摄影机数字化微妙而迷人的秘密 [上]

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

在这个独家系列文章中，RedShark 主编大卫·夏普顿（David Shapton）采访了 RED 公司的格雷姆·纳特雷斯（Graeme Nattress），讨论微妙而迷人的数字图像创作科学。本文主要讨论摄影机的数字化问题，鉴于篇幅将分为两部分发布。这里是上半部分。

我们生活在一个模拟世界，那些我们觉得美丽的事物都会存在于模拟领域中。玫瑰、日落、讨人喜欢的脸：人们很难直观地理解这些图像的本质是如何被记录和再现为一串数字的。

然而，我们确实在以很高的水平数字化地记录、处理和再现着自然。大多数人都知道这个基本理论：如果你足够频繁地采样，并且每个样本都具有足够的深度，那么即使样本间有“间隔”，也不会有任何损失，因为没有什么重要的东西会丢失。换句话说：只要把采样做好，你就能拍摄到准确再现所需的一切。

没人对此有强烈异议。这与有关黑胶唱片和 CD 的讨论不同。这是有关你离用现有最尖端的技术记录影像还有多远。答案是很远。

我想问“问题解决者”格雷姆他如何看待从模拟到数字的过程。这个过程会遇到什么问题，有什么解决办法？


RED WEAPON MONSTRO 8K VV 感光器

DS（David Shapton）：所谓采样，即以固定间隔进行测量以拍摄场景，这似乎与流畅而连续的模拟世界概念并不一致。

GN（Graeme Nattress）：我们总是在有限的时间领域中采样，因为我们有快门速度，并且在一帧接一帧的意义上来说是离散时间采样。每秒拍摄一定数量的图像来制作视频。快门速度就是采样：模拟采样。我们一直是这样做的，这是制作电影的本质，所以可以想象我们也是在空间领域里采样。我的意思是，一方面你有许多帧采样画面，另一方面你必须垂直和水平地对每一帧的内容进行采样。这些空间样本是像素，每个都有一个代表颜色的数字。每个像素的位数越多，我们可以记录和表现的颜色越佳。当然，不仅仅是颜色，还有动态范围也是。



每秒有足够的帧数、足够数量的像素以及足够的每像素深度，我们就可以非常准确地再现模拟图像。

DS：现实生活中有些人工产品就像我们熟悉的数字世界里的模拟领域一样。比如，货车车轮的反向运动不就是时间混叠吗？还有摩尔纹：有时你会透过一个栅栏看到另一个栅栏。假设一下，数字世界里那些栅栏被感光器的网格状结构所替代。

GN：货车车轮的反向运动就是时间域混叠的经典例子，但它同时也在摇镜头上表现为“结巴”。 ASC 数据表中关于摇镜头速度告诉了我们要避免时间域混叠要使用什么速度。

当我还小的时候，我对高速公路桥梁上的混叠现象很痴迷，桥上一侧的金属格栅会干扰远端的金属格栅。随着汽车驶向桥梁，摩尔纹的形状和大小会增长，并且数量也会增加。当然，当时我并不知道这是什么效应，但它非常吸引我。


混叠效果和通过超级采样来反混叠的效果对比

将两个重复图案叠在一起肯定使混叠容易被看作为摩尔纹，但这不是发生混叠的必要条件。混叠会产生在任何采样系统中，当你看向网格门时你就会看到它。整个场景将会被混叠，但它在场景的锐利边缘处最为明显。如果你有另一扇网格门，你就会看到摩尔纹混叠效果。

在数字视频中，感光器拥有栅格般的采样结构，这就是我们为什么必须关注混叠的原因。

下篇将继续讨论有关数字化的问题。