尽管现在的电影内容在分辨率、色彩和动态范围有了显著提升,但帧率却一直停留在每秒24帧。这是一个不小的问题,尤其是对于创作意图来说,好莱坞终于开始承认这一点。
如今出现了一种越来越明显的脱节现象。一个多世纪以来,电影院一直受到电影放映机的能力,或者说局限性的影响。例如,经典的数字电影倡导联盟(DCI)规范要求亮度水平为14英尺朗伯(fL),相当于48尼特。这个水平并不是什么黄金标准,而仅仅是当时放映机能够实际实现的水平。这一标准自此被沿用下来,称为几十年来电影的视觉风格。
2018年,DCI组织开始着手定义HDR电影的标准。最终规范设定黑场为0.005尼特,峰值亮度为300尼特。目前的放映机无法实现这一标准。能达到的目前只有LED电影屏,但这种设备在电影院中的普及度非常有限。
同样,技术限制也是好莱坞在20世纪20年代将帧率定为每秒24帧的原因。这是一种更加经济实惠的方式,可以在胶片拍摄时将声音与画面同步,从而开启了有声电影的时代。这一标准自此沿用下来,此后几乎所有电影都是以24fps制作的。甚至有人认为24fps是电影视觉风格的先决条件,但真的是这样吗?
这张图捕捉了现在的情况,比较了电视显示能力与电影制作的标准。
视频技术
并非创作意图
单独来看,以24fps的帧率和14fL(48尼特)的亮度呈现的电影在电影院里效果也还算不错——在一个非常黑暗的房间里,使用一个昏暗的放映机,且没有任何HDR(高动态范围)支持。
然而,如果你尝试在家里观看同一部电影,它由电影工作室以HDR格式制作,使用最新显示设备,如OLED或QD-OLED(或者micro LED),你可能会注意到明显的抖动,这可能会非常分散观众的注意力,甚至导致眼睛疲劳。正如我们在之前电视评测中多年来提到的那样,HDR和一些明亮的SDR电影在明亮或高对比度场景下,在OLED电视上观看时可能会表现出更明显的“频闪效应”。虽然我们的电视不再支持3D功能,但3D也会使抖动更加明显。
这是一个静止的例子,展示了抖动是什么样子的:
抖动示例
现在,你可能会倾向于将责任归咎于你的显示设备。电视制造商们,能不能解决这个问题!他们其实已经尝试过使用运动平滑技术,但这是一种严重的妥协,并没有考虑到电影制作人原本想要的运动效果。我的等离子电视就没有这样的运动问题!因为它并不比电影放映机更亮。真正的问题在于,OLED的像素响应时间非常快,其亮度相对较高,从而暴露了24fps运动问题,这种效果还被OLED面板的采样保持驱动方法所放大。
随着视频技术的进步,人们开始注意到这些问题,并质疑根深蒂固的行业惯例。这种抖动与创作者想象中他们的电影和电视剧被体验的方式根本不相符。我们想要的是电影感!但不是过度的抖动。
影线是否阻碍了技术进步
在历史上,电影院首次落后于电视显示技术,除了尺寸之外的所有参数都被电视显示技术超越。那么,为什么电影,尤其是那些不会登上大银幕的电视剧,仍然基于数十年前的观念制作,问题出在哪里?
这个问题是我们经常向电影制作和电视显示领域的行业专业人士提出的:院线是否阻碍了视频技术的进步?是放映机吗?行业正在采取什么措施来解决这个问题?
最近,我们向日本东京的索尼高管和工程师提出了这个问题,因为他们参与了从相机到母版监视器再到电视显示的整个过程。索尼没有给出直接答案,但他们确实与我们分享了一些有趣的事情,我们稍后会报道。
在2024年CES展会之前,我还联系了一家积极参与这些讨论和相关技术的公司Pixelworks,他们对此也有自己的看法。
为什么24fps是不够的
Pixelworks用清晰的语言解释了这个问题,一个在48尼特(电影院)被认为是可接受的“抖动水平”,而在更高的亮度水平下会变得不能接受,如下图所示:
高帧率(HFR)和抖动
这张图表甚至解释了为什么我们偶尔会在HDR领域之外观察到这个问题。正如你所见,在显示器达到100尼特之前——SDR领域(而且大多数人会将他们的电视调整到比100尼特更高的亮度用于SDR观看)——在一些平移镜头中,不可接受的抖动就会变得明显。有趣的是,这个阈值与EDR(增强动态范围)相吻合,例如杜比影院激光放映系统(31英尺朗伯或106尼特)。
杜比实验室之前也强调了同样的问题,并发表了一篇关于“抖动感知的亮度感知模型”的研究论文。
好莱坞目前的一个解决方案是采用更高的帧率进行拍摄,例如48fps、60fps甚至120fps。然而,正如《霍比特人》和《比利·林恩的中场战事》的影院高帧率(HFR)版本所展示的那样,但这可能会对电影的视觉风格产生负面影响,使内容看起来过于诡异;这就是臭名昭著的“肥皂剧效应”。
为了更好地分析这一问题,Pixelworks开发了一个运动外观模型,类似于色彩外观模型,考虑了各种因素。他们确定了一种运动模糊/快门等效关系,如下图所示。
高帧率(HFR)和抖动
凭借这些知识,他们开发了一个名为TrueCut Motion的系统,这在首次使电影制作人能够在后期制作中逐场景微调抖动(0-360,其中0是传统的24p抖动,360是没有可感知的抖动)、运动模糊(0-360,其中0是没有额外的运动模糊)和速度。
他们将其称为“运动分级”,与“色彩分级”相提并论,色彩分级已经成为每部电影和电视剧制作中不可或缺的一部分,以确保在色彩和动态范围方面的正确视觉效果。
演示将说服你
你可能还记得,詹姆斯·卡梅隆的《阿凡达:水之道》于2022年底以48fps高帧率(HFR)和3D格式在影院上映,这是首次观众广泛接受高帧率(HFR),与之前的尝试不同。《阿凡达:水之道》使用了TrueCut Motion进行运动分级。
在与Pixelworks的会面中,我们看到了使用常见电影或演示片段进行的对比演示,同一场景有三个版本:一个版本是传统的过度24p抖动,一个版本是纯净的48fps(伴随着肥皂剧效应),以及一个使用TrueCut进行运动分级的HFR版本。使用TrueCut分级的示例非常令人信服,运动更加流畅,没有过度的抖动,也没有肥皂剧效应。我们建议每一位持怀疑态度的电影发烧友在有机会时观看这些示例。
我们看到了《阿凡达:水之道》的一个场景,一些目前我们还不方便公开讨论的电影,甚至还有经过TrueCut分级并由彼得·杰克逊审阅过的《霍比特人》!据Pixelworks称,好莱坞电影制作人在看到他们的演示后通常反应非常积极。
可惜的是,我们不允许在讨论期间拍照或录像,但这个图可能有助于你理解我们所看到的内容:
高帧率(HFR)和抖动
这些工具适用于任何帧率(24-120fps及以上),无论是2D还是3D。通常,对于24fps的源内容,目标是优化运动效果,例如《阿凡达》(第一部)和《泰坦尼克号》的HFR重制版。
可以将其视为一个更大的帧率容器,就像HDR格式作为色彩和亮度的更大容器一样。它为电影制作人提供了更丰富的工具箱,以实现更高的创作自由度。如何利用这些工具的决定完全掌握在他们手中。
高帧率电影的转折点?
《阿凡达:水之道》似乎标志着高帧率(HFR)的一个关键转折点,至少在北美地区是这样。在中国,《征途》早在2019年就作为第一部48fps的TrueCut发行,此后又有几部HFR电影上映。
本周,好莱坞又迈出了重要的一步,两大电影制片厂迪士尼和环球影业都推出了HFR计划。迪士尼签署了一项多年协议,首次将HFR电影带给家庭观众,而这仅仅是开始。苹果公司和环球影业的《阿吉尔》将以HFR格式在全球影院上映。在这两种情况下,制片厂都与Pixelworks合作,使用TrueCut进行运动分级。
那么,HFR的问题解决了吗?我们正在见证电影院的进步,但随着向EDR(杜比影院)和HDR(LED电影屏)的演变,好莱坞未来可能需要将帧率提高到48fps以上。
然而,至少从我们的角度来看,更重要的是蓬勃发展的家庭娱乐市场——如今其规模已经远远超过电影院。苹果、迪士尼和Pixelworks正在引领HFR电影生态系统的前期发展。然而,在本周的发布会上,HFR内容仅限于苹果头显(Apple Vision Pro)。Pixelworks告诉我们,他们正在与主要电视制造商就认证计划进行讨论,以确保TrueCut Motion标题的原生播放,但这一过程还需要更多时间。
未来会如何发展,敬请关注!