从1080转换到超高清 作出负担得起的选择

　　爱荷华公共电视台于1998年开始HD拍摄和编辑，建立了一个1080i HD的电视中心。不过，即使在建设此电视中心时，我们就在谈论1080p是我们的数字化演进中可能的一步。我认为我们都无法预期技术变化有多快，但现在由于4k显示器已经出现于观众的客厅，ATSC 3.0也已出现，从1080i到1080p的步子也许太小，不值一提。

　　几年前我参观了Blackmagic Design的NAB展台，该公司推出了极低价格的4k制作摄像机。当时我觉得这可能是一种负担得起的试验4k制作方式。

　　价格和便携性

　　我最近开始看到Blackmagic Design的ATEM Production Studio 4k切换台，与其摄像机一样，价格也很低，功能也齐全，包括一个1 M/E 10输入切换台、DEV、图形和键控以及一个多画面监视器驱动器。你可以把它放入一个小旅行箱，轻松带到现场进行拍摄。价格不包括我们习惯用的控制板，因此通过切换台机箱前面板上的按钮矩阵或连接的PC上的软件进行控制。我知道PC控制听起来可能觉得笨拙，但如果软件包运行在触摸屏设备上会比使用鼠标或触摸板提供更好的界面。当然你也可以为ATEM机箱定购更传统的控制板。

　　我参加了SMPTE 2013关于下一代成像格式的研讨会，此研讨会的大部分议程集中于UHD，而且有很多东西需要学习。首先从命名开始，你们可能注意到文章内4k我用小写，这是因为大写字母K非常大众化，实际上可能是金属钾或以开氏度表示的温度，因此4K是-452.47°F，这是一个很冷的温度。此外，4k是4096x2160像素的数字电影格式，而我们最感兴趣的格式UHD-1是3840x2160像素。这似乎有点吹毛求疵，但我请你们以1MB究竟是什么与IT专家就文件大小、存储容量和带宽进行讨论，还真的有困惑。

　　不过，在投入4K制作之前，值得一提的是更高分辨率并非唯一因素，许多情况下从消费者的角度来看它甚至不是最重要或关键。分辨率的重要性与观看距离和充满观众视网膜直接相关。太远距离观看则像素数增加的优点丢失；太近距离看则我们的眼睛开始辨别像素自身。

　　对观看有所值的因素

　　高清电视机最佳观看距离是图像高度的三倍，因此，对典型的42英寸电视机约为电视机前5英尺。对42英寸4K显示器，由于像素数增加，为使观众感知分辨率增加，观看距离要减半。因此观众必须离开2.5英尺距离观看或维持5英尺但增加电视机尺寸约到75英寸。尽管计算很直接且很容易，但事实是在此适当的观看距离有他们现用的高清电视机的位置很少，而如果他们购买了一台4K电视机，他们看出显著优点（基于分辨率）的可能性很低。

　　4K的优点不只来自像素数增加，因为这还取决于观看距离。确实“划算”的是来自对在比较典型的观看距离（大于目前的三倍图像高度）的观众有显而易见影响的其它因素。如100Hz的增加帧频或更高等的因素在大于三倍画面高度的距离易于察觉。更大的动态范围还增加在较典型的观看距离观看的画面的现实感，更广的色域也是。大多数环境下这些因素也许有更大可能性影响观众。不过，没有代价它们不会不请自来，而代价就是带宽，因此，即使在有其3Gb/s设备的爱荷华公共电视台电视中心也不充足。

　　根据我们过往经验，我们制作的大部分内容具有历史价值且被视为“长尾”内容。因此我们考虑未来这些内容被播放时的画面和声音责无旁贷。这意味着不光是看其是如何被存储和归档的，而且看其实际捕捉和保存了多少信息。我们的电视中心设计在视频和音频域都是工作于不压缩，因为我们断定不压缩做法虽然带来高成本，但相比压缩和串联素材提供更好的长期作品。目前，建立一个不压缩环境的技术要么不可用，要么成本代价太高，这就是它依然为一个“研究项目”的原因。

　　更大的能力

　　因此回到我对Blackmagic Design ATEM系统的原始研究。当我看规格时，我注意到UHD 4K支持被限制于23.98p、24p、25p和29.97p，假如我考虑制作面向未来需要并将最终为我们的家庭观众提供显著的体验改善的内容，我有一点担心。ATEM彩色精度为10比特，这对HD内容可以接受，但对4K，业内专家和数学计算指12比特或14比特是目标。不过，规格表确实注明ATEM将工作于REC 2020彩色空间，这提供一些立竿见影的价值。

　　总而言之，根据我看到的内容和交谈，我会把ATEM视为一个机构获得一些4K环境工作经验的入门级产品，但为成为有生命力的竞争者，它将需要多一些能力以便处理更高帧频和更大的动态范围。我认为他们正有计划，因为我注意到他们谈到支持6G-SDI UHD SDI接口，我查阅了SMPTE网站，32NF-70工作组正在制定此接口标准，估计在2015年中完成。

　　比尔·海斯