即将到来的4K时代（一）

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　　“清晰、清晰、更清晰”，这是近些年视频影像行业发展的直观感受，从前些年收藏DVD和蓝光DVD，再到通过网络观看1080P甚至4K超高清视频，发展比想象来得更快，以至于当我们还在寻找HD版本的电影片源时，《冰与火之歌・权利的游戏》、《纸牌屋》、《绝命毒师》这些热门的美剧在Netflix上已经开始提供4K的超高清版本。同时知名视频网站Youtube也开始提供4K节目内容，个人用户也能上传4K视频内容进行分享。此外，这两年如索尼、三星这些厂商大量推出4K电视，以及如小米、乐视等新兴国内网络电视品牌也纷纷扛出使用4K屏幕的大旗，4K时代似乎已经来临。
　　4K是什么？
　　我们现在所说的4K是“超高清Ultra High Definition”（UHD）的概念，它泛指视频素材分辨率长边可以达到4000点左右的水准。其中，电影工业使用的DCI 4K（Digital Cinema Initiative数字电影推进联盟）标准分辨率为4096
　　×2160，而由国际电信联盟制定的UHDTV（Ultra High Definition Television）标准分辨率则是3840×2160。根据具体使用范畴的区别，专业数字电影机都采用4096×2160的4K分辨率。而民用器材则是3840×2160，比如4K电视、4K显示器、可录制视频的各种相机皆是如此，这也是我们主要讨论的范畴。
　　不过，就如1080P高清格式开始普及的时候一样，4K概念的出现其实也只是推动相关行业技术升级的一台“发动机”。未来一定会有6K乃至8K普及的一天，相关机构也推测2020年8K技术将正式商用。当然要说特别，我认为4K也是自DVD之后，影像行业的又一个里程碑。DVD是模拟影像时代到数字影像时代的一个分水岭，而4K则与手机使用“视网膜”显示屏的意义类似，他们都能让显示设备在适合的观看距离下达到多数人肉眼的视觉极限（不会有明显的颗粒感），这一点意义重大。
　　4K概念的价值
　　世界上第一台135相机是由奥斯卡・巴纳克发明的Ur-Leica，它使用35毫米电影胶片进行拍摄。相机是横向走片，因此它以24毫米的可用宽度为画面的宽边，3：2的画面比例确定了36毫米的长边，得到36×24毫米单格底片范围。电影机则是纵向走片，去掉音轨记录区域长边大概是22毫米，而宽则根据不同的影片拍摄比例而定。数字电影机行业的“全画幅”幅面（相对与相机的概念）是Super 35mm格式的23.6×13.3毫米的幅面大小，即参考胶片35mm电影机规格而来。
　　4K影像的细节、反差、暗部细节都比过去更好，同时也是电影产业能够数字化的重要因素。2004年，佳能EOS 1Ds Mark II作为第一款达到1600万像素级别的全画幅数码相机，是绝大多数职业摄影师全面放弃胶片开始数码化的一个起点。因为这一像素数量是数码相机在印刷、输出效果上超过35mm胶片的一个平衡点。而对于Super 35mm格式的电影机，4K分辨率、单帧800万像素的精度其实也就超过了多数35mm电影胶片的精度。历史总是有颇多相似之处。况且数字电影素材比胶片的后期制作方便性更大，所以4K的拍摄流程对于电影产业意义重大，至于许多厂家也开始用6K甚至8K的分辨率制作，追求更加极致的影像质量，这和摄影中大家乐此不疲的换用高像素器材拍照片是一个道理。
　　为什么要4K视频？
　　4K视频的确挺好，但它似乎距离普通爱好者还有一段距离，至少在2014年只有为数不多的一两款民用器材能够拍摄4K视频，比如松下GH4，它也是之前万元内唯一适合用于4K拍摄的相机。此外，索尼A7S也很不错，但它却需要配合外录仪才能实现4K，流程相对复杂。但是仅仅一年不到的时间，2015年发布的一大批器材都开始具备4K视频内录功能（直接记录在存储卡上），且相当部分器材价格并不贵。索尼A7R II、RX100 IV、RX10、松下GX8、G7、LX100、FZ1000、GoPro hero4 Black这些都是近期开始支持4K视频拍摄的器材。甚至连iPhone 6 Plus使用一款名为Ultrakam的APP也能够记录4K的视频片段，似乎一夜之间4K视频已经遍地开花。
　　当然，4K还并未完全普及开来，而只是一系列变化的开始。我们还有许许多多的技术流程需要解决，无论是器材的搭配还是拍摄中的技术技巧、周边附件的准备等，早一些了解总是好事。
　　拍摄4K前你需要知道的
　　拍摄4K视频除了分辨率更高之外，还有许多重要的技术细节需要了解。比如说，器材所采用的编码标准、采样模式、清晰程度以及流畅性，它们都是影像视频素材品质的重要因素。如果你对视频拍摄这件事相当在意，那么这些因素就都要考虑，毕竟拍视频的工作流程还是比拍照片要复杂，前期拍摄、中期的素材整理剪辑、后期的调色需要一条顺畅的流程，而具体的技术细节需要你根据自身设备情况来确定。当然如果你仅仅只是拍摄一些简单的记录短片，也可以非常简单。手机中的一些APP，比如iMovie、Replay、Clips都不错，电脑中很多软件也能完成简单的剪辑和上传。
　　清晰程度：这是我们每一个人拍摄超高清视频都会遇到的问题。总体上说，这和用相机拍摄照片的实际效果成正比，手机和GoPro的拍摄效果在光圈充足的环境中都挺不错，可是一旦光线偏暗，一定还是需要M4/3或全画幅系统才能达到足够好的水准。对于镜头，多数最新款的定焦镜头都能满足使用需求，毕竟4K也就800万像素，并不需要非常高的分辨率。但要涉及到“呼吸效应”、多机位色彩统一的问题，你恐怕就需要考虑使用相对专业一点的视频镜头或电影镜头了。
　　编码标准：由于我们所使用的民用设备其实都是为拍摄照片而设计，视频拍摄只是它们所附带的一项功能，在进行视频拍摄时往往会出现数据吞吐量滞后、功耗控制、数据传输带宽有限等一系列棘手的问题。所以使用便携设备拍摄视频，几乎都要对最后的视频素材进行编码处理，它就像相机输出JPG格式一样，对画面进行适当的压缩处理以缩小文件尺寸。 　　主流的常用编码标准有H.264和ProRes两大类（三星NX系列相机采用了非主流的H.265标准），前者是日常设备最为常用的，几乎所有可以拍摄视频的相机都使用它。它的特点在于压缩率大，同时对于画质的影响不太明显。而ProRes则是更多准专业和专业设备使用，它的压缩率小很多，因此画质也更好，并且配合非编剪辑软件比H.264更容易渲染，所以被广泛用于专业的视频拍摄工作当中。
　　在具体拍摄中，我们是通过码流来表示编码之后视频数据输出的量。比如说，索尼A7R II在4K 25p的拍摄状态下就会有100Mbps和60Mbps两种码流可选，相对来说码流越大画质也就越好。但它也只是一个指标，具体画质呈现是综合影响的结果。
　　采样模式：编码标准解决的是画质压缩的问题，而采样模式则解决压缩过程中色彩阶调保留多少的问题。视频中的色彩是通过YCbCr （亮度、蓝色偏移量、红色偏移量）来记录，如果要完全记录整个色彩空间，那么它们的比例是4：4：4。但还是上面说的问题，数据量太大。为了减少工作量，民用产品几乎都是4：2：0的记录比例，因此色彩在数据量上就被大量的压缩。同时相机的视频色深度多数也只能输出8bit，造成了色彩不够丰富。因此你会觉得很多相机虽然画幅很大，但实际的视频效果并不太理想，细节不丰富、色彩也不扎实，数据压缩是重要的原因。
　　而对于专业设备或者是使用外录仪，它们则可使用4：2：2的采样模式，比如使用ATOMS SHUGUN搭配索尼A7S拍摄4K视频就可以输出ProRes 422编码格式视频，码流可以达到880Mbps，这是相机内录的10倍左右，画质会比内录好非常多。但这就要付出功耗过大、必须使用高速SSD存储介质的代价，不过这样的码流面对索尼F65数字摄影机MXF素材1.9GBbps的码流又是小巫见大巫了。
　　流畅性：另一个直接影响视频效果的因素就是我们常说容易出现的“果冻效应”，它主要是与摄影用CMOS的物理结构有关系。在视频中，这些CMOS都是逐行扫描输出数据，因此画面移动时上一行和下一行的显现记录就会有些许时间差，虽然非常微小，但对于连续不断的视频拍摄而言，只要你拍摄摇移的画面，竖直的物体在画面中就会变斜。不同机型所受影响不同，但不是使用全域快门的专业设备都没办法解决这个问题，所以我们在拍摄中要减少大幅度的镜头摇移。
　　4K不算个事儿
　　前面我们说了这么多，更多的是给大家做一次视频技术上的技术普及。虽然可能略显晦涩，但我一直认为要做好一件事就得先有足够的基础知识储备，否则实际拍摄中你会不断犯错误，浪费更多的时间，反而得不偿失。
　　总得来说，4K视频真不算是个很大的事，它与1080P、720P没什么太大差异，顶多就是数据量更大，随之而来有很多技术上的问题是需要不断权衡利弊，并从中找到适合自己的理想工作流程。下期我们再来聊聊日常4K视频拍摄器材、附件及周边设备的选择，以及相关的操作技术方法。这期间如果你已经有一台支持4K内录的相机，可以先抽时间试试4K视频的效果，并尝试去拍点小短片（特别提示：近期索尼推出的多款机型，都需要使用支持UHS-1 U3高速读写技术的存储卡才能拍摄4K视频，而松下、三星的部分机型使用UHS-1 U1的存储卡也能录制，购买前请一定确认相关细节。）
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