4K3D60fps格式电影前期拍摄测试和DIT应用

宋 强

（中国电影科学技术研究所，北京 100086）

近年来，快速发展的数字电影高分辨率、高帧率、广色域等技术，已经提前于数字电影行业的相关国际标准，获得了市场应用，并产生一定反响。比如，著名导演李安先生拍摄的《比利·林恩的中场战事》和《双子杀手》两部影片，均采用了4K3D120f ps格式制作和发行放映。在此之前，好莱坞著名导演彼得·杰克逊，拍摄了高帧率格式（3D48fps）的《霍比特人》三部曲系列。即将上映的《阿凡达2》，据称将采用高于常规24fps的3D高帧率技术格式拍摄。上述影片的制作和导演主创，足以引起电影行业的广泛关注和讨论，但是讨论和热议的结果却没有完全站在高帧率技术格式的应用“势在必行”上。实际上，一部分观点认为，常规电影的24fps用于2D画面创作和放映已经很好，没有必要朝着更高帧速率发展，如果是3D电影，则可以适当提高帧速率，但是提高到48fps，还是60fps，或者更高的120f ps，应该有待市场的进一步检验，以及在此之后的相关技术标准制定。

为了研究和交流数字电影高帧率、3D、4K等技术，走通4K3D60fps格式电影制作工艺，我们以4K3D60fps格式电影制作为目标，通过实践拍摄测试，总结梳理了4K3D60fps格式电影制作工艺中核心环节的关键技术问题和解决方案，希望可以为业内提供应用参考。限于篇幅，本文将主要针对4K3D60fps格式电影前期拍摄测试和DIT技术应用进行整理讨论，后续还将针对4K3D60fps格式电影的后期制作和发行放映进行测试和整理。

1 4K3D60fps格式电影制作工艺流程简图

数字电影的制作和生产基本流程一致，都要经过前期拍摄、现场DIT处理、剪辑、套底和校色、母版DCP输出等环节。4K3D60fps格式电影生产制作，因为增加了高帧率（24fps→60fps）和3D立体等要求，使得相应制作环节多了些变化，技术难度有所增加。为方便后续总结叙述，绘制出4K3D60fps格式电影制作工艺流程简图（图像部分），见图1。

图1 4K3D60fps格式电影制作工艺流程简图

2 4K3D60fps格式电影数字前期拍摄实验测试与分析

2.1 4K3D60fps格式前期拍摄实验测试

实验测试的设备选择:RED EPIC5 K数字摄影机2台（立体匹配，同时期购买，固件版本一致）、立体匹配镜头2支（型号、焦距等信息完全一致）、3DRIG（Screen Plan Steady-flex，属于“L”型半透半反式结构，是业内3D立体拍摄的主流支架结构，便于3D立体视差的调整）、AMBIENT LOCKIT ACL204时间码发生器，其他配件略。

数字摄影机主要参数设置:基准时间码60fps、录制时间码60fps、分辨率4K、压缩比8∶1（或更高）、Ti mecode标签下的Source（源）选择为External（外部）、TC Display Mode选为TOD、Sensor Sync Mode（处理器同步模式）选择为Genlock（锁相）、Monitor display选择为自动或60fps，其他参数略。

时间码发生器主要参数设置:1080p video、TC 30f ps。时间码发生器与数字摄影机的实际连线如图2所示。

图2 外部时间码控制器控制两台数字摄影机的同步和锁相

实验拍摄素材格式:4K3D60fps，左右眼分离文件。

当立体摄影机所有参数显示正常时，进行拍摄测试。实验测试的结果:发现部分镜头随机出现“时间码同步画面内容不同步”的现象，这将给整个制作带来特别大的麻烦。

图3 基于外部时间码发生器的3 D立体同步拍摄

为了说清问题，将“时间码同步画面内容不同步”的现象用拍摄测试得到的素材说明如表1所示（“时间码同步画面内容也同步”的素材不会产生问题，在此不再列举）。

表1 时间码同步画面内容不同步

实拍素材文件:A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D。

图4 原始图像文件属性信息

2.2 关于部分镜头出现“时间码同步画面内容不同步”现象的分析和后期解决方案

4K3D60 fps格式电影前期实验拍摄时，随机出现的“时间码同步画面内容不同步”问题，产生的原因不好判断，可能是时间码发生器的问题，业内领先的A MBIENT LOCKIT ACL204时间码发生器，最高只能支持到原生30f ps的帧速率，用于支持60fps的3D立体拍摄可能会有随机误差，当然这只是应用层面的初步推断；也可能是数字摄影机的问题，毕竟数字摄影机产品出现同步录制方面的某种误差也不是完全没有可能，但如果产生的原因在于数字摄影机，那么更换数字摄影机产品或者挑选到完全没有误差的数字摄影机似乎也并不现实。不管是何种原因，现阶段依靠后期制定相应的方案是最有效的解决办法。

针对表1所示“时间码同步画面内容不同步”的技术问题，我们知道，手动指定立体同步可以解决，可是完全依靠手动来处理全部原始图像素材的3D立体同步，则大大浪费了基于时间码进行3D立体同步的后期批处理效率。因此，需要找到一种解决方案，既能充分利用后期环节基于时间码进行3D立体同步的功能，又能大大减少手动匹配和指定3D立体同步镜头的工作量。

基于反复的后期制作测试，我们梳理了两个工艺流程，发现问题的核心主要是在DIT、剪辑、套底等环节之间的时间码追踪，描述如下。

（1）DIT环节处理好3 D立体同步（将板口时间码信息滞后的L或R眼素材做时间码偏移处理，比如DAVINCI软件Clips Attributes→offset，－1F），之后转码并将转码素材（时间码同步画面内容也同步）给到剪辑和视效，由剪辑环节完成声画“合板”以及剪辑定稿，推荐手动声画“合板”并确保声音文件的时间码没有变化。如果声音“合板”一定要基于时间码的方式，则可能会出现板口画面的时间码和板口声音的时间码不一致现象，需要在剪辑时间线上进一步核验声画是否完全同步，如果不同步，建议在时间线上以直接剪切的方式完成声画精准同步，最终在套底环节重新链接原始素材文件时，解决基于时间码同步但是画面内容不同步（因为重新链接的原始素材时间码未曾做过offset处理）的技术问题，见表2。

表2 DIT环节为主的3D立体同步处理(时间码偏移)

（2）DIT环节以常规转码为主，由剪辑环节处理转码后素材（和原始素材的时间码、画面内容一致）的3D立体同步（将板口时间码信息滞后的L或R素材做时间码offset偏移处理或者是手动指定“同步帧”的方式，具体取决于剪辑软件和剪辑师的工作习惯），之后进行声音“合板”处理，推荐手动指定“同步帧”的方式或者在时间线上以直接剪切的方式执行声画同步，最后完成剪辑并输出AAF或XML文件，用于校色环节套底。此流程同样需要在套底时解决时间码同步但画面内容不同步的技术问题，见表3。

表3 剪辑环节为主的3D立体同步处理(时间码偏移为例)

以上两种方式，简单来说，就是看3D立体同步的处理是在DIT环节完成优化，还是在剪辑环节完成优化。虽然都是在套底阶段解决“时间码同步画面内容可能不同步”的现象，但是综合考虑，还是在剪辑阶段处理比较好。原因主要有两个:其一，DIT阶段做3D立体同步，需要处理全部素材，而现场工作任务较多，时间紧张，若处理完每天拍摄的素材3D立体同步之后，再进行转码，难免会影响到剪辑和视效等部门的工作效率；其二，如果现场同期录音文件也是基于时间码和3D立体画面同步，那么左、右眼文件和声音文件的板口位置，因随机原因产生的时间码组合会有多种可能，即左右眼板口画面的时间码和板口声音的时间码完全一致（理想素材）、左右眼板口画面的时间码一致但是和板口声音的时间码不一致、左右眼板口画面的时间码不一致且其中一眼的板口时间码与板口声音的时间码一致、左右眼板口画面和板口声音的时间码都不一致（机率极低）。这些技术问题如果处理不好，会影响到后续环节的工作，给后续环节带来特别大的麻烦。因此，包含左右眼3D立体转码文件的同步匹配和声画“合板”处理，还是放在剪辑环节处理比较稳妥。

基于剪辑阶段完成3D立体同步和“声画同步”，并以实拍素材为例，将4K3D60fps格式电影后期制作工艺流程细化如图6所示，声音部分的处理相对常规，在此不做过多说明。

关于图6的几点说明:

（1）图6中，Edit（剪辑）和Conform（套底）环节，我们是依据Davinci系统做的工艺流程测试，使用的原始图像素材为测试实拍的左右眼立体文件A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D。Davinci软件的功能比较完善，可根据需要搭配不同性能硬件，实现DIT系统、剪辑系统、Conform（套底）/视差校正和校色等系统的搭建。

（2）图6中，若Edit（剪辑）环节使用AVID Media Co mposer，则DIT转码后的左右眼素材文件做3D立体同步时，可使用多种方法。比如手动指定左眼素材文件（A001_R001）的板口时间码00∶02∶40∶56与右眼素材文件（B001_L001）的板口时间码00∶02∶40∶57同步，这样就可以不做右眼素材文件的时间码Offset偏移。当然，后续使用AAF传递和Conform（套底）时，也会带来新的问题，比如AAF文件中携带的剪辑定稿时间线上的素材时间码信息会与Conform（套底）过程中基于AAF文件导入媒体池的原始图像素材文件的时间码信息完全一致。这个时候，就需要套底之后，采用左右眼文件叠加（分别位于视频轨道V1、V2）的方式，进行后续的视差校正和立体校色，回归到以前的常规通用流程。

图6 基于时间码同步的4K3D60fps格式电影制作工艺流程细化简图

需要注意的是，A001_R001_01019Z_001.R3D和B001_L001_0101G2_001.R3D合成为3D立体镜头时，A001_R001_01019Z_001.R3D实为左眼文件，B001_L001_0101 G2_001.R3D实为右眼文件。可能是因为摄影机拍摄时的文件命名设置或安装（物理位置）不当等原因，造成了最终录制素材文件命名与一般习惯上的冲突。

3 4K3D60fps格式电影现场拍摄的DIT处理

数字电影拍摄的DIT工作内容十分复杂，是原始图像数据存储、备份、校验和分发的核心，需要同时面对摄影组、剪辑组、视效组、导演组以及制片组等多个部门，工作量十分巨大，所以尽量能够减少一部分现场DIT部门的工作，否则，需要聘请大量的DIT工作人员，并且搭配使用的DIT硬件设备也跟着增加成本。

针对4K3D60fps格式电影制作技术和制作工艺，抛开现场视频监看及分发（可采用常规2D审看方案，满足现场导演组审看和其他各部门负责人的分屏审看等），DIT部门在现场做的工作主要包括4K3D60fps格式原始图像数据的存储、备份和校验（左右眼原始素材文件），4K3D60fps原始图像数据的daily（每日工作样片）转码（用于剪辑），4K3D60fps原始图像数据的视效镜头转码（视效提前制作或预审视）等工作。

3.1 4K3D60fps格式原始图像数据的存储、备份和校验

市场上主流数字摄影机单机都可以拍摄4K60fps格式，使用两台协同便可实现3D立体拍摄，从而得到4K3D60fps格式的原始图像数据。但是不同数字摄影机使用的存储卡介质不同，导致DIT环节需要配备不同的读卡器才能快速有效的完成原始图像数据的存储和备份。此外，鉴于原始图像数据的重要性，一般要分别独立备份至少2、3份以上才保险。推荐使用高速磁盘阵列和大容量移动硬盘存储等方式，有条件的剧组还可以增加一份数据磁带备份。

本次拍摄使用两台RED EPIC 5K数字摄影机拍摄，所用读卡器为RED EPIC摄影机厂家专用读卡器，数据接口为usb 3.0。备份和转码系统的选择，使用MAC OS工作站搭配DIT转码软件Davinci。MAC OS工作站的雷电3接口磁盘阵列，可用于大容量数据的快速存储和备份。Davinci软件运行在MAC OS系统平台，搭配雷电3接口磁盘阵列，转码和拷贝分发的速度和效率都比较理想，二者结合，性价比高。

图7 “电脑主机（含软件）＋磁盘阵列＋读卡器”的DIT存储及备份

图8 左右眼素材文件导入和基于时间码的3Dsync素材创建（测试）

图9 3D立体时间线（测试）

在保证至少有2、3份高速存储阵列存储原始图像数据的基础上，选择一份高速磁盘阵列中的素材进行全面校验（其他备份可以随机校验）。校验的方法主要是导入备份的原始图像数据进入Davinci软件系统，借助Davinci软件（本次测试实验使用的Davinci软件版本为16）里的3D Sync功能，通过时间码匹配的方式将左右眼素材文件直接匹配成3D素材，然后利用立体匹配后的3D素材创建时间线并在Color（校色）标签页内观察素材的播放质量（是否有技术质量问题，如画面瑕疵、曝光过度等）和3D立体的同步效果。发现问题，及时向导演组和摄影组反馈，查找原因。若出现前文述及过的时间码一致画面内容不一致的问题，如果差别不是数帧以上的话，可以先行忽略。

图10 Color页面下的3 D立体同步校验（图示镜头时间码同步画面内容不同步）

本次4K3D60fps格式电影拍摄实验测试，检验到部分素材文件，随机出现时间码一致而画面内容不一致的问题，以场记板合上瞬间的板口位置为准，见图5。

图5 左、右眼图像素材3D立体匹配“时间码一致画面内容（板口）不一致”

此外，如果导演要在DIT环节审看3D立体效果，则将导演指定要看的3D镜头（原始图像文件或原始图像文件的转码文件）放置在3D时间线上，率先检查3D立体同步效果，针对随机出现的时间码同步画面内容不同步的问题，可暂时通过素材时间码Offset偏移的方式，确保导演审看时的3D素材完全同步。

3.2 4K3D60fps原始图像数据的转码(用于剪辑)

4K3D60 fps格式电影制作用于后期3D立体剪辑的DIT转码可沿用常规方法。虽然，3D立体的部分素材存在随机不同步（基本上差1帧）的技术问题，但是不推荐在DIT环节将其校对和匹配。如果为了导演组审看，则可以临时校对和匹配3D立体效果，但也是尽量使用转码后的文件比较合理（除非导演组要求使用原始图像数据审看），对电脑硬件性能要求降低的同时，又可增加3D立体素材的播放流畅度。

图11 4K3 D60fps格式电影技术演示片——左眼素材文件转码（测试）

图12 4K3D60fps格式电影技术演示片——右眼素材文件转码（测试）

用于剪辑的常规转码主要注意相关参数的合理设置，设置的重点是必须保证未来可以正常套底，以及转码后的文件用于剪辑系统时能够实时播放。

转码后的文件，时间码信息和原始素材完全一致，目的是为了用于剪辑之后的套底。转码后的文件分级目录建议和原始素材的文件分级目录一致。

将转码后的4K3D60fps格式素材文件，提交给剪辑部门，即可完成该部分工作。

3.3 4K3D60fps原始图像数据用于视效组提前制作或预审视的镜头转码

如果未来采用4K3D60fps格式拍摄的影片中，有大量视效镜头，且需要赶制作周期的话，可以将视效制作部分提前介入，以提高工作效率。

DIT部门在核验4K3D60fps原始图像素材后，可以按照视效部门的要求，为其提供相关视效镜头的原始图像文件拷贝以及原始图像文件的转码服务。现在的视效制作软件大多已经支持主流数字摄影机的原始图像文件格式，所以DIT部门理论上只需要给视效部门提供原始图像文件的备份文件即可，需要的话，转码工作可由视效环节自己完成。在DIT环节完成相应的原始图像文件转码服务，只是为了节省视效制作部门的转码时间，提高总体工作效率。

图13 4K3D60fps格式电影技术演示片——DIT转码至VFX（测试）

当然，DIT部门也可以根据视效部门的具体要求，将原始文件匹配3D立体并校对后，将其转码成高质量素材（比如*.tiff序列帧等格式），再提供给视效部门。视效部门完成相关工作后，会将这些画面（代理质量或最高质量）提交给剪辑或校色环节，不再需要和原始图像素材发生Confor m（套底）过程。

如果视效部门只是急需相关素材，用于视效制作的预审视，目的是为了确认拍摄素材的质量能否用于未来高精度视效制作的话，则DIT部门可以完成原始图像素材的3D立体同步校验后，向视效部门提供代理文件质量的转码输出，用于提高彼此的工作效率。

4 结语

本文介绍了4K3D60fps格式电影前期拍摄的实验测试和DIT处理，针对随机出现的“时间码一致但画面内容不一致”的技术问题，做了分析和后期制作测试，提出了相应的解决思路和技术方案。但是完整的4K3 D60fps格式后期制作流程，仍然需要进一步的描述和分析，我们后续会在相关文章中进一步讨论。