标题: 为什么说48帧率是电影的未来 [打印本页] 作者: 刘海明 时间: 2013-2-24 09:24 标题: 为什么说48帧率是电影的未来 2013-02-20 20:29:26 2 K' G/ p8 _8 x0 Z- c( r' ]! \, q* |' G* Q8 t
【译者注】：此文是《霍比特人》在美国上映不久时，外媒对48帧率(HFR、高帧率)的一篇强大讨论，翻译出来跟大家一起交流。文章从电影技术、神经学原理等多方面，深入讨论了HFR现在面临的问题，以及争论产生的原因，更讨论了我们能否适应以及是否应该去适应HFR等等。作为48帧率的拥趸，希望这6500字能让更多影迷选择支持这项技术的革新，不要让它像70年代那次一样，前功尽弃。翻译有删改，下面是正文：6 k/ x/ Y. ^7 L# }# d( m5 X ]$ \
. [/ O* s0 `4 I2 {3 x' h
) L9 ?9 c* o. ^- q$ F2 }' c作为影迷，你大概看过不少电影。据我们的统计，你们多数人已经看过《霍比特人》了，而且看到的是每秒48帧的《霍比特人》。几乎你们所有人都会觉得这种高帧率看起来有些奇怪，至少开始的时候会有这种感觉。然而，《霍比特人》导演彼得瀠克逊宣称48fps会是电影制作的未来。评论家们对此深表怀疑，说那是“华而不实的高清画面”、“不仅直白单调，过于真实也是不可饶恕的”。 $ }. @0 i% H* Q9 W) `4 B ! S* o) U' a9 u% e杰克逊对48fps（又称高帧率，High Frame Rate，HFR）的推进，已经引发了一场出乎意料的热议，而作为热议主体的48fps原本看起来是相对简单的技术革新。尽管我第一次看《霍比特人》时感觉有些奇怪，但是我仍是48fps的信徒。在本文中，我会分析关于48fps的争论、反对声音背后的神经学因素以及如何才能使高帧率得到广泛的认可。 6 m, j w* ?/ s, H& W1 M7 i" [ 5 S" Q6 s% _9 y; c v" r) \% W6 t【最离谱的事】 ! O+ L- x. S& ?0 a% B4 ~* `7 U, j2 R# `1 B
开始前，我推荐各位听一下这段来自Radiolab的《音乐语言》（Musical Language）节目片段，这个节目片段主要讨论了对伊戈尔斯特拉文斯基（Igor Stravinsky，美籍俄罗斯作曲家）的《春之祭》（The Rite of Spring）音频的测试结果（译者注：音乐略，见下段描述，不耽误理解）。) @+ z( u, }/ y% @+ m! o
( M9 j" ?, a2 H: g$ E6 }
《春之祭》剧照# H) n2 f6 u) a1 U) F% M2 c
. m5 w8 l" p, D" n
简单回顾：1913年5月，伊戈尔在巴黎首映了芭蕾舞剧《春之祭》。伊戈尔的作曲听起来与观众熟知的瓦格纳（德国歌剧家，作曲家）那种传统优美的音乐不同。尤其是，他用了一种刺耳的弦音，整个过程中一遍又一遍使用。观众很是反感。他们变得烦躁不安，开始叫嚷、厮打，最后演变成一次暴乱。这场暴乱肯定不仅仅是因为人群中那种不满的情绪。一定还有其他原因。+ V' Z P$ q7 m2 @
. @3 E- Z4 u2 I( G
神经学家乔纳莱勒解释说：“成群的神经细胞中，每个神经元的作用是转变那个刺耳的声音，分析它，分离它，并且试着去理解它。Radiolab表示，在《春之祭》那刺耳的声音一遍遍到来时，那些神经细胞无法搞清楚它们听到的是什么意思。识别失败后，导致了大脑化学过程（尤其是多巴胺层）的改变，进而使那些观众临时变得有点儿疯狂。0 X! H3 \9 y8 l2 I; o8 d
: Z/ G0 }4 J* l8 q# v- c1 G然而，在1914年4月，《春之祭》第二次公演时，观众陆陆续续地来观看并且喜欢上它，当然肯定有一部分人是来看看是怎样的音乐导致了那场暴乱的。他们报以热烈的欢迎。《春之祭》成为了古典音乐的一部分，仅仅20年后，它便已成功地出现在了迪斯尼儿童电影《幻想曲》中。莱勒称之为“证明大脑惊人的可塑性的最好证据”。 9 t3 e+ G" j) x. y1 L% U ( A* C# N& C- L |/ ~- ]我们的大脑对新的信息是一直开放着的。开始的时候，会难以接受，我们讨厌它。之后，我们慢慢知道了来龙去脉，接受了新的信息，并且学习去评价它。我相信48帧率能遵循同样的路线，从争论变成理所当然的革新。但是下面的讨论也是必要的。 5 m5 e$ O: D, n2 a6 P& M/ r _( N+ Z Q% B- j6 T) W
【为何要增加帧率？】 ; Z+ f! t+ Y; r9 C& G* ~0 D: L9 H/ v0 l& @" _5 P% f
胶片& p6 D8 W# u2 |( J/ n0 H& \) i
; k, ]7 I5 B$ `& x4 ]; \4 U% w电影通过拍摄、投影单张静态的画面模拟动态运动。早期无声电影大多是16至24帧率的，之后随着有声电影的出现，电影的帧率标准被定为24帧。电影制作者们想要更高的帧率，这样可以更好的捕捉动作、获取合适的音质。可是电影采购者们却支持低帧率，因为高帧率意味着需要更多的胶片，胶片是昂贵的。最终的结果是折中的24帧，这一帧率对于上个世纪来说足够了，但是未必是最理想的。见鬼的是，据说电影先驱托马斯ㄠ迪生亲自推荐46帧率，因为少于这一帧率会使眼睛疲劳。 2 A9 ^0 Q W2 E) x/ N! u4 m7 t4 j. g: `6 j
道格拉斯礠腲姆布（Douglas Trumbull）在70年代末开始研发“休斯坎”技术（Showscan，采用60帧率的高品质画面冲印技术），这种技术被用在主题公园里（迪斯尼乐园的星际之旅、香港的环球影城主题乐园都使用60fps），但是一直没在电影院里流行起来。詹姆斯愠蕓虨宖甀爀氀=http://www.variety.com/article/VR1117983864/?refCatId=1009]早在2008年[/url]就开始宣扬高帧率的好处：5 f) w5 g7 K$ j: u, w1 n" Z x
詹姆斯·卡梅隆 ) d* a+ q0 r3 @' P% Y
( M8 J, \9 Y7 M, s
“经过了75年的2D电影制作技术，我们已经习惯了24帧率带来了频闪效果。同样的东西，我们在3D状态下看，这种频闪的效果就会更明显，不是因为它本质上更糟糕了，而是因为所有其它的地方都变得更好了。（3D技术使）画面突然看起来如此的真实，好像你就跟角色站在同一间屋子里一样，但是当摇动镜头时，会有一种奇怪的虚影。可能你以前从没发现过，事实上它一直被隐藏在最显眼的位置。一些人管它叫做抖动，也有人管它叫频闪。我把它叫做“烦人的东西”。它也很好解决，因为数字电影可以实现立体再生，而且它也提供了解决频闪问题的方法。” ; G6 n& {) @, B9 z) d; u4 ^! Z' l7 x. I; T
卡梅隆很是沮丧，因为即使是《阿凡达》之前，我们技术上也是有这个能力来改为48fps的：# d" A: r! B. N+ E; S1 _4 F
“如果需要，提高放映机和服务器的计算能力不是什么难事儿。我已经测试了立体48fps，效果很棒。摄像机可以实现，放映机（做轻微的调整）也可以实现。所以作为一个产业，我们为什么不去做呢？” 9 X& {: a0 ~- c _1 g! _9 M6 T3 g- R: r
卡梅隆已经表达过他想用48fps来拍摄《阿凡达》系列的意向。于此同时，稀有的技术控电影创作者之一，在电影工业中有跟卡梅隆几乎相同大的能力的彼得瀠克逊，带头开始了这场48fps的战役。如下是杰克逊在2011年4月拍摄《霍比特人》期间，发表在他facebook上的一段宣扬高帧率的内容：' [9 s5 v! T+ A) n1 T0 R4 ]5 o% X
“成品看起来是正常的速度，但是画面的清晰度和流畅度大幅提高了。看24帧率的也许没啥问题，而且在过去90年中，我们已经看过了数以千计的像这样的电影。但是（当主体）快速移动时，画面经常有模糊，而且如果是摄影机快速移动时，画面会有抖动和频闪。用48fps拍摄及放映可以很大程度上解决这些问题。48帧率看起来更逼真，更容易观看，尤其在3D的情况下。这几个月里，我们已经观看了《霍比特人》的测试片段及样片，并且我们经常连看两个小时也没有普通3D带来的眼睛的疲劳。” K8 z9 {+ O4 n/ O* C
1 _% m5 A& }% J$ \
所以高帧率听起来倒像是基本的自然的技术发展。那问题出在哪呢？我们大抵可以把批评的声音分成两类：1.看起来像廉价视频。2.看起来太真实。; D1 T! G+ w$ v6 ?3 ?. w
* J% ~" X* c9 T0 @6 e
【肥皂剧效果】' E+ B0 e9 d: u; F. l
" n0 d$ c+ I6 t. F2 Y' h) V. l
“感觉就像在看日间肥皂剧，糟糕的BBC广播，或者是《神话剧场》（约1985年的剧集），只不过非常清晰然后再加上些霍比特人。”——-Jen Yamato, Movieline。/ U% R6 d6 k1 J% C/ K5 u6 U4 y8 O. O$ v
# N2 x( Y, D) Z" B3 M) \
除了帧率问题，我们也必须要考虑到闪烁率或者是刷新率。当放映电影时，放映机每关闭一次快门（“闪烁”），换上一个新的一帧。所以24帧率的放映机需要每秒至少闪烁24次（Hz）。现在多数的放映机已经是在48hz下播放24fps的影片，意味着对于每一个新的帧，快门要打开关闭两次。一些放映机甚至已经支持72hz（每帧3下快门）或者更高。这已经超过了一个观看者确认光是稳定的的临界闪光融合率（CFF）。（比如一个60Hz的灯泡。灯泡并不是一直都有光，而是不停地闪烁着，只是60Hz已经足够使人眼分辨不出它在闪烁了）。2 ^6 _# o* T3 W, J. P5 q
2 C! u J4 X2 q7 C0 L0 M$ p刷新率也已经是一台电视的销售点。基本标准是60Hz，每秒刷新60次，但是更新的电视已经达到120hz、240hz，甚至已经达到480hz。通常视频是隔行显示的，即把每一帧的画面拆分开，分别填充到画面的奇偶行中。所以一个60hz的电视会以30fps的频率来显示隔行扫描的视频，每行每秒刷新30次。这种方法使用了全部60次刷新，但是可怕的“肥皂剧效果”用的是更高的刷新率。* F h4 C, \/ C4 E
1 A5 O t7 A1 K. ]1 r8 s
由2个临近帧计算得到中间插入帧 % G! Z* [, S# ^0 A* }( u
& U, O; S0 q; W9 g' |
拥有120hz或者更高刷新率的电视，有一个“插入帧”的功能设置。这个功能不是简单的重复一个相同的帧，而是通过计算相邻的两个帧的平均明暗和颜色，得到一个新的帧，把这个新帧插入到两个原来的相邻帧中间。对于那些意识到这种效果的人，会觉得看起来不自然，因为它本来就是人造的。计算机算法会估算实拍情况下的中间帧，然后给这个多少会有失真的中间帧添加信息。尤其是摄像机快速移动时，两个连续帧的差别较大，计算后插入的帧也就会不太精确。 $ A5 ?- \0 r8 l# A0 n: B1 O # O% v4 T+ z2 D' ^6 c. O8 k肥皂剧是以30fps的帧率拍摄的隔行扫描视频，会有廉价视频的感觉，不过它也多少在努力营造一种电影的感觉。插入帧人工地提高了帧率，来改善这种肥皂剧般的廉价视频（之类的画面）。 * q, d, ]7 F! q p. ], N9 ~( D 4 [' P* j1 u; w4 o' u可是采用48fps拍摄是完全不同的。48fps没有廉价或是虚假之感，它是通过实际拍摄时，记录两倍的视频信息来达到插入帧的目的的。高帧率是完全真实的生活，或者说是比24fps更真实的生活。& ~6 D3 J* \8 @ ^- a% O( t& B7 j
" h E, f9 k8 {; A【太真实】) F$ w8 d4 ?" L
* P/ d, @3 s# p: P3 l“它让一个画面看起来如此的清晰以至于看起来不再真实。或者如此的真实以至于让你出戏。好像……你就在片场” -Mike Ryan, Huffington Post$ B& n' F7 s3 E! ]7 t V _# {
: c; q$ \( i# m
其它主要对48fps的抱怨是，它的画面展示了太多的细节，看起来太真实。高帧率在两个帧之间增加了视频信息，所以我们在每个画面上看到了非常多的细节。但是由于高帧率减少了动态模糊，每一帧都那么逼真，它制造出了如此清晰透彻的电影画面，以至于有人说，它已经把电影屏幕转换成了一扇窗户。虽然一些尖锐的批评者也都承认：“这个（高帧率）对动画、体育和自然摄影是有用的”。但是这看起来与《霍比特人》追求的沉浸感不对路，或者说争论还是存在。2 W' z' Q5 n/ {+ y- U1 k5 a
超精细的画面 2 F! F) T: O3 ]% B8 N1 p$ j4 M% H
; J. z3 F( O4 W6 D8 p. @
这就带出了一个问题，一个虚幻的电影应该是什么样子的，以及通常所说的“看起来像电影”到底是什么意思。《霍比特人》不是48fps理想的测试用例，它是一个虚幻的电影没有错，但它是在一个“非常熟悉的”虚幻世界里拍摄的。我们之前都在《指环王》上花了很多时间，所以已经熟知了杰克逊的中土世界。但是《指环王》是35毫米、2D、24fps的胶片电影。一下子都换成数字的、3D、48fps，确实会显得有些突然。如此巨大的变化是难以被接受的，于是当大多数评论者说故事不好的时候，这个高帧率技术很容易会被当成阻碍观众感知这个电影的罪魁祸首。 5 ~: [0 m5 u" w6 F7 s 4 j0 i: h8 `2 i! Y2 H我相信只有24fps才是电影是绝对的谬误。觉得24fps才是电影，是因为在过去的世纪中，主要电影都是用它，但是我们不该假设使用24fps是因为它定义了电影的理想标准。电影仍是一种相对较年轻的艺术形式，它因技术而生，所以我们仍该继续通过实验来定义电影到底能成为怎样的东西。20年代有了声音，30年代有了颜色，50年代有了宽荧幕，70年代有了环绕声，90年代有了CGI，而现如今什么都可以数字化。当下，我们正在搞IMAX，3D，4K投影，最后终于开始着手弄帧率了。7 c2 c0 s/ _1 { F. V
- e9 x0 I0 L/ C- u现在，我们把高帧率使用到高清体育和纪录片中。但是伴随着胶片到数字的必然转变，这种使用（的局限性）是可以被打破的。杰克逊想提供这个神奇的体验，但是2012年，48fps在实现这个目标上，不像是工具，更像是绊脚石。48fps会使任何细节上的错误都无法被掩盖，这也许会迫使电影制作者们改变他们设计场景、道具、服装以及化妆的方式。如果做出这种改变，他们会找到一条（新的）出路，而且杰克逊会邀请你进入一个虚幻的世界，那里没有“动态模糊”这样的东西。% `% Z8 n6 l: m) ^2 H2 S$ I
+ X3 r% I1 f. l* p2 G' I: k9 O) `
当然，48fps的成功完全取决于我们适应高帧率的能力。 8 e% e# W: Z1 F: l9 m, ]5 e9 C$ ^# b* ?8 I6 }7 u
【我们能适应得了高帧率吗？】( L: k( M! P& Z' G/ c' N' u! _
, W# F" H! X" c8 C) t! V
Movieline之前有一篇文章，大胆揭示了高帧率的原理，或者说是为何采用48fps的《霍比特人》看起来很糟糕。文章中，电影人James Kerwin基于量子论提出了一个理论：+ j9 Y6 Y' ]) [5 C+ m" P; d: `
眼睛接收外界信息，后台大脑同步处理- @: \1 Z% H" X- }
8 L$ D" w& Y! m
“大多数研究者认为，人类每秒有40个有意识的瞬间。换句话说，我们的眼睛看到很多，但是我们每秒只能识别其中的40个瞬间。所以，如果一个帧率达到或者超过40fps，它看起来就是真实的。反之如果远低于这个标准，比如24fps、哪怕是30fps，就会有间隔，就会有不同，我们会立刻意识到我们看到的东西是不真实的。有人说，你看（低帧率）时间长了以后，就不会再有肥皂剧的感觉了。这是没道理的，不科学。这不是习得行为。它是一种我们大脑固有的观察事物的方式。 4 h! ?6 a0 s0 X2 g# Y8 w 0 e' K9 w+ Q7 B4 P我对此半信半疑，而且当有人下定论说人类大脑每秒只能识别某个数量的“帧”时，你应该也会怀疑的。Vulture联系到约克大学人类知觉反应的专家Rob Allison，Rob否认了这个说法：“人类不是每秒接收24个帧，也不是每秒处理24个帧。我看到网上那些愚蠢的说法，说人类每秒处理40个帧，但是（人类知觉）是没有“接收限制”这回事儿的。 9 U( n* n4 [' H B" @: I0 H* l1 Q9 h# \8 A( c8 ~5 z/ g6 h& e
Tim J. Smith，伯克贝克大学视觉认知专家，对Tested确认：光连续不断地从实物上反射到我们的视网膜上，不是像电影那样是一系列分离的帧，所以无论怎样增加帧的频率也不会超过（眼睛看到的）实物的“帧率”。9 L5 |* M& ]5 T6 U" h$ v7 K6 v# @
& a1 ~- V/ I, ~
人类大脑有着足够的能力，来处理现实生活中连续运动的无穷的帧。所以应该不会有适应48帧的生理问题。然而，我们已经在影院里训练了自己几十年，来认同24fps（和相关产物）。我问过Michael J. Berry II，普林斯顿大学神经科学研究所的副教授，我们能否同样地训练自己适应48fps。他回复到：“可以，我认为我们可以适应。我们的视觉系统毫无疑问有能力处理更高帧率，因为所有闪烁地传来的视觉刺激物所带来的信息量，都比我们能够处理的现实世界的信息量要少。所以这真是个“先入为主”的问题。认为那（24fps）就是电影该有的模样。 1 E; Q' D- v, \ 3 o0 e% u9 k! G( I这个观点得到了加州大学伯克利分校验光与视力科学教授Marty Banks的支持。他对Vulture解释到：“电视或者显示器里的颜色（与现实相比）不那么多，画面不那么流畅，亮度不那么好。可我们已经适应了，也接受了。所以当我们看见一个比我们之前所习惯的更接近现实的画面时，我们会有“过度真实”的感觉。我认为这就是正在发生的事儿。（《霍比特人》）看起来太过清晰，然而我们看到的其实是更接近现实的。如果人们失望，是因为它看起来跟我们认为的常态不符了。想想有色电影开始出现的时候人们的反应，或者高清，或者杜比音效！最初对这些技术也都有消极的反应。但是现在如果少了这些，你不会满意的。” 2 x% o- T7 {/ B# ^! G' d( U, I2 H( t& c$ U; n4 | q
所以，好消息是，没错，我们能适应（高帧率）。永远不要低估大脑惊人的可塑性。只是需要点时间。! z; |# w# w4 a+ t# Z0 m
