超高清4K電視節(jié)目的拍攝制作要點(diǎn)

盤錦市融媒體發(fā)展中心：王敬東

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端逐漸成為廣受大眾青睞的視頻觀看終端，傳統(tǒng)的電視終端受眾則有所減少。為了應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)象，電視行業(yè)需要全面強(qiáng)化自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，尤其要充分發(fā)揮電視大屏在觀看體驗(yàn)方面的優(yōu)勢(shì)，依靠超高清4K電視節(jié)目探索行之有效的電視行業(yè)發(fā)展道路。

1.超高清4K電視發(fā)展概述

1.1 4K電視發(fā)展現(xiàn)狀

電視技術(shù)在近年來實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。2008年，我國高清數(shù)字電視才開始首播，而到了2012年國際電信聯(lián)盟便已經(jīng)發(fā)布了超高清電視標(biāo)準(zhǔn)，2020年更是進(jìn)一步更新了超高清UHD視頻制作和顯示系統(tǒng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電視廣播領(lǐng)域的超高清視頻顯示的具體參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了定義和規(guī)范，也為超高清4K電視的發(fā)展提供了引導(dǎo)和規(guī)范。我國超高清4K電視的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)、科技以及民眾觀看喜好等有著密切關(guān)聯(lián)。經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及4K顯示屏生產(chǎn)制作成本的降低，為4K電視屏幕的大范圍普及奠定了根基。與此同時(shí)，民眾在移動(dòng)浪潮中習(xí)慣了使用手機(jī)、平板等小屏幕進(jìn)行閱讀和觀看，自然希望通過電視大屏獲得截然不同的體驗(yàn)。大屏幕的最大優(yōu)勢(shì)無疑是提供更為清晰、生動(dòng)的畫面，而4K電視技術(shù)的發(fā)展正是凸顯電視大屏幕優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵技術(shù)。早在2015年，中央電視臺(tái)便嘗試以4K規(guī)格拍攝和制作《春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)》，并在各種體育賽事轉(zhuǎn)播中大量應(yīng)用4K技術(shù)，為觀眾帶來了超高清的電視觀看體驗(yàn)。在移動(dòng)化浪潮的沖擊下，4K電視技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展更是成為了電視行業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力、吸引觀眾的核心與重點(diǎn)。目前4K電視節(jié)目制播主要由原創(chuàng)混合現(xiàn)實(shí)模式以及伴隨HD模式兩類，前者需在節(jié)目制播過程中對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)加以運(yùn)用，形成拍攝、渲染以及后期編輯緊密關(guān)聯(lián)的制播體系；而伴隨HD模式則需要使用4K訊道攝像機(jī)和基站等設(shè)備，后期編輯工作量大，相應(yīng)的節(jié)目制播周期較長(zhǎng)。目前4K電視節(jié)目的制播已經(jīng)形成規(guī)范，具體的制作流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得以建立，能為觀眾提供超高清的電視觀看體驗(yàn)。

1.2 4K電視技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

4K電視技術(shù)在電視節(jié)目中的應(yīng)用有著較為明顯的發(fā)展趨勢(shì)，主要體現(xiàn)為以下三方面。

⑴技術(shù)參數(shù)多維化。4K電視節(jié)目技術(shù)是目前超高清電視顯示技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上其畫面分辨率還有進(jìn)一步提升的空間。就目前來看，電視畫面分辨率已經(jīng)能支持8K，8K電視節(jié)目也已經(jīng)制作和播出，不過目前主流分辨率依舊是4K。除了畫面分辨率之外，4K電視技術(shù)的其他參數(shù)也有著極為明顯的多維化發(fā)展趨勢(shì)，譬如畫面幀率包含50p、60p、75p、90p、120p等，畫面動(dòng)態(tài)范圍包含標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍與高動(dòng)態(tài)范圍等，音頻頻率在20HZ ～20000HZ，音頻幅值允差為±0.05dBFs。4K電視技術(shù)參數(shù)的多維化發(fā)展，反映了4K電視節(jié)目能在多個(gè)方面改善觀眾的電視體驗(yàn)，也有利于電視行業(yè)的多維化發(fā)展以及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

⑵內(nèi)容制播智能化。4K電視節(jié)目相較于傳統(tǒng)電視節(jié)目在制播難度方面無疑更大，廣泛體現(xiàn)于設(shè)備支持、數(shù)據(jù)處理、人員素質(zhì)要求等。尤其是伴隨HD的4K電視節(jié)目制作模式，需要花費(fèi)大量時(shí)間與精力進(jìn)行后期編輯制作，導(dǎo)致相應(yīng)的節(jié)目制播成本較高、時(shí)間偏長(zhǎng)。不過在人工智能技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持下，這一現(xiàn)象能在未來持續(xù)得到改善。借助先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建自動(dòng)化、智能化的內(nèi)容生產(chǎn)流程與模式，能大幅提升4K電視節(jié)目?jī)?nèi)容制播的智能化水平，有利于節(jié)目制作成本與效率的同步提升。

⑶信號(hào)傳輸技術(shù)先進(jìn)化。超高清4K電視節(jié)目的制播意味著海量視頻數(shù)據(jù)的處理，相應(yīng)的電視信號(hào)傳輸技術(shù)必然需要進(jìn)一步創(chuàng)新和發(fā)展。可預(yù)見的是，4K電視節(jié)目制播需要推動(dòng)包括IPTV、衛(wèi)星、有線、無線等在內(nèi)的各種通信技術(shù)融合發(fā)展，創(chuàng)新和應(yīng)用光纖化、IP化、多載波聚合、信道捆綁等信道傳輸技術(shù)，推廣應(yīng)用5G技術(shù)，配套優(yōu)化節(jié)目壓縮編碼技術(shù)等，全方位推動(dòng)超高清視頻業(yè)務(wù)的良好發(fā)展。

2.超高清4K電視節(jié)目拍攝制作要點(diǎn)

2.1 節(jié)目拍攝錄制技術(shù)要求

為了拍攝制作超高清4K電視節(jié)目，必然確保節(jié)目拍攝錄制的技術(shù)符合相應(yīng)要求和規(guī)范。超高清4K電視節(jié)目是圖像有效像素為3840×2160的超高清HDR視頻，在拍攝錄制過程中需要使用相應(yīng)的設(shè)備并嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范進(jìn)行操作，具體體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

⑴錄制設(shè)備視音頻輸入接口和編輯精度要求

以《高清晰度電視3Gbps串行數(shù)據(jù)接口和源圖像格式映射》（GB/T 32631—2016）、《超高清晰度電視信號(hào)實(shí)時(shí)串行數(shù)字接口第1部分：多鏈路10Gbit/s光接口（10比特字容器）》（GY/T 347.1—2021）、《演播室數(shù)字音頻信號(hào)接口》（GY/T 158—2000）等作為基準(zhǔn)，確保4K電視節(jié)目錄制設(shè)備視音頻輸入接口符合相應(yīng)規(guī)定，同時(shí)確保設(shè)備具有同步信號(hào)為黑場(chǎng)同步信號(hào)或雙極性三電平同步信號(hào)的外同步接口，另外設(shè)備的編輯精度需達(dá)到幀精度編輯的標(biāo)準(zhǔn)。

⑵視頻錄制要求

視頻錄制是4K電視節(jié)目拍攝錄制的關(guān)鍵，需要確保視頻錄制符合相應(yīng)的行業(yè)要求。首先，規(guī)范參考信號(hào)電平。4K電視節(jié)目拍攝錄制的參考白基準(zhǔn)電平是75%HLG與58%PQ，通過峰值亮度為1000cd/m2的監(jiān)視器進(jìn)行觀察應(yīng)確保顯示亮度為203cd/m2。具體來看，針對(duì)不同反射對(duì)象需對(duì)標(biāo)稱亮度以及信號(hào)電平采取不盡相同的處理辦法。針對(duì)1～2型淺膚色，應(yīng)將標(biāo)稱亮度設(shè)置為65～110cd/m2，信號(hào)電平則需設(shè)置為55% ～65%HLG和45% ～55%PQ；針對(duì)3～4型中等膚色，應(yīng)將標(biāo)稱亮度設(shè)置為40～85cd/m2，信號(hào)電平則需設(shè)置為45% ～60%HLG和40% ～50%PQ；針對(duì)5～6型深膚色，應(yīng)將標(biāo)稱亮度設(shè)置為10～40cd/m2，信號(hào)電平則需設(shè)置為25% ～45%HLG和30% ～40%PQ；針對(duì)草坪，應(yīng)將標(biāo)稱亮度設(shè)置為30～65cd/m2，信號(hào)電平則需設(shè)置為40% ～55%HLG和40% ～45%PQ。其次，規(guī)范視頻信號(hào)。4K電視節(jié)目拍攝錄制對(duì)視頻信號(hào)有著嚴(yán)格要求，應(yīng)當(dāng)確保視頻信號(hào)格式以及參數(shù)符合相關(guān)規(guī)定。具體來看，4K電視節(jié)目拍攝錄制時(shí)應(yīng)確保幅型比為16:9，有效像素?cái)?shù)為3840×2160，取樣結(jié)構(gòu)為正交，像素寬高比為1:1，像素排列順序?yàn)閺淖蟮接摇纳系较?，幀率?0HZ或100HZ，掃描模式為逐行掃描，色彩級(jí)數(shù)量化為10bit或12bit，色域?yàn)锽T.2020，伽馬曲線HLG或PQ，取樣方式為4:4：4或4:2:2。4K電視節(jié)目拍攝需要將節(jié)目時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為秒的整數(shù)倍，否則會(huì)影響后期編輯制作。然后，規(guī)范圖像亮度。超高清4K電視節(jié)目制作對(duì)圖像亮度有著明確要求，這樣能為節(jié)目制作者提供指導(dǎo)，協(xié)調(diào)作者藝術(shù)創(chuàng)作空間和電視節(jié)目制作標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，從而保障觀眾的觀看體驗(yàn)。針對(duì)靜態(tài)圖像需盡可能將亮度設(shè)置在人眼感到舒服的亮度范圍內(nèi)，通常在1000cd/m2的HLG監(jiān)視器上，平均亮度不超過250cd/m2的圖像不會(huì)被判定為太亮，即圖像平均亮度超過該值可能會(huì)令人感到不舒適。而且4K電視節(jié)目畫面亮度突然發(fā)生變化的話，也可能令觀眾感到不舒適。當(dāng)節(jié)目畫面從較暗的場(chǎng)景轉(zhuǎn)換到較亮的場(chǎng)景后，觀眾較易感到不適，通常在平均顯示亮度電平之差160cd/m2就可能出現(xiàn)這種問題。而從明亮場(chǎng)景過渡到陰暗場(chǎng)景后，由于人眼可能不會(huì)馬上觀察到陰暗場(chǎng)景中的陰影細(xì)節(jié)，故而人眼感到不舒適的情況相對(duì)較少。故而對(duì)4K電視節(jié)目的拍攝與錄制而言，應(yīng)盡量減少和避免從較暗場(chǎng)景過渡到高度明亮場(chǎng)景的情況。最后，規(guī)范圖像質(zhì)量。拍攝錄制4K電視節(jié)目需要對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行明確要求，主要體現(xiàn)為圖像靜態(tài)清晰度與動(dòng)態(tài)清晰度足夠高、主體焦點(diǎn)準(zhǔn)確、色彩還原自然、彩色飽和度與圖像對(duì)比度適中、節(jié)目整體圖像亮度和場(chǎng)景相適配、圖像亮度動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)用合理、同一節(jié)目中不同機(jī)位與不同場(chǎng)景的圖像在色彩與亮度等方面一致性良好、圖像無明顯噪點(diǎn)與干擾紋、節(jié)目字幕及圖形的位置恰當(dāng)且清晰無閃爍，同時(shí)節(jié)目中不得出現(xiàn)和節(jié)目?jī)?nèi)容無關(guān)的黑場(chǎng)畫面、單色畫面、彩條畫面、靜幀畫面等。

⑶音頻錄制要求

音頻錄制同樣是4K電視節(jié)目拍攝錄制的重點(diǎn)部分，需要對(duì)其錄制要求進(jìn)行明確規(guī)范。首先，規(guī)范環(huán)繞聲節(jié)目聲道分配。4K電視節(jié)目大多采取環(huán)繞聲方式進(jìn)行錄制，需要按照規(guī)范對(duì)節(jié)目聲道進(jìn)行分配，通常按照聲軌序號(hào)可分別設(shè)置環(huán)繞聲前左聲道、前右聲道、中置聲道、低頻增強(qiáng)聲道、左環(huán)繞聲道、右環(huán)繞聲道以及立體聲左聲道和立體聲右聲道，其次，規(guī)范音頻信號(hào)參數(shù)。4K電視節(jié)目拍攝需要確保音頻信號(hào)采樣頻率超過48kHz，同時(shí)量化比特?cái)?shù)應(yīng)超過16bit，另外音頻最大真峰值電平應(yīng)小于-2dBTP、平均響度目標(biāo)值為-24LKFS±2LU。最后，規(guī)范聲音質(zhì)量。超高清4K電視節(jié)目拍攝過程中需對(duì)聲音質(zhì)量進(jìn)行要求，確保音頻的頻響、清晰度、可懂度、響應(yīng)平衡、音色平衡、聲像平衡、動(dòng)態(tài)平衡等技術(shù)指標(biāo)符合要求，同時(shí)聲音的感染力、空間感、臨場(chǎng)感、包圍感、真實(shí)感等藝術(shù)呈現(xiàn)效果應(yīng)令人滿意，另外不得出現(xiàn)與節(jié)目?jī)?nèi)容無關(guān)的靜音、噪聲、斷點(diǎn)、失真等問題。

⑷視音頻文件封裝要求

對(duì)4K電視節(jié)目文件進(jìn)行封裝，應(yīng)當(dāng)以《4K超高清晰度電視節(jié)目文件格式規(guī)范》（GY/T 365-2023）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，通過MXF文件格式進(jìn)行封裝，同時(shí)確保光電轉(zhuǎn)換特性、彩色體系等視音頻參數(shù)信息與節(jié)目?jī)?nèi)容高度契合。為了防止超高清4K電視節(jié)目出現(xiàn)音畫不同步的現(xiàn)象，需在視音頻封裝過程中進(jìn)行同步處理，確保聲音相對(duì)圖像的超前與滯后分別不得超過20ms與60ms。

2.2 信號(hào)域

4K電視節(jié)目拍攝錄制一般可采取窄域和全域兩種信號(hào)表示法，前者被廣泛應(yīng)用，而后者則只能在4K電視節(jié)目的端到端各方均遵循的情況下才可使用。換言之，窄域信號(hào)表示法有著更為廣泛的適用性，而全域信號(hào)表示法則需在特定情況下才可應(yīng)用。HLG一般應(yīng)使用窄域信號(hào)，以此保障信號(hào)保真度，同時(shí)防止4K電視節(jié)目制作過程中將全域信號(hào)誤認(rèn)為窄域信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用4K電視攝制技術(shù)，如圖像調(diào)整技術(shù)、濾波技術(shù)、壓縮技術(shù)等，可能會(huì)導(dǎo)致亮度過沖、下沖并出現(xiàn)信號(hào)E’＞1.0或E’＜0.0的情況，嚴(yán)重影響圖像保真度。至于全域信號(hào)表示法則多用于PQ信號(hào)，其能起到抑制條帶和輪廓可見性的作用，同時(shí)還能在圖像處理方面占據(jù)增量?jī)?yōu)勢(shì)，再加上PQ圖像動(dòng)態(tài)范圍更大，不易發(fā)生過沖、下沖現(xiàn)象。

2.3 信號(hào)監(jiān)看

4K電視節(jié)目拍攝錄制過程中需做好信號(hào)監(jiān)看工作，通過“節(jié)目預(yù)覽輸出”、調(diào)色等功能對(duì)節(jié)目拍攝錄制情況進(jìn)行有效監(jiān)看。為了保障信號(hào)監(jiān)看的質(zhì)量與效果，應(yīng)在4K電視節(jié)目的攝制中使用支持寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)、BT.2020彩色空間的監(jiān)視器。使用監(jiān)視器前應(yīng)對(duì)監(jiān)視器進(jìn)行校準(zhǔn)處理，一般可使用包括HLG窄域彩條、PQ窄域采條、PQ全域采條信號(hào)等會(huì)作為測(cè)試信號(hào)。具體操作方法為根據(jù)監(jiān)視器操作方法以及4K電視節(jié)目制作的參數(shù)要求，對(duì)監(jiān)視器的峰值亮度可參考白基準(zhǔn)信號(hào)電平亮度加以調(diào)整，并在現(xiàn)實(shí)彩條測(cè)試信號(hào)時(shí)根據(jù)電平具體情況對(duì)監(jiān)視器的亮度加以調(diào)整。使用不同峰值亮度的HLG監(jiān)視器制作4K電視節(jié)目時(shí)，應(yīng)對(duì)顯示伽馬值進(jìn)行調(diào)整，以保障各種監(jiān)視器產(chǎn)生一致的信號(hào)?；鶞?zhǔn)峰值亮度分別為400cd/m2、600cd/m2、800cd/m2、1000cd/m2、1500cd/m2、2000cd/m2的HLG監(jiān)視器，其顯示伽馬分別為1.03、1.11、1.16、1.20、1.27、1.33，相應(yīng)的HDR參考白亮度級(jí)別則分別為101cd/m2、138cd/m2、172cd/m2、203cd/m2、276cd/m2、343cd/m2。而在不同的觀看環(huán)境中，則需要對(duì)典型照度、典型亮度以及典型伽馬調(diào)整進(jìn)行合理設(shè)置，以此保障4K電視節(jié)目的畫面亮度及效果。一般在晴天的辦公室環(huán)境下，可分別將典型照度、典型亮度以及典型伽馬值設(shè)置為130Lux、25cd/m2和-0.05；在陰天的辦公室環(huán)境下，分別將典型照度、典型亮度以及典型伽馬值設(shè)置為75Lux、15cd/m2和-0.04；在編輯室環(huán)境下，分別將典型照度、典型亮度以及典型伽馬值設(shè)置為50Lux、10cd/m2和-0.02；在調(diào)色室環(huán)境下，分別將典型照度、典型亮度以及典型伽馬值設(shè)置為25Lux、5cd/m2和0.00；在制作調(diào)控室或昏暗的調(diào)色室環(huán)境下，分別將典型照度、典型亮度以及典型伽馬值設(shè)置為3Lux、0.5cd/m2和＋0.08。

2.4 SDR與HDR制作

HDR內(nèi)容是4K電視節(jié)目制作的基礎(chǔ)與重點(diǎn)，實(shí)踐中主要有包含SDR內(nèi)容的HDR制作以及SDR與HDR同時(shí)制作兩種類型。對(duì)SDR拍攝的內(nèi)容可通過直接映射、反色調(diào)映射等方式拓展其可用的HDR亮度范圍，實(shí)踐中則根據(jù)實(shí)際情況可采取場(chǎng)景參考映射與顯示參考映射兩種方式，前者主要適用于匹配HDR與SDR攝像機(jī)的彩色與相對(duì)色調(diào)的情況，后者主要適用于在HDR監(jiān)視器顯示內(nèi)容是保留SDR監(jiān)視器上看到的彩色與相對(duì)色調(diào)的情況。將SDR內(nèi)容轉(zhuǎn)換為HDR內(nèi)容，一定要注意保留暗部細(xì)節(jié)、不過分?jǐn)U展中部?jī)?nèi)容、保障高亮部分內(nèi)容質(zhì)量并盡可能將其拓展到顯示峰值亮度、保證色度分量的正確調(diào)整、保持時(shí)域穩(wěn)定性等。

3.結(jié)束語

超高清4K電視節(jié)目的拍攝與制作已然成為電視行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是電視節(jié)目在移動(dòng)浪潮沖擊下維持競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段?？深A(yù)見的是，隨著技術(shù)的不斷成熟以及攝制體系的逐步完善，4K電視節(jié)目的拍攝與制作將會(huì)變得更為輕松與高效，能為觀眾帶來大量高質(zhì)量的超高清電視節(jié)目，以無與倫比的觀看體驗(yàn)吸引受眾。