2014年会是4K元年吗？——4K产品盘点及前瞻

2014年已经到来，业内已经有人声称今年将是4K元年，那么在2014年，4K市场会有什么样的发展呢？如果说2013年的NAB和IBC两大展会给出了一些征兆的话，那么电影和电视领域的4K技术可以说已经做好准备了。对4K持怀疑态度的人可能会说几年前3D技术也是个新宠，但是很快热潮又过去了。但是要记住，虽然3D不像2010年那么火了，但是3D技术并没有消失，并且仍然是好莱坞大片和经典修复片所热衷的技术（例如《地心引力》和《绿野仙踪》）。

IBC 2013把4K推上了日程，4K电视、4K摄影机和其他设备都纷纷面向公众展示。人们已经可以预见NAB 2014会是什么样子，那必将是4K的盛会。

2013年初，电影行业曾掀起一股4K设备的风潮，4K摄影机开始抢占市场，电影摄影师们也开始尝试超高分辨率的拍摄。诸如佳能EOS C500、索尼F5/F55、Red Epic、Red Scarlet等4K摄影机已经产出了许多精彩的4K影片，Red Digital Cinema甚至还推出了6K分辨率的Dragon芯片，并且在研发4K投影系统Redray。

4K制作的大门似乎被打开了。2013年，4K还是被作为一项新技术，就想之前的3D技术一样，但是4K并没有像它的拥护者期望的那样刮起一片热潮。这并不是说去年一年4K市场没什么动静，Sony把重心转向消费市场，推出全新的4K电视机，并且在价格上更有亲和力。原生4K分辨率或支持4K输入的监视器（例如Marshall Electronics QV-2710支持四路3G-SDI输入，原生分辨率2560×1440，或原生4K分辨率的Panasonic BT-4LH310）是NAB和IBC展会上的热点。在后期制作领域，原生4K还支持也变得越来越普遍。

但是4K的第一批使用者仍然是在行业边缘游走，一年来，都没有多少新的摄影机产品问世。在NAB上，BMD发布了4K摄影机，并声称在6月上市，但直到现在还没有上市。JVC为其低廉的GY-HMQ10摄影机推出了一个较昂贵的升级方案，但只在日本市场销售。Sony推出了之前承诺的FS700的4K功能，并且发布了售价5500美元的固定镜头4K摄影机Z100。Red已经开始销售Dragon芯片，最高可以拍摄6144×3160分辨率，但是Red声称还需要一段时间来满足预订用户的供货需求。同时，ARRI凭借其Alexa摄影机成功地证明了4K技术是言过其实的，而Panasonic则宣布在2014年推出其4K摄影机VariCam。

另外，4K芯片也在一些专业影视制作领域之外的摄影机上出现，例如Point Greyd的Flea3 USB摄影机，和Astrodesign的AH-4413摄影机，都是面向军事和监控市场的。我们在此提到这些产品，是为了更方便地进行对比。

本文我们将盘点2013年推出的、以及2014年即将推出的4K设备。请注意，在这些设备背后发生着许多事情，不同厂家之间在像素分辨率计算上的认识总是不一致，不同工程策略在制定分辨率上产生的效果是好是坏也充满争论。但是任何设备，包括400美元的GoPro，都能输出某种4K影像，并且在图像质量方面人们关心的比单纯分辨率要更多。我们仍然始终建议大家要深入研究，接触到具体的4K设备，做一些客观的测试，然后再决定是否要投资购买。


Astrodesign
Astrodesign AH-4413是专门为监控、电话会议和军事领域设计的摄影机，与其说是一台摄影机，倒不如说是一个摄影系统的一部分。AH-4413其实是一个摄影机头，用4路3G-SDI（或8路HD-SDI）连接到Astrodesign AP-4414摄影机处理器上进行信号处理，而AM-4412主控单元则控制RGB增益、RGB黑、主黑阶电平、光圈、快门速度、色温等。有趣的是，这台摄影机使用MFT卡口，而早期的AH-4410则使用尼康的F卡口，不过这都不是电影人设想的4K摄影机的样子。

Blackmagic Design
Blackmagic Design的2K摄影机BMCC才上市不久，BMD就在今年的NAB展会上发布了新的4K摄影机BMPC 4K。当时BMD声称BMPC 4K在六月份就可以上市，然而事实证明这个愿望太美好了，直到现在，BMD仍未向预订用户交付第一批BMPC 4K。然而，BMPC 4K的售价仅为3995美元，并且支持CinemaDNG RAW录制，因此等到这款摄影机上市时，必然会在4K市场占据一席之地。

BMD还推出了ATEM Production Studio 4K/UHD直播切换台，售价2495美元。ATEM支持10路独立的6G-SDI输入，支持帧同步，内置的DVE支持缩放和旋转。包含4个实时色度抠像，三路独立的AUX输出，另外拥有内置媒体库，可保存静态图像和动态素材。


另外，BMD的4K迷你转换器（Mini Converter Optical Fiber 4K、Mini Converter
SDI-to-HDMI 4K和Mini Converter SDI Multiplex 4K）售价都是495美元，可用于SD、HD和Ultra HD设备，自动在视频格式之间进行切换。



Canon
Canon目前在4K市场上给了用户两条路可选，第一条路是EOS C500，可以拍摄10bit Canon RAW 4K素材，最高支持60fps，并使用两路3G-SDI输出。AbelCine的Andy Shipsides把Canon RAW形容为“内置了ISO和白平衡的10bit格式”。由于在芯片层面进行了增益调整，Canon可以显著地减少图像的整体噪声。但是从摄影机输出的未压缩图像是未经去拜尔操作的，这就是人们普遍认可的“RAW”文件。该摄影机在2012年底发售，目前零售价已降至26000美元。

Canon的另一个4K解决方案是EOS-1DC，这是混合式单反相机，可以拍摄8bit 4:2:2 4K视频，格式为24p 500Mbps MJPEG。在拍摄4K时，该相机的CMOS芯片有效区域为APS-H格式（28.7mm宽），不幸的是，相比单反，电影人们更喜欢大尺寸芯片拍摄的画面。（电影人拍摄HD分辨率时可以使用全36mm芯片宽度，或指定一个Super 35mm的裁切。）Canon为电影人打造这款相机的目的是为了适应狭窄的拍摄环境和其他一些挑战，因为其外形非常小巧。然而，它只支持8bit HDMI输出，而不支持HD-SDI，因此在专业拍摄领域站不住脚，这是单反相机的通病。EOS-1DC售价12000美元，比单反相机要贵得多（类似型号的EOS-1DX仅售6800美元），但是购买EOS-1DC，你除了可以获得4K视频拍摄功能外，还相当于得到了一台很棒的照相机。



For-A
For-A FT-One是一款高速摄影机，可在4K分辨率下以最高900fps拍摄。它可以把10bit
RAW视频存储在高速缓存中，然后传输到SSD存储卡上。SSD可以通过FOR-A读卡器挂载到非线性剪辑软件中，并且可以输出DPX序列帧文件。摄影机内部存储可以一次性保存8500张4K序列帧（也就是说在900fps下最多可连续拍摄9.4秒），而两个热插拔SSD存储卡则可以存储9倍的数据量（84秒钟的900fps 4K素材）。该公司设计其动态范围为11档，售价135000美元，因此对大多数用户来说都会采用租赁模式。另外，等到备受期待的Vision Reserch Phantom Flex4K上市时，FT-One估计会降价。


GoPro
没错，GoPro在其著名的Hero3摄影机上添加了4K支持，成为了今年发布的Hero3+，但是在4K分辨率下的帧率只达到12fps。如果你能接受降格拍摄，并且希望使用超广角镜头，那么Hero3+就是你需要的4K摄影机了。否则，它只算是一台很漂亮的HD摄影机，而在4K方面做得还不够。如果你想购买GoPro，就请选择Hero3+吧，它比上一代缩小20%，更加轻便，更加省电，镜头画质和音频录制效果也更好。





JVC
JVC凭借其廉价的4K采集设备和手持UltraHD（3840×2160）摄像机GY-HMQ10（售价4995美元）进入了4K市场，他们是怎么做到的？这款摄像机采用四路流媒体录制，把图像分割成四部分，同步存储四部分到四张SDHC或SDXC存储卡上。但是，用于把素材转换成ProRes 422文件的JVC 4K素材管理器只有mac版本，并且需要Final Cut Pro和QuickTime Player。你也可以直接通过思路HDMI输出来获得未压缩的4K数据，并在4K或UltraHD显示器上实时监看。这款摄像机的升级版是更贵的GY-HMQ30，在2013年暑假推向日本市场。它有1.25英寸CMOS芯片（HMY10的芯片是1/2.3英寸）和尼康F卡口（HMQ10是10倍变焦固定镜头），售价17100美元，目前只在日本有售。我们还没听说过这台摄像机在美国本土的使用情况。四张卡的方案听上去很麻烦，尤其是与市场上其他廉价产品相比较而言，而且尼康F卡口听上去也很奇怪。



Panasonic
Panasonic声称，公司一直在研发的4K摄影机VariCam预计会在今年上市。新的VariCam可以利用Panasonic建立起的AVC-Ultra编码，支持以24p至120p的帧率拍摄4K素材。该款摄影机将会使用全新开发的Super 35mm尺寸的4K芯片，支持扩展色彩空间和log编码。然而，至今Panasonic官方仍未正式发布VariCam。另外，除了VariCam之外，Panasonic还会在今年推出256G的Ultra P2存储卡，拥有新的高速PCIe接口。


Point Grey Flea3
为了完整起见，我们在此包含了Flea3这款4K摄影机，虽然它不是面向电影制作者的。事实上，它只能在21fps下拍摄4K。那为什么还要提起它呢？因为它只有一盎司重，售价仅为895美元，因此在尺寸和价格上有极大优势。不过令人失望的是，它必须用USB连接到Windows PC上才能使用，但是，在Microsoft Surface Pro之类的轻量级PC推广开来后，在片场就可以使用就可以这个小东西来做一些有意思的事情了。





Red Digital Cinema
Red现在已经推出了首款使用Dragon 6K芯片的摄影机。Dragon的最高分辨率为6114×3160，宽高比为 1.94:1，比上一代Mysterium X芯片更省电。Red创始人Jim Jannard四处鼓励用户对比新的芯片与65mm胶片，声称在分辨率（胶片是用4K分辨率扫描的）、宽容度（16档）和帧率（在6K WS格式下最高支持100fps，而在全分辨率下最高支持82fps）上它已经超越了胶片。无论你是否想放弃胶片，这款新的芯片都会给Red用户带来一个巨大的飞跃。许多用户都把他们的5K Red Epic升级成新的Dragon芯片，或者是把手中的Scarlet摄影机卖掉。专有的Redcode小波编码提供了18:1到3:1的压缩比，视图像分辨率、格式和帧率而定，新芯片的压缩效率也得到提高，并且噪声更少。


Sony
继2013年初推出F5和F55之后，Sony又承诺为NEX-FS700提供4K功能升级，虽然许多人抱怨这一升级需要高昂费用。这款摄影机售价7300美元（不包括镜头），而AXS-R5记录仪则需要额外的5300美元。然而这还没完，你还需要HXR-IFR5接口单元来把摄影机的数据传输到记录仪，而这个单元的售价为2200美元。因此你至少得在硬件上花15000美元。



在为FS700提供了4K功能升级之后，Sony又为低端市场推出了售价5500美元的PXW-Z100，可以录制4K或UltraHD分辨率的10bit 4:2:2 XAVC编码MXF文件，使用Sony XQD存储卡，并在近期上市。这款摄影机搭载20倍变焦镜头和1/2.3英寸芯片，是一个相当吸引人而又经济实惠的选择。同时，F55和F5也变得更高档。请注意只有F55可以在机内SxS存储卡上记录4K视频（实际上是UltraHD视频，这一格式之前被称为QFHD），使用新的XAVC 4K 10bit 4:2:2编码。F5只能使用AXS-R5记录4K RAW文件。Sony的4K系列产品自然是由F65领军的，如今F5可以在最高120fps下拍摄4K RAW文件，使用SR-R4记录仪，并且还有一个8K选项来记录8192×2160或8192×4320分辨率的视频（需要最新的固件升级），应该有人会需要这款摄影机。


Sony还发布了消费级别的4K摄影机FDR-AX1，售价4500美元。使用XAVC-S格式、MPEG-4 AVC/H.264 Long GOP编码的视频和线性PCM音频，以MP4文件进行封装。虽然Sony的两款手持4K摄影机还未公布细节，但是光学仪器制造商Zunow已经为其生产了广角适配器。




Vision Research
去年Vision Research Phantom 65正式退出市场，它已经停止生产，虽然有些经销商还在提供租赁。取代这款摄影机的是即将上市的Phantom Flex4K，Vision Research如今已经可以实现最高1000fps的4K视频录制。这款摄影机如今使用了标准的PL卡口。12bit线性数据将被封装到10bit RAW文件中，但是可以很容易地解包为12bit质量。Flex4K的起步价为10万美元，因此大多数用户都会选择租赁模式，而在超高速摄影方面，只有For-A的FT-One可以与之抗衡。这款摄影机仍有一些问题，今年内本机会添加音频录制功能，但是具体细节尚未公布。另外，这款摄影机使用Phantom CineMag IV媒体模块存储压缩的视频，但是Vision Research并未公布这一文件格式的细节。




AJA
AJA在IBC上展示了Io 4K，可以连接任意支持Thnderbolt 2的设备，并且提供一个额外的Thunderbolt 2端口来支持其他的外设，例如显示器和存储设备。AJA强调Io 4K可以用于Final Cut Pro X、Aodbe Creative Cloud、AJA Control Room、等后期平台。Io 4K包含4个双向3G-SDI，4个HDMI I/O接口，向后兼容已有的Thunderbolt设备，并可实时转换4K为HD，用于HD-SDI和HDMI显示器。


AJA还推出了TruZoom，这一组合的软硬件设备可以控制AJA Corvid Ultra视频I/O平台，在HD下实时显示4K画面中的某一部分。4K画面的HD分割功能已经用于体育直播。TruZoom支持高帧率444流程，可处理实时信号，或存储未压缩文件并以最高质量实时回放。同时，所有参数设置都支持关键帧。TruZoom和外设售价10000美元，RAW解拜耳固件售价2000美元。Corvid Ultra售价8000美元。



AJA同时推出了一些迷你转换器，4K2HD可以把4K 3G-SDI信号同时转为HD-SDI和HDMI 1.4，4K2HD支持4K和UltraHD输入，同时支持4K/UHD画面点对点缩放，用于摄影机对焦。4K2HD支持最新的4K/UHD 50/60fps输入，然后转为HD 25/30fps。

在监视器方面，4K监视器一直是4K流程的一个瓶颈，IBC 2013上一些厂家展示了4K监视器，预计更多的产品会在今年上市。BMD的SmartScope Duo 4K是一个8英寸LCD监视器，内置广播级示波器，支持6G-SDI和Ultra HD。Sony的 4K 56寸OLED监视器已经在NAB 2013上展示，预计在今年上市。 Panasonic的BT-4LH310是31英寸4096×2160 LCD监视器，使用10bit IPS面板，支持广视角，并精确符合ITU-R BT.709标准。这款监视器支持HD-SDI、3G-SDI和HDMI输入。并支持3D LUT。

软件领域，Adobe发布了Spedgrade CC和Premiere Pro CC的4K流程，Assimilate展示了Scratch的4K流程，AMD开发了用于Adobe Premiere Pro CC和Davinci Reslove的加速图形卡，Bluefish444也展示了基于Premiere Pro CC、Scratch和其他软件的4K流程。另外，Marquise Technologies还展示了无压缩的4K调色流程。

看了这么多跃跃欲试的厂家和他们开发的4K产品，我们不禁要问，4K真的就一点坏处都没有吗？如果你一直在好奇4K到底能带来什么，光凭IBC和NAB展会恐怕还得不到答案，而我们却已经看到了4K卫星传输，我们如今知道4K是可行的了。但是4K的意义有多大？非洲、拉丁美洲和欧洲有多少人拥有4K电视？又有多少人会把遥控器锁定到体育频道？这就好比是先有鸡还是先有蛋的问题，跟当初人们从标清转向高清时一样。

电影领域，4K拍摄已经在使用，并且未来还会在一些项目中使用，而流程下游的每个人都因此叫苦连连。虽然越来越多的后期设备支持4K，但是后期公司管理者必须扪心自问，谁会为这些添置的4K设备买单？如果6K和8K时代到来了，公司还能赢利吗？

这些问题至今没有答案。2013年10月的SMPTE年会包含一个名为“下一代图像格式”的讨论会，或许工程师们会为4K绘制出合理的蓝图。但是最好的标准也无法解决商业上的问题。


参考资料：
http://www.studiodaily.com/2013/11/4k-cameras-whats-the-state-of-the-art-in-2013/
http://library.creativecow.net/kaufman_debra/IBC_2013_4K/