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1英寸4K简史 ② | 2004-2013,和我一起来回顾4K前传

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占有市场优势的产品系列,新机发布的时间点,不是按照厂商自己的节奏点,而是竞争对手发布的节奏。兜里没存货的厂商,或者对市场未来判断不明晰的厂商,才会展示原型机。


让我们回到2013年1月7日的美国拉斯维加斯,CES2013,全球最大的消费电子展。


以4K为主体的索尼展台,大尺寸4K电视是当然的主角——曾经以“特丽珑”称霸电视机市场的索尼,深知电视机这个影像终端在其全线产品中的重要性。



倒数三年,CES上是3D立体高清电视的天下。以《阿凡达》的成功为推手,电视机厂商顺利搭上3D这趟车,当然包括索尼3D电视机。索尼多个部门加快布局3D生态,包括3D现场转播系统、用于拍摄新闻专题纪录片的3D ENG摄录一体机,Handycam产品线也推出了家用3D高清摄像机。


就像历史上每一次3D立体节目潮流一样,来势汹汹,去也匆匆,到了2012年,电视机厂商发现已经无法用3D这个梗吸引消费者购买新的电视机了。于是,4K替代3D成为新故事的开端。


按照索尼惯例,在CES展台上,一定会以新的4K电视机为核心,展示索尼的4K生态系统。在这个生态系统中,观众看到了一台Handycam旗舰机型外观的4K“工程样机”。这台机器的外形与当时Handycam部门正在销售的3片1/3英寸CMOS高清旗舰机AX2000高度相似,不由得让人猜想,这只是索尼应对4K生态展示的“壳子机”。



索尼很少展示工程样机。


索尼一向以不缺乏领先的“黑科技”著称,所以大部分时候,索尼在各个产品线上都以技术压倒性的优势获得傲娇的存在感,虽然技术领先的产品不一定是市场成功的产品。


占有技术或市场优势的产品系列,新机发布的时间点,一般不是按照厂商自己的节奏点确定的,而是根据竞争对手发布应对机型的时间。就像今天各媒体热炒的A7III,索尼技术部门应该早已完成了开发,甚至生产部门也几乎准备好了制造流程,但是索尼市场部门觉得还没有到发布时机。为什么,佳能尼康全幅相机不给力啊,C家全幅新品6D Mark II并未一炮打响,N家全幅D850价格偏高对索尼A7II和A7RII几乎没有影响,索尼为什么着急发新品呢?


兜里没存货的厂商,或者对市场未来判断不明晰的厂商,才会展示“工程样机”。这一招,2013年1月的CES上Handycam在用,这年4月份的NAB2013索尼专业部门也如法炮制。照片中展示的这两款摄影机工程样机至今尚未正式发布。



索尼怎么了?2013年,很多人都在问。4年后的今天,我努力回忆当年的一点一滴,也试图拼合多年来对这个问题的种种猜测。《1英寸4K简史》第二话,讲的就是2008-2013年间索尼和各大视频厂商的4K探索历程。说完这一段,大家才会明白索尼为什么会在CES2014上展示全球第一款1英寸4K摄像机AX100。



2004年7月1日,由当时好莱坞7大电影公司组成的数字电影推进联盟(Digital Cinema Initiative,简称DCI)修订并推出了其技术文档4.0行业标准,规定数字影院清晰度分为两级:

一、DCI 2K(2048x1080,每秒24帧或48帧)

二、DCI 4K(4096x2160像素,每秒24帧)


虽然日本在上世纪90年代初就畅想了电视广播从标清到高清、从高清到更高分辨率的4K、8K标准,但直到2014年,4K才第一次出现在行业官方文件中。


DCI的这个文件,更多地是规范胶片拍摄、并扫描为数字文件的电影项目制作、发行流程。2014年10月索尼发布了第一款用于数字影院的4K投影机,之后几年索尼一直在大力推进4K影院概念。



包括2007年在北京朝阳大悦城金逸影院4K试映的《蜘蛛侠3》,都是采用胶片拍摄、4K数字中间片制作、4K/2K发行的案例。以索尼、ARRI为首的数字电影摄影机厂商,以索尼、松下为首的广播电视设备提供商都认为2K/HD数字拍摄制作对于电影、电视广播而言都够用了。4K只是电影院提供的一种更高级的放映方式而已,而不是必选项。


2007年《蜘蛛侠3》4K上映时,索尼专业部门正在规划F35这款采用单片Super35mm超级CCD的高清电影摄影机的发布。对,是高清分辨率1920 ×1080像素,甚至不是数字电影2K分辨率的2048×1080。这部被索尼寄予厚望的怪兽级电影摄影机,不包含记录单元、不包含镜头的机身价格为150万元人民币,加上记录单元超过200万元!



这款专供院线电影拍摄的数字摄影机F35,清晰地表明了索尼对当时数字电影、电视广播领域的判断。2008年,索尼F35推出了。对于中国人来说,能够记得住这款摄影机的理由,恐怕只剩下张艺谋二人转风格的《三枪》和后来的《金陵十三钗》。


2008年对于影视制作行业真正具有影响力的产品,是RED推出的不到30万元人民币的DCI 4K记录能力的数字电影摄影机RED ONE,以及另外一款增加了高清记录功能的全画幅数码单反相机佳能5D Mark II。


从2008年至今,美国RED系列电影摄影机已经和Arri系列数字摄影机一起,包圆了大部分院线电影拍摄的份额。而RED摄影机的分辨率从4K到6K,直至8K,更高的分辨率方便裁剪和二次构图,成为需要后期数字合成的电影项目的必选机型。而ARRI主力摄影机最高支持3.4K采集,必须机内上变换才勉强提供4K录制。



但这款RED ONE 4K数字电影摄影机在索尼的眼中,简单是一坨垃圾:

——单片4K拜尔结构CMOS,怎么可能实现4K采集呢?每颗像素只能读取RGB其中一种颜色的信息,另外两种颜色只能靠“猜”啊。我大F35每颗像素包括6个子像素,RGB三色都是直接读取,并且都有备份像素!虽然记录格式是高清,但CCD上的像素总数超过1200万呢!这是拍电影啊,动辄上亿投资,RED ONE开玩笑呢,万一成像器件上某一个像素坏掉了呢?!

——一款标称4K的摄影机,怎么不能现场预监4K视频信号呢?什么,预监连高清都不是,只有720P?还不是YUV,只有RGB输出?RED ONE 太不严肃了,摄影师现场看不到4K预监,怎么可能保证画质呢?

——这款RED ONE现场不能做任何技术调整啊!黑电平色彩矩阵根本没有当然不能调,能调的白平衡数值也无法记录到R3D素材中,只供摄影师监看用啊?

——听说RED ONE只有一挡ISO是800啊,灯光不够怎么拍,大太阳还需要镜头前加ND?


……


索尼不理解的RED摄影机在院线电影、广告制作等领域一路过关斩将,而佳能5D Mark II则将之前索尼占绝对份额的手持摄像机大坝,生生撕开了一道口子。




手持专业摄像机制作领域,由1995年索尼第一款DV摄像机DCR-VX1000及之后的DVCAM机型DSR-PD150为发端,到2004年后半年发布的HDV高清机型FX1和Z1,均采用3片1/3英寸成像器件。这种小像场成像器件对光学镜头的设计要求相对不是太高,也容易生产大变焦比镜头,便于新闻纪录片拍摄时的变焦推拉。应对更高品质高清视频拍摄之需,索尼在2007年推出了像素面积稍大的3片1/2英寸CMOS的高清手持机EX1,引入XDCAM EX格式闪存记录,并由之前就为3片式1/2英寸摄像机生产配套电视变焦镜头的富士代为生产镜头。EX系列一经推出,引得行业点赞无数。使用EX摄像机拍摄的迈克尔杰克逊记录电影《This Is It》更是令从业者人尽皆知。



不管是3片1/3英寸成器像件,还是3片1/2英寸成器像件手持摄像机,与5D Mark II这种全画幅相机相比,在成像器件面积上相比,就是小巫见大巫了。更大的成像面积,在高清视频拍摄时很容易实现浅景深电影感,而手持3片机要想模拟电影浅景深,就必须外加一个复杂的镜头转换器,不但价格昂贵、画质也有下降,最关键的一点是失去了手持拍摄的便捷性。


如果既要浅景深电影感,又有手持便捷性,5D Mark II是一种更合适的选择,当然5D Mark II另外一个优势是可换镜头,增加了画面造型的手段。而传统手持机大部分都是一体化大变焦比镜头设计,虽然广角长焦都有,但是在超广角镜头选择,或者微距镜头、大光圈人像镜头等选择上,数码单反相机更有优势。


而5D Mark II用作手持视频拍摄,在索尼看来,不啻是一条“邪路”:

——明明是伪高清画质嘛!5D Mark II拍视频每三行像素只选择一行采样,怎么可能保证清晰度?不规律隔行读取数据,画面中的斜线都是锯齿啊!反拜尔运算,也都是一堆伪色干扰、摩尔纹!

——果冻!果冻!果冻!手持机不拍新干线电车吗?拍电车的画面能用吗?


……


索尼面对2008、2009年影视制作设备的巨大变革,在表示不理解之后,虽然也在规划对策,比如2010年推出的可录制高清视频的微单和单电相机以及VG10系列可换镜头摄像机,2011年发布的单片Super35“真4K”摄影机F65。



但2009年底使用索尼专业摄像机拍摄的3D电影《阿凡达》,其巨大的成功使索尼从电视机到专业摄像机、消费级摄像机都迅速聚焦到3D立体节目拍摄制作解决方案上来。


如何使用两台专业摄像机拍摄3D节目,如何把1080 50/60P切换台改造适合3D节目制作,为电视台新闻记录片研制一体化双镜头专业摄像机,如果利用3D节目拍摄的利好推动3D电视机市场……这些项目的级别都比应对RED ONE和5D Mark II高得多。


3D立体节目的热潮不到两年就降温了,但电视机销售需要新的技术推动点,随着液晶面板4K化,4K当仁不让成为索尼全线影像产品的新热点。


就在索尼全力关注3D的2010-2012这三年,RED推出了更多的4K甚至6K摄影机,佳能在2012年4月NAB上宣布支持4K RAW输出的C500摄影机,并推出机内记录4K的单反相机1DC。



而在索尼引以为傲的手持摄像机领域,JVC2012年初正式供货GY-HMQ10 这款采用 1/2.3英寸CMOS的4K手持摄像机。



但对于索尼而言,佳能、JVC玩的这根本算不上4K!


——佳能C500只是提供了4K RAW输出而已,自己又不做RAW录机,第三方的支持又不给力!

——1DC用的还是老旧的Motion JPEG编码器,佳能一点诚意也没有,根本没有自己做硬件编码器啊!

——C500和1DC的视频预监都是高清,4K拍摄设备怎么没有4K输出接口呢?我大索尼是有自家电视机的,怎么可能像佳能这么草率!



——JVC,你也是电视机厂商吧,但是HMQ10提供四个HDMI输出是怎么回事?每个接口支持高清啊?四个高清连接到专门的合成器才能接4K电视机?太繁琐了!

——拍摄怎么需要四张SD卡呀?原来JVC根本没做4K视频处理和编码器啊,就是用四个高清视频处理器和编码器组合起来支持4K啊?!这耗电量怎么控制?成本怎么控制?

——四张SD卡的信号如何编辑呢?先用苹果系统上的一个小软件合并素材?这怎么可以呢?用户没有苹果机怎么办?这么漫长的流程,怎么支持快速编辑?

——4K拍摄用单片1/2.3英寸CMOS?这不是我们的半导体工厂开发给手机用的CMOS吗?


……


JVC的这款全球首款4K手持机HMQ10,我第一次看到它是在2011年2月份的CP+,2012年初,我所在的《数码影像时代》杂志作为国内首个评测媒体拿到样机,作为评测者我长时间深度使用了这款4K机,并历经漫长的后期编辑流程制作了4K测试短片《4K印象》。



如上文我推测的索尼工程师所言,4K分辨率单片1/2.3英寸CMOS,单颗像素面积极小,并不能满足全天候特别是低照度下的拍摄需求,果冻效应使得手持拍摄成功率很低,所以测评短片都是在三脚架和轨道上拍摄的。后期拼合4个高清信号的确是意见很费力气的事情,但最困难的是拼合的4K素材在当时的计算机平台无法直接编辑,必须走代理流程。但无论如何,在2012年能够体验4K全流程,是一件相当过瘾的事情。


2012年底,索尼终于发布了XAVC编码格式,以及使用这种编码器的第一款4K专业摄影机F55。



虽然索尼对RED ONE采用单片Super-35mm规格成像器件搭建4K摄影机不满,并在F65上以特殊的水平8K像素结构(Q67成像质量)给出了“真4K”的样板,但限于制造成本,F55还是采用了4K拜尔结构CMOS。


F55机内可录制XAVC编码4K素材,4K 25P时码流250Mbps,存储效率较高,后期对计算机的压力也较小。磨刀不误砍柴工,F55在国内电视剧市场取得了巨大的成功,实践证明了索尼搭建4K解决方案技术的前瞻性和严谨性。反观佳能,直到2015年发布支持4K分辨率的视频编码器XF-AVC之后,才真正步入了4K时代。这是后话。


索尼2012年底发布的XVAC编码器是一个家族,包括了面向消费影像领域的XAVC S编码器。CES2013上展示的4K手持机工程样机,就将采用XAVC S记录格式。然而,这个“壳子机”中,是索尼熟悉的三片式成像器件,还是像JVC一样的单片结构?提高像素密度后,索尼如何解决低照度画质变差的难题?


这在2013年10月份索尼中国在上海发布FDR-AX1E前都还是一个谜。



AX1E是令我既爱又恨的一款4K手持摄像机,虽然我提前两个月拿到工程样机,虽然我也为这款摄像机拍摄了《4K绽放》这个短片,索尼专卖店长期作为4K电视机的演示片。



为什么我对AX1E既爱又恨,咱们第三话再聊……

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