回顾2018年行业热点, 8K无疑是其中之一。8K超高清的分辨率是7680×4320, 比高清标准大了16倍, 显示效果是电影院IMAX的4倍。8K相对于4K而言的分辨率、标准观看距离、视角模式以及音频标准均有巨大提升, 将给观众带来更高质量的收视体验。2018年5月, 东方明珠与上海电信、富士康等联合成立“5G+8K实验网”;12月1日, 日本放送协会NHK正式开通了第1个8K免费卫视频道 (由NHK运营) ;中央广播电视总台计划于2021年开展8K超高清试验;2022年北京冬奥会也在考虑应用8K。虽然当前8K从制作、传输到接收还存在着诸多瓶颈, 但是对于8K超高清的研究和实验已经开始兴起了。今年北京电视台首次尝试了8K纪录片《极致中国》的摄制, 并梳理出了一整套高效的8K制作流程, 其对8K内容生产制作及8K超高清产业发展的探索都具有借鉴作用。

12月1日, NHK 8K频道开播, 与此同时北京电视台与NHK合作制作的8K纪录片《极致中国》系列的第一集——《川西秘境》也完成了后期制作, 将于NHK 8K频道播出亮相。北京电视台与NHK的合作始于4K纪录片《最后的沙漠守望者》, 基于之前合作的成功经验, 2017年北京电视台和NHK双方又启动了《极致中国》这个8K纪录片项目, 这是北京电视台第一次完成真正的8K节目摄制, 也是国内真正意义上的第一部8K自然风光纪录片。目前国内8K内容大多制作停留在演播室录制、大型活动现场收录的阶段, 北京电视台利用这次摄制机会, 对如何使用8K超高清技术完成纪录片的拍摄和制作进行了深入探索。整个团队耗时一年的时间, 摸索并搭建起了一套完整的8K摄制流程。这对于我国未来8K内容生产的演进, 具有非常大的借鉴意义。

《极致中国》的第一集取景于中国川西地区, 片中以素有“蜀山之王”称号的贡嘎雪山为中心, 记录了周围八个区域的自然及人文风光。为了丰富作品的内容表现, 摄制组专门选取了各个区域最具代表性的拍摄主题。例如在贡嘎村内的子梅垭口和里索海主要拍摄了云海、湖泊、日照金山等景色;在海螺沟拍摄海拔骤降带来的阶梯性植被带、丰富的冰川、多样的动物。根据日方的需求, 还拍摄了草原、寺庙、民族仪式及当地藏民生活状态等内容, 比如藏式包子的制作过程、村落里孩子上学及游玩的状态, 人们日常劳作耕地等。此外, 作品中还囊括了雅拉、雅姆、折多、贡嘎、格聂五座雪山丰富的多景别光影变化。整部作品气势磅礴, 极具震撼力, 带给观众以寂静、探秘的感觉。这些场景能够让日本观众有一种新奇感, 于静静的欣赏中, 体会一种理想乡的境界。

 《极致中国》拍摄以风光为主兼顾人文

《极致中国》拍摄以风光为主兼顾人文   下载原图

 雪山日照金山的震撼画面

雪山日照金山的震撼画面   下载原图

 北京台制作部特技科艺术总监贺文林牵头了《极致中国》8K全流程系统设计

北京台制作部特技科艺术总监贺文林牵头了《极致中国》8K全流程系统设计   下载原图

此次拍摄的很多地点都是常人难以进入的“秘境”地区, 例如海拔4600米的里索海是山顶自然形成的一个洼地, 类似天池的高山湖, 湖水中刚好倒映着贡嘎的主峰。由于傍晚温差大, 湿气升腾产生了云海, 非常美丽。进入该区域的路况极其恶劣, 道路多为倚靠在悬崖边上, 坡度大、路况复杂崎岖的原始山路。最窄的地方连一辆汽车都无法通过, 只能雇当地的摩托车沿石子土坡开进去。在前往拍摄的途中, 车辆陷在半山腰上, 摄制组只有扛着器材翻越山脊徒步4公里进去, 用延时摄影完整记录了这种低光照下云海的细节。参与本次摄制的北京电视台制作部特技科克服了高海拔、恶劣天气、长距离徒步、语言不通等拍摄困难, 深入秘境, 从而让众多川西的绝景得以在片中呈现给观众。

实际上北京电视台制作部特技科长期以来一直在有意识地保持着技术上的超前储备。他们从2009年就开始摸索如何用超高清的设备来完成4K的后期制作。这次摄制, 他们基于此前的经验积累, 为《极致中国》拍摄设计了一整套的高效的8K制作流程, 某些环节甚至比日本NHK的8K制作流程更高效、更安全、更便捷, 利用同一台机器内的多个软件交互完成全部的后期处理工作。

 北京电视台特技科4 K&8K团队部分人员工作中 (左二为执行导演郭豪珺右二为科长、总导演赵新生, 右三为摄影兼航拍师张煜)

北京电视台特技科4 K&8K团队部分人员工作中 (左二为执行导演郭豪珺右二为科长、总导演赵新生, 右三为摄影兼航拍师张煜)   下载原图

 摄影师魏伯寅 (左一) , 执行导演郭豪珺 (左二) 使用RED EPIC-W 8K摄影机加ARRI MP镜头拍摄

摄影师魏伯寅 (左一) , 执行导演郭豪珺 (左二) 使用RED EPIC-W 8K摄影机加ARRI MP镜头拍摄   下载原图

1.摄制系统:升级现有设备, 引入全新影像处理流程

《极致中国》第一集前采工作于2017年中旬开始, 台内团队对包括拍摄位置、内容以及镜头的参数都做了初步计划, 并针对《极致中国》拍摄设计了整套工作流程。最终选择使用RED EPIC-W 8K摄影机加Arri Master Prime (MP) 镜头拍摄, 并在前期拍摄到后期制作全程采用RED IPP2影像处理流程。关于提交节目的帧率, 初始日方要求的是8K 60P格式, 经过测试发现北京电视台现有的RED EPIC-W 8K摄影机最高可用帧率为30P左右。而目前NHK 8K频道很多内容都是电影70毫米胶片扫描修复成8K的, 而电影也是24P的。基于之前双方的长期合作, 日方对于台内的工作流程和效率亦十分认可, 同时考虑到自身运营设备的问题, 所以最终NHK也接受了8K 30P的格式。

 IPP2流程下临界色彩在输出色彩空间的边缘附近, 过饱和和对比强烈的状况减少

IPP2流程下临界色彩在输出色彩空间的边缘附近, 过饱和和对比强烈的状况减少   下载原图

IPP2是RED发布的全新影像处理流程, 北京电视台经过前期测试发现, 相比于传统的工作流程, IPP2在临界色彩管理、高光衰减、暗部细节、Debayer/反拜耳运算获得的细节等方面都有相当程度的提升, 更适合高画质的HDR调色处理要求。尤其是临界色彩管理方面与传统流程相比, 在极暗极亮、反差很大的场景下, 对于边缘出现伪色的情况有很大改进。

日出日落的场景则较多地应用了延时摄影, 因为这时候光照度不够, 可以用延时拍摄弥补摄像机拍不到的画面。延时摄影主要使用了SONY A7RII和尼康D800E, 拍摄大于8K分辨率的RAW格式照片, 经过调色稳定去闪烁等处理, 转码成ProRes 4444视频格式, 进入剪辑和后期调色。由于存储卡存储速度的限制, 通常以2秒间隔拍摄, 一张128G的存储卡可以拍摄两到三条, 每条素材750张起, 一共拍摄了100多条延时素材, 单条都在30秒以上。

 IPP2流程下高光动态范围作出改进, 将快要过曝或已经过曝的高光部分过渡得更为自然

IPP2流程下高光动态范围作出改进, 将快要过曝或已经过曝的高光部分过渡得更为自然   下载原图

后期采用专门为本项目采购的十八核至强CPU的高配版iMac Pro工作站, 16GB显存的Radeon Pro Vega 64图形处理器, 采用两台Accusys (世仰) 公司的48TB Gamma12雷电3存储绑成RAID 0, 带宽可达到读4000MB写3400MB, 8K 30P RED RAW素材在Premiere上可实时剪辑, 达芬奇调色性能也得到了保障。

2017年年底, 日方超高清专业技术人员再次来到北京, 旨在对特技科前后期各类软硬件设备及生产全流程做出详细的可行性评估报告。这一次台内在CBD拍摄了一段实验性的短片。经过质量测试, 考虑到台内在延时摄影上的优势以及完整的处理流程, 最终确定《极致中国》完全由北京电视台来完成。

 延时摄影完整记录了低光照下云海的细节

延时摄影完整记录了低光照下云海的细节   下载原图

2.技术亮点:向右曝光抑制噪点

噪点是数码摄影所面临的问题, 8K带来了更高的像素、更清晰的视野, 同时像素密度的提高也带来了像素面积减小的问题, 单个像素通光量减少就导致信噪比降低, 噪点随之增加。如何保障画面的纯净度不降低、控制噪点是8K拍摄需要解决的重点问题。《极致中国》中的“极致”二字代表了不妥协的极客精神, 这部片子需要以8K的超高分辨率来展现纯净的画面。

如何减少噪点的干扰, 获得更加纯净的画面、真实的色彩, 给观众身临其境的感受?北京电视台特技科技术团队做了一次测试, 分别设定了IPP2模式下标准曝光拍摄、向右稍稍过曝、向右曝光到报警灯临界值三种不同程度曝光拍摄。经过后期处理统一曝光度, 进行噪点和画质对比, 发现第三种方式效果最好, 几乎没有暗部噪点, 而另外两种模式, 尤其是标准曝光方式噪点特别明显。因此, 在《极致中国》的拍摄过程中遵循了向右曝光的原则, 在高光不过曝的前提下, 尽量获得信噪比更佳的采样数据, 抑制噪点对画质的影响。具体的操作是参考机内直方图, 将曝光控制在EPIC-W的红色门柱稍有响应, 红绿灯不报警的临界点, 此时RAW高光无裁切, 后期可拉回。后期调色时向下压低亮度到合适的值, 噪点即可相应减少, 从而获得更干净的画面。

延时摄影的场景多为雪山, 面对日出日落时的高反差、大光比环境, 只能采用光圈优先拍摄。在从黑暗到渐渐亮起的过程中, 刚开始的那一段山体会特别黑暗, 拍摄的照片基本上没有什么细节。因此延时摄影时也遵照着向右曝光的规律, 但是不需要像摄影机过曝2档甚至3档, 一般不超过一档, 后期经过Lightroom处理再还原正常。

3.后期流程:以4K生产系统完成8K制作

对于8K拍摄与制作来说, 超大的数据量是困扰DIT的一个重大问题。这集中体现在前期摄录存储卡续航空间的局限性, 与后期硬件系统存储空间、运算能力的局限性两个方面。从宏观上看, DIT首先需要解决的就是, 在有限硬件条件与高质量图像记录之间选取一个平衡点, 即如何利用4K生产系统完成8K品质的生产任务。

在本次项目中, 北京电视台使用RED EPIC-W8K数字电影摄影机, 录制7680x4320 29.97FPS, R3D封装8:1压缩的RAW格式数据文件。经过前期测试发现一张480GB的存储卡可记录约40分钟的8K素材, 而一块电池的续航时间也基本为40分钟, DIT通过RED MAG高速读卡器完成一块存储卡的数据单备份基大约也需要40分钟左右。这就意味着在存储卡急剧消耗的大片比拍摄模式下, 数据记录、DIT备份、电池续航三者刚好可以实现无缝对接, 各工种环节的利用实现最大化。

 根据日方需求还拍摄了寺庙、民族仪式及当地藏民生活状态

根据日方需求还拍摄了寺庙、民族仪式及当地藏民生活状态   下载原图

在8K的后期编辑中, 按常理应选用高低码流剪辑调色的通常模式, 但前期录制为节省存储卡空间, 放弃了双格式记录, 而后期考虑到存储容量限制与大批量转码所花费的时间, 也放弃了转码编辑。最终使用Adobe Premiere建立8K时间线, 源码进行剪辑制作, 通过代理预览功能, 预览8分之1的图像画面, 可基本保证实时与编辑流畅性。

调色方面依据日方NHK今年12月份开播的8K频道需求, 需要基于BT.2020宽色域色彩空间与HLG模式的HDR为标准。北京电视台使用Davinci Resolve套底回批R3D源码数据文件。由于国内目前没有8K分辨率的监视器设备, 所以HDR监看就需要借助4K HDR监视器, 在4K分辨率下进行色彩调整。相机拍摄的延时素材单帧画质, 在锐度与反差上均会高于视频素材, 因此调色环节需要将延时素材的锐度与反差适度降低, 以匹配视频部分的图像质量。

 人文镜头会选择不产生太大运动的画面

人文镜头会选择不产生太大运动的画面   下载原图

4.《极致中国》8K摄制的难点和解决方式

虽然确立了整套8K摄制流程方案, 但摄制组在实际拍摄中仍然遇到了很多新的问题和难点, 这也是8K技术为内容制作者带来的全新挑战。他们依靠长期积累的经验, 以现有的技术手段因地制宜, 较好的解决了这些问题。

第一是移动拍摄上的瓶颈。《极致中国》首站选择在了川西, 均为海拔4500以上的高原。虽然全体拍摄人员没有出现严重的高原反应, 但是氧气含量低, 摄影师只能达到平地上一半的体力。本次拍摄现场主要由1台Red EPIC-W作为主机位, 三台A7RII和一台D800作为延时拍摄机位。8K摄影机和镜头非常沉重, 体积庞大, 移动比较费力。很多地理条件较差的沟坎大摄影机不方便下去, 只能用相机延时拍摄去弥补。同时8K 30P帧率拍摄时会造成运动画面的不流畅, 大屏幕上观看尤为明显。本次拍摄摄制组在镜头上进行了一些特殊设计, 以风光为主, 兼顾一些人文。风光镜头一般采用固定机位拍摄, 尽量减少运动镜头, 即便有运动也是采用非常缓慢的摇镜头。运动镜头很少会拍的特别近, 都会拉开一定距离。只有一些花草等细节性的画面才会选择拍特写。而拍摄人文画面时, 很难去实现追人的镜头, 否则运动画面的不连续感会比较严重。因此在人文镜头的选择上, 更偏重于被摄主体位移范围较小的画面, 比如画玛尼石的人、做饺子的藏族一家人、缓慢行走的牧人等等。摄影师魏伯寅表示如果未来机器升级到8K 120P的帧率就可以相应改善运动镜头的问题。

第二, 是镜头带来的局限性。8K摄影机的传感器尺寸比普通的超35mm都要大, 接近全画幅的尺寸, 而很多电影镜头是按照超35画幅设计的。若想实现8K拍摄。必须用到全画幅的电影镜头, 北京台目前只有ARRI Master Prime定焦镜头组的部分焦段, 可以满足全画幅靶面的成像需求。本次拍摄采用ARRI MP系列的25mm、35mm和50mm三颗定焦镜头。魏伯寅告诉我们, “现在一些摄影机的画幅达到了8K, 但是现有的很多镜头的解析力甚至连4K都达不到。镜头在靶面上成像达到点对点的8K还比较困难, 即便是MP镜头组, 在35mm焦段上才可以基本满足8K影像解析力的需求, 而25mm焦段的镜头就会感觉画面偏软, 锐度不够。因此这次拍摄用的比较多的是35mm和50mm的镜头。”而在前采阶段由于并没有带摄像机, 而是以照相器材的角度来确定的拍摄点及拍摄器材, 同时当时天气比较阴, 空旷度没有那么好, 根据前采的现场判断因此没有带75mm的镜头。最终在实际拍摄过程中就发现, 因为缺少75mm的长焦镜头, 就造成了整体画面缺少中景的内容, 景别变化不够丰富, 对剪辑有一定的影响。为了解决这一问题, 在拍摄时摄像师很多时候会尽量靠近拍摄目标来获取中景镜头。例如在海螺沟拍摄时, 带去的镜头最长焦端只有50mm, 现场就用食物把猴子吸引过来拍摄特写。在格聂群山腹地探访千年冷古寺时, 一方面因为汽车开不进去, 需要徒步七公里左右, 大摄影机带不进去, 只能用相机延时拍摄。另一方面也用相机的长焦镜头来拉近雪山拍摄, 通过这种方式在实际拍摄中尽量把缺的景别补全。尤其是在国内版的片子中, 相对日本版加入了较多的延时摄影内容, 包含了长焦、广角等多景别的画面。

第三, 控制曝光和对焦的难度提高。超高清拍摄的曝光与高清时代的所见即所得是完全不同的拍摄方式。向右曝光后也会带来一些操作上的问题, 例如LCD上显示的反差更低, 增加了焦点精确控制的难度。现场只能依靠摄影师的经验, 通过看表来控制曝光。这时候造成的难度就是很难去找到焦点, 因为在监视器上靠肉眼看, 画面上很多细节已经没有了, 这也是现场拍摄最大的难题。在出发拍摄之前北京电视台特技制作科艺术总监贺文林就对摄制组表示:“这次拍回来的素材是要能丢在非编时间线上直接出片的, 每个镜头都要完全调整好再拍。”这个要求就像电影胶片拍摄前的不开机走戏, 所有环节都调整好后, 争取开机一条过, 因此准确的对焦非常重要。摄制组现场对焦采取的方式是先按照所见即所得的方式曝光, 关闭LOG模式切换到709模式, 再放大画面把焦点找准, 然后切回来按照现有曝光模式曝光, 再开机拍摄。每一条都是这样执行, 所有构图、对焦点的工作都是在监看的709画面中完成, 然后就把机器锁死, 拍摄风光时先把曝光调好再开机拍摄。而拍摄人文画面的时候则只能依靠手感和经验。在海螺沟拍摄猴子特写时, 天色较晚, 光圈开的比较大, 景深非常浅, 猴子也始终在运动。在对焦的时候, 摄影师不可能边拍摄边放大对焦, 只能纯粹靠经验肉眼在LCD屏上找焦点, 最终那段素材还是可用的。

 近景拍摄摄影师依靠经验肉眼对焦

近景拍摄摄影师依靠经验肉眼对焦   下载原图

 片中尽量使用小光圈拍摄, 较少呈现特别浅的景深

片中尽量使用小光圈拍摄, 较少呈现特别浅的景深   下载原图

第四, 浅景深带来的挑战。8K摄影机的大传感器造成了景深会比小靶面摄影机更浅, 而经过测试发现, 当8K视频在大屏幕播放时, 如果景深特别浅的话会造成焦点闪烁, 不符合人眼观看的规律, 人眼会觉得比较难受。因此此次拍摄大量的风光镜头, 尽量用小光圈大景深, 清晰地去呈现风光里所有的细节。原有的高清拍摄, 一个常规的风景镜头可能是两三秒左右, 而在大屏幕播放的8K内容, 一般一个镜头会达到二、三十秒, 同时还需要保证镜头内的信息量足够多, 以满足观众长时间观看的视点变换需求。毫无疑问, 8K会呈现比4K更多的细节, 观众的视线可以在画面中移动, 可以先看一个整体的大景别, 再仔细看里面的局部细节。所以在选景时也会选择细节比较多的画面, 有山、有水、有树、有草、有云彩……在这次拍摄中, 一般的风光拍摄光圈会控制在F8到F11左右, 最大光圈也不超过F5.6。即便是拍摄人文近景或特写时, 当室内光线照度不是特别好的时候, 光圈也最多开到F4。当天气好照度够的时候, 风光镜头的光圈设定一般为F11, 避免光圈过小导致的镜头衍射问题, 从而影响图像质量。

第五, 8K航拍还存在技术瓶颈。由于很多景区进去非常难得, 在本次《极致中国》拍摄的同期还航拍了一些4K素材作为储备, 航拍素材将纳入北京电视台播出的高清版本。摄像师张煜表示, 虽然目前也可以用六轴或者八轴无人机吊装8K摄影机进行8K遥控拍摄, 但是需要双控拍摄, 由一个专人负责无线跟焦和画面构图, 考虑到环境和风险, 本次还是使用大疆Mavic Pro无人机进行4K拍摄。目前无人机的分辨率尚未达到8K, 此前日本NHK摄制组在去法国航拍时, 使用的设备是大疆的悟2搭配禅思X7云台相机, 采用5.2K RAW格式拍摄, 完成剪辑后最终上变换到8K的版本。按照电视标准来计算的话, 这里的5.2K相当于电视的6K标准, 虽然不是点对点8K, 但清晰度还是很高的。

5.国际合作带动技术进步

目前《极致中国》的日本版已经完成了剪辑调色工作, 其中大框架是由北京电视台团队完成, 细节调整由日方导演石谷崇史把关。相较于NHK播出版45分钟的时长, 北京电视台还将播出国内高清版, 计划缩短时长为30分钟。在两者差异上, 北京电视台制作部特技科科长, 本系列片总导演赵新生表示, 日方在延时摄影的选择上比较苛刻, 使用的比较少, 因为导演更强调故事性, 希望镜头是纪实的、舒缓的, 这也正是中日观众在视频观赏上的一个比较大的区别, “日本人可以盯着一两分钟的视频一直看, 而中国人看视频对镜头节奏的要求就相对比较快。”基于这种差异, NHK版更多的选择了慢镜头, 但最后实际成片也采纳了很多中方的建议。最初日方要求整体时长为45分钟, 每个镜头一分钟, 而经过双方在剪辑阶段的探讨, 最终确定平均镜头为20秒, 其中甚至有一些镜头仅有7、8秒。“最后成片是45分钟150个左右的镜头, 平均单个镜头时长大概是20秒。虽然《极致中国》是一个以人文风光为主题的8K纪录片, 但片子还是会让人有情绪感在里面, 如果画面太单调观众就会审美疲劳。”在国内播出的版本, 因为片中的很多人物、景色观众或许已经通过网络图片或视频观赏过了, 国内观众没有日本观众那样强烈的新奇感。因此在丰富画面景别的同时, 台内团队也十分重视画面内容, 比如片中加入了十分“提气”的五座雪山在日出日落形成的日照金山延时摄影。赵新生介绍, 从最终片子素材使用的实际需求量来看, 超出原计划的三倍。“其实在拍的时候, 我们就非常有自信、有把握。因为我们拍摄的画面内容、景别都非常全面, 相比最初日方提出的需求要远远高出一个档次。”

在完成了第一集川西秘境篇后, 接下来《极致中国》第二集将走进阿勒泰图瓦村落。中国阿勒泰地区是世界上最古老的滑雪起源地, “这次拍摄我们将同步进行4K和8K的拍摄, 等于是一鱼多吃, 在经费、题材等各个方面都能够有一个互相的补充。”赵新生介绍, 在拍摄完成后, 人文故事、风光素材可以用在4K纪录片《守望者》系列当中, 而同步拍摄的8K素材可以作为《极致中国》第二集的内容。其中4K纪录片更多的是落在当地滑雪项目的故事性上, 而8K纪录片《极致中国》则是以风光为主。预计今年12月底《极致中国》阿勒泰8K前采工作就将启动。

通过与日本NHK的合作, 北京电视台的首要目的是促进整体技术的提升, 制作部达到在实战中练兵的目的。赵新生表示, “目前在国内8K内容暂时还没有出口, 因此我们需要有一个平台能够促进大家整体技术水平的提升, 保障人才储备, 保持技术领先的优势。”日前NHK已经开通了8K频道, 通过合作能够从侧面来验证国内8K的制作水平。另一方面NHK制作团队也有很多可借鉴之处, 在合作过程中, 双方团队可以相互学习, 为今后业务的拓宽奠定基础。这次北京电视台的8K摄制流程和成片质量, 也得到了日方的高度认可, 8K系统的完善相互借鉴。“日方对于我们能力的肯定, 对于大家深度合作起到了一个促进、激励的作用。”