视频技术 将焦点从高分辨率转移到高帧率

资讯2020-09-05 18:57:09
导读你有没有想过为什么英国电视过去看起来与美国电视有如此不同?或者为什么某些慢动作看起来比其他慢动作更好(或更平滑)?它主要与运动图像的

你有没有想过为什么英国电视过去看起来与美国电视有如此不同?或者为什么某些慢动作看起来比其他慢动作更好(或更平滑)?它主要与运动图像的帧速率(或频率)有关。这通常以每秒帧数(通常是风格化的FPS)来衡量,并且历史上一直是电影技术的严格标准化元素。但视频领域的新创新引发了更高帧率的新时代。

帧率简史

人眼每秒感知大约十到十二帧作为平滑运动。任何不那么显得不稳定,就像一本翻书。最早的帧速率是可变的,因为第一台电影摄像机和投影仪是手摇操作的。投影的运动图像需要以与拍摄时相同的速度进行曲柄运动,或者运动看起来太慢或太快。以较高帧速率拍摄的运动以较低的一帧投影被称为“过度曲柄”,这导致了慢动作胶片。相反,拍摄期间的“摇动不足”导致投射时加速运动。

机械化曲柄是在二十世纪早期开发的,但是在20世纪20年代后期伴随声音伴奏出现之前,帧速率并没有得到广泛的标准化。声音最初是通过添加到胶片条上的光学轨道添加到运动图像中的。每秒二十四帧大约是可以产生质量,可辨别音频的阈值,因此这成为未来几年电影中的标准帧速率(24 FPS至今仍被广泛使用)。

然而,随着视频和电视的发展,标准帧速率变得更加多样化,以适应新技术和区域标准。美国国家电视系统委员会(NTSC)视频系统成为美国,加拿大,北美/南美大部分地区以及二十世纪中叶世界其他地区的主流视频标准,通常采用30帧速率。每秒帧数。在逐行倒相(PAL)模拟视频系统,与此相反,一直为许多世界其他地区(包括英国,以及欧洲大部分地区和亚洲)的标准,并采用每25帧的帧频率第二。(要了解更多有关现代电视的信息,请参阅技术改变电视的7种方式。)

为什么高帧率?

运动“平滑度”随着帧速率而增加,但是在每秒约50帧之后,即使不是不可能,也难以辨别任何显着的改进。在此之上,需要一些非常敏锐的视力来破译任何额外的平滑度。那么为什么甚至要把帧速率推到每秒50帧以上呢?

如前所述,录制的帧速率越高,慢动作的播放越平滑。多年来,摄像机已经能够每秒捕获60帧,主要用于慢动作回放。60 FPS视频自然以30-FPS格式以半速播放。因此,极端慢动作是HFR的一个吸引人的特征(特别是对于科学视频)。但是,对于大多数实际用途而言,高帧速率的主要优点可能是减少运动模糊。

根据正在使用的电影捕捉技术(无论是视频还是电影),会发生一系列事件以便记录每一帧。如果在捕获过程的持续时间内捕获的场景内发生了足够的运动(例如,24 FPS的1/24秒),那么运动模糊可能会出现在结果帧上。因此,自然地,帧速率越高,图像对运动模糊的影响就越小。

高帧速率的缺点(可能显然)包括更大的文件,更高的传输速率以及远离其他媒体参数的资源转移(例如,帧大小经常受到损害以补偿增加的帧数)。尽管如此,采用该技术的许多摄像机,编解码器,插件和显示解决方案都显示出一些非常令人印象深刻的结果。

消费类数码相机现在能够达到成千上万的帧速率,而更高级别的专业设备显然可以更高。但是更高的成本并不一定意味着更高的帧速率。例如,ARRI目前在市场上生产一些质量最好的HFR相机。这些专业级相机目前的运行价格约为45,000美元,可以以完整的ProRes HD(1080像素宽)拍摄约200帧/秒,以4K分辨率拍摄约100帧/秒。

相比之下,紧凑型FPS1000 Platinum型号可以标准清晰度(640 x 480像素)以惊人的每秒18,500帧的速度拍摄,而价格仅为ARRI的一小部分。佳能,红色和索尼都在更广泛的定价范围内提供选项,并且采用高帧率的品牌列表正在增长。

结论

虽然高帧速率可能看起来过高,但它在可变帧速率视频中的实际应用将变得明显,HFR的显着运动模糊减少的美学优势也将变得明显。虽然像HFR这样的新视频技术趋势可能需要很长时间才能达到主流(4K已经逐渐向消费者传播了多年),但视频制造商发现它非常有用。在适当的时候,群众也将如此。

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