譚磊

【摘要】介紹4K超高清技術(shù)，從五個維度與高清技術(shù)進行對比;同時結(jié)合4K節(jié)目制作，總結(jié)其對燈光的影響和應(yīng)對方法。

【關(guān)鍵詞】4K超高清;分辨率;量化;幀速率;色域;動態(tài)范圍;燈光制作

文章編號：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.10.005

隨著4K技術(shù)的不斷成熟及大規(guī)模應(yīng)用，已經(jīng)有越來越多的電視節(jié)目由高清轉(zhuǎn)向4K超高清（UHD，UltraHigh Definition）制作。目前，包括中央電視臺（簡稱“央視”）在內(nèi)的一些電視臺也已開播4K超高清頻道。

4K相比于高清節(jié)目，最為大家所熟知的特點就是它的高分辨率以及高動態(tài)范圍。但是，僅僅就是這些嗎？還有哪些特點和變化會對電視節(jié)目的燈光制作產(chǎn)生影響？這些都是本文想要探討的話題。

1何為4K超高清

超高清是國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的“超高清UHD”標(biāo)準(zhǔn)，是HD（High Definition，高清）、FullHD（全高清）的下一代技術(shù)。國際電信聯(lián)盟發(fā)布的“超高清UHD”標(biāo)準(zhǔn)的建議，將屏幕的物理分辨率達(dá)到3840×2160（4KX2K）及以上的顯示稱之為超高清，所以4K和8K分辨率都可以稱為超高清。

24K超高清相比于高清的不同點

不同于高清對標(biāo)清僅僅是分辨率上的提升，4K對高清的提升是全方面的，一般用以下五個維度來量化。

2.1分辨率（空間分辨率）

這里的分辨率指的就是畫面的精細(xì)程度。全高清的分辨率是1920×1080，而4K的分辨率是3840×2160。如果是同樣尺寸的顯示設(shè)備，單位面積內(nèi)的像素密度就提升了4倍，這對畫質(zhì)的提升是非常明顯的。

2.2量化（灰度分辨率）

高清的量化深度是8bit，也就是畫面中從黑到白的過渡劃分為2°級，也就是有256級量化。4K能達(dá)到10bit甚至12bit，也就是量化深度提升到1024級甚至4096級。量化的提升對圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)是非常重要的，尤其是亮暗的層次及過渡會更好。

2.3幀速率（時間分辨率）

高清的幀速率是25幀/秒，目前4K能達(dá)到50幀/秒，今后還會提升到100幀/秒。幀速率的提高在表現(xiàn)運動畫面時，會對畫面的平滑度有很大的提升。

2.4色域（彩色分辨率）

高清時代的色域標(biāo)準(zhǔn)是Rec.709，4K的色域標(biāo)準(zhǔn)是Rec.2020。從圖1中可明顯看出，4K所能夠表現(xiàn)的顏色種類更多，有些高清時代無法顯示的顏色，4K都能得到展示。

2.5動態(tài)范圍（寬容度分辨率/對比度）

高動態(tài)范圍是超高清技術(shù)的一大特點，它的圖像畫面中最亮部分和最暗部分的比值遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍。高清的動態(tài)范圍是標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍，標(biāo)準(zhǔn)亮度最亮為100nit，最暗為0.1nit。所以，高清的動態(tài)范圍比值是1000：1，也就是10³。

到了4K超高清時代，它的動態(tài)范圍能達(dá)到10⁵以上，甚至10°，屬于高動態(tài)范圍（HDR）。動態(tài)范圍的提升，對于表現(xiàn)同一畫面亮度反差特別大的場景時，會有較好的表現(xiàn)。從圖2縱向坐標(biāo)加了亮度指標(biāo)的色域圖可以看到，Rec.2020色域相比Rec.709色域，在加了其對應(yīng)的亮度指標(biāo)后，整個色域空間體積大了很多。這表明，4K圖像的色彩表現(xiàn)相比于高清，不僅種類更多，而且層次和細(xì)節(jié)都要更加豐富，這也是4K與高清畫面最大的不同。

3對燈光制作的影響

從上述五個維度的對比可以看出，4K與高清相比，無論是畫質(zhì)，還是色彩表現(xiàn)，都有著巨大的提升。但是，這兩者技術(shù)原理的不同和技術(shù)參數(shù)的提升，對于燈光制作會帶來哪些新變化和新要求？以下結(jié)合實際工作經(jīng)驗，談一談筆者的看法。

3.1燈光照度要求提高

雖然現(xiàn)在的4K攝像機和高清攝像機都采用2/3英寸的成像器件，但由于4K攝像機相比高清攝像機，為了容納更多的高光，所采用的伽馬曲線將整個曲線的斜率壓得更平，故對燈光的照度要求也提高了。從目前的4K節(jié)目制作中也能感受到這一點，同一個節(jié)目、同一個場景如果想采用和高清一樣的光圈進行節(jié)目錄制，用燈的數(shù)量和照度會明顯增加。為了測定這個差值有多少，做了對比測試，測試結(jié)果見表1。

從表1可以看出，同照度下，4K攝像機光圈與高清攝像機相比差值大約為1檔，按照度看，大約是差一倍照度。有了這個參考依據(jù)，就需要燈光師在做4K節(jié)目設(shè)計時，提前考慮好這個差值，準(zhǔn)備足量燈具，做到有備無患。

3.2燈具顯色性更加重要

顯色性作為衡量光源對物體顏色呈現(xiàn)的真實程度的一個指標(biāo)，一直受到人們的重視。高清時代，燈具的顯色指數(shù)Ra≥85，才能滿足節(jié)目制作要求。在4K時代，目前沒有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定燈具的顯色指數(shù)要大于多少。但是，從個人使用經(jīng)驗而言，燈具顯色指數(shù)的要求應(yīng)該更加嚴(yán)格。因為4K畫面的清晰度、動態(tài)范圍、細(xì)節(jié)、層次都明顯優(yōu)于高清畫面，在這樣的放大效應(yīng)下，曾經(jīng)高清畫面尚可接受程度的色差和偏色就顯得不再可以接受，所以要求在節(jié)目制作時，盡量選擇高顯色指數(shù)的燈具。

3.3布光及光線控制更加嚴(yán)謹(jǐn)

不同于高清節(jié)目，4K畫面由于量化深度的提升，整個圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)尤其是亮暗的過渡更加平滑細(xì)膩，可以說亮中有層次，暗中也有層次。在進行4K節(jié)目布光時，經(jīng)常會遇到燈具的光心稍微偏離人臉，比如，當(dāng)脖子或者胸口最亮?xí)r，整個畫面里人臉就顯得暗淡不少，脖子或者胸口反而成了畫面中最亮的主體。

這些小的照度差別在高清時代，由于設(shè)備的量化深度級別不夠，是無法展示出來并被人眼所察覺的，而4K時代這些問題就需要引起重視。要求布光更加精細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)，光線的角度控制更加嚴(yán)格。此外，還要特別注意控制好雜散光，做到該亮的亮，該黑的地方一定黑。否則，4K攝像機會捕捉畫面里各種細(xì)小光線并如實展現(xiàn)出來，如果雜散光控制不好，整個畫面就會顯雜亂、顯“臟”、不夠通透等，嚴(yán)重影響畫面質(zhì)量。

3.4服飾顏色及舞美材質(zhì)更顯突出

高清節(jié)目，如果主持人穿白色的衣服會導(dǎo)致臉顯黑，常常采取保人臉正常曝光的方式，讓衣服適當(dāng)過曝。4K節(jié)目這種方法不可行，因為高動態(tài)范圍的原因，衣服不再會過曝，畫面上衣服會比臉亮，導(dǎo)致整個畫面中，作為主體的主持人面部不突出，白色高亮的衣服反而會成為畫面的重點。因此，要更加注意主持人的服飾，以免給節(jié)目制作帶來影響。此外，有些服飾、配飾或者舞美設(shè)施，因為材料容易反光，造成畫面中隨處可見高光點，例如主持人金屬材質(zhì)的胸針“搶鏡”問題，這些都需要格外注意。

3.5大光比制作成為可能

傳統(tǒng)的高清節(jié)目制作，受到高清攝像機標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍的限制，畫面光比不能過大，控制畫面光比是燈光師一項很重要的工作。而到了4K時代，由于HDR技術(shù)的加持，整個畫面可以容納更多高亮的細(xì)節(jié)，大光比反而會使畫面主體更加突出，層次感增強，更能體現(xiàn)出4K畫面的特點和優(yōu)勢。所以在4K節(jié)目制作時，不妨跳出傳統(tǒng)思維，嘗試適當(dāng)加大光比，提高反差，突出主體，也許能收到更好的效果。

4結(jié)語

任何一個新生事物從誕生到為人所熟知，都有一個循序漸進的過程。4K超高清技術(shù)作為當(dāng)下前沿、熱門的技術(shù)，人們對它的認(rèn)識和了解還在不斷地摸索中。相信隨著4K超高清技術(shù)的不斷進步和向前發(fā)展，燈光行業(yè)對它的應(yīng)對和處理也將更加游刃有余。

（編輯：王芳）