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學習HD影像製作環境的相關知識

前言

文 / HD 編輯小組


  距離類比式地上波全面停播的日期,越來越近,再過幾年將變成HD攝影製作的環境,所以目前HD製作環境的HD化正加速進行中,電視機也以Full HD為主流,朝向大型化及高畫質化發展。

  但是,在影像作品製作當中應該是最重視畫質的CM部份卻都用4:3的方式播出,雖然目前因為HD收視戶的增加,HD化應該要加速地進行,可是在觀賞HD寬畫面影像時,CM部份卻常是用4:3的方式播出,這樣的情形難道大家不會存疑嗎?

        所以會有這樣的情形發生原因之一就是製作環境的方向性尚未決定,就光是HD規格本身就有720p、1080i、1080p等多種方式可選擇,還有播送規格的水平解析度也有差別,地上波數位播送是1440、BS數位式播送則是1920,就連套裝的記錄媒體(package media)也有MPEG2、MPEG4、AVC/H.264等多種可供選擇,畫質面的選擇也很難。因此,本專輯是針對HD影像製作全面化即將來臨之際,如何克服日漸複雜化的HD影像製作,讓我們來學習HD影像製作環境的相關知識。


HD 攝影機及記錄媒體製作環境現狀

文 / 成明

         廣播電視用攝影機,剛開始推出時是以1920×1035畫素為標準。後來為了統一規格,還有讓電腦更易處理將畫素變成方形(Square),而變更為現在的1920×1080,由於這樣的變更,為了讓影像資料的讀出時間從90小時減半為45個小時,對於CCD感光元件更要求以高速讀出,當然負擔就變大了。為了解決這個問題,研發出更小型的CCD,將原本1吋型的CCD縮小成2/3吋型,這樣的手法就和CPU的高速化及低耗電量化是相同的,CCD的2/3吋化可以達成攝影機的小型化及降低成本的理想。因此,現在的HD攝影機比起以前的SD攝影機價格更低,以平價的價位就可以購入高性能的HD攝影機。

  而家用機的感光元件從1/2吋型或1/3吋型或1/3吋型縮小為1/6吋型,也同時解決了成本及耗電量的問題,但是,感光元件的面積越大,影像的畫質也會越好。因此,目前的攝影機大概都是2/3~1/3吋型。本文就是針對攝影環境來介紹現狀及其問題點。

  廣播用的攝影機一般都是採用全畫素的方式,但是HD的資料以目前的半導體技術來處理,成本及耗電量會大增,所以業務用機及家用機將畫素減少,目前的主流機種有三種,包恬有水平畫素配合HDV的畫素取樣的1440×1080 pixel,將水平畫素分散的1/2畫素就是960×1080 pixel,還有將縱橫方向畫素分散的960×540 pixel。另外,還有1CCD方式總畫素數是1920×1080稱為Full HD的機種,由於將RGB三色分開,所以色彩的解析度較低。

  由於記錄容量較大,除了較高級的影像製作作業之外,為了減少記錄容量特別採用信號壓縮的方式,因為壓縮處理是將資料減少,所以有些特定的影像會容易露出破綻。因此,必須配合攝影條件或目的來選擇記錄方法。

  為了能夠得到高畫質,高級影像製作用通常都採全解析度而且可以用非壓縮記錄的HDD,甚至還有家用機的SD記憶卡為記錄媒體,分別有其優缺點,最好是依照作業的需要慎重選擇。

  還有感光元件除了CCD之外,又推出了更新性能更好的CMOS,尤其是全解析度規格用CMOS進行高速處理最適當,目前有許多的小型高解析度攝影機有採用CMOS方式的感光元件。

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圖1:CCD研發出2/3吋型的小型產品,對於攝影機的
          小型化及成本的降低有極大的貢獻,Sony HDW-790
          就是一部使用2/3吋型CCD的肩扛式攝錄機。



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→圖2:HDCAM或DVCPRO HD等的主要錄影帶格式,
              是和廣播電視有關的後製公司最適用的格式,而
              且價格也比較便宜,所以可稱為是最適合的保存
              媒體。HDCAM-SR的數位電影拍攝用攝影機F23、
              1920×1080、4:4:4/4:2:2記錄方式,可採用錄影帶
              為記錄媒體。





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→圖3:使用記憶體為記錄媒體時,如果伺服器或是儲存裝置
              等的輔助環境夠完備的話,可以用高速的資料傳輸馬
             上進入剪輯作業。
              例如,Panasonic的AJ-HPX3000G,記錄媒體就是採用
              P2記憶卡)。




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圖4:HDD多被使用於非壓縮記錄及家用機用途(,而日本計測技術研究所UDR-5S,全解析度2K、4K非壓縮記錄可用於HDD錄影機)。



如何選擇記錄媒體?

  在攝影作業當中記錄媒體的選擇是相當重要的部份,一部作品總共拍攝了100個單位的素材是相當平常,而為了儲存這麼龐大的素材,必須考慮適當的伺服器或保管的方法,而目前市面上有錄影帶、磁碟片、記憶卡、HDD等多種記錄媒體,要從中選出一種適合的還真的很困難。

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左圖5:XDCAM HD所使用的Professional Disk是擷取錄影帶及記憶體優點研發而成的記錄媒體,例如Sony的XDCAM HD422系列PDW-700便是。

右圖6:現在,記錄媒體及攝影格式並不限定於1:1的對應。例如Sony的HVR-Z7N,除了用錄影帶記錄之外,還能夠將資料記錄在內建的記憶裝置上。)

  像HDCAM或DVCPRO HD等的主要錄影帶格式是目前分業化相當盛行的廣播電視相關行業當中最沒有問題的記錄媒體。而且長期出外景作業不管是在國內還是國外,從拍攝到剪輯之間的作業過程,還是使用錄影帶為記錄媒體較適合,除了價位划算之外,保存也較適當。
  相較之下的記憶體這種記錄媒體只要伺服器或是儲存用的記錄媒體夠完備,就可以很快地將資料傳輸到非線性剪輯系統,而且錄影帶的弱點像是機械故障或是結露的問題,記憶卡就比較沒有這方面的問題,尤其在溫度變化或濕度變化較劇烈的環境下更能發揮其長處。但是,缺點就是會因為靜電的關係或不小心刪除,而讓所有的資料都不見了,而且記錄媒體本身的價格和錄影帶或磁碟片相比大概要10倍以上,如果需要長時間收錄的話,還是要轉送到輔助用的儲存系統,攝影師為了要能夠確保重要的原版素材,一定要有可以確實轉送的系統才能安心地作業。

  HDD大多用於非壓縮收錄及家用機方面,像是非壓縮記錄HDD的情形,如果考慮到信賴性也必須和記憶體一樣需要藉助於輔助儲存裝置,將儲存的資料從輔助裝置寫到錄影帶時也要花費同等的時間,令人深深地感覺到HD資料如此地龐大,而家用機程度的HDD記錄,雖然只能轉送到其他的記錄媒體,但是現在想要保管100GB的資料也只能選擇HDD,所以還是要準備大容量的HDD及PC。

  而XDCAM HD所使用的Professional Disk是擷取錄影帶及記憶體這兩種記錄媒體的優點,要將資料傳送到剪輯環境必須使用專用的Drive或攝影機/錄影機的輸出系統,由於光碟片的雙層記錄化達到50GB的大容量記錄,成為各界矚目的高畫質攝影記錄媒體,因為可以留下母帶的所有記錄資料,這點也許就是攝影師們容易接受這種記錄媒體的最大原因。
  由於記錄媒體的流通量會左右其在市面上的價格,所以最好要符合業界的標準,將素材從錄影帶記錄媒體轉送到HDD或其他的輔助儲存裝置時,可以經由網路用檔案的形式來傳送,由於媒體的多樣化開始產生變革,在攝影時選擇最適合的記錄媒體及後製作業時也要選擇,也許有不同的選擇,現在進入了影像記錄用檔案化的時代,記錄媒體及攝影格式並不限定是1對1的情形,也就是要選擇最適合的記錄媒體,才能讓攝影及後製作業更順利。

影像記錄的價值在哪裏?

  我們可以觀賞過去所留下的影像作品,從中得到一些資訊,甚至受到感動。如果將影像作品視為歷史遺產而保留下來的話,更應該用當時最先進的方法來保存。

  以前,歐洲的資產家投下資金,以當時研發出來的彩色照片來記錄全世界,後來用電視播出,雖然都是一些靜態的畫像,但是用HD畫質播出也能令人感受其高畫質的美感,就是因為時光不能倒流,所以記錄價值越高的影像更應該要用最高的畫質收錄下來,將來才會有價值。

  基於上述的論點,影像資料的保存性也非常的重要,過去號稱可以保存100年的底片(film),其實也開始出現瑕疵,轉換成其他的記錄媒體,或是靠磁氣記錄的錄影帶本身也有其壽命的限制,加上格式的變遷,因此便產生了轉換的作業,保存的品質及容量,記錄媒體的選擇都有問題,目前實際的情況來看,記錄容量相當龐大的HD影像似乎還未出現最佳的記錄媒體,如果其他的領域也在使用的錄影帶及伺服器(HDD)這兩種記錄媒體可以併用的話,應該就不成問題了。

結    語

  影像的世界為了可以馬上用眼睛來判斷,必須依照目的來選擇適合的系統,可惜的是目前HD資料的容量以現有的記錄技術來說真的是太龐大了,必須經過各種壓縮處理才能記錄下來。

  這次雖然舉出幾項要素,但是現實的情形是可選擇的方法太多了,所以根本還找不出最適當的方法,攝錄機是朝著全解析度1920×1080的全畫素3CCD式方向演進,記錄媒體則有確保畫質的錄影帶及HDD,重視和剪輯環境互換性的記憶體,還有處於中間位置的光碟片,雖然有多種選擇,但是都是將資料用檔案的形式記錄下來,真的是具備多樣化的特性。

  為了保存大量的資料,到底是要架構伺服器呢?還是採用傳統的方法記錄到錄影帶或光碟上面,的確有多種的選擇,不管用何種記錄媒體,為了讓這些影像作品在將來能夠成為有價值的資產,最好用高畫質的形式將影像資料保存下來。



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