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多角度探索 | 關注度飆升的室內3D LED攝影棚

字體變大  字體變小 發布日期:2021-03-29  來源:行家說Talk  瀏覽次數:3371
核心提示:近年,自《曼達洛人》熱播以來,隨著虛擬可視化拍攝這一新的拍攝方式傳入國內,它也逐漸被各影視工作室、新銳導演及拍攝團隊所嘗試,業界人士對這一技術方案展開的摸索和嘗試表明了該拍攝方式的強大與可取之處——通過LED屏虛擬背景,讓演員直接置身于“實景”中,大大節約了影視制作成本,這一革新制作手法,可直接取代傳統綠幕,并能獲得更高價值,正成為影視界和LED顯示屏界均極為關注的一環。

導讀:近年,自《曼達洛人》熱播以來,隨著虛擬可視化拍攝這一新的拍攝方式傳入國內,它也逐漸被各影視工作室、新銳導演及拍攝團隊所嘗試,業界人士對這一技術方案展開的摸索和嘗試表明了該拍攝方式的強大與可取之處——通過LED屏虛擬背景,讓演員直接置身于“實景”中,大大節約了影視制作成本,這一革新制作手法,可直接取代傳統綠幕,并能獲得更高價值,正成為影視界和LED顯示屏界均極為關注的一環。

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圖注:《曼達洛人》劇照及現場設計圖,LED屏幕的像素間距為2.84mm


   去年,戶外裸眼3D LED顯示屏爆紅(詳情),新年新氣象,除了這一應用場景被產業界持續看好外,因國內疫情得到有效控制,被抑制的觀影需求強勢反彈,在春節檔集中爆發,室內3D LED攝影棚的關注度也持續飆升。業界對于室內3D LED攝影棚,在軟硬件制作上,與常規LED顯示屏和走紅的戶外3D LED顯示屏的「差異化」極為好奇。為此我們調研了利亞德、洲明、聯建、雷曼、希達、奧拓、聚積、國星、諾瓦等LED顯示屏產業界的龍頭代表,并分享其中的真知灼見,以饗各位。


   問題1:關于定義


   何為室內3D LED攝影棚?可從哪些維度來衡量好壞?


   洲明科技(雷迪奧):替代綠幕的LED顯示屏,可以讓現場每個人都能夠身臨其境地看到正在進行的拍攝,攝影師可像拍攝實景一樣工作,演員也無需對著代表假想圖像的標記進行表演:虛擬的實景就在眼前。最重要的是,可以真正地將創意決策留給現場的主創。讓大家可以討論拍攝地點、討論燈光、討論構圖,在拍攝過程中作出同步的決策。簡單來說,多了一種新的工具服務于電影制作。


   利亞德(虛擬動點):室內LED攝影棚技術指標:

   (1)硬件方面,考究LED屏幕和紅外光運動捕捉攝像機。

   在LED屏幕層面,關注如下指標:

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   在紅外光運動捕捉攝像機上,則主要關注精度。高精度,誤差小,低延遲。如OptiTrack紅外光運動捕捉攝像機。由于誤差可達亞毫米級,在追蹤拍攝攝像機時可在LED屏上呈現非常精準、合理的空間變換成像,實現拍攝攝像機角度的沉浸式拍攝,成片逼真,畫面中演員猶如身臨其境。

   (2)拍攝技巧方面

   布景:尤其是虛擬可視化拍攝中防止穿幫的重要因素。LED屏雖可以作為大的電子布景,在運動捕捉技術的幫助下實現逼真的沉浸式拍攝環境,但LED屏幕與地面的銜接處仍需要道具組進行合理的布置和掩蓋。根據拍攝場景的風格分別用如沙土、地毯、花草等物進行掩蓋(這樣作為過度銜接也加強了拍攝場景的逼真性,不僅拍攝時不易穿幫,而且還為演員營造了更逼真的表演環境,加強了表演時的情緒助攻)。

   拍攝攝像機的鏡頭選擇及景深設置:由于光學原理,LED屏在電子設備上常會出現“摩爾紋”。為避免這種現象出現,拍攝組需要根據LED屏間距大小挑選合適的拍攝攝像機鏡頭,并設置足夠的景深,淡化背景LED屏上的摩爾紋,為“絲滑(業界稱buttery smooth)”的成片錦上添花。


   雷曼光電:3D LED攝影棚最關鍵的道具還是顯示屏,場景畫面能以假亂真且讓演員有沉浸感,顯示屏的色彩還原、灰度、亮度的都要有精準系統進行控制。


   奧拓電子:與傳統的綠幕攝影棚相比,3D LED攝影棚帶來的技術優勢是多方面的:

   創造了一個沉浸式的拍攝場景,演員能與虛擬可見場景直接互動,與傳統的空曠綠幕舞臺相比對演員更友好,能使其快速入戲,演繹角色。

   拍攝場景由3D LED攝影棚生成,在攝影棚內即可實現場景隨時自由切換。整個拍攝過程可不使用任何外景,沙漠場景,森林場景等可全都由3D LED攝影棚創造,大大提升了拍攝效率。

   技術和回放技術為視覺特效部門大大縮減了后期制作時間,影視制作成本也由此大幅度降低。

   在電影反光服上呈現出的高光、反射和反彈更為精確。如果以傳統方式在片場實拍,效果將大打折扣。

   3D LED攝影棚具備以上優勢,目前3D LED攝影棚拍攝效果還有待提升,后期制作的成本還較高。3D LED攝影棚影響拍攝的主要因素在于幾個因素:偏色和面罩視角問題、拍攝摩爾紋問題、色彩還原性、傳輸延遲及幀同步、刷新率及刷新同步、反射及噪音等。


   聯建光電:3D LED攝影棚的衡量標準可通過LED的顯示性能、防護及穩定性能及攝像跟蹤系統、圖像處理引擎算法等方面展開討論。

   3D LED攝影棚對于LED顯示屏的要求較高,包含顯示性能需要滿足超高分辨率、極致顯示性能、亮色度及色溫適應、攝影棚現場拍攝需求、防護等級高。這些要求可以保障專業攝像機捕捉到的LED虛擬背景清晰顯示,在細節上規避穿幫的可能,并且可以確保低亮畫面細節部分仍保持高灰度顯示、整體畫面顯示連貫性、一致性等。

   3D LED攝影棚集齊虛實結合、模板化組合動畫、動捕系統接入于一體,錄制準備工作包含三維虛擬背景設計、圖像跟蹤采集、圖像渲染、虛擬植入、動捕系統采集處理等,對于攝像跟蹤系統、虛擬引擎、圖形渲染引擎需要優 秀的算法和處理能力,保障軟硬件交互穩定流暢,持續穩定輸入與輸出。


   聚積科技:3D LED攝影棚使用LED屏幕來取代藍綠幕,作為場景畫面的虛擬背景。其優勢包含減少后制的時間與成本,提供沉浸的虛擬環境和光源,讓演員更融入演出,以及省去搭實景或出外景拍攝的制作流程。也因為如此,虛擬背景素材的制作能力,攝影機追蹤(Camera Tracking)以及虛擬攝影的拍攝手法,還有LED屏幕的顯示效果皆是衡量3D LED攝影棚的要素。


   國星光電:傳統電影制作中,很多場景是演員通過綠幕拍攝,后期加工制作完成的。對于主創團隊而言,表演方式和渲染效果都受到極大限制。特效稍有不慎,最終上映就會“翻車“。而LED顯示屏通過與VR技術的結合,最終可呈現給觀眾一次視聽盛宴。LED顯示屏通過對VR預設計場景的實時展示和調整,接受鏡頭直接拍攝。不僅如此,在拍攝的過程中,可以提供實時模擬光源,光和影的結合,最終呈現出“以假亂真”的視覺效果。從光源器件的角度,需要汽車級的可靠性標準,上機不良率<10PPM;還需要器件表面進行啞光處理,減少反光,只有器件的表面一致性要好,顯示畫面才能更加均勻;如至少需要采用REESTAR戶內旗艦產品RS1515。


   諾瓦科技:藍綠幕合成一直是將奇幻環境和演員聚集在屏幕上的首選解決方案,例如我們所熟知的《阿凡達》、《少年派的奇幻漂流》等,但是當現場角色人員穿著高反光的服裝時,綠幕和藍幕反光和現場反射會給后期帶來很昂貴的制作問題,同時對導演的鏡頭設計和溝通、演員的演技帶來了諸多挑戰。


   用LED屏搭建一個沉浸式環境,可以將畫面內容精確到像素級,方便對相機位置進行準確的渲染。如果屏幕播放內容是在拍攝前完成的,那么在LED屏幕前拍攝的演員、道具和布景就可以最終實現在相機內的視效制作--- 即接近于終片,后期做一些技術修復即可,這樣可極大降低拍攝成本,而且也能幫助演員更好與虛擬環境進行互動。


   問題2:關于軟硬件難點


   與常規屏、戶外裸眼3D屏相比,室內3D LED攝影棚在軟硬件上是否存在哪些不同或難點?


   利亞德(虛擬動點): 攝影棚的LED屏幕要滿足專業影視攝像機的專業拍攝需求,屏幕的亮度和對比度都要求比較高,特別是色彩顯示色域,要比常規顯示屏大得多。還對顯示屏超高像素拼接處理系統提出更高的要求,有的項目甚至達到20K級別,需要做到各窗口畫面無縫拼接無撕裂拼接。還要達到顯示屏幀率與攝像機同步功能,保證攝錄LED得到的畫面沒有暗紋。


   雷曼光電:xR技術和另外兩種是不同的概念,傳統屏和戶外裸眼3D主要是戶外廣告、傳媒等商業應用,而xR則主要在影視制作應用,它采用虛實結合的技術,極大地降低影視制作的難度和制作成本。軟硬件配置上,要遠遠高出傳統屏和戶外裸眼3D屏,xR技術需要使用3D實時渲染服務器、動作捕捉系統、機械傳感系統、高速追蹤系統和燈光控制系統之間相互配合實現的,對于每個環節的要求都很高。


   洲明科技(雷迪奧):在拍攝時,攝像機以及演員需要和屏幕保持一定距離,以避免摩爾紋的出現。再比如,雖然LED是一個很好的漫散射光源,但當你需要強光的時候,還是需要實拍燈光進行配合。

   三維LED巨幕舞臺打造了一個沉浸式的拍攝場景,演員能與虛擬可見場景直接互動,體驗與感知更為真實。

   拍攝場景由三維LED巨幕生成,支持將常規圖片、360度全景圖片與視頻、三維模型、外部攝像機信號導入攝影棚內,實現場景隨時自由切換,時間成本、拍攝成本大大降低。

   在舞臺技術和回放技術上,為視覺特效部門大大縮減了后期制作時間、難度,電影制作成本由此大幅降低。

   在電影反光服上呈現出的高光、反射和反彈更為精確。


   聯建光電:在硬件上,戶外裸眼3D屏難點在于屏體拐角處弧形過度需要圓滑無拼接縫隙,如聯建就會特別在屏體拐角拼接處用特殊的設計方法來實現。

   室內3D LED大屏相較于傳統室內屏的難點,在于需要提供滿足極致性能的配置,從驅動IC、光源、系統控制卡等方面嚴格挑選合適的型號、批次,確保顯示性能符合專業攝影錄制需求;側重于超高清顯示、高精度拼接;

   在軟件上,戶外裸眼3D屏使用特殊定制的播控軟件,結合定制的3D視頻素材,即可展現裸眼3D效果;室內3D LED攝影棚的難點在于,需要整合攝影行業相關的專業圖形圖像采集與處理軟件,完成工程量巨大的圖形圖像計算處理工作。


   奧拓電子:與傳統LED屏、戶外裸眼3D屏相比,為了達到更好的影視拍攝效果,降低影視后制工作,室內3D LED攝影棚在軟硬件配置要求更高,產品的規格參數以及設計要求也不同,有較多定制開發性能要求。LED大屏產品開發的難點主要體現在幾個方面:

   1)在不同角度拍攝不偏色;

   2)攝像機在不同焦距下降低摩爾紋;

   3)拍攝下的色彩還原性好;

   4)顯示延遲小并能與攝像機同步;

   5)高的刷新率以及刷新與幀同步;

   6)顯示屏無反射、無噪音,高對比度;

   7)顯示屏低功耗,發熱;

   8)產品支持弧形或柔性安裝,安裝輕便;九、高的防護性能。


   聚積科技:以往顯示屏的設計主要是給人眼觀看,但在3D LED攝影棚的應用里LED顯示屏主要是給攝影機拍攝的。當實際的對象或演員放在虛擬的背景畫面之前時,虛實景物的連續性就需要被考慮進去,包含光線、色彩、陰影細節等,所以如何確保LED屏所顯示虛擬背景畫面的在攝影機下拍攝的效果能夠貼近真實也就至關重要了。


   諾瓦科技:戶外裸眼3D對LED屏本身沒有太多特殊的要求,更注重3D視頻源的制作水準。而XR不僅對視頻源有很高的要求,打造一個完美的XR沉浸式場景,還需要對應的動作捕捉設備去配合相機完成拍攝,并輔以特殊的媒體服務器配合游戲引擎完成內容實時渲染及節目編輯,最終后端通過顯示屏控制系統完成節目傳送,實現LED屏內容的顯示。


   問題3 關于產業鏈挑戰


   室內3D LED攝影棚給顯示屏端、光源端、驅動IC端等是否提出了新的要求?具體是哪方面的挑戰?


   利亞德(虛擬動點):以上的硬核指標與顯示屏的核心處理IC以及驅動程序都有著強關聯,盡量做到更高的色彩處理深度和色域,同時還要保證畫面刷新穩定。在顯示圖像均勻性以及色彩一致性上,顯示屏技術還需要進一步提升,則需顯示設備制造環節,提高工藝水平。


   聯建光電:對于LED大屏顯示指標的差異化,與上游燈管供應這一環節最為相關;對燈管的發光角度、波長、色域、色溫等物理特性參數有嚴格的篩選控制標準。需要上游燈管供應商改良工藝、加強品質把控,確保生產出的同批次燈管物理及電氣參數保持較高一致性,降低全鏈路上下游廠家的工藝技術難度,從而帶來技術的進步與生產成本的降低。


   奧拓電子:針對影視拍攝的LED顯示屏,在產品指標及參數上都與通用顯示屏有較大差異性,這些指標與差異化主要還是體現在LED顯示屏核心控制系統、LED顯示屏產品的設計環節。主要的挑戰在于滿足影視拍攝對LED顯示屏特定的顯示效果與性能要求。奧拓電子擁有核心的LED顯示屏控制系統,并針對影視拍攝開發了專業的控制系統及LED顯示屏產品。


   雷曼光電:與顯示屏的關系緊密,LED顯示屏作為直接的顯示硬件,屏體的顯示效果對拍攝效果起到至關重要,色彩還原,刷新、灰階控制和色域都是影響拍攝的的關鍵因素,在 xR相關的項目上燈珠、驅動IC選材上都要采用高階、寬波的材料。技術上,由于芯片波長問題,色域上目前我們的覆蓋面積還是無法完全覆蓋的,中游的技術還是在不斷完善。


   聚積科技:從LED驅動IC端來看,支持高刷新率、高灰階、高幀率與優異的低灰顯示效果會是3D LED攝影棚應用的要求。高刷新率是為了避免LED屏被拍攝到掃描線;高灰階是為提供更高的色深、對比度與色彩還原,滿足高質量的HDR拍攝;高幀率(120FPS以上)可以支持高速動態攝影的畫面需求,而優異的低灰顯示效果可以確保被拍攝的畫面具有一致性與均勻性,不會有破壞畫面的耦合效應;聚積科技的MBI5264以及MBI5850均可支持120FPS/ 16 bit@3,840Hz/ 最大亮度2,000 nits,完美對應LED屏在3D LED攝影棚里的拍攝需求。

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   諾瓦科技:由相機曝光時間和顯示屏幀率關系可知,適當的快門角度和幀率組合,才會使LED畫面顯示完整、不閃爍。為達到最 佳拍攝效果,LED顯示屏需要能支持幀頻畫面的重復輸出,達到幀率擴展的目的。

   另外,目前市面上大部分相機無法實現相位偏移調節的功能,這便會導致相機和控制器同步鎖相時,拍攝會出現移動黑線。

   XR對LED屏顯示畫質要求極高,為保證拍攝高速運動物體時,不會出現殘影拖影,畫面銜接流暢,顯示屏控制器需支持高幀率輸入及超低延遲,同時對顯示屏的灰度、亮暗部細節及色彩精準性都提出了極高的要求。


   問題4 關于價格


   相比普通屏和戶外3D屏,室內3D LED攝影棚在成本或售價上是否有明顯差異化?


   聯建光電:室內3D LED大屏的成本較高,需要從驅動IC、燈管、系統控制卡、結構設計等方面嚴格挑選合適的型號、批次,確保顯示性能符合專業攝影錄制需求;在原材料方面成本增加,產品售價也相應增加了一些。


   雷曼光電:主要是燈珠和驅動IC,燈珠的波長范圍相對普通的更為寬廣,可以滿足DCI-P3的高色域覆蓋,驅動IC也是采用高灰階的PWM驅動IC,售價上預計整體高出20-30%。


   奧拓電子:與普通LED顯示屏和戶外3D LED屏相比,3D LED攝影棚需要滿足影視拍攝特定的要求,無論對顯示屏控制系統還是LED顯示屏,各項指標與參數要求會更高,并有一些特定的需求,相應成本或售價上會有所提高。


   聚積科技:相較于一般的LED屏,用于室內3D LED攝影棚的LED屏對于各項畫質與顯示效果的指針都有更高的要求,所以在整體的成本與售價上都會提高。


   問題5:關于發展趨勢


   2021年,室內3D LED攝影棚的發展趨勢如何?


   洲明科技(雷迪奧):洲明雷迪奧是LED行業率先將XR技術運用于影片拍攝的企業,還是率先與好萊塢合作運用XR技術拍攝影片的中國企業,《曼達洛人》采用的正是洲明雷迪奧的方案,我們長期為迪士尼、AED Display等世界500強影視娛樂制作商提供技術和產品。虛擬制作將對如何幫助電影制作人講述他們的故事產生重大影響,可以預見,LED+XR虛擬拍攝在我國影視劇、節目演錄播中的應用將形成新浪潮。


   聯建光電:現有3D LED攝影棚拍攝機位相對固定,LED大屏虛擬背景相對固定,在使用移動機位拍攝時可能空間位置不合理、易造成畫面內容穿幫現象,后續發展趨勢會朝著三維拍攝方案設計,結合紅外光學動捕攝像機追蹤攝像主體的實時運動軌跡,實時同步反饋服務器輸出攝像機位相應的虛擬背景,打造更加真實的環境空間體驗感。


   雷曼光電:xR和戶外3DLED顯示屏一樣,都是一個全新的應用商用領域,對于影視制作行業來說,亦是非常大的提升,省去了很多實景拍攝和燈光后期工作,市場前景廣闊,我們很看好這一技術應用的發展。


   奧拓電子:2021年室內3D LED攝影棚的發展會進一步提速,國內外3D LED攝影棚解決方案會進一步成熟并普及,3D LED攝影棚會在電影、電視劇、網劇的拍攝上得到大規模的應用。首先,隨著影視行業限薪令的出臺,影視劇的拍攝成本下降了不少,不少影視公司和平臺將目光轉移到影視技術創新上,進一步探索降本提效。其次,國內疫情的控制和經濟快速復蘇,被壓抑的影視拍攝需求在2021年會釋放,減少大規模人員聚集的情況也是大勢所趨。再次,3D LED攝影棚解決方案進一步成熟,虛擬拍攝方案的熱度不斷增加,流程和標準進一步規范,使用成本降低。


   聚積科技:隨著LED虛擬攝影棚的制作效率和效果在影視業界逐漸的被重視,普及化已經勢在必行,并且將擴及整個廣電產業。作為虛擬背景的LED顯示屏將成為攝影棚的一項專業器材,甚至是必備的設施,成為影視內容創作者實現創意與發想的工具。


   諾瓦科技:在全球疫情的持續影響下,虛擬化拍攝的熱度日漸提升。LED屏逼真的色彩和反射,能完全避免溢出現象,相較于綠幕,能更好地為演員提供沉浸式的拍攝環境,還可以省去大量的后期處理。我們認為,隨著XR技術的日趨成熟,該項技術將在電影制作、廣告拍攝、大型活動中發揮越來越明顯的優勢,更多LED屏相關廠商也將會聚焦于此,我們也會為LED屏更極致的畫質顯示不斷在技術上精進,整合資源,做出貢獻!


   利亞德(虛擬動點):虛擬可視化拍攝無疑是影視拍攝制作行業的又一次技術革新,觀眾的視覺感受標準越來越高,影視制作業以視覺為導向的屬性決定了這種拍攝方式未來在相關領域的重要地位。影視制作人可以通過此拍攝方案,不斷推進作品成效,通過技術提升拍攝質量,更透徹地表達出創作者的創意靈感,給觀眾帶來更優質的觀感體驗。


   接下來,當市場中客戶的使用經驗和用戶反饋積累到一定程度,并出現相應的高質量影視短片后,就會形成帶動效應,逐步被行業越來越多的客戶接受認可,甚至規;褂。

   注:擴展現實(XR)是虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)和其他沉浸式技術的統稱。使用XR技術,物理世界能夠與數字世界完全連接,從而構建出獨一無二的沉浸式平臺。

 
 
關鍵詞: LED攝影棚
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