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3D和4K是后高清时代的两个主要话题。在4K话题开始之前，3D是近几年备受瞩目的焦点，而在经历了多年的探索和研究之后，目前的3D仍存在一些难以突破的技术瓶颈，人们开始认识到3D这条路将是一个漫长的实践和探索过程，需要冷静前行，3D电视的发展呈现暂缓局面。我们关注到近两年，厂家开始集中进行4K机器的探索研发.媒体开始铺天盖地的4K宣传，电视台开始尝试4K节目创作，观众对4K越来越好奇和关注，眼前的这一切都在说明4K将成为电视领域的新焦点，它势必要掀起3D之后的下一个浪潮，而以4K、8K为代表的超高清时代似乎马上来临。
为什么需要4K
4K，不仅仅是分辨率
4K将画面的分辨率从现有高清提升了四倍，在保证清晰度不减的情况下使观众拥有更宽阔的视角（从高清设计的30度视角提升到60度），从而获得更为身临其境的临场感和感官震撼。但从现阶段来说，高清已经拥有不俗的效果，4K如果只是分辨率的提升，会有多少刚迈进高清门槛的观众买账？电视台在最近十年经历了从模拟到数字，标清到高清，甚至还加入3D，前后期全面升级换代，投入巨大，现在又来了4K，而且似乎离播出还有一段距离，特别是在经济不太景气的当前，电视台愿不愿意再次入手？这都是4K面临的问题。
所以我们现在所讨论的4K，绝不仅仅只是分辨率的变化，它已经成为现代数字影像技术全面发展的代名词，是下一代高品质影像质量的一个象征符号，对于我们目前的高清影像水平，将带来整体的升级。
具体来说，伴随着成像感光元件的技术升级，全新的CMOS大画幅成像器件，已经逐渐开始取代过去广播级三片2/3英寸CCD的级别，大幅提升的感光面积，加上CMOS技术的改进，将摄影机的画面品质上升到前所未有的高度。4K引发的技术变革
分辨率的提升
众多厂家都已拥有自己的35mm数字摄影机，4K已经是常规配置，索尼的旗舰摄影机F65甚至已经达到了8K的有效像素，这已经能够充分满足家庭和院线大银幕的高清晰度的需求。
对比度与动态范围
大画幅成像器件即使包含4K×2K像素点数量，依然能够为每个像素点提供足够大的面积和空间，从而保证了摄像机可以摄取到14档光圈左右的动态范围，即使在光比极大的拍摄环境中，依然可以获取和保留足够的亮度层次和有效信息。对于高清晰度的展现效果，除了像素分辨率硬指标之外，影像的反差是关键要素，在后期通过合理的亮度层次排布（伽玛曲线调整），可以将前期完整保留的信息进行明暗层次更好的分布，确保高对比度下层次过度的展现。
取样率提升
在UHDTV超高清电视标准中，已经没有高清时代8比特的量化标准，至少10比特甚至12比特已经成为基本要求。在大银幕下，画面细节展现更加真切，确保色彩和灰阶过度流畅和自然尤为重要，这也是高品质画面的基本保证。
色域范围更广
专门为超高清标准制定的ITU-R BT2020标准，极大地扩展了色域覆盖范围，囊括了更多特别是绿色区域的色彩信息。伴随着摄像机性能提升，以及监视器、电视从显像管过渡到色域范围更大的全新显像设备，如LED、背光LCD和OLED技术，都能够捕捉和展现出更宽广的色彩范围。
帧率
高清受限于编码方式和传输带宽，与模拟时代样依旧采用隔行扫描的标准。近些年国外已经开始将高清系统由隔行升级为逐行扫描，从而提升了画面的动态清晰度。实验表明，观看者对于画面清晰度的感受，如果仅仅静态清晰度高（单幅画面）而动态影像变换存在模糊，如隔行扫描带来的实际垂直清晰度减半（1080/50i）或者LcD响应慢造成的影像拖尾。甚至有人觉得，1080/50P的影像效果并不亚于4K/50i的观看感受。
为了改进这一点，在超高清时代，传统隔行扫描已经被放弃，在目前带宽有限，特别是依然采用H.264编码的情况下，25P会是第一阶段的常用标准；而伴随最新的H.265（HEVC）标准发布，编码效率比264提升30%到5070，意味着可以在带宽不变前提下实现50P的内容播放，这就将充分改善动态清晰度水准。而在超高清标准中还注明了120P的帧率标准，带来绝对平滑的动态过渡感受。这将是未来技术追求的目标。
助于3D画面质量的提升
4K的发展对于3D起到更好的助推作用。前几年推动3D时，是基于现有高清的技术基础上，除了立体，并未有其他提升，影像质量甚至可能由于观看技术的欠缺，比高清还有所衰减。而4K技术将会带给3D强有力的支持，如果能够在4K大银幕上通过两路HD信号同时展现3D，而不是现有的Side bySide并行模式，甚至未来4K、3D结合，对于3D影像的升级值得期待。
在目前阶段，4K所带来的以上技术变革，依然存在很多需要解决的问题，产品方面依然匮乏需要完善，但是目标已经确立，不仅仅是4K，影像质量将会获得全方位的提升。
如何传播4K？
4K人才是关键
影视作品、纪录片题材、广告制作通过4K都能够获取到超越以往的品质，整个制作流程也更贴近于数字电影的要求。除了技术与设备不断升级，对于制作团队和人员的素质要求也会越来越高，需要能够打通整个流程的高技术工种涌现才能有品质保证，在数字电影中逐渐形成的新角色DIT（Digital Image Technician，数字摄影工程师），电视领域也同样不可或缺。不仅仅是对于摄影器材的熟悉，能够很好辅助导演和DP（Director ofphotography，摄影指导），由于4K素材数据量的提升，会出现以往电影制作中Dailies的工作，即完成高码率原片（RAW文件）向低码率代理数据的转换；为了在现场进行精确的样片观看和粗剪工作，由于RAW文件采用低反差、低饱和度的曲线和全色域拍摄，还可能需要LUT（Look up table）和CDL（Color DecisionList）设置。这些都是过去电视制作很少涉足的范围，需要更多电视人才去了解和学习，才能保证更高水准的4K节目制作要求。 与高清融合
除了4K本身之外，如何将4K与现有高清更好的融合，特别是辅助高清制作，同样是4K能否在现阶段推广使用和被认可的关键因素。由于目前摄影器材价格相比过去大幅下降，越来越多的影视剧开始选择4K摄像机拍摄，然后进行HD转换，同时也可以为今后可能出现的4K频道积累素材。这与过去高清到标清走过的道路类似。当然4K的画面品质，可以大幅提升HD的节目质量，这个变化应该说远远超越了当初高清到标清更多是清晰度的升级。
电视转播永远是技术升级首先的突破口，4K技术使用得当可以很好的解决过去广播电视转播可能遇到的情况，比如主机位和主机特写（1号、2号机），最理想的视角都是在中轴线上正对舞台，而过去两个独立机位很难两全其美。索尼设计了HD CUT-OUT功能，在BPU-4000上可以输出全幅的4KT变换高清影像，还可以输出另一路在4K中栽切出一个HD分辨率的局部画面。也就是说，现在完全可以只设置台4K摄影机在中轴线位置，构图只考虑全景，然后中间裁切出特写构图，即可同时输出两个讯道的画面，并且都是同一视角。在演播室中，通过这种应用，也可以大幅增加有效的画面数量同时减少机位需求，提升了效率降低成本。
虽然大多数4K摄影机都是本机记录的方式设计，并没有太多考虑转播的信号需求，但是很多厂家也都在尝试进行改造。目前来看，索尼基于PMW-F55的全演播室流程设计最为彻底和全面。它在现有高清演播室系统基础上，加装针对4K信号处理的基带处理单元BPU-4000，以及在PMW-F55上安装光缆适配器CA-4000，立即就可以将F55转化为演播室摄像机。所有演播室摄像机需要的信号光缆传输，Tally，返送，通话等全部能够实现。摄像机操作和控制等与高清完全相同。
考虑到影像画面的差异，F55的数字摄影机画面风格能否与以往高清效果融合，是很多人担心的问题。BPU-4000可以很好的将F55的S-Log2成像曲线以及S-GAMUT色域直接转换为与演播室摄像机HDC-2580相同的ITU-709标准，二者画面可以无缝对接。
对于体育转播，随着观众欣赏水平的不断提升，对于画面细节展现的要求越来越苛刻。近些年超高速摄影机的需求逐渐增加，而动辄几百万的系统，虽然能够获取几千帧每秒的能力，但其实很多比赛转播未必需要，而且对于光线的要求太高，一些镜头其实200帧左右每秒已经足够用。F55本身在HD格式下就可以拍摄超过200帧的超高速影像，并且画质优异，在很多国内外广告作品中已经有所应有，而通过加装演播室单元，只需要简单设置就很容易实现超高速摄影机功能，且价格优势明显。对于很多电视台新转播车系统的需求，此高性价比方式均可满足。
索尼还为4K针对HD制作的辅助设计了很多新的软件和应用，可以全面扩张特别是体育转播的水准和节目质量。这些应用大多已经在今年六月份巴西联合会杯进行了4K转播测试，在明年巴西世界杯上将全面启动4K制作。
总之，现在我们说的4K，绝不仅仅是清晰度的一点变化，而是影像质量的全面提升，无论是4K本身还是对于现在高清节目的品质，都将带来革命性的变化。虽然4K时代还未完全到来，但是这种变革已经在现在的高清节目里有所展现。观众和制作者对于节目品质的追求是没有尽头的，相信很快就会有越来越多的人认可4K带来的优势，加入到这股愈演愈烈的4K浪潮中来。
责编/王晶
为什么需要4K
4K，不仅仅是分辨率
4K将画面的分辨率从现有高清提升了四倍，在保证清晰度不减的情况下使观众拥有更宽阔的视角（从高清设计的30度视角提升到60度），从而获得更为身临其境的临场感和感官震撼。但从现阶段来说，高清已经拥有不俗的效果，4K如果只是分辨率的提升，会有多少刚迈进高清门槛的观众买账？电视台在最近十年经历了从模拟到数字，标清到高清，甚至还加入3D，前后期全面升级换代，投入巨大，现在又来了4K，而且似乎离播出还有一段距离，特别是在经济不太景气的当前，电视台愿不愿意再次入手？这都是4K面临的问题。
所以我们现在所讨论的4K，绝不仅仅只是分辨率的变化，它已经成为现代数字影像技术全面发展的代名词，是下一代高品质影像质量的一个象征符号，对于我们目前的高清影像水平，将带来整体的升级。
具体来说，伴随着成像感光元件的技术升级，全新的CMOS大画幅成像器件，已经逐渐开始取代过去广播级三片2/3英寸CCD的级别，大幅提升的感光面积，加上CMOS技术的改进，将摄影机的画面品质上升到前所未有的高度。4K引发的技术变革
分辨率的提升
众多厂家都已拥有自己的35mm数字摄影机，4K已经是常规配置，索尼的旗舰摄影机F65甚至已经达到了8K的有效像素，这已经能够充分满足家庭和院线大银幕的高清晰度的需求。
对比度与动态范围
大画幅成像器件即使包含4K×2K像素点数量，依然能够为每个像素点提供足够大的面积和空间，从而保证了摄像机可以摄取到14档光圈左右的动态范围，即使在光比极大的拍摄环境中，依然可以获取和保留足够的亮度层次和有效信息。对于高清晰度的展现效果，除了像素分辨率硬指标之外，影像的反差是关键要素，在后期通过合理的亮度层次排布（伽玛曲线调整），可以将前期完整保留的信息进行明暗层次更好的分布，确保高对比度下层次过度的展现。
取样率提升
在UHDTV超高清电视标准中，已经没有高清时代8比特的量化标准，至少10比特甚至12比特已经成为基本要求。在大银幕下，画面细节展现更加真切，确保色彩和灰阶过度流畅和自然尤为重要，这也是高品质画面的基本保证。
色域范围更广
专门为超高清标准制定的ITU-R BT2020标准，极大地扩展了色域覆盖范围，囊括了更多特别是绿色区域的色彩信息。伴随着摄像机性能提升，以及监视器、电视从显像管过渡到色域范围更大的全新显像设备，如LED、背光LCD和OLED技术，都能够捕捉和展现出更宽广的色彩范围。
帧率
高清受限于编码方式和传输带宽，与模拟时代样依旧采用隔行扫描的标准。近些年国外已经开始将高清系统由隔行升级为逐行扫描，从而提升了画面的动态清晰度。实验表明，观看者对于画面清晰度的感受，如果仅仅静态清晰度高（单幅画面）而动态影像变换存在模糊，如隔行扫描带来的实际垂直清晰度减半（1080/50i）或者LcD响应慢造成的影像拖尾。甚至有人觉得，1080/50P的影像效果并不亚于4K/50i的观看感受。
为了改进这一点，在超高清时代，传统隔行扫描已经被放弃，在目前带宽有限，特别是依然采用H.264编码的情况下，25P会是第一阶段的常用标准；而伴随最新的H.265（HEVC）标准发布，编码效率比264提升30%到5070，意味着可以在带宽不变前提下实现50P的内容播放，这就将充分改善动态清晰度水准。而在超高清标准中还注明了120P的帧率标准，带来绝对平滑的动态过渡感受。这将是未来技术追求的目标。
助于3D画面质量的提升
4K的发展对于3D起到更好的助推作用。前几年推动3D时，是基于现有高清的技术基础上，除了立体，并未有其他提升，影像质量甚至可能由于观看技术的欠缺，比高清还有所衰减。而4K技术将会带给3D强有力的支持，如果能够在4K大银幕上通过两路HD信号同时展现3D，而不是现有的Side bySide并行模式，甚至未来4K、3D结合，对于3D影像的升级值得期待。
在目前阶段，4K所带来的以上技术变革，依然存在很多需要解决的问题，产品方面依然匮乏需要完善，但是目标已经确立，不仅仅是4K，影像质量将会获得全方位的提升。
如何传播4K？
4K人才是关键
影视作品、纪录片题材、广告制作通过4K都能够获取到超越以往的品质，整个制作流程也更贴近于数字电影的要求。除了技术与设备不断升级，对于制作团队和人员的素质要求也会越来越高，需要能够打通整个流程的高技术工种涌现才能有品质保证，在数字电影中逐渐形成的新角色DIT（Digital Image Technician，数字摄影工程师），电视领域也同样不可或缺。不仅仅是对于摄影器材的熟悉，能够很好辅助导演和DP（Director ofphotography，摄影指导），由于4K素材数据量的提升，会出现以往电影制作中Dailies的工作，即完成高码率原片（RAW文件）向低码率代理数据的转换；为了在现场进行精确的样片观看和粗剪工作，由于RAW文件采用低反差、低饱和度的曲线和全色域拍摄，还可能需要LUT（Look up table）和CDL（Color DecisionList）设置。这些都是过去电视制作很少涉足的范围，需要更多电视人才去了解和学习，才能保证更高水准的4K节目制作要求。 与高清融合
除了4K本身之外，如何将4K与现有高清更好的融合，特别是辅助高清制作，同样是4K能否在现阶段推广使用和被认可的关键因素。由于目前摄影器材价格相比过去大幅下降，越来越多的影视剧开始选择4K摄像机拍摄，然后进行HD转换，同时也可以为今后可能出现的4K频道积累素材。这与过去高清到标清走过的道路类似。当然4K的画面品质，可以大幅提升HD的节目质量，这个变化应该说远远超越了当初高清到标清更多是清晰度的升级。
电视转播永远是技术升级首先的突破口，4K技术使用得当可以很好的解决过去广播电视转播可能遇到的情况，比如主机位和主机特写（1号、2号机），最理想的视角都是在中轴线上正对舞台，而过去两个独立机位很难两全其美。索尼设计了HD CUT-OUT功能，在BPU-4000上可以输出全幅的4KT变换高清影像，还可以输出另一路在4K中栽切出一个HD分辨率的局部画面。也就是说，现在完全可以只设置台4K摄影机在中轴线位置，构图只考虑全景，然后中间裁切出特写构图，即可同时输出两个讯道的画面，并且都是同一视角。在演播室中，通过这种应用，也可以大幅增加有效的画面数量同时减少机位需求，提升了效率降低成本。
虽然大多数4K摄影机都是本机记录的方式设计，并没有太多考虑转播的信号需求，但是很多厂家也都在尝试进行改造。目前来看，索尼基于PMW-F55的全演播室流程设计最为彻底和全面。它在现有高清演播室系统基础上，加装针对4K信号处理的基带处理单元BPU-4000，以及在PMW-F55上安装光缆适配器CA-4000，立即就可以将F55转化为演播室摄像机。所有演播室摄像机需要的信号光缆传输，Tally，返送，通话等全部能够实现。摄像机操作和控制等与高清完全相同。
考虑到影像画面的差异，F55的数字摄影机画面风格能否与以往高清效果融合，是很多人担心的问题。BPU-4000可以很好的将F55的S-Log2成像曲线以及S-GAMUT色域直接转换为与演播室摄像机HDC-2580相同的ITU-709标准，二者画面可以无缝对接。
对于体育转播，随着观众欣赏水平的不断提升，对于画面细节展现的要求越来越苛刻。近些年超高速摄影机的需求逐渐增加，而动辄几百万的系统，虽然能够获取几千帧每秒的能力，但其实很多比赛转播未必需要，而且对于光线的要求太高，一些镜头其实200帧左右每秒已经足够用。F55本身在HD格式下就可以拍摄超过200帧的超高速影像，并且画质优异，在很多国内外广告作品中已经有所应有，而通过加装演播室单元，只需要简单设置就很容易实现超高速摄影机功能，且价格优势明显。对于很多电视台新转播车系统的需求，此高性价比方式均可满足。
索尼还为4K针对HD制作的辅助设计了很多新的软件和应用，可以全面扩张特别是体育转播的水准和节目质量。这些应用大多已经在今年六月份巴西联合会杯进行了4K转播测试，在明年巴西世界杯上将全面启动4K制作。
总之，现在我们说的4K，绝不仅仅是清晰度的一点变化，而是影像质量的全面提升，无论是4K本身还是对于现在高清节目的品质，都将带来革命性的变化。虽然4K时代还未完全到来，但是这种变革已经在现在的高清节目里有所展现。观众和制作者对于节目品质的追求是没有尽头的，相信很快就会有越来越多的人认可4K带来的优势，加入到这股愈演愈烈的4K浪潮中来。
责编/王晶