推进电影关键核心技术自主可控赋能电影产业高质量发展

雷振宇 靳宇

中国电影股份有限公司,北京 100044

中国电影股份有限公司北京信息技术分公司,北京 100044

1 引言

习近平总书记指出:“优化和稳定产业链、供应链。产业链、供应链在关键时刻不能掉链子,这是大国经济必须具备的重要特征。要拉长长板,补齐短板,在关系国家安全的领域和节点构建自主可控、安全可靠的国内生产供应体系。”文化安全是国家安全的重要组成部分,是建设社会主义强国、文化强国的重要保障,维护文化安全是举旗帜、聚民心、育新人、兴文化、展形象的历史使命任务。习近平总书记在全国宣传思想工作会议上提出“九个坚持”,需要我们进一步增强自身的本领、勇于担当、锐意改革创新,“坚持讲好中国故事、传播好中国声音”。

电影是文化产业、宣传阵地的龙头和核心,影响力巨大。电影产业链大体上可分为制片、发行、放映3个主要环节。目前除了发行环节以外,我国电影产业在技术、设备和软件系统等方面对国外的依赖度较高,比如摄影机、制作软件、放映设备等,甚至在相关的标准和工艺流程方面,我国电影产业总体上还处于跟随和模仿的阶段。因此在电影强国建设中,应积极开展电影全产业链关键核心技术和装备自主可控的、可替代国外相关产品的研发和攻关,不断提升原始创新和集成创新能力,增强制定电影标准的话语权,《“十四五”中国电影发展规划》已将电影科技创新列入重点专栏。在我国电影科技工作者不懈努力下,现已在相关领域取得了令人欣喜的突破。

关键核心系统的国产化体现了我国应对信息系统安全、网络安全以及产业安全风险挑战的关键举措。“安可工程”就是指安全可靠工程,即应用国产关键系统、国产核心设备、关键系统应用等软硬件产品替代国外相关的信息技术产品。近年来,我国在诸多科技领域都取得了显著的进步,如5G信息通信技术、人工智能、物联网、云计算等,无论是在核心技术还是在市场应用领域均取得了突破。因此,我们认为,在国家的大力扶持和我国市场巨大内生动力的推动下,我国有望应用这些新技术重构电影产业新生态,用科技为电影技术自主可控赋能。

中国电影股份有限公司以实现电影强国梦为奋斗目标,肩负国有大型电影企业主体责任,加大科技创新力度,在电影全产业链推动新一轮电影科技创新,是其重要使命。本文以中国电影股份有限公司为例,阐述公司在影片拍摄和制作技术领域的创新探索,数字影院技术的自主创新和技术标准的自主制定,进而为实现电影强国的宏伟目标做出应有的贡献。

2 推进电影关键核心技术自主可控

电影是科技创新的产物,是技术和艺术的结合,每一次的科技进步都带来电影产业链各个环节的巨大变化。例如数字化的发展推动了胶片转数字技术的发展,进而促进了非线性编辑、预演技术等的进步;工业化的发展促进了电影的产业化进步,在细分制作、制作规模化、流程可控等领域实现了质的飞跃。当前信息化的发展,一方面提高了各环节效率,另一方面也推动了整个电影产业链上各个环节的变革。这个电影产业变革的时代,正是应用信息技术实现在电影科技上自主可控的最佳时机。同时,高新技术格式电影以及相关产业链,也为电影产业发展提供了一条新赛道,使我们有机会摆脱原有的束缚和限制,推进我国电影关键核心技术自主可控。

2.1 推进电影拍摄技术自主可控

虚拟拍摄技术带来了影视制作流程的重大变化,它使以往后期制作才能看到的特效画面能在前期拍摄时直观可见。后期环节的前置,帮助制作团队更加集中地发挥创意,模糊了流程环节之间的明确界限,节约了沟通成本。

中影基地作为国内最早引入虚拟拍摄技术的公司,在虚拟拍摄和制作领域具有丰富的经验。但这项技术早期牢牢掌握在国外手中。中影基地早期引入的便是Lightcraft公司的Previzion系统,并应用该系统参与了多部国内影视作品的制作。

图1 中影基地早期引入的Previzion系统

近年来,中影基地结合电影级LED自发光显示技术,不断积累经验,投入自主研发的精力,目前在虚拟拍摄领域已经自主研发了一套基于LED背景墙的虚拟拍摄技术。100多年前中国人拍摄了第一部国产电影——京剧电影作品《定军山》,如今中影基地应用自主研发的虚拟拍摄技术完成了京剧电影《安国夫人》的全片拍摄。

图2 中影基地自主研发的虚拟拍摄技术应用于京剧电影《安国夫人》

将基于LED背景墙的虚拟拍摄技术成功运用于实际电影制作使得高新技术格式电影在拍摄阶段就具备了更多元的可能性,相关技术目前也基本实现国产化,避免了“卡脖子”情况的出现。

2.2 推进电影制作技术自主可控

2.2.1 人工智能图像增强技术

随着人工智能技术的不断成熟,其在电影制作中的应用也越来越深入。作为国内电影行业中的龙头企业,中影也始终关注相关技术的发展。我们最早以图像数字修复作为行业切入点,研发了“中影·神思”人工智能图像处理系统,成功应用于《厉害了,我的国》《我和我的祖国》等影片中,实现了从黑白到彩色、从标清到高清、画面修复等功能。

随着高新技术格式电影对电影拍摄和制作要求越来越高,尤其是在高分辨率、高帧率、高动态范围等方面,但受限于成本、工艺等,电影在拍摄和制作过程中很难在一开始就满足所有要求。因此在高新技术格式电影制作过程中,人工智能技术除了应用于修复以外,还可应用于图像增强等方面,尤其是在母版重制环节,比如将原24帧/s电影通过AMR技术(AI Master Reproduction,人工智能母版重置技术)提高到60帧/s或120帧/s。虽然AMR技术的应用会造成制作成本一定程度的提高,但相比于从拍摄环节就按照高新技术格式电影的标准进行,采用AMR技术能够节省不少成本。目前为了拓展高新技术格式电影的供给,很多影片都采用了AMR技术来实现分辨率、帧率和动态范围的提升,而这些应用也是目前国产技术研发的发力点之一。

图3 人工智能技术应用于图像修复领域

2.2.2 云计算和云制作技术

高新技术格式电影的相关指标对存储、计算等提出了更高的要求。相比于传统2K 24帧/s常规技术格式电影,高新技术格式电影的图像数据量甚至会高出数十倍左右,对存储空间和渲染性能的要求巨大,对制作公司整体网络环境的要求也越来越高。而这些需求,均离不开底层芯片、操作系统、数据库等的支持,以及在此之上的分布式存储、云渲染等算法和技术。

因此,为增强我国电影产业的鲁棒性和抵御风险的能力,实现在关键技术、核心软硬件系统等领域无关键短板,就需要对上述核心技术投入研发,支持自主可控的云平台,具体包括:

(1)电影云制作平台建设,研发国产核心软硬件,为电影制作、视效、动画渲染等关键环节提供分布式存储、高性能计算的技术支撑。中国电影科学技术研究所(中央宣传部电影技术质量检测所)将云计算技术与电影后期制作需求相结合,建设完成国家电影云制作服务平台,平台的三大核心业务系统都是自主研发,制作人员无论从何地通过互联网登录到平台,都可以在云端完成从剪辑到母版制作的全流程制作,开展分布式远程跨域协同制作。

(2)研究电影制作技术的国产化,重点针对高新技术格式电影开发电影制作全流程中的自主可控技术。如研究基于国产芯片的电影特效、合成、渲染、集群作业等技术;研发电影制作相关的国产软件;研究采用国产芯片的人工智能芯片在电影拍摄、动画制作、后期制作、解码放映的联合创新应用。

(3)探索基于超级计算机云平台的电影制作业务新模式,如协同制作、实时交互制作等,利用云技术,实现电影制作相关技术弯道超车。

2.3 推进电影放映技术自主可控

为发展高新技术格式电影,中影在2019年推出CINITY品牌,是具有核心自主知识产权的创新成果。CINITY放映系统结合了高新技术格式电影相关技术指标,如高亮度、高分辨率、高帧率等,主推4K、120帧/s、HDR高新技术格式影片,使画面更加清晰、明亮、绚丽、细节丰富、动作流畅。CINITY放映系统目前是国际上各项综合指标较高,观众体验感良好的放映系统。截至2022年6月,CINITY已在中国70家影院安装,与80余家影院达成合作待安装,涵盖国内主流院线,部署超过30个城市。

图4 中影CINITY亮相欧洲电影博览会获得特别技术成就奖

目前除了传统投影方式的放映系统正在向高新技术格式电影转变以外,LED放映系统近两年来成为了热门技术。2021年,LED电影屏实现了国产化。LED放映系统与投影放映系统相比,具有天然的高亮度、高对比度、高刷新率、广色域等优势,因此同样也适用于高新技术格式电影放映系统。目前LED放映系统进入影院依然还要受限于美国DCI认证。除了标准、技术受限于国外以外,通过DCI认证还需要庞大的资金实力和技术力量。LED放映系统诞生之后,市场长期被三星Onyx LED、索尼Cryst al Micro LED和LG LED Cinema占据。

但在技术力量上,我国LED厂商后起直追,不断提高自主知识产权的占比。自2021年至今,已经有至少4家中国企业的LED产品通过了DCI认证,并逐渐部署在国内的各个电影院中。比如中国电影科学技术研究所联合中国电影股份有限公司和深圳市洲明科技股份有限公司研发的国产LED电影放映系统作为中国首个通过DCI认证的LED电影放映系统,其产品安装在了中影国际影城(党史馆影院)中;时代华影HeyLED数字电影屏是中国首个具有软硬件核心知识产权、通过DCI认证的LED放映系统,目前已经安装部署在北京UME影城(华星店)中;AET阿尔泰LED电影屏由AET阿尔泰自主研发生产,图像处理系统由AET阿尔泰与国内系统和播放器公司共同研发生产,实现了LED电影屏的全国产化;上海幕革GS01 LED影院在今年也顺利通过了DCI认证。

除此以外,中影集团也结合在CINITY放映系统中的丰富经验,正组织团队研发攻关,力求打破国外厂商在数字电影放映机芯片的技术封锁,加速主动发光LED技术在数字电影放映领域的普及与应用,开发具有自主知识产权的数字影院LED系列产品,并且与相关国内厂商联合制定基于LED的高新技术格式数字电影标准。

3 推进高新技术格式电影全流程自主可控

目前中影股份着力研究的CINITY高新技术格式电影,这一概念和品牌是在全球率先由中国企业提出的。“以此为基础将逐步形成一条新型电影技术格式产业链,并制定与之相应的新电影制作和放映标准,促进电影产业创新发展、提质升级,开辟电影产业的创新赛道。”高新技术格式电影是在当前电影全面数字化的基础上,综合利用最先进的工艺和技术来呈现更高质量的画面和声音,例如高分辨率、高帧率、高亮度、高动态范围等。在如此高标准的要求下,原有的常规数字电影制作工艺、软硬件产品难以满足制作和放映要求。因此我们在提出高新技术格式电影概念的同时,也在技术和标准多个层面上提出了新的规范和要求,并力争在此基础上实现我国电影科技自主可控。

高新技术格式电影对电影制作技术提出了更高要求,尤其表现在它进一步促进了前期拍摄和后期制作的融合,以及人工智能、云计算等高新技术在电影行业中的进一步应用。

4 推进电影技术标准体系自主可控

关键核心技术的突破使我们能够在一定程度上避免“卡脖子”场景的出现,使我们的系统安全可靠。但是在市场上想掌握话语权、制定行业规则离不开技术标准的制定和对工艺流程的掌握。如前文提到的LED放映系统,虽然国内已经有多家企业可以生产,并已有了全国产化的产品,但市场的准入门槛依然是美国的DCI认证体系。因此,作为电影新赛道之一的高新技术格式电影,有必要在初期确立标准、制版工艺等,在技术标准方面实现自主可控。为实现这一目标,需关注以下三点:

(1)在关键核心技术领域持续投入,在技术标准方面加强研究。通过核心技术、技术专利等布局电影产业链,防范潜在风险,提升技术领域抵抗风险的能力和风险管理水平。

(2)在认证标准方面不断提升准入门槛。高新技术格式电影应始终作为行业内最先进、最高端的电影标准,始终以给观众带来最佳观影体验作为目标。在关键核心技术支持下,通过认证标准来提高市场话语权。

(3)在工艺流程方面广泛布局。通过对核心技术的组合,寻找适合自身的技术路线和工艺流程。通过工艺流程推动相关技术和产业的快速发展。

目前在高新技术格式电影方面,中影集团在放映系统方面已经发布了企业标准《CINITY数字电影放映系统和影厅技术要求及测量方法》,在制版方面已经完成《CINITY数字电影发行母版和打包技术要求》的制定并即将发布,并且正在制定《CINITY LED显示屏放映系统技术要求及测量方法》企业标准。在国际标准方面,中国电影科学技术研究所牵头起草制定的我国首个国际电影技术标准《数字影院立体放映技术要求和测量方法》将于2023年由国际标准化组织 (ISO)正式发布,进一步提高了我国电影技术标准的国际话语权。通过多个技术标准,在市场准入、当前核心技术以及未来技术发展多个方面深耕布局,最终建立高新技术格式电影完整的技术标准体系,实现在技术标准体系方面电影产业的自主可控。

5 结语和展望

随着国际形势的深刻变化以及信息安全问题的日益突出,对关键核心技术、设备和系统的安全可靠、自主可控的要求已经上升到了国家战略层面,推进国产化、掌握更多自主知识产权势在必行。在电影行业,长年以来按照国外的技术标准、使用国外的软硬件产品来“讲中国故事”的趋势必须要加快扭转过来。进入新时代新征程,电影科技发展将更加趋于多学科的领域交叉融合,虚拟摄制、高新技术格式和云制作等技术,成为推动中国电影高质量发展和提质升级的关键技术。因此应当紧紧把握国家战略政策机遇,积极推进电影产业链上制作技术自主可控、放映技术自主可控、工艺标准自主可控以及全产业链信息化的“安可工程”,为实现《“十四五”中国电影发展规划》中对电影科技自主创新的发展和部署作出积极贡献。