影像质量和影院系统的全方位升级——以 《双子杀手》为例浅谈以 “三高”为代表的电影高新技术联动

林嘉文

（北京复兴影业文化传媒有限公司，北京101300）

随着电影技术的不断革新，近几年高质量视频朝着高分辨率、高帧率和高动态范围 （简称 “三高”）的方向发展，“三高”在前期拍摄和后期放映上的电影高新技术联动，推进了影像质量和影院系统的全方位升级，给观众带来更为 “沉浸”和 “真实”的感受。本文将从以 “三高”为代表的电影高新技术联动的角度出发，分析关于 《双子杀手》在前期拍摄和后期放映上的升级，进而讨论电影高新技术对影视制作产生的影响。

1 影像质量的全方位升级

1.1 “三高”缺一不可——技术联动的必要性

在影视制作上，“三高”通常指高分辨率、高帧率和高动态范围，它们是衡量影像质量的指标，也是升级影院系统的主要手段。

高分辨率是获得高质量影像的必要条件，但并非是充分条件。高分辨率可以获取画面更多的细节，但并不意味着高分辨率等于细节丰富的画面，更不等于高清晰度。虽然高分辨率可以提升画面分辨率（也称空间分辨率），但一味地强调分辨率并无实际意义。

高帧率是指在电影拍摄和放映上以高于24帧每秒 （简称FPS）常规频率进行制作的技术。虽然高帧率可以增加时间分辨率，并通过减少动态模糊和降低画面抖动来提升影像质量，但其关键在于 “放映帧频”，而不是仅仅通过前期拍摄的 “摄制帧频”来实现的。如果影院的放映系统达不到放映高帧率电影的技术要求，那么采用高帧率进行拍摄的电影并不能给观众带来更好的观感，故制作高帧率的电影必须在拍摄端和放映端匹配其 “帧频”一致。

高动态范围 （简称HDR）是一种比标准动态范围 （SDR）实现更大曝光动态范围的技术。虽然HDR可提供更明亮的亮部主体和更明显的暗部细节，在3D电影的放映上给观众带来更舒适的感受。如果拍摄和监看系统不能匹配，将会降低观众的观影体验，即对于高帧率的电影拍摄，需要在支持HDR的监视器上完成实时监看和素材回放，目前受硬件制约很难实现高帧率镜头的监看和回放，导致拍摄工作极其困难，所以HDR影像制作需要兼顾高亮度的显示设备和推广应用。

可见，画面质量的提升是多个维度相互关联的结果，仅靠单一指标来改善画面质量并不明显。故需要多项电影高新技术的联动才能更好地完成高规格的电影拍摄和放映，从而给观众带来更为清晰流畅的画面和更加明亮真实的体验。

1.2 以 “三高”为代表的电影高新技术联动——全面升级的充分性

高帧率技术和3D电影结合的目标在于让观众在观看电影的同时可以忘记屏幕的存在，其关键在于每个场景都需要找到具有 “真实感”的立体影像，高分辨率和HDR的技术联动可以进一步提升这种“真实感”。虽然以 “三高”为代表的电影高新技术联动使影像质量和影院系统获得了全方位的升级，但高规格的电影制作意味着摄影、布光、化妆、表演、剪辑、放映等传统影视制作流程的全新改变，以致于制作成本水涨船高。

《双子杀手》最大的亮点在于使用120FPS的高帧率进行制作，通常120FPS电影是指电影中每一秒钟包含了120个画面。目前绝大多数的电影的规格都是24FPS，120FPS的电影意味着单位时间内可容纳更多的帧数，进而使画面更加流畅，细节更加清晰。

在拍摄方面， 《双子杀手》专门定制了Alexa XT M摄影机，该摄影机可在1.85∶1的宽高比下记录3.2K 120P的ARRI RAW文件，并通过插值变换至4K分辨率。其最难的技术问题是实现现场120FPS HDR的实时监看和素材回放，为此 《双子杀手》的技术团队专门在Origo摄影棚配置一套“超豪华”的现场监看系统，它由一套Filmlight Baselight X系统和两台Christie Mirage 4KLHs工程投影机组成，可通过RealD公司研发True Motion技术实时转化120FPS素材至60FPS和24FPS，在肉眼观看亮度高达100尼特的 “全套”影像下实现现场素材回放和后期剪辑。

在放映方面，目前4K放映已成为CINITY和DOLBY VISION等高端影院的主流。 《双子杀手》最高规格的发行版本尤其适合在全新的CINITY影院观看，因为CINITY影院系统采用的放映服务器是华夏电影与GDC合作研发的SR-6400C IMB，这款媒体服务器兼容了Barco、Christie和NEC的最新一代放映机，可以支持3D模式下的4K 120FPS的电影播放。同时RGB激光技术、RealD的3D系统与终极银幕等电影高新技术联动为 《双子杀手》的放映质量提供了保证，并实现了超高亮度的放映指标。

观看 《双子杀手》不难发现大部分场景都是在夜晚，其弱光下的动作戏清晰可见，精美绝伦，这得益于以 “三高”为代表的电影高新技术联动。相比 《双子杀手》，其他电影制作在弱光下采用高帧率拍摄夜景，往往会给观众带来不舒适的观感。如果增大摄影机的感光度 （简称ISO），会增加画面噪点，从而影响画质。虽然高分辨率和HDR在一定程度上使弱光下的亮部细节更清晰细腻，但拍摄3D电影仍存在不可避免的光量损失，所以实际所获得的影像质量并没有理想中的好。为了解决这一问题，需要灯光师布置大量的灯光去完成基本的环境光，并注意辅光与主光的光比问题，在保留画面纵深感的同时要避免阴影变成纯黑色，这对摄影师、灯光师等技术人员的要求极高。而 《双子杀手》的大部分夜戏获得了广大观众的认可，其制作手段可认为是 “全方位”的技术升级。

2 《双子杀手》的 “全方位”技术升级

在 《双子杀手》的制作中，3D、4K、120FPS、HDR等电影高新技术联动，给李安及其团队带来了全新的制作流程变化，无论是前期准备中演员的表演、化妆的技法，还是从拍摄过程中的布光、美术道具的准备，李安及其团队都进行了长时间的摸索，尤其对后期制作的工作流程提出了前所未有的考验。因为画面信息量以几何倍数式的增加，同时需要全新的剪辑软件和调色软件的支持，这意味着剪辑师需要处理庞大的素材量，并制作不同的放映格式，这是一项浩大繁冗的工程。在前期制作中，由于摄影机的曝光时间与拍摄帧速是成反比的，需要摄影师更精密的控制，同时光照条件对景深的呈现影响更为严苛，导演需要进行权衡和取舍。所以针对不同场景的拍摄，需要李安和团队成员讨论摄影机的IA （也称IO）距离，即目间距或轴间距，它决定后期成像的3D纵深效果。最终李安采用了广角镜头进行3D电影的拍摄，并执意在弱光环境下用浅焦来叙事，从而获得更多的细节，给观众带来更真实细致的感受。

2.1 立体摄影系统的 “轻量化”升级——与众不同的创作

对于3D电影的拍摄，最大的挑战是匹配两台摄影机上的镜头，并需要平衡被摄主体和屏幕画面之间的距离。在过肩镜头拍摄中，如果将被摄主体离屏幕距离太近，会出现虚焦等情况；如果将被摄主体离屏幕距离太远，前景的某人肩膀和画面边缘有接触，会使观众感到不适。为了消除这种不适感，通常需要平衡画面边缘和屏幕的距离，这是大多数摄影师拍摄3D镜头的做法。同时它对立体摄影系统提出了 “轻量化”的要求，故 《双子杀手》的制作专门定制了Alexa XT M摄影机，并使用莱卡的Summilux和Summicron系列定焦镜头，配置新一代的Stereotec立体支架进行拍摄，整套立体摄影系统的大小和重量相当于装有1000尺片盒的35毫米摄影机。相比拍摄 《比利·林恩的中场战事》所使用的庞大摄影系统，这套 “轻量化”的立体摄影系统可实现高速运动车拍和提供更丰富的灯光造型。

《双子杀手》中极具代表性的摩托车的追逐戏是23岁的 “数字人”威尔·史密斯在古城中追杀51岁的威尔·史密斯，由于使用120FPS的高帧率和“轻量化”的设备进行拍摄，摄影师可以解放一贯的拍摄手法，用更近的焦距和更快的变焦进行与众不同的创作，如图1所示，摄影师可将摄像头架在摩托车头上，从而突出了动作的连贯性，同时4K的高分辨率保证了动作的清晰度，使得动作影片更加真实。在李安及其团队巧妙的设计下，视角的切换、前置的调度、第一人称到第三人称的转变组成了一种全新的视觉语言和体验。

图1 《双子杀手》的摩托车追逐戏

对于传统的港式动作片拍摄，一般依靠镜头本身的运动来呈现紧张感的效果，即让摄像机和被摄主体同步，加以快速频繁的剪辑手法，同时进行模糊处理，这种制作方式比较老式且不能满足观众的期待感。而李安为了拍摄这场戏，把场面调度、机位安排、剪辑方式全部进行了调整，最终采用一个全景接全景的拍摄方式，使单手换弹夹、摩托中枪冒出火苗、跳跃躲避子弹等动作纤毫毕现，原汁原味展现画面内迎面撞击的疼痛感、风驰电掣的速度感和疾走急停的紧张感。据笔者观感，全片绝大多数横摇、横移和高光比高反差的运动镜头稳定流畅，主要得益于120FPS的高帧率技术，同时4K、120FPS、HDR的技术联动给观众带来更紧张刺激的视觉冲击。

2.2 布光和拍摄手法的升级——特写的清晰细腻

不同于制作 《比利·林恩的中场战事》的布光方式，《双子杀手》升级了其布光手法，并拍摄了很多夜间阴暗的室内戏，其目的在于方便后期制作中提高阴影部分的亮度，而使用HDR技术恰好可以很好地保留画面阴影部分的许多细节。另一项重大突破是采取传统的夜间内景拍摄手法进行 “日拍夜”的创作，据悉很多场景均是以这种方式拍摄，其目的在于确保夜景戏的纵深感，而3D、4K与120FPS技术联动所产生的清晰细节和纵深感恰能满足李安坚持使用浅焦进行创作的要求。李安在采访中坦言到：3D、4K、120FPS、HDR等电影高新技术的联动，其最大的收获在于特写镜头。

图2 《双子杀手》地下墓穴夜戏

在 《双子杀手》的墓穴布景中，灯光师采取“多主光”的布光策略，即布置数十个Sky Panel灯板的灯光透过洞眼和骷髅的裂隙照在墙面上，使灯光从多个方向包围物体；在补光上采用了特制的Litegear LiteRibbon灯条，并将LED灯条连接LiteGear中控箱，通过DMX控制光照强度，进而达到用光影塑造形象的效果。Sky Panel灯板与LED灯条共同营造的夜景弱光，为墓穴布景奠定了极具紧迫感的氛围基调。在23岁的 “数字人”威尔·史密斯与51岁的威尔·史密斯搏斗过程中，通过夜景弱光可以清晰看到前景一个头骨的细节和远景两人对峙的场面，画面内无与伦比的纵深感给观众带来赏心悦目的美感，如图2所示。同时利用观众的眼睛可在 “三高”技术支持的画面内捕捉到任何动作的特性，其使用步枪、强光手电和照明弹可在某些特定时刻产生定向光线，营造了一种恐怖氛围，使前后景的动作戏相互竞争进而赢取观众的注意力。

在笔者观影 《比利·林恩的中场战事》后，感觉其影片的画面较平，没有太多的明暗光影对比，也没有丰富的景深层次。在单人镜头中仅对背景做模糊虚化处理，在多人镜头中也只是一视同仁对所有演员进行布光，虽然画面风格整体上比较明亮，却不够立体。据李安的解释，这样的风格是受到了新技术的限制。相比 《双子杀手》，《比利·林恩的中场战事》基本以固定镜头为主，当高帧率镜头以接近180°的角度移动时，如在横摇过橄榄球球场的全景等场景中，会给观众带来一定的晕眩感。而观影 《双子杀手》足以看到李安及其团队在技术上的进步，在地下墓穴等弱光下的动作戏中，李安大量使用了中景和特写的方式进行拍摄，并对人物脸部设置大面积阴影的布光，且大部分脸部的灯光都会比后景要亮一些，有明显的明暗光影对比，这就好像把观众拉近了演员的 “私人领域”，瞳孔的收缩、细微的面部表情一览无余，令观众叹为观止。

图3 2D电影拍摄和3D电影拍摄的对比图

为了更形象说明3D电影拍摄采用以 “三高”为代表的电影高新技术联动的重要性，笔者通过Shot Designer设计了2D电影拍摄和3D电影拍摄的对比图，如图3所示。在2D电影的拍摄中，常采用 “三点布光”的方式进行拍摄，而观众所观看到的是带XY轴的二维平面；对于3D电影的拍摄，一般采取交叉的拍摄方式，并考虑IO距离和零点距离，由于这种拍摄方式在物理上更贴近人类的生理双眼的对焦，所以可以构造出更具真实感的立体影像，给观众带来更舒适的三维的XYZ轴世界。图3右边的3D电影拍摄的场景由上文图2的 《双子杀手》地下墓穴夜戏分析所得，由于使用了120FPS的高帧率，可在 “轻量化”立体摄影系统的加持下，更靠近被摄主体进行拍摄和布光，做更快捷稳定的变焦效果和更微妙细腻的光效控制；同时3D、4K、HDR等电影高新技术的联动更是如虎添翼，给观众带来更舒适美妙的观感。

3 影院系统的全方位升级

图4 荧光粉激光和RGB激光的对比图

观看大多数的2D电影，不难发现在镜头快速运动的情况下画面会产生模糊，虽然这种模糊可以被人眼所接收，也被很多人当作 “电影感”，但观看3D电影，快速运动所产生的模糊都会被 “放大”，这种画面抖动给观众带来了不舒适的观感。虽然高帧率可以解决这一问题，但必须匹配 “放映帧频”和 “摄影帧频”相一致，还需要影院放映系统对HDR影像进行还原等技术支持，这表明以 “三高”为代表的电影高新技术联动对影院系统的全方位升级尤为重要。其中，还原3D HDR影像最大的问题在于影院系统放映端的亮度不足，而激光光源对于亮度的提升极为明显。目前的激光放映机主要有荧光粉激光和RGB激光两种技术，如图4所示。目前CINTIY影院系统可提供 “超高亮度”的放映指标，这也是 《双子杀手》在HDR上宣传的电影高新技术亮点。

3.1 观众体验升级——正向发展技术联动

为了给观众带来更好的观感，需要高对比度的HDR放映技术，这也意味着需要放映机提供高亮度的光输出，它常常通过激光上的贡献取得亮度上的提升，其核心在于高亮度的稳定性和模块化可升级性。相比传统影院长时间使用汞灯、氙灯系统产生的寿命短、亮度均匀性差等不稳定性，激光放映技术可以更好的满足HDR影像放映的需求。而且激光光源采用 “高度模块化”的设计技术，可以让传统光源的数字影院放映机进行低成本的 “激光光源改造”，并逐步升级至单色激光光源系统，或是更先进的三色激光光源系统，这样可降低系统维护和调试成本，并给观众带来 “升级版”的沉浸式体验。由于人眼视觉差异、亮度阶差及观影条件的不同，理想的影院HDR峰值亮度被认为在500尼特 （简称nit）左右，相比普通影院所使用的100nit HDR峰值亮度，高端放映影院具有更好的HDR放映效果。

Real D作为目前世界上提供主流的3D电影放映支持的公司，其建立的6英尺朗伯 （简称FL）放映认证很好地解决了亮度方面的问题。而全新建成的CINITY影院系统可认为是当今最高规格的电影放映系统，其配置的Real D 3D系统可使RGB三基色双机激光放映机同时放射四道光束，其光效是其他影院双机3D系统的两倍。同时由纳米技术打造的RealD终极银幕，其高光反射效率使 “单眼”3D的亮度高达14FL，3倍于普通3D影厅要求的4.5FL的行业标准。当RealD 3D系统的放映机以120FPS的高帧率放映 《双子杀手》时，其采用圆偏振光产生的立体图像投影，可有效减轻鬼影效果。相比其他3D系统采用的线偏振光，其优势在于让观众可以随意地倾斜头部观看3D电影，增加了观众观看电影的舒适感。

可见，评估以 “三高”为代表的电影高新技术联动对影像质量的升级效果，重点是如何评估影响对比度的光散射、银幕反射率及其非均匀性限制因素对HDR影像还原等影像。RealD提供的双光路3D系统和终极银幕等电影高新技术技术联动，使CINTIY影院系统在放映高规格的电影同时给观众带来 “豪华版”的感受。

3.2 国内技术突破——反向推动影视制作

在国家政策的大力支持下，华夏电影建立了“CINITY电影实验室”，并邀请李安等国内外知名电影人和电影制作机构进行电影高新技术相关的影视制作探索，为我国电影高新技术的发展培养前期拍摄和后期制作的综合性人才。华夏电影首席技术专家李枢平认为，CINITY影院系统将反向吸引和促进片方去拍摄制作更多的高技术格式精品影片。

不同于CINITY影院使用的RGB激光技术，ALPD激光荧光技术是2015年我国中影光峰自主研发的显示技术，其攻克了激光显示在性价比、寿命、效率和可靠性方面的技术难关，具有高亮度、广色域等特点，最为关键的是它突破了发达国家的激光技术垄断，大力推广了影院对激光光源的使用。目前中国已成为全球激光光源普及率最高的国家，ALPD激光荧光显示技术经过不断研发已推出了4.0产品，该产品首次实现了三色激光与荧光技术的完美结合。与此同时，支持3D电影的数字摄影机及各种先进的电影设备如雨后春笋般地涌现在全球各个剧组，促进了以 “三高”为主的电影高新技术发展，其联动性使影视制作更智能化和轻量化。

可见，半导体激光器件技术在不断进步，将逐步替代百年电影使用的氙灯光源放映机，以 “三高”为主的电影高新技术联动将会给广大观众带来更加完美极致的影音体验氛围，享受色彩斑斓身临其境的电影所带来的无穷魅力。

4 结语

《双子杀手》呈现的动作连贯性和弱光下特写的清晰细腻，其背后是以 “三高”为主的电影高新技术联动所带来的影像质量的升级，而服务于高规格影片制作的CINITY等影院系统的升级，将会带动新一轮的电影高新技术影片拍摄，因为影视制作与影院系统是双方服务的。在詹姆斯·卡梅隆筹备《阿丽塔：战斗天使》的制作过程中，他要求影院画面中心亮度范围需达到10FL左右才能放映高亮版本，可见影院系统对影像质量的影响极为关键。

虽然观众对 《双子杀手》《阿丽塔：战斗天使》等高规格的电影制作上的评价褒贬不一，但应给予詹姆斯·卡梅隆、李安等导演足够的尊重，因为他们勇于做电影高新技术的弄潮儿，在电影制作领域激起一片浪花，鼓舞后来者通过 “三高”等电影高新技术联动去呈现更佳的电影效果。随着摄影机、虚拟现实等设备的不断更新，CINITY、杜比视界等影院系统的全球部署，5G、AI、云计算等技术联动，将会给影视制作带来新一轮的技术革命。