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谈资|中画幅视频画质的奥秘

影像狗 2023-05-31

想知道GFX系统相机是如何将大画幅传感器和X-Processor 4引擎结合起来,从而生成专业级视频的吗?
那就接着往下看吧!




想创作高质量视频,你有很多选择。毕竟,我们生活在一个由功能混合型(图片和视频拍摄结合)相机主导的时代,4K分辨率的视频在专业级和发烧级机型上都很常见。

但对于摄像师和导演来说,富士GFX系统还能提供更多:大画幅传感器与专业级4K成像。(此处的大画幅意为:比全画幅更大的画幅,从术语上来讲是中画幅 Medium Format)

我们知道,成像元件更大的相机与成像元件小的相机拍摄出来的画面效果非常不同。当然,专业用户在保证高品质的同时,还需要一整套功能选项,其中包括多功能输出、连接多样性、稳定性等等。现在,就让我们看看为什么GFX传感器和高速图像处理相结合能使GFX100和GFX100S如此适合视频拍摄。

不裁切的画质


首先来谈谈传感器尺寸。我们知道,其中一种提高视频画质的方法是使用传感器全尺寸录制,而不是从裁切的部分中录制视频素材。

虽然如今视频格式的纵横比和以前不同了,即GFX 传感器传统的4:3 比例图像会丢失顶部和底部的部分,但 GFX100 和 GFX100S 仍然在横向上使用了整个 43.8 mm宽的传感器。然后将记录的信息从超过 6000万像素的原始录制中下采样到 DCI 4K 4096×2160 或 UHD 3840×2160 输出。这样做有一个很大的好处,那就是可以使用更高的像素来创建源数据,进一步提供更好的细节、噪点性能以及更精确的颜色和色调。


许多相机在以 4K 分辨率录制时会对传感器区域进行额外裁切。与全幅拍摄相比,这会降低输出画质,还会损失相机常用镜头组的拍摄视野。更重要的是,GFX 系统用于4K级视频拍摄的传感器面积不仅比全画幅摄像机大,而且比当今市场上大多数专业电影摄像机的传感器面积都要大。而且,它们都存在于 GFX100 和 GFX100S 的紧凑型耐候机身中。

色彩位深


位深也是影响视频画质的重要因素之一。无需考虑分辨率,位深越大,视频录制的色调渐变和颜色就越准确。许多相机的输出位深为8bit时,拍摄的视频会限制为黑白之间256级渐变,最多 1680 万种颜色。然而,在 GFX100 和 GFX100S 相机上使用 10bit录制,输出文件可达 1024 级渐变,可能超过 10 亿种颜色。

在处理从一种色调或颜色到另一种色调或颜色的渐变区域时,10 bit拍摄的额外信息可能会很明显。如上图所示,你可以看到天空中的渐变在左侧(10bit)比在右侧(8bit)更平滑

在录制具有不同的高光和阴影场景时,还有在需要保持柔和的颜色和肤色的细微渐变时,这会带来更好的效果。这样,你就可以拍到平滑自然的画面,而不会显示出低位深视频中出现的"带状"现象。

虽然大多数屏幕和电视只支持8bit显示,但10bit源信息可以在相机内部处理后或在后期制作过程中用于生成更高质量的视频素材,特别是要对场景中的颜色和对比度进行大规模变动时,这一源信息就更为重要了。

左边是8bit录制的视频素材,右边是10bit录制的视频素材。即使经过处理,10 bit素材也不会丢失高光和阴影细节


色彩信息更丰富


影响视频质量还有一个因素需要考虑,那就是色度二次采样的过程。这是用于衡量相机压缩颜色信息以进行视频录制的方式,因此它也与图像质量和准确性有关。视频压缩方式与照片中使用的压缩方式有很大不同,在视频录制过程中实际上是多种压缩方式结合使用。色度二次采样的等级一般用4:2:0或4:2:2等表示。4:2:2表示比4:2:0保留了更多的颜色信息,这可以在视频后期处理时提供更好的效果。

GFX100 和 GFX100S以10bit 4:2:0内录,但可以通过 HDMI 端口输出未压缩的10bit 4:2:2 信号,并录制到外部设备上。


拓展选项


GFX100 和 GFX100S 的视频也能以多种格式和编码进行录制,非常的灵活,而且能在用户需要时提供最好的画质。富士相机使用专门设计的“F-Log”。F-Log 的特点是分布曲线保留了录制的最宽动态范围,对比度非常低,并且在高光和阴影中保留了更多细节。这给电影制作人提供了更广泛的图片信息,优化了调色过程中图像处理的效果。
GFX100 和 GFX100S 还支持HLG,这是一种国际公认的高动态范围 (HDR) 格式。HLG的定位是用于 HDR 电视,并能使用 10bit色彩信息来生成广播级视频素材,涵盖的亮度和颜色饱和度范围非常广。

此外,HLG 既可以在标准屏幕上播放,也可以在兼容 HDR 的显示器上播放,而且在高光方面提供更大的灵活性。虽然只有支持 HDR 的显示器才能看到 HLG 格式的完整亮度值,但几乎所有视频编辑和色彩校正软件都能很好地处理这一格式。

如果想在后期制作图像时拥有更多功能,也是可以实现的。因为GFX100 和 GFX100S 都可以通过 HDMI 将 Apple ProRes RAW 视频数据输出到外部设备,如 Atomos Ninja V监视记录仪。未经处理的 12bit ProRes RAW 视频数据从相机的传感器输出,这将充分利用传感器的动态范围,并在曝光和调色方面给予极大的灵活性。可以同时输出 ProRes RAW 和Film Simulation/F-Log/HLG视频,为用户提供处理后的和未处理的最佳素材。

将ProRes RAW 作为备份可用于图像可能未正确曝光的情况(虽然比较少见),但实际上,即使要用于 HDR格式,F-Log 也已经绰绰有余。

格式灵活


录制常规素材时,素材会被压缩,并且压缩方式会影响图像质量以及文件大小。总体文件大小取决于从相机处理器中输出的数据量,并以兆每秒(mbps) 为单位。

GFX100 和 GFX100S内部以高速 X-Processor 4 引擎驱动,支持用户通过 HDMI 连接获得高达 4K/30P 4:2:2 10bit的视频数据,并以400 Mbps 使用 H.265 编解码器录制 4K/30P 4:2:0 10bit数据,并传输到其中一张SD卡上。

外部记录器的数据速率由记录器本身控制,可以超过1Gbps。GFX100 和 GFX100S 能达到 400Mbps,这将带来更出色的图像质量,而且输出的文件尺寸也不会太大。这为电影摄影师提供了在后期制作中剪辑的空间。

同样,GFX100 和 GFX100S 的编解码器支持“Long GOP”或“All-Intra”编码,为电影制作人提供了适合其拍摄主题和编辑软件的编码选项。虽然 Long GOP 使用一长串相互关联的多帧,支持降低传输速率,但 All-Intra 没有插值并且使用的是最大 400Mbps的传输速率。因为在 All-Intra 中,每一帧都是独立压缩的,这可以最大限度地减少伪影,尤其是因为拍摄主体移动而产生的伪影。当然,两者的差异并不总是非常明显的,但是像风吹的田野或湍急的水流这样的拍摄主题确实更适合All-Intra 编码。

总结


总而言之,GFX100 和 GFX100S 将 X-Processor 4 引擎以及更大画幅的传感器结合起来,为电影制作人带来了很多好处。得益于更大画幅的传感器,这两款相机不仅外观独特,还有出色的清晰度、非常浅的景深、更高的色彩准确度和更低的噪点,还有多种适用于各种主题和工作流程的质量设置。


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