分辨率：像素的力量 -- RED 格雷姆·纳特雷斯专访 [上]

文章来源：https://www.redsharknews.com/
作者：David Shapton

RedShark 网站主编大卫·夏普顿（DavidShapton）独家专访了 RED 公司的格雷姆·纳特雷斯（Graeme Nattress）。鉴于篇幅原因，这篇专访将分为几部分发布。本文是这篇专访的第一部分，主要讨论了摄影机的分辨率问题。

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大卫·夏普顿于 1998 年开始为欧洲音乐技术杂志《Sound on Sound》写作为起点，成为了一名专业的专栏作者和作家，在过去的 25 年里与各种数码音频视频进行专业合作。


RedShark 网站主编大卫·夏普顿

RED 是第一家发布 4K 电影级数字摄影机的公司。在 2006 年，当时广播电视公司还在推广 HD（高清）级别的影片。（RED 摄影机设计和工程始于 2005 年末，RED　 ONE 在 2006 年的 NAB 展会发布。）

从标清摄影机发展到 8K 电影摄影机并非是一段顺利的旅程。相反它十分曲折。途中一些最大的障碍是由物理定律导致，无论我们如何希望都难以跨越。

这一直是事实，只有接受现状并以一种现实且成熟的方式来解决这些问题，才能够取得最大的进步。我们将从这个系列中看到，合理的妥协通常是取得真正进展和突出表现的最佳途径。


卓越画质

首先我们要讨论的主题是摄影机的分辨率。

虽然很明显摄影机由于分辨率的提高而有所改进，但我们尚不清楚最理想的分辨率应该是多少。在早期阶段，数字摄影机拍摄出来的画质比胶片拍摄出来的画质差。随着分辨率的提高，画面质量才有所提高。

在 21 世纪第二个十年即将结束的今天，没人会再把“回到胶片时代”作为提高画面质量的方法进行讨论了。但这并不意味着提高分辨率不再有任何意义。


RED “问题解决者”格雷姆·纳特雷斯

格雷姆·纳特雷斯作为 RED 的“问题解决者”（这是他的工作职位名称），一直都处于数字电影摄影机革命的中心。十年来，RED 公司一直着力于不断提高分辨率，现在该公司已经拥有各种 4K 以上分辨率的摄影机。作为负责加强所有　 RED 摄影机信号处理的数学负责人，格雷姆对这个主题的想法是独一无二的。

＊分辨率的“额外”优势

DS（David Shapton）：许多人认为随着分辨率的提高，像素点更多，所以细节更丰富。是这样吗，还是不止如此呢？

GN（GraemeNattress）：当然不止如此。分辨率至关重要，但它并不是一切，也并非终点。在深入研究更多技术性问题之前，我们先来谈谈提高分辨率的“额外”优势。

它能给你更多灵活性。只要大多数人都没有用 8K 分辨率观看视频，我们就可以使用更高的分辨率给我们带来的额外“制作空间”，以获得更好的稳定性和在后期重新制作影片素材的能力。

现在，我们谈谈更技术性的东西。请记住如果画面是完美的，我们根本不需要后期制作。但没有什么是完美的，无论一个画面看起来有多好，我们知道总会有噪点存在。你可以以低分辨率为代价换取低噪点，但不能反过来做。

噪点也会扰乱边缘的形状，所以它会影响任何处理边缘的算法。即使算法没有空间分量（spatial component），这意味着保留“制作空间”（即分辨率高于行业标准）是非常重要的。在音频世界中，这早已是标准做法，CD 传输频率是 16bit 44.1khz，但制作时的频率是 48khz 或 96khz 或更高，并且比特深度是 24bit 或更高。


EPIC-W HELIUM 8K S35

＊边缘增强（锐化）与分辨率

DS：边缘在分辨率中很重要，对吗？

GN：是的。这一点值得去考虑真实分辨率和可视分辨率的关系。有个颇具讽刺意味的事：当 HD 引入时，化妆师抱怨说这让他们的工作更难做了，SD（标清）隐藏了许多东西。即便是 HD ，问题仍然是分辨率不够。虽然 HD 的细节多了，但也没那么多。“广播美学”指的是广播电视公司在摄影机中应用了边缘增强（即锐化），而这正是让化妆看起来糟糕的原因。HD 的锐化是必要的，因为虽然它的分辨率提高了，但其非锐化形式仍然柔和。

当 4K 出现时，感光器 MTF 已经比较大了，这意味着无需增加过度的边缘增强（即锐化）。而 VHS 格式也有边缘增强，但这种格式没有足够的分辨率来让锐化增强细节。

使用 4K 及以上分辨率时，有足够的分辨率可自然呈现画面，而无需像广播级的设备一样粗暴地将边缘锐化。

＊噪点与分辨率

DS：那么关于噪点和分辨率的关系呢？

GN: 任何范围都会产生噪点。至于抖动，它必须在正确的数值范围，否则看起来会很糟糕。当分辨率足够高的时候抖动就会变得不可见。

抖动是指信号中添加了某种特殊的噪点，以打破数字步进（digital step）的任何一致性，阻止图像产生色带或色调分离这样的问题。这导致我们感知到的信号为连续色调而不是离散的排列。信号中的少量噪点通常会使图像自然产生抖动。没有它的话，我们会看到 8bit 视频上的天空出现色带。通常人们认为当你想要拍摄一个漂亮的画面时，噪点会使画面变得难看，而事实上当噪点的种类和数量正确时，它反而会让画面变得更好看。当分辨率较低时，噪点会干扰画面。为了使噪点正常且有助于改善画面，它必须有足够好的纹理且没有可见的图案。

本文第二部分将继续讨论分辨率的有关问题，包括镜头分辨率与感光器分辨率的关系、混叠的处理、感光器像素与摄影机输出的关系等。

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