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画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

我们在使用手机拍照时,往往会发现这样的现象:一边是2000W像素的安卓手机,一边是800w像素的苹果手机,在拍照效果上800w像素的苹果手机往往更胜一筹。目前在市场上,3000W像素以上的手机随处可见,但其拍出的照片在画质上却与2000W的相机差了很远的距离。这两个例子说明,像素的高低并不是衡量画质的唯一因素。

画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

仅凭4K,不足以提升画面的质量

而电影的画质也是同样的道理,像素数只是影响画质的其中一个指标。

像素数与分辨率是一个意思的不同表达。分辨率在胶片上一般是线对/毫米,在视频图像上一般是每帧在垂直方向上的线数,分辨率的大小决定了图像的清晰度。对于清晰度,一般用标清(1280×720)、高清(1920×1080)、超高清(3840×2160)甚高清(7680×4320),的词语表达,对应电影技术就是1.3K、2K、4K、8K,这就是在画面水平方向的像素数(电影与视频略有区别,比如视频的4K对应的水平像素数是3840,而电影对应的却是4096)。

4K在电视、视频、流媒体等领域的应用现状,可以说从宣传到内容制作,都得到了广泛的普及,甚至已经步入8K时代。而在电影领域,目前仍以2K为主流, 4K的并不多。《归来》是我国首部4K电影。

与上文所讲的例子一样,如果电影仅仅只是像素的提升,那么仅凭这一点,不足以有高质量的观影体验。因为,提升影像质量还取决于其他的维度,比如:对比度、色域、色深、帧率等,这些条件共同构成影片画面的质量。

但话也说回来,真正的4K电影,在清晰度提升的同时,其他指标也往往同时有提升,所以观众才能感觉到4K画面更具冲击力。

那么还有哪些指标用来衡量影像质量呢?

对比度

对比度是用来表述画面黑和白两部分的比值。通常比值越大对比度就越大,观众看到的画面暗场的部分越暗,亮场的部分越亮,画面的通透感,主观感觉也越好,同时鲜明的亮暗对比会让观众感觉部分画面中的轮廓更加清晰。

对比度的提高,可以带来画面色彩的艳丽,反映到人眼中,是一种更加出彩的效果。从设备的角度对比度越高,画质越好。

当前,普通放映机对比度在2000:1,RGB激光光源放映机对比度可达6000:1,而杜比视界的对比度则达到了1,000,000:1。

色域

色域是指一个显示系统能够产生的颜色的范围。我们人眼也有色域,人眼的色域范围比较大,目前还没有什么数字设备的色域能超过人眼的观察范围。我们在看视频时,总觉画面的颜色始终没有大自然那么绚烂多彩,就是因为色域范围还不够,甚至是电影,各类拍摄、显示设备,也只能说:“画面色彩更接近自然。”

数字电影的色域之前为DCI-P3现正向REC.2020扩充。激光光源的色域要大于氙灯光源的色域, 例如中影光峰ALPD4.0 技术、科视CP4325-RGB激光放映机等,色彩空间达到Rec.2020国际标准。

画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

色深

色深,是经常被人们忽视的指标。事实上,色深是衡量影像质量很重要的指标。

所谓色深是影像数字化后,对于彩色信息的量化值,也可以理解成各种色彩过渡的级数。

画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

很自然的,级数越多过渡越自然,显示的色彩越接近实际。例如,我们在看某些显示画面的时候,会觉得比较僵硬,不够生动,就是因为显示屏灰度等级比较少,过渡不自然造成的。

超高清蓝光标准中规定色深为10bit,即能够显示10.7亿种颜色(RGB中每一个颜色有2的10次方也就是1024个等级,RGB三色则共有10.7亿(1024×1024×1024)种色彩搭配)。而普通蓝光标准支持的是8bit 256级,只有1677万种颜色,可见差距还是比较悬殊的。

目前,在电影行业,色深由8位256级提高到了10位1024级。HDR的色深更是达到了12bit。

高帧率

帧率是指1秒视频内所包含的活动画面的数量,帧数越高,人眼所观察到的运动画面也就更清晰。普通电影的标准是24帧,这也是对早期胶片电影规格的延续。

画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

可能很多人会说:“我观看了成千上万部24FPS的电影,也没有觉得有不流畅的感觉。”但实际上24FPS的画面有许多不足,如快速摇移画面时相邻俩帧画面中物体移动或者变化较大,24帧的画面就会出现图像中的抖动和图像模糊等问题,带来视觉不适。为了解决这一问题,业界提出高帧率的概念。我们把大于24帧称为“高帧率”。例如《霍比特人》的48帧,48FPS的高帧率让观众观看快速运动时明显更流畅,特别是那些快速跟进的镜头和不平稳的动作。48FPS的帧率消除了由于连续帧之间缺乏连续性而引起的给眼睛造成不适的关键问题,减弱画面抖动和模糊。

目前,电影经历了从24帧到48帧60帧甚至120帧的进步,李安执导的影片“比利林恩的中场战事”让我们感受到“高帧率”的魅力,今年即将上映的《双子煞星》也将采用120帧技术。而电影设备厂商也做好了高帧率的准备。比如GDC,其最新一代服务器可支持 4K 120帧内容格式放映。

提升画质的关键技术——HDR

HDR即高动态范围。动态范围可以理解为一个变量值从小到大变化的范围,比如声音从最小到最大的范围,亮度从最小到最大的范围等等。就人的感觉器官而言,这个范围可以很大,大大超出一般技术所能达到的记录或呈现的范围。

画面帧率越高越清晰吗(解读帧数与刷新率的关系)

拿影像来说,其记录或呈现的远不及人眼所看到的范围,也就是说或多或少动态范围受到了压缩。为了更接近人眼所看到的,于是就有了提高动态范围的解决方案——“HDR”技术。HDR是以上所有指标的“集大成者”,其基本要求是:高亮度、高清晰度、高对比度、高色深、宽色域。于电影行业来讲,最知名的HDR技术莫过于杜比视界(DolbyVision),其标准是:亮度10000尼特、色域是REC.2020、色深12bit(1048576级)、像素4K(880万),对比度1000000:1,很明显目前的数字放映机和银幕反射显示系统很难达到要求,尤其是在亮度、对比度和色深方面。

可见,“HDR”技术在上述指标上的进步是非常大的,对影像质量的提升必然是明显的。

终上所述,画面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似乎并不明显。随着HDR、激光光源、高画质银幕、高对比度放映机等电影技术的发展,将在很大程度上提升现有影院的影像质量,带给观众以更优质的的观影体验。

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