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              探秘影院各種特效廳背后的技術

              2020-03-25張平

              去電影院看電影已經成為現在大部分人生活中重要的休閑、社交方式。隨著技術發展,電影院本身也在不斷地更新升級。當我們每次購買電影票的時候,都會看到影院提供了各種特效影廳供選擇,比如IMAX、RealD 3D等。這些特效影廳究竟有什么不同?它們又有著怎樣的技術背景呢?


              隨著電子信息技術的發展,電影院也在快速地迭代升級中產生了大量的新技術和新模式。從本質上來說,電影制作方和電影院都希望帶給觀眾更強的視覺與聽覺沖擊力、更出色的臨場感以及更舒適的觀影體驗。


              在這個大目標下,不同廠商提出了各類技術路線,用于改善畫質、視聽效果、觀影方式等。這些不同的技術路線經過組合和實踐,又組成了我們每次購買電影票時所能看到的不同特效影廳。這些特效影廳帶給觀眾的,除了(可能)更好的觀影體驗外,還有相比傳統影廳更昂貴的價格。價格暫且不談,這些特效影廳都包括了哪些技術,是否真的能帶給我們更出色的體驗呢?今天,讓我們打開手機上的購票App,逐一去了解這些特效影廳背后的故事。


              IMAX影廳:巨幕來襲

              說起IMAX,應該是讀者和觀眾最熟悉的特效影廳技術了,目前幾乎各大電影院都會或多或少有一兩個IMAX廳。IMAX的全稱是Image Maximum,中文意思就是極大的畫面。實際上,IMAX的一開始的確是奔著更大的畫面去的,畢竟越大的畫面,視覺震撼效果就越強。


              IMAX的歷史

              IMAX最早來自于一家名為Multiscreen Corporation,Limited的加拿大公司,公司的三個聯合創始人由于不滿于當時市面流行的兩種大屏幕播放技術,因此干脆自己下場成立一家公司專門進行大屏幕播放技術的研發和推廣。不過由于之前的公司名稱過于籠統而無法注冊,三個聯合創始人鑒于公司的努力方向是為了提供更大的、更富有沉浸感的畫面,干脆將公司的名字改成了IMAX。


              IMAX的首次亮相是1970年的日本大阪世界博覽會,隨后的1971年,IMAX公司還在加拿大安置了一塊巨大的屏幕。不過公司最終引起轟動還是在1974年的美國世界博覽會上,這次IMAX帶來的27m×20m的屏幕吸引了大約500萬觀眾觀看,大家對這個龐然大物的觀影效果感到震撼,甚至有部分觀眾在觀看時引發了暈動病。


              ▲一個典型的IMAX影廳是這個樣子的


              IMAX自此一炮而紅,并快速發展在美國和全球各地建立符合標準的影院。2008年,IMAX進行了數字化改造,新系統被稱為Digital IMAX,不再采用傳統IMAX的70mm膠片,轉而采用2個2K數字投影機在19∶10的屏幕上進行播放投影,成本大降。


              ▲諾蘭使用IMAX 70mm膠片攝影機拍攝《星際穿越》


              這樣一來,很多傳統影院都有機會改造為IMAX影廳。在Digital IMAX出現后,整個IMAX產業得到了快速的發展,隨后的IMAX激光放映和新一代激光放映更是大幅度提高了畫質和視聽效果。在2019年,IMAX公司的全球票房收入就突破了10.35億美元,稱為全球最流行的特效影廳之一。


              IMAX技術縱覽

              1.屏幕尺寸 

              IMAX的技術特點集中在為更大的畫面服務的基礎上。在屏幕方面,當前的IMAX沒有統一的屏幕尺寸標準,但是普遍認為尺寸超過22m×16m的銀幕可以被稱為IMAX。全球最大的IMAX銀幕位于悉尼,尺寸為35.72m×29.57m,不過目前已經被拆除重建,可能會在2020年底重新啟用。


              ▲IMAX 膠片尺寸對比傳統的35mm和Super Panavision的5/70規格


              在中國,擁有最大的兩塊銀幕的數字IMAX激光影院分別位于貴陽和哈爾濱,前者的銀幕尺寸為32.1m×16.8m,面積為539.28m2,后者銀幕尺寸為27.9m×19.5m,面積為544.05m2。當然,由于這兩款屏幕的長寬比差異,在觀看影片時最終可視面積和影片本身采用的長寬比相關。所以,前者在播放1.90∶1片源時能獲得最大播放面積,后者則在播放1.43∶1片源時能體現優勢。


              ▲IMAX的幕布尺寸


              2.座椅安放

              除了屏幕尺寸外,IMAX的座椅安排也有自己的獨到之處。和傳統影院在較大面積的緩坡上布置大量的座椅不同,IMAX的座位設置區間更小、比傳統劇院更靠近銀幕且更為陡峭,同時所有的座位都保持在一個屏幕高度之內(傳統劇院的座位可能高達8~12個屏幕高度),這使得座位更靠近屏幕中央,所有人都能獲得相對出色的觀影效果,但降低了總座位數量,使得每座位的播放成本也更高一些。


              ▲IMAX的座椅傾斜度比傳統影院高很多


              3.攝影設備

              在攝影設備方面,IMAX早期發展緩慢的原因是由于其拍攝成本過高。為了在更大的銀幕上展示出更高清晰度的畫面,IMAX要求使用尺寸為70mm的膠片。相比傳統35mm的膠片,IMAX所規定的膠片尺寸和更長的長寬比帶來了極高的成本。舉例來說,傳統的35mm電影膠片播放速度為每分鐘27.4m,65mm的大尺寸膠片的速度為每分鐘34m,IMAX的70mm膠片速度高達每分鐘102.7m,也就是說完全符合IMAX規格的電影拍攝膠片的感光面積大概是傳統影片8倍,更不用說后期復制和播放設備了。當然,如此高昂的成本帶來了出色的分辨率,IMAX的70mm膠片的分辨率大約是12000行,和現代的12K分辨率相當,是35mm膠卷的2~3倍。


              ▲Digital IMAX的兩個2K數字投影機,效果一般。


              在進入數字時代后,IMAX推出了數字化攝影機,數字化后的IMAX拍攝成本和播放器材成本都大幅度降低,并且IMAX開始考慮從電影制作開始就進行畫面的技術性介入。攝影器材方面,IMAX不再使用70mm規格,轉而考慮65mm規格。比如IMAX在2011年首發的4K雙鏡頭的3D數碼攝像機,被稱為Phantom 65 IMAX 3D,部分電影人利用其拍攝了一些紀錄片和影片,包括《變形金剛:絕跡重生》。


              ▲Phantom 65 IMAX 3D攝像機,可見有兩個鏡頭,以及IMAX Logo。


              2015年,IMAX和Arri推出了新的Arri Alexa 65 2D攝像機,其技術基于Alexa 65的65mm數字攝像機,更穩定可靠且畫質表現更好?;谶@款設備以及雙機拍攝3D影像,IMAX獲得了包括《美國隊長:內戰》《復仇者聯盟:無限戰爭》《復仇者聯盟:終局之戰》等熱賣影片,并獲得了廣泛好評。


              4.播放設備 

              在具體播放設備方面,目前IMAX的播放設備分為四代。其中傳統的膠片播放機被稱為IMAX播放機,重達1.8噸,部分調查顯示國內可能沒有IMAX膠片播放設備。


              除了第一代膠片播放設備外,其余三代產品都是數字播放設備。第一代數字化設備被稱為IMAX數字放映機(Digital IMAX)。這款設備在2008年7月推出,采用氙燈光源,支持19∶10的畫面比例。其特點為通過將兩個2K像素的播放機,以半像素偏移的方式重疊投影來提高觀感分辨率,最終得到的實際觀感分辨率只有大約2.9K左右。


              亮度方面,第一代IMAX的2D投影亮度為14fL,3D僅為6fL。由于其分辨率、亮度都比較低,整體效果一般,再加上部分影院甚至在較小的屏幕上使用IMAX數字放映機,導致其畫質和分辨率都無法滿足需求,令人失望。


              第二代數字設備被稱為IMAX激光放映機(IMAX WITH LASER)。新系統的特點在于改用激光光源,擁有更高的對比度、更大的Rec.2020色域、支持60Hz以及更高的分辨率(4K),其中2012年IMAX推出了2D 4K版本,2014年推出了雙4K 3D激光投影系統,2015年又推出了加入12聲道播放系統的版本,視聽效果更出色。亮度更是大增至2D 22fL、3D 14fL,極大地提高了畫面效果。


              ▲IMAX激光放映機


              第三代數字設備被稱為新一代IMAX激光放映機,推出時間為2018年4月,全球首發地點為上海。新一代設備的優勢在于采用全新的光學引擎,但是一些數據顯示,第三代數字設備在2D和3D播放下亮度相比上代設備都有所降低,分別為18fL和10fL,但是在色彩、對比度方面有所提升,并且部分建設成本有所降低,更適合大面積推廣。


              ▲一對IMAX 3D膠片放映機


              根據國內影業數字的統計,目前國內IMAX影院大部分都是第一代數字影院,第二代激光影院屈指可數,但是新一代IMAX激光影院則呈現爆發式增長的態勢。值得一提的是,無論是哪一代數字影院,相比膠片時代IMAX可達最高12K的分辨率而言,即使通過半像素偏移方式提高分辨率,4K播放設備的限制使得其分辨率甚至無法趕上傳統的35mm膠片的最大分辨率(大約是4K~6K)。當然,這并非IMAX一家所面臨的問題,在模擬信號轉向數字信號后,如何達成更高的分辨率,是全行業的所需要面對的共同難題。


              ▲悉尼擁有號稱全球最大的IMAX屏幕,不過已經被拆除正在等待重建。


              音頻方面,IMAX的音頻系統在膠片時代由于沒有在膠片上預留音軌頻道,因此采用了單獨的六聲道35mm磁帶播放音畫同步的聲音。進入數字化時代后,IMAX采用了新的數字化六聲道、Sonic-DPP等立體聲音響系統。2015年,IMAX為了抗衡杜比公司的音頻系統,推出了名為IMAX 12 track的12.1聲道系統,采用了12個獨立環繞聲道和1個超重低音聲道實現音頻立體再現。相比杜比擁有的大量音頻技術而言,IMAX在這方面要略弱一些。


              ▲IMAX的音頻系統


              總的來說,IMAX影院雖然起步比較早,目前符合IMAX要求的影院也比較多,但是第一代IMAX數字放映影院的效果實際上并不出色,尤其是在這種影院觀看3D電影,考慮到分辨率、幀率以及氙燈的壽命和部分影院降低亮度播放,實際效果更是大打折扣。要想真正體驗IMAX的效果,建議考慮采用IMAX激光放映機和新一代IMAX激光放映機的影院,無論其他效果如何,激光帶來的高亮度以及長壽命,都是觀影視覺體驗的保證。


              那么,你還想了解杜比影廳、DTS:X影廳、RealD 3D影廳、Cinity影廳、中國巨幕影廳CGS這些更高階的影廳嗎?更多詳細介紹在《微型計算機》2020年3月刊,大家可在淘寶搜索店鋪【遠望書刊店】訂閱《微型計算機》雜志;也可點擊鏈接https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-732170725.6.66b3162b24GfLl&id=613772266105直接購買。

               

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