全新的功能。正因为如此，这个功能可能会引入一些瑕疵，直到（数代之后）问题逐渐解决。目前为止我们唯一看过的具有这项功能的型号是Panasonic AE3000，而我们还未看到任何可以被归罪于Frame Creation系统的瑕疵。然而，帧插值的确增加了AE3000的视频延迟，并且我们认为在任何具有帧插值功能的机型上都会如此。因此，为了解决口型同步的问题，用户会希望在整个系统中增加一个音频延迟。
现在，在我们下结论之前，承认如下一个事实是非常重要的，即今天许多视频发烧友更喜欢24 fps电影观看体验中的颤动。对一些电影迷来说，篡改天然的颤动不啻为一种犯罪。这是因为，如果缺少低采样率与生俱来的不稳定性，那么电影看上去就不像是真的电影了。确实，他们是对的，它确实不像是真的电影。帧插值技术会使画面看起来太干净、太稳定，以至于如果你无法习惯这种感觉，它会使你紧张。（出于这个原因，AE3000将它作为一个选项，因此你可以将它开启或者关闭，悉听尊便。）
但是考虑一下这个事实。在无声电影的早期，没有标准的图像帧曝光速率。摄影师手动地转动摄像机的曲柄，以12到24帧每秒或者更高的速度对胶片进行曝光。电影院的专业放映师的理想目标是以胶片被曝光的速度将其重放，从而使动作更为自然。然而十有八九，影院的管理者希望胶片的放映速度比曝光速度快一些。毕竟，即使在那时，时间也是金钱。并且说实在的，一些电影在以适当的加速投影速率进行播放时，确实有更好的娱乐效果。人为的快速动作是广大电影观众趋之若鹜的审美情趣。有时侯，当动作片或者喜剧片以摄制时的速率播放时，人们反而会抱怨太慢了。另一方面，浪漫电影以比摄制速率更快的速率播放时，看上去相当可笑。关键问题是，那时候的人们对于电影看起来应该是什么样有他们自己的看法。
今天，24p采样率决定了我们自己的关于"一部电影看起来应该是什么样子"的审美观点：颤动以及其它一切。然而，我们身处于一个技术快速进化的时代。某一天，也许就在不久的将来，电影将会以60 fps进行制作。我们的下一代将会把以60 fps摄制的电影当作审美的规范。他们将习惯于高解像度60 fps摄制所能够呈现的水晶般清澈的动作（而帧插值让我们能够在今天得以一睹其风采）。当他们回顾20世纪和21世纪早期以陈旧的24 fps格式制作的电影时，他们也会认为我们能够容忍现有技术的颤动局限性是一件离奇而有趣的事情。在我们以困惑的怀旧情绪回想无声电影时代的时候，这值得我们谨记于心。（完） |
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发表于 2009-4-22 11:23
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