ARRI不打高分辨率牌的原因----仍在探索人类视觉的大招！

做到什么程度才算够呢？这是在最近在东柏林港新创意区Die Fernsehwerft工作室设施举行的ARRI传播日的讨论之后提出的最有趣的问题之一。在一家充满国际同行业的工作室，ARRI数字摄影机的产品经理Marc Shipman-Mueller开辟了这一主题，从而彻底重新调整了当今数字摄影的开发和后期的发展方向。


Marc Shipman-Mueller

这些纯粹是我根据探索新技术而不断发展的思想过程的观点，而不是绝对的真理。我可能最终是错的，我也很乐意学习肯能会让我改变观点的东西。其实我很想把这个给你，听一些你的想法，所以我鼓励你们发表你的评论。

‍ 圣杯

十年前，复制35mm电影的表现和美学是数字电影的“圣杯”。我们现在已经实现了这个目标。我们现在更关心数字色彩科学的细微差别，而不是争论胶片与数字。这场战斗已经获胜，而且在大多数情况下，结果是普遍接受的。

那么数字电影的下一步是什么呢？而且由于新电视和电子产品更商业性而不是通过有意义的视觉体验改进。另一方面，经过几年的努力，整个行业终于确定了一些核心标准。

数字电影 2.0

数字电影演变的初始阶段使得我们的电影匹配超35mm，第二阶段已经完全改变了方向。它不再是模仿以前的事情，而是想象和实现一个未知的未来。电影作为电影经验的圣杯是一个固定的，已知的目标，但我们接下来做什么已经困扰了我们。我们已经追溯和改变路线了。

也许是没有一个未来精确的目标使我们盲目追随技术的飞速发展。电视制造商用3D TV,　UHD, SUHD, HDR这些花哨的新技术去销售他们的产品。而内容创作者发现自己已经失去了技术指导，内容提供商纷纷争相推出首个UHD频道和服务，而不管UHD的内容很少。UHD，高动态范围（HDR），宽色域，高帧率…我们已经尝试了一切。

有趣的是，我们可以做某事并不意味着它是解决问题的最好方法。实际上，我们甚至没有完全理解问题。

分辨率



过去几年来， 分辨率战已经安静下来了。我们都知道4K是哪里都不会去的，我们也得承认8K已经超越了地平线。但我相信我们不会常用4K。但是RED（和NHK和广播方面的合作伙伴）已经使8K的收购成为现实，实际上并不切实际的。

然而，简单地增加像素分辨率有一些深远的影响。更多的高色彩位深下像素意味着更多的数据。这增加了带宽的需求，特别是在后期流程中。增加像素分辨率就是要增加图像中的细节和清晰度，尽管这也有别的解决方法。

感知分辨率跟像素分辨率是有一个很重要的区别。唯一对观众重要的是“感知”的细节。我们考虑技术的利弊是必须得想着人类视野。很多时候，用强力解决一个问题 - 比如实际像素增加了400％ - 则会产生其他问题。

在这些讨论中经常出现，似乎我们没有考虑人眼对运动图像的感知。

分辨率和人类视觉

我们只有一个小区域的视网膜，以非常高密度包装这锥形细胞。这个区域叫做“中心凹”而它占视网膜的不到1％，占大脑视觉皮层的50％以上。只有视野的中心两度集中在中央凹，大约是您的缩略图宽度的两倍。



当你观察到一个占据超过您视野中心两度的细节的对象时，眼睛必须扫描该区域，并且你的大脑可以帮你。你的外围视野实际上分辨率不如你正对方看的视野，但是你的大脑能构建场景的整体形象。在你的眼睛移动焦点后，即使在运动中，也能回忆现场的细节，这就是为什么您在整个视野中保持实时的视觉感知。

然而，你所看到的是在大脑中处理的不断更新的图像，而不是你眼睛看到的确切的“真实”投影图像。你感受到的世界，比使用以固定的，均匀的像素密度和帧速率记录图像传感器的相机复杂得多。

这就是为什么你在阅读的时候，你仍然需要转动你的眼球的缘故，虽然他们都在你的面前。

屏幕上的运动图像是幻觉。这是我们的大脑认为是一个流动的运动形象的伎俩。我们应该小心不要打破这个幻觉。

HDR



像素分辨率不是清晰度的唯一度量。在数学上，增加像素数会更清晰，但超过某个阈值时，回报率将向零下降，而数据速率呈指数增长。

我们对细节和清晰度的看法本质上是微观的对比度。是边缘的对比让我们的大脑能识别另一个物体。这也与图像的其余部分有关，尤其是亮度和颜色的对比。这就是为什么简单地增加整个图像上的像素分辨率是浪费的。

Marc Shipman-Mueller在ARRI Broad CastDay 用了1080p SDR和UHD HDR之间的比较，他们在暗室中对画面进行了Side By Side的比较。结果：1080p SDR和UHD HDR之间的区别是明显的，但是1080p HDR和UHD HDR之间的差异是不明确的。

经过反复观看，大家都同意，与1080p SDR相比，1080p HDR提供了90％的感觉到的细节增长，而相反的是，大家觉得通过在距离屏幕的相同（正常）观看距离的情况下，将像素数量增加四倍。这是很多浪费的像素。

颤动

该谈谈了。我们肯定都看到过。这也可能是我们观看时面对的最大的难堪。

究竟是什么原因引起颤抖？

当我们的大脑无法顺利地将物体的运动顺利地连接明亮，高对比度的边缘时，就会造成的。这在HDR的高亮度条件下，会显得更加明显，我们把它的成因归结为一个因素的组合：

1.移动细节面积的比例与总体视野的比例
2.运动动的速度
3.细节的对比
4.细节的清晰度
5.屏幕的明亮度

显示亮度不是真正的根本原因，但肯定会使情况更糟。整体图像亮度越低，效果越不明显，在SDR显示级别，抖动通常被电影和视频帧速率的运动模糊所隐藏。

但是，在HDR对比度和显示背光级别下，不可能隐藏这些伪像。

那么我们如何解决这个问题呢？ 继续阅读。

帧率

在现实世界中，我们的眼睛充满了不断的图像信息。我们不是看每个图像的。我们的眼睛看东西是在不停地调整自己。视网膜能够持续约40毫秒的图像。

24fps标准被认为是平滑运动感觉的最小可接受帧率：足够高的幻觉保持，同时也足够有经济性。

24fps仍然感觉到电影的原因主要是由于历史和文化参考。电影给人的其他的附加信息，例如：预期大屏幕的好莱坞预算，屡获殊荣的表演，高生产和艺术价值。

这已经是100多年的电影，电影，电视，一直到我认为 “数字电影1.0”的结尾。现在我们已经复制了35mm的分辨率和颜色效果。我们已经适应了这种对比度，颜色和亮度。

使用高分辨率图像，高动态范围和更亮的显示器需要更高的帧速率。越高的帧速率抖动越不明显。非常高的细节，高对比度和快速运动的区域可能需要非常高的帧速率才能感觉到没有任何抖动。

高的帧速率有很多优点。在后期后可以改变剪辑的速度。还有缺点。更高的分辨率，增加的帧速率大大增加了数据去存藏和处理运动图像的难度。

超现实主义和肥皂剧效果



很多试着用高帧速率碰到了这个问题。彼得杰克逊的《霍比特人》和李安的《比利林恩的中场战事》 这些电影都太缺乏电影的味道了。不是你的幻觉被破坏了，是电影的如梦似幻让你逃离现实的感觉。我认为这个梦悠悠的感觉比4K还要重要。

但是，也可能是我们还没有适应的原因。

被芯片设计的影像

也许我们不应该全身心的投入4K, 8K，或120fps。有没有一个更详细的方法去用这些新技术呢？记住，你只能看到整个视野的中心两度高度细节，即使在观看屏幕时，您也在不断扫描，将您的眼睛从兴趣点移动到兴趣点。我们是不是应该更多地考虑我们将如何实际体验和感知我们创造的图像？

要解决问题以前，我们因该懂的自己的大脑已经是很复杂的。我们的视网膜是我们中枢神经系统的一部分，眼睛中约有1.5亿个受体，只有一百万个视神经纤维。视网膜压缩图像以适应视神经的有限能力。

如果我们的“显示”已经靠我么的眼睛和大脑来减去不去要的东西，也许我们只应该提供最重要的信息。

也许通过这样的方法我们可以提高看电影的经验。同时增加清晰和现实的感受, 但不把梦打碎。

结论 对，4K 和 8K HDR，HFR，宽色域的图像可能会跟你看窗外的真实世界一样， 但现实真的能是好故事吗？

我不认为。




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