4K超高清技術(shù)在科技聲像中的應(yīng)用

太原衛(wèi)星發(fā)射中心：趙斌寧 許建坡 王淼

1.相關(guān)理論概述

1.1 科技聲像概念及特征

科技聲像所反映的是科學(xué)技術(shù)活動的外部或內(nèi)部的形態(tài)和變化，需要通過專門的技術(shù)工具、技術(shù)手段、技術(shù)方法實現(xiàn)對這種外部或內(nèi)部形態(tài)和變化的攝取、記錄、虛擬、加工、處理，為社會需要服務(wù)。從本質(zhì)上來講，科技聲像是科技知識和聲像藝術(shù)的統(tǒng)一體，其包含著娛樂性和教育性，既可以借此生產(chǎn)廣大人民群眾喜聞樂見的精神文化產(chǎn)品，又可以借此宣傳主旋律思想，發(fā)揮對于廣大人民群眾在思想意識方面的積極教化作用以及對社會輿論的正向引導(dǎo)作用。在黨和政府的支持和引導(dǎo)之下，我國科技聲像工作獲得了持續(xù)性發(fā)展并取得了諸多成效，制作了大量服務(wù)專門領(lǐng)域的技術(shù)片、專題片以及服務(wù)于人民群眾的科普片、科教片等，科技聲像工作的開展以及產(chǎn)品的生產(chǎn)在提高全民素質(zhì)、促進(jìn)科技進(jìn)步等方面發(fā)揮著重要的效用。

科技聲像的內(nèi)容具有真實性、科學(xué)性、權(quán)威性?？萍悸曄窈诵脑谟诳萍?，可以說科技聲像是開展科技宣傳工作的重要方式，因此。科技聲像的內(nèi)容依托于帶有真實性和客觀性的科學(xué)現(xiàn)象以及現(xiàn)實標(biāo)準(zhǔn)，其在普及科技知識、發(fā)揚科技精神、促進(jìn)科技發(fā)展方面發(fā)揮著具有權(quán)威性的積極效用。

科技聲像的傳播范圍具有廣泛性、普遍性?？萍悸曄褚月曇艉彤嬅鏋橹饕憩F(xiàn)形式，可以借助多樣化的媒體傳播渠道加以宣傳，其既可以借助傳統(tǒng)的報紙、圖書、廣播、電視進(jìn)行傳播，又可以借助新媒體網(wǎng)絡(luò)、期刊、電影等新興媒介加以傳播。同時，科技聲像的傳播面向廣大人民群眾，其內(nèi)容和形式可以根據(jù)不同群體的特征和需求加以有針對性的創(chuàng)作和傳播。

科技聲像具有時效性?？萍悸曄駸o論在開展科技宣傳工作還是滿足廣大人民群眾精神文化需求的過程當(dāng)中，其都需要立足于時代視角，緊跟實時熱點，保證宣傳工作開展的時效性。例如在中國空間站建設(shè)期間，科技聲像宣傳工作主要圍繞記錄我國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的實施過程，宣傳我國科技自立自強(qiáng)的典范和在科技強(qiáng)國、航天強(qiáng)國偉大征程中形成“載人航天精神”，以及為人類和平利用太空作出開拓性貢獻(xiàn)的重大意義。

1.2 4K超高清技術(shù)概念及特征

2012年5 月，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了BT.2020“超高清電視UHDTV”標(biāo)準(zhǔn)的建議，將屏幕物理分辨率達(dá)到3840×2160及以上的電視稱之為超高清電視，與之對應(yīng)的攝像機(jī)為4K攝像機(jī)。相對于標(biāo)清和高清畫面而言，4K超高清在標(biāo)準(zhǔn)和性能等諸多方面更具優(yōu)勢，如下圖表對比可充分顯示。

表1 4K超高清與高清、標(biāo)清技術(shù)對比

4K超高清技術(shù)畫面成像效果好。4K攝像機(jī)與傳統(tǒng)攝像機(jī)在性能和標(biāo)準(zhǔn)方面的區(qū)別主要由成像器械的類別和尺寸所決定，超高清4K攝像機(jī)的分辨率以及寬容度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通高清攝像機(jī)。更高的分辨率使得超高清4K攝像機(jī)在展現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)方面具有更強(qiáng)的優(yōu)勢，而將超高清4K攝像機(jī)與普通高清攝像機(jī)的單幀畫面進(jìn)行對比，其像素數(shù)量以及信息量都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢?？梢允孤曄駲n案在采集時就具備較高的畫面質(zhì)量。

4K超高清技術(shù)視覺沖擊力強(qiáng)。色域作為攝像機(jī)功能的重要構(gòu)成部分通過借助技術(shù)系統(tǒng)對顏色進(jìn)行編碼，產(chǎn)生顏色的總和。一般來講，在攝像機(jī)的攝像端到顯示端，色域越寬，其能夠還原的色彩就越逼真，同時產(chǎn)生的視覺沖擊性更強(qiáng)。超高清4K攝像機(jī)的色域廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通高清攝像機(jī)，其能夠精準(zhǔn)的展現(xiàn)從暗部到高亮色域的層次，從而帶給觀眾更加具有沖擊性的視覺體驗。高動態(tài)、高色域支持下的超高清4K攝像機(jī)可以滿足夜晚以及陽光直射情況下的拍攝，同時保證畫面的清晰度。對航天聲像檔案資料拍攝時，通常會出現(xiàn)光線不足、明暗分布不均、顯示屏幕閃爍等情況，超高清4K技術(shù)可有效應(yīng)對拍攝環(huán)境問題，保證拍攝效果和質(zhì)量。

4K超高清技術(shù)存儲格式多樣。攝像機(jī)當(dāng)中的視頻素材的存儲格式對于后期制作有著重要影響。超高清4K攝像機(jī)可以在更大程度上對畫面信息予以保留，從而為后期制作和調(diào)整提供更多的發(fā)揮空間。其制作系統(tǒng)可以滿足低成本高效率的需求，兼顧存儲空間以及后期制作的需要。超高清4K應(yīng)用下的科技聲像檔案的制作可以在更大程度上保證存儲和保管的時效和質(zhì)量。

2.4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案制作中的應(yīng)用

2.1 對焦準(zhǔn)確、構(gòu)圖恰當(dāng)

要想將現(xiàn)實生活當(dāng)中存在的人、事、物展現(xiàn)在銀幕上，就需要根據(jù)構(gòu)圖這一基本畫面結(jié)構(gòu)形式，在無限的空間當(dāng)中按照一定的比例以形、光、色的方式匯聚于屏幕當(dāng)中，并且注重視覺價值的美感?；诳萍悸曄駲n案制作特征及基本要求來看，其注重紀(jì)實性，要求畫面構(gòu)圖與對焦對現(xiàn)實事物的正確再現(xiàn)。相對于標(biāo)清和高清畫面而言，超高清4K畫面在應(yīng)用過程當(dāng)中構(gòu)圖更加穩(wěn)定靈活，并且變焦畫面出現(xiàn)的頻率較少，拍攝出來的畫面具有圖像大、前景深的特征。例如，SONY FS7 35mm 4K攝像機(jī)和SONY藍(lán)光高清攝像機(jī)在航天器測試現(xiàn)場上同機(jī)位同景別拍攝的畫面，SONY FS7 35mm 4K攝像機(jī)拍攝出的畫面寬容度更大、細(xì)節(jié)體現(xiàn)更明顯、清晰度更高、色彩更豐富。

2.2 色彩真實、鏡頭語言豐富

正如上述所述，科技聲像檔案制作要求的特殊性使得攝像機(jī)在對畫面色彩加以處理時也應(yīng)當(dāng)遵循現(xiàn)實性與真實性的基本原則，應(yīng)當(dāng)在更大程度上實現(xiàn)對現(xiàn)實生活當(dāng)中存在的人、事、物的復(fù)刻。超高清技術(shù)借助4K攝像機(jī)，其色彩還原性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通高清攝像機(jī)，其中的寬色域技術(shù)更是能夠滿足光線明暗不均的拍攝環(huán)境，更好的突出畫面當(dāng)中的暗部與亮部的細(xì)節(jié)。同時，其中存在的灰色畫面模式更是可以借助后期調(diào)色展現(xiàn)更加豐富的層次性。鏡頭運動在于借助鏡頭語言敘述故事，表達(dá)情感。超高清以4K攝像機(jī)在完成拍攝和制作的過程當(dāng)中可以在一定程度上延長畫面的停留時間或者放慢鏡頭的運動速度，從而能夠從更加細(xì)節(jié)化的程度對畫面情景予以展示，把人、事、物拍攝的更加清晰完整。

2.3 應(yīng)用效果

歷史與現(xiàn)實具有實踐性和客觀性，然而，人類對于歷史和現(xiàn)實的認(rèn)知卻受主觀能動性的影響呈現(xiàn)出一定的主觀性和差異性。而借助影像對于歷史和現(xiàn)實情況予以復(fù)刻和再現(xiàn)則可以幫助人們探尋真相，獲得科學(xué)和正確的認(rèn)知，在一定程度上避免“1000個讀者心中有1000個哈姆雷特”的情況。4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案制作當(dāng)中的應(yīng)用可以更好的滿足互聯(lián)網(wǎng)信息時代背景下人類視覺化表達(dá)和獲取信息的需求。例如在載人航天跟蹤記錄過程中，4K超高清技術(shù)的應(yīng)用可以展現(xiàn)更加客觀和真實的影像資料，在保證畫面質(zhì)量的前提下，增強(qiáng)觀眾的視覺體驗感，真實的畫面感使得圖像的說服力更強(qiáng)，猶如身臨發(fā)射現(xiàn)場的震撼畫面，使觀眾油然而然產(chǎn)生我國航天技術(shù)自主超越的代入感和建設(shè)航天強(qiáng)國的自豪感。

3.4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案管理中的應(yīng)用創(chuàng)新

3.1 優(yōu)化視覺體驗

4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案制作及管理當(dāng)中的應(yīng)用使得產(chǎn)生的影像檔案資料不僅容量大、清晰度高，同時其在生動性和真實性的展現(xiàn)方面都較傳統(tǒng)高清時代有了突出進(jìn)步。當(dāng)然，為了推動4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案管理當(dāng)中的創(chuàng)新性因素，還需要進(jìn)一步優(yōu)化視覺體驗，使得4K超高清攝像機(jī)可以將更多的信息內(nèi)容同時容納于同一畫面當(dāng)中，在保證畫面質(zhì)量和細(xì)節(jié)度的同時更好的滿足人眼獲取的畫面感光范圍，優(yōu)化可視化的視覺體驗。當(dāng)然，4K超高清技術(shù)也可以結(jié)合杜比全景聲技術(shù)，對細(xì)微的聲音加以感知和記錄，保證對現(xiàn)實場景的復(fù)刻和還原。既可以在更大程度上滿足科技聲像檔案制作和管理的紀(jì)實性，又可以帶給觀眾以更加舒適的視覺體驗。

3.2 創(chuàng)新管理利用服務(wù)

傳統(tǒng)科技聲像檔案制作和管理當(dāng)中主要運用庫存保存方法，受方式和技術(shù)的局限性影響，其難以滿足檔案資源的無限復(fù)刻使用以及在線查詢需求。在大數(shù)據(jù)時代背景下，就需要對4K超高清技術(shù)加以合理應(yīng)用，同時創(chuàng)新檔案管理利用服務(wù)來滿足時代和現(xiàn)實需求，使得數(shù)字化影像技術(shù)能夠在收集整理、格式轉(zhuǎn)換、編目檢索、復(fù)制利用等多方面滿足科技聲像檔案管理數(shù)字化和信息化需求。在創(chuàng)新科技檔案管理利用服務(wù)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)將開發(fā)的科技檔案聲像資料借助網(wǎng)絡(luò)平臺加以保存，通過建立系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫滿足在線資源共享。從而更好的滿足信息化時代背景下用戶在資料查閱以及資源調(diào)取方面的個性化和碎片化需求，使得用戶可以借助電腦、手機(jī)等各類移動化客戶端，隨時隨地查詢并下載科技聲像檔案資料和信息。

3.3 構(gòu)建信息化體系

要想推動4K超高清技術(shù)在科技聲像檔案制作和管理當(dāng)中的應(yīng)用創(chuàng)新就需要構(gòu)建信息化體系，有效應(yīng)用超高清視頻技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化制作、數(shù)字信號保存與傳輸?shù)仁侄纬浞譂M足數(shù)字化檔案保存和管理需求。如全息影像技術(shù)采用電子元件記錄全息圖像，可以對數(shù)字聲像檔案通過人工智能進(jìn)行圖像的強(qiáng)度和相位分布分析，將有利于后期標(biāo)注和科學(xué)歸檔。數(shù)據(jù)化時代背景下科技聲像檔案管理信息化體系的構(gòu)建和完善不僅要致力于提供豐富而多樣的檔案資源，更應(yīng)當(dāng)助力于用戶與管理者之間的互動，實現(xiàn)智慧檔案信息化建設(shè)。