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專業(yè)30英寸4K監(jiān)視器“DP-V3010”的 研發(fā)軼事

DP-V3010對(duì)于佳能來(lái)說(shuō)是首款向市場(chǎng)投放的專業(yè)液晶監(jiān)視器。當(dāng)前的熱門話題是“4K”分辨率,而DP-V3010是以電影行業(yè)制作現(xiàn)場(chǎng)為主要目標(biāo)的4K監(jiān)視器。
佳能為什么研發(fā)數(shù)字電影用的4K監(jiān)視器?以色彩高度還原為首的高畫(huà)質(zhì)性能是如何實(shí)現(xiàn)的?

——DP-V3010是佳能首款專業(yè)監(jiān)視器產(chǎn)品,它以數(shù)字電影制作現(xiàn)場(chǎng)為產(chǎn)品較初的主要目標(biāo),請(qǐng)問(wèn)這是為什么?
內(nèi)藤達(dá)也
這個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)是在2011年正式開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)社會(huì)上的熱門話題是通過(guò)專用眼鏡可以立體地看到的3D影像。而我們沒(méi)有選擇研究3D,而是選擇了以高精細(xì)為特長(zhǎng)的4K。
在產(chǎn)品研發(fā)開(kāi)始之際,作為技術(shù)研發(fā)的一環(huán),我們進(jìn)行了4K監(jiān)視器的試制。我們?cè)囍迷囍破凤@示4K影像,結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管不是3D影像,但其立體感和深度感非常高,這讓我們非常吃驚。當(dāng)時(shí)就覺(jué)得,與其特意佩戴專用的眼鏡來(lái)觀看3D影像,還不如使用4K監(jiān)視器來(lái)觀看高精細(xì)的影像,這應(yīng)該能讓客戶獲得更加自然的3D體驗(yàn)。在2010年召開(kāi)的佳能展會(huì)Canon EXPO上,我們向大眾展示了這個(gè)4K監(jiān)視器的試制品,4K影像所具有的立體感和深度感讓到場(chǎng)的人們震撼不已、驚呼連連,獲得了高度好評(píng)。
于是,為了進(jìn)行商品化,佳能進(jìn)行了專業(yè)監(jiān)視器的市場(chǎng)調(diào)查,本著與佳能的攝像設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)的目標(biāo),佳能決定進(jìn)行影像制作現(xiàn)場(chǎng)所用監(jiān)視器的研發(fā)。一言以蔽之是“影像制作現(xiàn)場(chǎng)”,但其實(shí)它的范圍非常廣,通過(guò)調(diào)查得知其中電影制作現(xiàn)場(chǎng)的工作人員對(duì)監(jiān)視器的要求較高,他們對(duì)高畫(huà)質(zhì)性能提出了很高很高的要求。另外,當(dāng)時(shí)調(diào)查得知,雖然電影制作領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始向4K化進(jìn)發(fā),但是尚不存在能滿足4K電影制作現(xiàn)場(chǎng)需要的高畫(huà)質(zhì)性能需求的監(jiān)視器。
佳能在監(jiān)視器領(lǐng)域是起步比較晚的。我們認(rèn)為,佳能要想在監(jiān)視器市場(chǎng)獲得有利地位,需要以追求較高畫(huà)質(zhì)性能的頂級(jí)領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo),以便展現(xiàn)佳能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

——那時(shí)電影領(lǐng)域需要的是什么樣的監(jiān)視器?
永嵨義行
在數(shù)字電影制作現(xiàn)場(chǎng),“調(diào)色”這個(gè)工序擔(dān)負(fù)著重要的角色。調(diào)色是指通過(guò)調(diào)整色調(diào)、色澤來(lái)營(yíng)造作品的世界觀,目前是使用電影專用投影儀在寬闊的空間內(nèi)進(jìn)行該作業(yè)。而另一方面,隨著4K作業(yè)急速增多,想通過(guò)使用監(jiān)視器而非電影投影儀以便在作業(yè)環(huán)境中節(jié)省作業(yè)空間的需求越來(lái)越多。但是,如果使用監(jiān)視器進(jìn)行的作業(yè)過(guò)程中的顏色與使用投影儀進(jìn)行較終畫(huà)質(zhì)確認(rèn)時(shí)的顏色有差異,那么就會(huì)出現(xiàn)返工,不得不再次重新進(jìn)行調(diào)色作業(yè)。也就是說(shuō),調(diào)色作業(yè)所用的監(jiān)視器必須與價(jià)格高昂的數(shù)字電影投影儀具有相同的色彩還原性。
——那么所需要的色彩還原性是怎樣的呢?

“DP-V3010”及各種標(biāo)準(zhǔn)下的色域
永嵨
數(shù)字電影采用的是DCI(Digital Cinema Initiatives※1)規(guī)定的色域標(biāo)準(zhǔn)。與電視廣播采用的色域標(biāo)準(zhǔn)相比,數(shù)字電影的色域范圍更廣,在4K監(jiān)視器的研發(fā)中,我們把忠實(shí)地還原數(shù)字電影的色域作為我們的第一目標(biāo)。
※1以好萊塢的電影制作公司為中心,以數(shù)字電影標(biāo)準(zhǔn)化為目標(biāo)設(shè)立的一個(gè)團(tuán)體
※2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電視廣播的色域
※3印刷、照片等采用的色域
為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字電影制作需要的高度的色彩還原性能,佳能研發(fā)了3項(xiàng)新技術(shù)。即:自主研發(fā)的監(jiān)視器用影像引擎;自主設(shè)計(jì)的RGB LED背光系統(tǒng)和液晶面板;以及能較大限度地發(fā)揮這些性能的高畫(huà)質(zhì)算法。

——影像引擎發(fā)揮的是什么樣的作用?
森下昌史
視頻編緝軟件不但可以調(diào)整色彩和明暗,而且還有各種能對(duì)畫(huà)質(zhì)進(jìn)行細(xì)微調(diào)整的功能。你可以把“影像引擎”看作是將“視頻編緝軟件”的畫(huà)質(zhì)調(diào)整功能做成監(jiān)視器用的專用芯片,這就比較容易理解了。
占部弘文
佳能研發(fā)過(guò)各種各樣的影像引擎,但對(duì)于像素?cái)?shù)眾多的4K影像來(lái)說(shuō),要處理的數(shù)據(jù)量非常龐大。單純從像素?cái)?shù)來(lái)看,4K影像的像素?cái)?shù)就是全高清的4倍。另外,影像制作現(xiàn)場(chǎng)使用的畫(huà)質(zhì)調(diào)整功能有很多,并且需要的精度也非常高,這就需要影像引擎具有這樣的功能―能實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)影像制作現(xiàn)場(chǎng)所用的專業(yè)級(jí)別的畫(huà)質(zhì)調(diào)整,因此我們研發(fā)了新的影像引擎。
影像引擎上搭載的東西包括:能對(duì)大量的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理的GPU(圖像處理單元);Linux等多個(gè)OS;以及應(yīng)用程序。簡(jiǎn)單地說(shuō),就是把一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)整個(gè)裝進(jìn)了影像引擎。

※為進(jìn)行硬件基本控制而嵌入機(jī)器的軟件
——家用電視的背光等,其主流是白色LED,而DP-V3010搭載的是RGB LED,是吧?
永嵨
是的。如果是白色LED,那么與RGB LED相比,可顯示的色域比較窄。因此,為了確保DCI標(biāo)準(zhǔn)所要求的色域,我們決定采用RGB LED背光系統(tǒng)。
森下
RGB LED背光系統(tǒng)通過(guò)對(duì)R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三種顏色的LED進(jìn)行組合的方式來(lái)生成白色。因此,與白色LED相比,LED的個(gè)數(shù)必然增多,這導(dǎo)致容易出現(xiàn)色彩、亮度不均勻,我們?cè)谶@個(gè)問(wèn)題的解決對(duì)策上頗費(fèi)了一些心血。
例如,如果LED周邊的溫度不一樣,那么僅此一點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致亮度發(fā)生變化。另外,如果RGB3個(gè)顏色LED的亮度各發(fā)生變化,那就無(wú)法生成白色了。因此,我們使用“熱視圖”(Thermo Viewer)※檢查背光溫度分布,然后在空氣流動(dòng)方面下功夫等等,較終實(shí)現(xiàn)了溫度均等。
永嶋
背光燈的光較終會(huì)通過(guò)液晶面板進(jìn)入用戶的眼睛,對(duì)于這個(gè)液晶面板,我們也進(jìn)行了專用設(shè)計(jì),進(jìn)行了色域的擴(kuò)大。
※將溫度分布顯示為圖像的裝置
——在色彩還原方面,您說(shuō)過(guò)采用的是新研發(fā)的算法(計(jì)算方法),請(qǐng)您詳細(xì)介紹一下這種算法可以嗎?
永嶋
背光燈的LED和液晶面板有一個(gè)固有的“習(xí)性”,那就是你即便輸入相同的信號(hào),顯示出來(lái)的顏色也是有差異的。新研發(fā)的算法掌握了這些部件的習(xí)性,可對(duì)這一習(xí)性進(jìn)行適當(dāng)?shù)男U瑥亩箼C(jī)器可以將目標(biāo)顏色顯示出來(lái)。通過(guò)這種方式,不僅能覆蓋數(shù)字電影采用的寬廣色域,而且還能更加忠實(shí)地進(jìn)行色彩還原,例如膚色的色澤、色調(diào)的微妙差異等。

要想忠實(shí)地進(jìn)行色彩還原,單純地提高各個(gè)技術(shù)要素是不夠的。一個(gè)個(gè)部件的個(gè)體差異,隨著時(shí)間流逝而發(fā)生的變化,組裝時(shí)螺絲的擰法……,這些細(xì)小的因素會(huì)影響色彩的還原。為了實(shí)現(xiàn)專家認(rèn)可的質(zhì)量,研發(fā)團(tuán)隊(duì)絞盡腦汁,決不輕言放棄。
——研發(fā)中有哪些課題需要解決?

內(nèi)藤
單是液晶面板固定螺絲的擰法這一項(xiàng),就能導(dǎo)致顏色發(fā)生微妙的變化。研發(fā)人員親手組裝的試制品與工廠組裝的產(chǎn)品,兩者出現(xiàn)了微妙的差異,沒(méi)想到在較后的較后竟然還吃了不少苦頭。家用電視可能會(huì)允許一定程度的顏色不均,但是影像制作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行顏色加工時(shí)使用的專業(yè)監(jiān)視器卻決不允許發(fā)生哪怕如此細(xì)微的顏色不均現(xiàn)象。
永嶋
工廠在出貨時(shí),會(huì)對(duì)每臺(tái)監(jiān)視器單獨(dú)進(jìn)行精密的畫(huà)質(zhì)確認(rèn)和調(diào)整,然后將測(cè)量結(jié)果寫(xiě)到機(jī)器內(nèi)存中,以便進(jìn)行正確的顏色顯示,防止不同機(jī)器的顏色顯示各不相同的情況。
內(nèi)藤
除此之外,DP-V3010上還搭載了亮度和色彩的自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。通過(guò)自主研發(fā)的系統(tǒng),對(duì)色彩和亮度的變動(dòng)以及隨時(shí)間流逝而發(fā)生的變化自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償,從而可以長(zhǎng)期維持正確的色彩和亮度。
——影像制作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)這款機(jī)器有什么反饋?

永嶋
DP-V3010采用的是當(dāng)前很高質(zhì)量的液晶面板,可用1024個(gè)灰階對(duì)RGB各色濃淡進(jìn)行渲染。每個(gè)面板都有自己的習(xí)性,通過(guò)前面介紹的實(shí)現(xiàn)高畫(huà)質(zhì)的算法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞剑梢苑乐够译A崩潰或灰階段差。如此一來(lái),天空微妙的漸變,暗處微妙的顏色差異,也能很好地進(jìn)行灰階渲染,因此受到影像制作現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員的大力好評(píng)。
內(nèi)藤
DP-V3010是佳能向市場(chǎng)投放的影像制作監(jiān)視器頭號(hào)機(jī)。常年培養(yǎng)起來(lái)的影像技術(shù),再加上永遠(yuǎn)追求高畫(huà)質(zhì)的執(zhí)著之心,我們研發(fā)組提出的口號(hào)是“沒(méi)有較好,只有更好”。
忠實(shí)的色彩還原是DP-V3010的較大特征。除此之外,研發(fā)組在收集用戶需求的基礎(chǔ)上,還積極思考另一個(gè)問(wèn)題,那就是“真正的易用性到底是什么”。
——4K數(shù)字電影標(biāo)準(zhǔn)的像素?cái)?shù)為橫4096×縱2160像素,但DP-V3010的縱像素?cái)?shù)為2560像素。請(qǐng)問(wèn)佳能選擇這個(gè)像素?cái)?shù)的理由是什么?
森下
如果是4096×2160像素,那么影像占據(jù)了整個(gè)畫(huà)面,從而導(dǎo)致時(shí)間碼和監(jiān)視器調(diào)整菜單等只能以疊加到影像上的方式顯示。我們咨詢了一下影像制作現(xiàn)場(chǎng)的工作人員,得到的回復(fù)是如果影像信息之外的菜單等信息與影像重疊了,那么會(huì)妨礙作業(yè),因此他們希望在確認(rèn)畫(huà)質(zhì)時(shí)不要讓這些信息妨礙影像。因此,在DP-V3010的研發(fā)上,我們就在縱向上加了400個(gè)像素的長(zhǎng)度,以便滿足上述要求。

高分辨率液晶面板畫(huà)面的縱橫比

將影像調(diào)整用的滑動(dòng)條配置到不與影像重疊的位置
占部
本著通過(guò)“設(shè)置菜單”一眼就能掌握“當(dāng)前的設(shè)置內(nèi)容”等目的,我們?cè)诋?huà)面菜單顯示的設(shè)計(jì)上也下了一番功夫。功夫不負(fù)有心人,實(shí)際使用該產(chǎn)品的客戶高興地說(shuō):用戶界面非常好用。
——畫(huà)質(zhì)調(diào)整用的控制器也是標(biāo)配吧?

森下
在影像制作現(xiàn)場(chǎng),在作業(yè)開(kāi)始之前,根據(jù)監(jiān)視器的安置環(huán)境,首先需要對(duì)亮度等監(jiān)視器畫(huà)質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整。為了進(jìn)行這一畫(huà)質(zhì)調(diào)整,我們加上了監(jiān)視器用的控制器。為了提高這個(gè)控制器的操作性,我們?cè)诎粹o配置方面下了一番功夫,左端是各種功能的調(diào)用,正中間是畫(huà)質(zhì)的調(diào)整,右端是頻道的切換,這樣就可以進(jìn)行直觀的操作了。
另外,調(diào)色等畫(huà)質(zhì)調(diào)整作業(yè)基本都是在光線較暗的房間里進(jìn)行的,因此我們把控制器按鈕設(shè)計(jì)成可發(fā)光式的。但是,如果按鈕過(guò)于明亮也會(huì)妨礙作業(yè),因此為了能以適當(dāng)?shù)牧炼劝l(fā)出稍弱點(diǎn)兒的光,我們還把按鈕設(shè)計(jì)成可以調(diào)整亮度。
——控制器上有一個(gè)寫(xiě)著“CDL”的開(kāi)關(guān),這是個(gè)什么功能?

永嶋
它指的是在電影行業(yè)已逐漸被采用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即ASC CDL(American Society of Cinematographers Color Decision List)。
例如,在拍攝現(xiàn)場(chǎng)會(huì)拍攝各種各樣的場(chǎng)景,不同場(chǎng)景的日光會(huì)有變化,如果攝像機(jī)的白平衡不同,那么到后面再調(diào)整顏色就比較麻煩了。為了避免這種問(wèn)題而出現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),這就是ASC CDL。ASC CDL功能用于對(duì)影像的顏色和灰階表現(xiàn)進(jìn)行調(diào)整,并對(duì)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行保存。通過(guò)使用該功能,對(duì)于拍攝時(shí)所調(diào)整的符合影像制作人員意圖的顏色和灰階表現(xiàn),可以在拍攝后的影像加工過(guò)程中予以重現(xiàn)。
在DP-V3010中,對(duì)于根據(jù)ASC CDL進(jìn)行畫(huà)質(zhì)調(diào)整的結(jié)果,可經(jīng)由USB存儲(chǔ)器導(dǎo)出至其他設(shè)備,或者從其他設(shè)備導(dǎo)入,這可以提高工作流程的效率。
占部
在企劃階段,得知ASC CDL正在制定過(guò)程中這一信息,我們就立刻決定盡早在產(chǎn)品中引入這一功能。但是,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)剛制定不久,當(dāng)時(shí)無(wú)法知道ASC CDL能否真正普及。我們把這一功能實(shí)際搭載到產(chǎn)品中后,客戶好評(píng)說(shuō)“居然能支持ASC CDL”,這說(shuō)明引入這一功能這個(gè)決定是正確的。

使操作變得舒適的監(jiān)視器控制器

——DP-V3010這個(gè)項(xiàng)目今后將如何發(fā)展下去?
占部
說(shuō)實(shí)話,DP-V3010上搭載的監(jiān)視器引擎具有很高的功能,還潛藏著更大的可能性。我們會(huì)繼續(xù)研發(fā),目前尚未搭載的功能也有很多。
在新的演播室標(biāo)準(zhǔn)中,色域比DCI還要廣,在這一方面,我們計(jì)劃今后通過(guò)固件升級(jí)的方式來(lái)應(yīng)對(duì)。
——可以在后面的固件升級(jí)中進(jìn)行色域的擴(kuò)展是嗎?
森下
我們?cè)谟布男阅軘U(kuò)展上確實(shí)是留有這個(gè)余地的。
占部
我想說(shuō)的是DP-V3010還遠(yuǎn)沒(méi)有顯露出它的真本領(lǐng)呢(笑)。
DP-V3010具備的優(yōu)秀的色彩還原性和操作性已在映像制作現(xiàn)場(chǎng)獲得了很高的評(píng)價(jià)。
DP-V3010不僅單個(gè)產(chǎn)品的性能很優(yōu)秀,而且它在影像制作的工作流程中也可以發(fā)揮很大的作用。目前,在數(shù)字電影拍攝現(xiàn)場(chǎng),廣泛使用EOS C500和EOS-1D C等佳能的CINEMA EOS SYSTEM的數(shù)字電影攝像機(jī)。DP-V3010配備了與這些CINEMA EOS SYSTEM攝像機(jī)中使用的“Canon Log※”相對(duì)應(yīng)的專用模式。它可將EOS C500和EOS-1D C拍攝的影像轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)幕译A,可以在拍攝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原樣確認(rèn)。
影像輸入設(shè)備“攝像機(jī)”,輸出設(shè)備“監(jiān)視器”。通過(guò)佳能推出的產(chǎn)品群,可從起點(diǎn)到終點(diǎn)實(shí)現(xiàn)更高水平的工作流程,并推動(dòng)電影制作開(kāi)始向下一個(gè)階段邁進(jìn)。
※ 實(shí)現(xiàn)寬闊動(dòng)態(tài)范圍帶來(lái)的豐富灰階的佳能數(shù)字電影攝像機(jī)特有的記錄方式

采訪與撰稿
山路 達(dá)也(Yamaji Tatsuya)
1970年出生。曾擔(dān)任雜志社編輯工作,后獨(dú)立成為自由撰稿人/編輯人。目前活躍在IT、科學(xué)、環(huán)境領(lǐng)域,從事采訪和寫(xiě)作活動(dòng)。
著書(shū)有《Apple、Google成為神的日子》(與他人合著)、《新超傳導(dǎo)入門》、《Google的72小時(shí)》(與他人合著)、《彈言》(與他人合著)等。
此次“訪談”的研發(fā)人員
