從2000年開始到2011年數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電影拍攝已經(jīng)十二年了，在數(shù)字攝影機技術(shù)發(fā)展的歷史上有幾個關(guān)鍵點值得總結(jié)。2000年索尼的HDW-F900首次采用了高清電視的24P格式，從此開始了電影數(shù)字化拍攝的進程。2003年索尼的HDC-F950和湯姆遜的Viper在高清24P的基礎(chǔ)上首次實現(xiàn)了10比特4:4:4RGB全帶寬輸出和記錄，同時Viper首次采用了RGB原始數(shù)據(jù)和FilmStream對數(shù)伽瑪輸出，開始接軌數(shù)字中間片制作流程。在RGB原始數(shù)據(jù)和對數(shù)伽瑪?shù)幕A(chǔ)上，同年ARRI的D-20和Panavision的Genesis首次采用了單片S35mm全畫幅成像器件，可以直接使用35mm電影鏡頭。還是在2003年，DALSA發(fā)表了Origin，首次采用拜爾原始數(shù)據(jù)輸出、文件化記錄，徹底脫離了高清電視的技術(shù)軌道。

圖1.數(shù)字攝影機技術(shù)發(fā)展的幾個關(guān)鍵點

      2007年REDONE首次把拜爾原始數(shù)據(jù)經(jīng)過大比率壓縮后記錄在CF卡上，實現(xiàn)了數(shù)字攝影機的低成本和小型化。2010年ARRI的ALEXA首次在數(shù)字攝影機上實現(xiàn)了ISO800靈敏度和14檔光圈寬容度，使數(shù)字攝影機的寬容度達到了彩色負片的最高水平。2011年索尼發(fā)表F65，用8K像素成像器件同時實現(xiàn)了4K分辨率和14檔光圈寬容度，超越了35mm膠片的拍攝質(zhì)量。

      在技術(shù)上數(shù)字攝影機的重點首先是成像器件，成像器件的性能直接決定了攝影機的分辨率、寬容度、噪波和色域，其次是記錄碼率，碼率高低直接決定了記錄圖像的質(zhì)量，最后是攝影機與后期數(shù)字中間片制作流程的融合，這關(guān)系到制作圖像質(zhì)量。下面就從這三個方面深入分析數(shù)字攝影機技術(shù)的最新發(fā)展。

      4K數(shù)字電影

      目前，電影的數(shù)字中間片制作和數(shù)字影院放映都支持2K和4K分辨率，質(zhì)量最好的4K電影采用65mm膠片拍攝后掃描成6K或8K數(shù)據(jù)，用4K數(shù)字中間片工藝制作。由于65mm膠片拍攝的成本太高，洗印、掃描困難，大量的4K電影都是用35mm膠片拍攝后掃描成4K數(shù)據(jù)，用4K數(shù)字中間片工藝制作的。很明顯，65mm膠片拍攝的4K電影圖像質(zhì)量要比35mm膠片好。

表1.4K電影制作流程

      4K電影采用膠片拍攝的原因是現(xiàn)有的數(shù)字攝影機分辨率還達不到4K，盡管市場上已經(jīng)有4K像素的數(shù)字攝影機，但4K像素并不能實現(xiàn)4K分辨率。根據(jù)美國電影攝影師協(xié)會（ASC）和美國制片人協(xié)會（PGA）2009年6月對當時市場上幾種主要數(shù)字攝影機的測試結(jié)果，所有機型都未能達到4K分辨率。

      實現(xiàn)了65mm膠片拍攝效果的數(shù)字攝影機

      2011年NAB展會上索尼發(fā)表了最新一代數(shù)字攝影機F65，索尼獨創(chuàng)的8KCMOS成像器件使F65在分辨率、寬容度、靈敏度和色域等關(guān)鍵性能上達到了65mm膠片的拍攝效果，實現(xiàn)了4K制作流程中最后也是最困難的拍攝數(shù)字化，是世界上第一臺在圖像質(zhì)量上全面超越35mm膠片拍攝質(zhì)量的數(shù)字攝影機，這也是索尼新一代數(shù)字攝影機取名F65的原因。

圖2.實現(xiàn)了65mm膠片拍攝效果的F65

      F65的核心是索尼最新研發(fā)的8KCMOS成像器件，總像素數(shù)量2,000萬，其像素密度是傳統(tǒng)4K拜爾濾色片成像器件的2倍，在保持更大寬容度的同時大大提高了分辨率，有利于后期特效處理。8KCMOS成像器件的尺寸相當于35mm膠片的3齒孔畫幅，可以使用電影行業(yè)的所有35mmPL接口鏡頭和35mm膠片攝影機的輔助攝影器材。F65輸出16比特原始數(shù)據(jù)（RAWData），能夠提供高清、2K和真正的4K原始分辨率，構(gòu)建完整的端到端4K制作流程。

      8KCMOS成像器件的最高拍攝速度可以達到每秒120幀，成像器件的性能配合16比特原始數(shù)據(jù)輸出使F65成為第一個支持AcademyIIF-ACES（Academy圖像交換框架–學(xué)院彩色編碼規(guī)范）的數(shù)字攝影系統(tǒng)。F65還被設(shè)計成具備多種制作用途，包括3D支架和斯坦尼康（穩(wěn)定器）拍攝，以及輕便的可分離T型頭配置。此外，機械旋轉(zhuǎn)快門選件完全消除了CMOS成像器件固有的果凍（運動圖像變形）效應(yīng)。安裝在攝影機后部的便攜式記錄單元SR-R4可以把F65輸出的16比特原始數(shù)據(jù)記錄在索尼最新研發(fā)的SR存儲卡內(nèi)，SR存儲卡具有數(shù)據(jù)保護功能，容量分別為256GB、512GB和1TB，最高讀寫速度超過5Gbps。

圖3.F65使用的S35全畫幅8KCMOS成像器件

      圖像質(zhì)量

      數(shù)字攝影機（包括高清攝像機）的圖像質(zhì)量取決于分辨率、寬容度、噪波以及色域，其中最重要的是分辨率和寬容度。數(shù)字圖像是由有限像素陣列構(gòu)成的，分辨率體現(xiàn)了攝影機再現(xiàn)圖像細節(jié)的能力，而寬容度則體現(xiàn)了每個像素能夠表達的最亮和最暗部之比的能力。對數(shù)字圖像的質(zhì)量來說分辨率很重要，但寬容度同樣重要，因為圖像是由不同基色的不同灰度變化構(gòu)成的，能夠再現(xiàn)的圖像細節(jié)越多、寬容度越大表現(xiàn)的拍攝對象就越真實，圖像質(zhì)量越好。表2列出了不同攝影設(shè)備分辨率和寬容度的性能，可以看到，35mm和65mm彩色負片的分辨率和寬容度都高于高清電視攝像機，這就是膠片拍攝質(zhì)量優(yōu)于高清攝像機的原因。此外，噪波越小、再現(xiàn)的色域范圍越大數(shù)字圖像的質(zhì)量就越好。

表2.圖像質(zhì)量

      既然分辨率和寬容度對圖像質(zhì)量同等重要，下面就來分析一下這兩個指標之間的關(guān)系。

      35mm全畫幅數(shù)字攝影機與高清攝像機的差別主要是鏡頭和成像器件。鏡頭對圖像質(zhì)量的重要性無需贅述，數(shù)字攝影機比高清攝像機圖像質(zhì)量更好的原因之一就是電影鏡頭的質(zhì)量普遍優(yōu)于高清電視鏡頭。廣播級高清攝像機采用3片2/3英寸成像器件，棱鏡分色，每個成像器件只產(chǎn)生一種基色的圖像，使用2/3英寸B4接口鏡頭。35mm全畫幅數(shù)字攝影機采用單片成像器件，在一個成像器件上產(chǎn)生三種基色的圖像，使用35mmPL接口鏡頭，圖4示出了B4與PL接口鏡頭后距的差別。

圖4.B4與PL鏡頭的后距

      棱鏡分色是目前質(zhì)量最好、光利用率最高的分色方式，缺點是體積比較大。高清電視攝像機的B4接口鏡頭是專為棱鏡分色系統(tǒng)設(shè)計的，其后距（法蘭距）為48mm，可以容納2/3英寸分色棱鏡。從圖4可以看到，35mmPL接口鏡頭的后距是52mm，比B4鏡頭的后距還要大一些。不過，35mm全畫幅成像器件的尺寸是2/3英寸成像器件的2.5倍，以成像器件的尺寸來計算適用于35mm全畫幅成像器件的棱鏡尺寸至少是2/3英寸棱鏡的2倍，需要占用100mm以上的空間，大大超過了PL接口鏡頭的后距。因此，對使用35mmPL接口鏡頭和全畫幅成像器件的數(shù)字攝影機來說，由于鏡頭后距空間無法容納分色棱鏡，使用單片成像器件是唯一的選擇。

      1.像素數(shù)量與分辨率

在棱鏡分色系統(tǒng)中分辨率與成像器件的像素數(shù)量相同，高清攝像機使用的成像器件有效像素數(shù)量是1920×1080，因此RGB三基色的分辨率都是1920×1080像素，由RGB三基色合成的黑白分辨率也是1920×1080像素。

      單片成像器件拍攝彩色圖像時必須在每個像素上覆蓋濾色片，RGB濾色片交錯排列，每個像素只能采集R、G或B基色中的一個。與棱鏡在3維空間上實現(xiàn)分色不同，濾色片是在2維空間上實現(xiàn)分色，因此分辨率與像素數(shù)量成正比但并不相同，無論什么類型的濾色片，其分辨率都低于成像器件的像素數(shù)量。例如，F(xiàn)35采用了條柵濾色片，水平方向1920×3=5760像素，垂直方向1080×2=2160像素，由于采用了雙像素讀出技術(shù)，垂直方向上的2個相同基色像素被作為1個像素讀出，因此RGB三基色的分辨率都是1920×1080像素。

      數(shù)碼相機和數(shù)字攝影機的單片成像器件大都使用拜爾濾色片（BayerPattern）分色，R和B的像素數(shù)量分別是水平和垂直方向像素數(shù)量的一半，正交排列，G像素斜交排列，把相鄰行和列像素合并計算時G像素數(shù)量與水平和垂直方向像素數(shù)量相同，對角線方向減半。

圖5.不同濾色片像素結(jié)構(gòu)比較

      2.分辨率與寬容度

      像素數(shù)量越多分辨率就越高，而成像器件尺寸不變時像素數(shù)量越多每個像素的面積就越小，靈敏度和寬容度越低，因此分辨率與靈敏度、寬容度是矛盾的。以4K拜爾濾色片為例，4K拜爾像素的分辨率是2K，實現(xiàn)4K分辨率需要8K拜爾像素，有效像素數(shù)量3540萬，成像器件尺寸不變時每個像素的面積只有4K拜爾像素時的1/4，在像素光電轉(zhuǎn)換性能不變的情況下靈敏度和寬容度將降低2檔光圈。這就是說在現(xiàn)有的技術(shù)條件下增加像素、提高分辨率是很容易的，但成像器件尺寸不變時像素數(shù)量越多分辨率越高靈敏度和寬容度就越低，因此，4K攝影機的最大挑戰(zhàn)是同時提高分辨率和寬容度。

圖6.分辨率（像素密度）與靈敏度/寬容度的矛盾

      3.Q67濾色片

      為了解決分辨率與寬容度之間的矛盾，F(xiàn)65的8KCMOS成像器件采用了兩項新技術(shù)。首先是新的像素排列方式，圖7示出了8KCMOS成像器件Q67濾色片與4K拜爾濾色片像素排列的比較。從圖中可以看到，新的成像器件濾色片排列方式與拜爾濾色片的最大差別是圖形旋轉(zhuǎn)了45度，全部像素排列由正交變?yōu)樾苯?，但G像素的排列由拜爾濾色片的斜交變成了正交，R和B像素排列則變成了斜交。由此帶來的變化是像素利用率由拜爾濾色片的33.3%提高到了67%，用兩倍像素密度實現(xiàn)了拜爾濾色片四倍像素密度才能達到的分辨率，這也是Q67濾色片名稱的由來。

圖7.拜爾與Q67濾色片的比較

圖8.拜爾與Q67成像器件的比較

圖9.不同分色方式的像素結(jié)構(gòu)比較

      4.更薄的內(nèi)部連接層結(jié)構(gòu)

      8KCMOS成像器件的另一項新技術(shù)是內(nèi)部連接層由傳統(tǒng)CMOS的鋁改為銅，這使連接層的厚度減小了40%，有效提高了靈敏度和寬容度。采用上述兩項新技術(shù)后，盡管8KCMOS的像素密度是F35成像器件的3倍，但F65的靈敏度達到了ISO800，寬容度達到了14檔光圈，比F35的靈敏度ISO450、寬容度12檔光圈有大幅提高。

圖10.CMOS成像器件像素剖面圖比較

      5.更寬廣的色域，支持AcademyIIF-ACES標準

      F65的8KCMOS成像器件實現(xiàn)了比彩色負片更寬廣的色域再現(xiàn)范圍，能夠真實地還原被攝物的原始質(zhì)感，并為后期調(diào)色處理預(yù)留了更大空間。此外，F(xiàn)65還支持最新的后期制作標準AcademyIIF-ACES（Academy圖像交換框架–學(xué)院彩色編碼規(guī)范）。

圖11.色域比較

      AcademyIIF（ImageInterchangeFramework）-ACES（AcademyColorEncodingSpecification）也簡稱為AMPAS-IIF（TheAcademyofMotionPictureArtsandSciences-IIF），是美國電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院為提高電影、電視制作質(zhì)量而提出的新一代制作標準。美國電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院引入IIF的目的是用更高的精度整合膠片與數(shù)字拍攝資源，消除不同圖像格式轉(zhuǎn)換時的彩色誤差，在不同設(shè)備的流程之間提供改善的彩色管理，以高精度母版為基準支持膠片和數(shù)字電影、電視等多種發(fā)行方式。除索尼F65外，其它主要攝影機廠商也在考慮支持IIF，美國電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院已經(jīng)向SMPTE提出標準化申請，AcademyIIF-ACES有望成為全球統(tǒng)一的數(shù)字電影、電視母版制作標準。

      為了說明IIF，需要簡單介紹一下電視空間、對數(shù)空間和直線（線性）空間的概念。空間是伽瑪和色域的統(tǒng)稱，只有拍攝和顯示空間相同時才能正確再現(xiàn)圖像的對比度和彩色，當拍攝與顯示空間不同時必須進行空間轉(zhuǎn)換。

      伽瑪是灰度特性，在電子成像技術(shù)中就是光電轉(zhuǎn)換特性。顯像管的光電轉(zhuǎn)換特性并不是直線而是非線性的指數(shù)特性，也就是反對數(shù)特性，而成像器件的光電轉(zhuǎn)換特性是直線性的。為了補償顯像管的非線性指數(shù)特性，必須在攝像機內(nèi)對輸出信號進行與指數(shù)特性相反的對數(shù)變換，才能在顯像管上顯示出正常對比度和彩色的圖像，這就是電視伽瑪。因此，電視伽瑪?shù)某跏紒碓词秋@像管的反對數(shù)（指數(shù)）原生特性。

圖12.電視伽瑪示意圖

      如果把顯像管的指數(shù)特性視為電視空間，要想在顯像管上也就是電視空間內(nèi)顯示正常對比度和彩色的圖像，就必須使送往顯像管的信號符合電視空間的伽瑪特性。實際上盡管顯像管已經(jīng)退出了歷史舞臺，但目前幾乎所有圖像顯示設(shè)備仍然在使用電視伽瑪，液晶電視、監(jiān)視器、電腦顯示器以及投影機、數(shù)字電影放映機和LED屏的顯示器件光電轉(zhuǎn)換特性與顯像管完全不同，但其總的光電轉(zhuǎn)換特性都被模擬成顯像管的非線性指數(shù)特性。

      早期電視行業(yè)采用電視伽瑪是為了校正顯像管的非線性，但由于人眼的原生特性是對數(shù)的，電視伽瑪正好利用了人眼的非線性對數(shù)特性，在人眼敏感的暗部分配了更多的電平資源，而在人眼不敏感的亮部分配較少電平資源，起到了合理利用電平（量化）資源的作用，相當于在傳輸或記錄前對動態(tài)范圍進行了壓縮，用較少的量化資源再現(xiàn)了較大的動態(tài)范圍。例如，考慮到人眼的特性采用10比特量化的電視伽瑪精度與14比特直線伽瑪相當，但10比特時的傳輸碼率比14比特降低了近30%，很明顯非線性對數(shù)特性的電視伽瑪節(jié)省了碼率資源，這就是在顯像管已經(jīng)退出歷史舞臺的情況下電視伽瑪仍然被各種圖像顯示設(shè)備繼續(xù)使用的原因。

圖13.彩色負片與對數(shù)伽瑪?shù)母泄馓匦裕▽?shù)坐標）

      再來看看電影的對數(shù)伽瑪。這是彩色負片與對數(shù)伽瑪?shù)母泄馓匦郧€圖，請注意，其水平和垂直坐標軸使用的都是對數(shù)坐標。

圖14.直線伽瑪轉(zhuǎn)換成對數(shù)伽瑪

      電影負片的原生特性也是對數(shù)的，當前電影行業(yè)普遍使用的數(shù)字中間片技術(shù)流程是柯達以膠片的對數(shù)特性為基礎(chǔ)制定的，彩色負片掃描的DPX文件是對數(shù)的，數(shù)字中間片的調(diào)色、制作也都在對數(shù)空間完成，因此可以把膠片的對數(shù)伽瑪特性稱為對數(shù)空間。這就是說，電影伽瑪?shù)某跏紒碓词遣噬撈膶?shù)原生特性。因此，把成像器件的直線特性轉(zhuǎn)換成與膠片相同的特性時需要進行對數(shù)變換。與電視伽瑪一樣，電影伽瑪也正好利用了人眼的非線性對數(shù)特性，起到了合理利用膠片密度資源的作用?？紤]到人眼的特性12比特對數(shù)伽瑪?shù)木扰c16比特直線伽瑪相當，但12比特文件比16比特文件小25%，因此采用非線性的對數(shù)伽瑪可以節(jié)省存儲資源。

圖15.電視與電影伽瑪?shù)膮^(qū)別

      雖然電視與電影伽瑪都是對數(shù)特性，但兩者的校正范圍不同。根據(jù)ITU-R709標準規(guī)定，電視伽瑪對數(shù)校正的范圍是0-109%，只對正常拍攝的范圍進行對數(shù)校正，比峰值白更亮的區(qū)域不做校正。因此，采用ITU-R709理論值時被攝物的高光部分被全部消掉，成為一片“死白”。為了能再現(xiàn)比峰值白更亮的景物層次，電視攝像機采用了拐點處理的方法。拐點就是對輸入信號幅度超過一定值的高亮度電平部分降低靈敏度，占用比較少的電平資源，這樣雖然高亮度區(qū)域?qū)Ρ榷容^小但其灰度層次仍然能得以表現(xiàn)。

圖16.電視伽瑪?shù)睦碚撝蹬c實際值

      電影對數(shù)伽瑪?shù)男Ｕ秶藦淖畎档匠^峰值白亮度幾倍的全部曝光區(qū)域，沒有電視伽瑪?shù)南拗?，因此在顯像管的電視空間內(nèi)顯示電影對數(shù)伽瑪圖像時就顯得很灰，對比度和彩色飽和度不足。要想正確顯示對數(shù)空間圖像的對比度和彩色，必須使用符合電影對數(shù)空間特性的顯示器。

圖17.電視、電影與直線伽瑪?shù)奶匦员容^

      因此，在電視空間拍攝、制作的圖像必須在電視空間的顯示設(shè)備上才能呈現(xiàn)正常的對比度和彩色，而在電影對數(shù)空間拍攝、制作的圖像只有在對數(shù)空間的顯示設(shè)備上才能呈現(xiàn)正常的對比度和彩色。同理，如果攝像機和監(jiān)視器都工作在直線性的空間時也能顯示正常的對比度和彩色。在影視制作的整個流程中，只有拍攝、制作和顯示設(shè)備都處于相同的空間時才能實現(xiàn)“所見即所得”，顯示真實對比度和彩色的圖像，當拍攝和顯示空間不同時顯示的圖像對比度和彩色就會出現(xiàn)異常。

圖18.伽瑪空間匹配

圖19.伽瑪空間不匹配

      實際上除極少數(shù)專業(yè)監(jiān)視器支持電影的對數(shù)伽瑪外，目前市場上幾乎所有監(jiān)視器、顯示器和投影機都采用電視伽瑪，也沒有直線伽瑪?shù)谋O(jiān)視器產(chǎn)品銷售。因此，在對數(shù)和直線伽瑪空間制作節(jié)目時大多數(shù)情況下仍然需要使用電視空間的監(jiān)視器、投影機顯示圖像，這時就需要把對數(shù)或直線伽瑪空間的圖像用LUT（LookUpTable）轉(zhuǎn)換成電視空間才能顯示正常對比度和彩色。

      習(xí)慣上電影行業(yè)把電視伽瑪稱為“線性”，而在電視行業(yè)中“線性”是指直線特性，為避免混亂本文沒有使用“線性”這個詞，描述直線特性時均使用“直線”。

圖20.伽瑪空間不匹配時的空間轉(zhuǎn)換

      與伽瑪特性類似，拍攝和顯示的色域范圍相同是正確再現(xiàn)彩色的基礎(chǔ)。拍攝色域比顯示色域范圍大時直接的表現(xiàn)就是顯示的彩色飽和度比實際景物彩色飽和度低，拍攝色域比顯示色域小時顯示的彩色飽和度比實際景物彩色飽和度高，只有拍攝與顯示色域相同時顯示的彩色飽和度才與實際景物的彩色飽和度相同。實際上色域范圍相當于度量的標尺，只有在拍攝和顯示時使用相同的標尺度量彩色飽和度時才能得到相同的數(shù)值，相同的飽和度用不同刻度的標尺度量時得到的數(shù)值是不同的。因此，當拍攝與顯示設(shè)備的色域不同時必須對圖像的色域進行校正。

圖21.不同色域表現(xiàn)相同彩色時飽和度的差別

      制定IIF的主要原因是Academy認為膠片已經(jīng)不再是影視制作中的主要交換格式，數(shù)字即將成為主要拍攝手段，而現(xiàn)有的圖像和編碼格式都是以電影或電視伽瑪為基礎(chǔ)制定的，難以滿足高質(zhì)量母版制作的需求。IIF是基于16比特直線伽瑪?shù)母呔饶赴嬷谱鳂藴?，支持高寬容度、大色域圖像制作，是超越現(xiàn)有電視空間、對數(shù)空間的直線空間制作標準。實際上在IIF之前工業(yè)光魔（IndustrialLightandMagic）的OpenEXR格式就已經(jīng)開始使用16比特直線伽瑪，OpenEXR格式也被ACES吸收，成為IIF標準的一部分。

圖22.AcademyIIF-ACES工作流程

      由于歷史的原因電視行業(yè)使用的電視伽瑪和電視色域（電視空間）來自顯像管的原生特性，電影行業(yè)使用的對數(shù)伽瑪和電影色域（對數(shù)空間）來自彩色負片的原生特性，而數(shù)字攝影機成像器件的原生特性是直線性的，在現(xiàn)有的框架下需要把這種直線特性轉(zhuǎn)換成電視或電影伽瑪后再進行制作。IIF的核心是用高精度16比特直線伽瑪與人眼可見色域相同的大色域制作母版以保持最高精度的圖像質(zhì)量，然后再根據(jù)需求轉(zhuǎn)換成符合電視空間或?qū)?shù)空間顯示的圖像文件。由于IIF工作在直線空間，因此在制作過程中必須使用LUT將直線空間轉(zhuǎn)換成適合大多數(shù)監(jiān)視器和投影機顯示的電視空間，才能實現(xiàn)制作時的“所見即所得”。

      IIF是后期制作領(lǐng)域的一場革命，它重新定義了色域、16比特半浮點彩色編碼ACES、16比特膠片密度編碼ADL、不同空間轉(zhuǎn)換的基準渲染轉(zhuǎn)換RRT、基準白、基準灰以及膠片掃描儀、膠片記錄儀的特性和校對方式，使其適應(yīng)高質(zhì)量母版制作的要求。

      6.實現(xiàn)65mm膠片的拍攝效果

      8KCMOS成像器件不但提高了分辨率和寬容度，還有效地減少了拜爾濾色片固有的假彩色現(xiàn)象，圖23和圖24示出了F65與4K拜爾濾色片攝影機圖像的比較。

圖23.F65與4K拜爾濾色片攝影機的分辨率比較

圖24.F65減少了拜爾濾色片固有的假彩色現(xiàn)象

      7.SR存儲卡數(shù)據(jù)記錄

      F65輸出的16比特原始數(shù)據(jù)記錄在索尼新開發(fā)的SR高速存儲卡上，每秒24幀拍攝時原始數(shù)據(jù)的碼率為6.8Gbps（850MB/s），每幀畫面36MB。為節(jié)省記錄空間、提高變速拍攝的性能對原始數(shù)據(jù)進行了3.6:1左右的無損淺壓縮，每秒24幀拍攝時實際記錄在SR存儲卡上的碼率約為1.9Gbps（240MB/s），每幀畫面約10MB，與12比特2KDPX對數(shù)文件差不多，使用1TB存儲卡時可以記錄60分鐘原始數(shù)據(jù)素材。

圖25.F65數(shù)據(jù)文件記錄

      除了在SR存儲卡內(nèi)記錄高碼率原始數(shù)據(jù)外，在F65外部可以還安裝一個記錄單元，用較低碼率記錄與4K素材內(nèi)容、時碼完全相同的高清離線編輯代理文件，記錄在CF卡或其它存儲卡內(nèi)的代理文件可以直接在筆記本電腦上進行離線編輯，根據(jù)編輯決定表把需要的原始數(shù)據(jù)上載到數(shù)字中間片（DI）系統(tǒng)完成4K高質(zhì)量電影母版制作。

圖26.F65拍攝現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲

      現(xiàn)場拍攝時記錄在SR存儲卡內(nèi)的素材數(shù)據(jù)可以用讀卡器SR-PC4傳輸?shù)接脖P陣列或移動存儲設(shè)備內(nèi)，用PC/iPad/Android電腦或無線平板電腦可以通過瀏覽器界面對素材的選取和拷貝進行方便快捷的控制。SR-PC4還內(nèi)置了把8K原始數(shù)據(jù)通過簡單的De-Bayer運算轉(zhuǎn)換成高清圖像的功能，通過HD-SDI輸出接口或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器界面可以觀看素材內(nèi)容，選擇需要的片段。圖27是F65與其它兩種數(shù)字攝影機拍攝與存儲碼率的比較。

圖27.制作文件碼率比較

      8.機械快門、鏡頭元數(shù)據(jù)、平板電腦控制界面

      F65可以選裝與膠片攝影機一樣的機械旋轉(zhuǎn)快門，通過調(diào)整葉子板的開口角度控制曝光時間。其實CMOS與CCD一樣可以用電子快門控制曝光時間，但CMOS不像CCD一樣具有存儲功能。具有幀存儲功能的CCD以幀為單位讀出圖像，電子快門的作用相當于膠片相機上的全域快門（Globalshuttle，也稱為中心快門），可以完全替代機械快門的功能。而CMOS沒有幀存儲功能，是逐點、逐行順序讀出圖像數(shù)據(jù)的，相當于膠片相機中的滾動快門（Rollingshuttle，也稱為縫隙快門）。由于一幀圖像不是同時曝光而是分時曝光產(chǎn)生的，所以拍攝快速移動的物體時就會出現(xiàn)所謂的果凍效應(yīng)（Jelloeffect），其表現(xiàn)就是圖像變形。

圖28.F65旋轉(zhuǎn)快門選件和CMOS成像器件的果凍效應(yīng)

      機械快門的作用就是用遮擋的方法控制成像器件的曝光量，消除CMOS成像器件固有的果凍效應(yīng)。該選件還帶有內(nèi)置的ND濾鏡旋轉(zhuǎn)輪，可以方便地在鏡頭后面插入不同等級的灰片。
F65的PL鏡頭接口支持ARRI和Cooke格式的鏡頭元數(shù)據(jù)傳輸，攝影機能夠直接讀取這兩種格式的鏡頭元數(shù)據(jù)。F65還可以通過WiFi連接iPad/Android平板電腦，安裝相應(yīng)的應(yīng)用軟件后現(xiàn)場工程師或攝影師就可以用平板電腦對攝影機進行無線控制并設(shè)置各項參數(shù)。

圖29.平板電腦控制界面

      9.性能比較

      表3列出了目前市場上最熱門的三種S35全畫幅數(shù)字攝影機性能比較。

表3.S35全畫幅數(shù)字攝影機比較

      F65工作流程

      8KCMOS成像器件的圖像信號經(jīng)14比特直線量化后用16比特碼流輸出，經(jīng)過無損淺壓縮后記錄在SR存儲卡內(nèi)。這些原始數(shù)據(jù)就像膠片上記錄的影像一樣，可稱為“數(shù)字負片”，除了無損淺壓縮編碼外沒有經(jīng)過任何處理，包括了成像器件產(chǎn)生的所有原始影像信息。不過，這些原始數(shù)據(jù)還不能直接用于制作，必須轉(zhuǎn)換成某種格式的圖像文件。

      例如，采用直線空間的IIF-ACES制作流程時，需要用IDT（輸入設(shè)備轉(zhuǎn)換，InputDeviceTransform）把數(shù)字負片轉(zhuǎn)換成16比特直線伽瑪?shù)腁CES文件，由于原始數(shù)據(jù)本身就是16比特直線伽瑪文件，因此IDT只需要解碼、De-Bayer以及色域變換三個步驟就可以把原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ACES文件了，見圖22。

圖30.使用現(xiàn)有DI設(shè)備時F65的RAWData工作流程

      使用現(xiàn)有的對數(shù)空間數(shù)字中間片流程時需要把數(shù)字負片轉(zhuǎn)換成10或12比特DPX對數(shù)文件，這需要三個步驟。首先是解碼，把經(jīng)過淺壓縮的文件解壓縮還原為原始數(shù)據(jù)，然后是De-Bayer也就是分離RGB并對R和B進行插值運算，把8K原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4KRGB數(shù)據(jù)，接著把16比特直線量化的RGB文件轉(zhuǎn)換成10或12比特對數(shù)伽瑪DPX文件，之后就可以使用與膠片拍攝完全相同的流程進行后期制作了，這三個步驟可以用安裝在現(xiàn)有數(shù)字中間片制作設(shè)備中的SDK插件完成。

      實際上從F65的數(shù)字負片文件中可以得到多種格式圖像文件，包括12或10比特8K對數(shù)文件（8K像素內(nèi)插運算）、8K超高清電視視頻（7680×4320像素，內(nèi)插運算）、4KDPX對數(shù)文件（G是真4K，R和B內(nèi)插運算）、4K超高清電視視頻（3840×2160像素）、2KDPX對數(shù)文件（G是過取樣，R和B簡單運算，無內(nèi)插）、高清（1920×1080像素）視頻等。F65拍攝的數(shù)字負片素材既可以用4K數(shù)字中間片流程制作4K母版，也可以用2K流程制作2K母版，還可以制作高質(zhì)量的高清電視節(jié)目。

      索尼已經(jīng)與后期制作設(shè)備廠家、制作公司達成合作協(xié)議，安裝相應(yīng)的SDK插件后這些設(shè)備和制作公司可以將F65拍攝的原始數(shù)據(jù)直接用于數(shù)字中間片流程。這些廠家和公司包括Adobe?Premiere?Pro，AJA，AppleFinalCutPro，ASSIMILATE，Avid’sMediaComposer?，BlackmagicDesign，DaVinciResolve，Colorfront，Deluxe，DigitalFilmTree，EFILM，F(xiàn)ilmLight，F(xiàn)otokemnextLAB，TheFoundry，ImageSystems’Nucoda，LightIron，SonyVegas?Pro，ThePixelFarm?，Quantel，YoYotta。