国家大剧院版歌剧电影《阿依达》4K录制技术分析

孙 洋

（国家大剧院 影视节目制作部，北京 100031）

视频技术

国家大剧院版歌剧电影《阿依达》4K录制技术分析

孙 洋

（国家大剧院 影视节目制作部，北京 100031）

介绍和分析了中国国家大剧院制作采用超高清4K技术拍摄录制歌剧电影《阿依达》的过程和技术细节。

歌剧电影；4K技术；录制技术；国家大剧院；超高清摄影机

歌剧《阿依达》是威尔第最具代表性的作品之一，描绘了古埃及时代的爱情悲剧，场面宏大壮观，旋律优美动人，深具东方情调，是世界歌剧舞台上常演不衰的经典剧目。2015年1月20日～26日，伴随中国国家大剧院版《阿依达》的首演，国家大剧院采用了4K（超高清）视频技术同期摄制了歌剧电影《阿依达》，记录下逼真恢宏的舞台场景布置，以及指挥大师祖宾·梅塔与女高音歌唱家和慧率领众多世界一线歌剧明星奉献的精彩演出。这是国内首次将超高清4K影像的拍摄录制技术应用于歌剧舞台。

1 录制准备

此次录制，国家大剧院特别邀请了来自意大利的导演及制作团队进行拍摄制作。技术人员不断测试、沟通和比较，特别是考虑到4K影像在局部动态范围、画质与景深、边缘解析能力、边缘画质、全景动态范围与解析力方面的强大优势，最终拍摄设备定型为当前主流的超高清4K摄影机PMW-F55。图1和图2分别为测试阶段，高清摄像机与超高清摄影机边缘画质和局部动态范围比较。

1.1 设备选用和技术要求

所选用的摄影机具有全域电子快门，14档光圈宽容度，4 096×2 160单片CMOS成像器件等特点。关于镜头，考虑在较低照度下、长焦距的应用。经过多次商讨，确定为3支安琴（Angenieux Optimo）28～340镜头（T2.8），1支富士85～300镜头（T2.9），1支安琴24～290镜头（T2.9），2支富士19～90镜头（T2.9），1支阿莱45～250镜头（T2.6）共8支镜头，所有这些镜头都是为了尽量满足上述两个要求：大光圈，长焦。

如果说，从标清时代到高清时代的过渡，伴随着令人兴奋的高清晰度和逼真的色彩还原度的，是对拍摄操作更加严格的要求，需要更艰辛的对焦和更考究的构图。现在由高清到4K的过渡则有过之而无不及。综上所述，低照度就需要大光圈，又加上经常要进行长焦的拍摄，所以此次跟焦的操作就更是难上加难了。使得原本就很难观测到的焦平面更是像一层纸一样薄，不夸张地说，演员往前迈一步或者往后退一步都有可能虚焦。

1.2 拍摄格式

关于拍摄的格式，摄影机可以录制XAVC格式的4K信号，又可以利用AXS-R5记录单元记录无损的RAW文件。因本次录制视频导演并不在现场通过视频切换台剪切出最终的PGM（PROGRAM）信号，而是每台摄影机在导演的调度指令下单独拍摄录制。所以只能多机位同时录制，考虑到RAW文件的码率很高（帧率50 P的时候为2.4 Gbps），一场歌剧下来要3个小时左右，又是6个摄像机同时录制，一共需要录制3场演出，数据量之大不可想象。所以最后确认还是利用128 G的SxS卡本机录制XAVC格式的4K文件。接下来要确认的是拍摄的格式，即帧率。F55适用于中国区域，可以录制24 P、25 P、50 P等不同帧率。但设置这些格式的目的却是不同的。如果目的是把成片用作数字电影，最好采用24 P格式，这样以后制作数字中间片及院线播放的时候是很方便的。但如果目的只是制作电视剧或出版DVD的话，最好还是要采用25 P或50 P。此次国家大剧院歌剧电影的制作计划恰好兼具了两者。计划先是制作编辑好后在院线大银幕放映，然后再制作成DVD等音像产品发行。所以，格式的问题迟迟确定不下来。直到第一场演出前才最后确定拍成50 P的格式，保留下了最高帧率格式的原始素材。

2 节目的录制流程

2.1 摇臂的应用

这次歌剧《阿依达》的演出分A、B两组演员，A组演员录制4K版本，B组演员要录制1 080 /50 i高清版本同时进行网络直播，设备使用了4K和HD两套系统。因为是录制演出的现场实况，为照顾现场观演感受，避免摇臂会影响到观众，特设在最后一场正式彩排时安排了一次摇臂的“专场”，使用两套摇臂拍摄特殊角度的镜头。

此次共需要两套摇臂拍摄，使用了10 m的JIMMY JIB。意方最初计划使用两台PXW-FS7摄影机配合摇臂使用。考虑后还是决定使用F55加Cabrio系列的19～90镜头上摇臂。但摇臂（或类似的摇臂）都是为了电视镜头配置的伺服齿轮，齿轮的齿距是0.5，而这款19～90镜头是去年刚刚推出的4K电影PL接口的镜头，伺服齿距是0.8，所以不能匹配摇臂原本的伺服。最终决定用多通道无线伺服，同时控制聚焦和光圈。F55机身重量大概2.2 kg，而这款19～90的镜头约2.85 kg，所以架在普通摇臂上使用良好，配重也很好调整。PMW-F55本身的镜头卡口是FZ的，而标配PL转接环带有12芯触点，可以完美地配合Cabrio系列的镜头，读取镜头元数据（Metadata）并通过F55的高清输出给切换台（以透传数据元模式）而最终显示在监视器上，让技术总监获得第一手的镜头信息。

国内的摇臂使用人员操作摇臂的习惯不同，云台控制手把和伺服控制手把或左或右，抑或各自前后方向颠倒。但通常都是一人即可完成摇臂的所有操作，但是4K拍摄要参考电影拍摄的习惯来增加专门的跟焦人员和摄像助理，才能准确聚焦、变焦和控制光圈。意大利制作团队的要求3个人同时控制一套摇臂，一人负责臂身的起落摇移；一人负责云台的俯仰摇动和变焦。另一人负责跟焦和控制光圈。如何安排三个工位是个难点，我们进行了简单的改造；把摇臂的手把支架连同手把拆卸下来和Baby三脚架绑在了一起，在摇臂座旁合适的高度摆放监视器，虽然空间紧凑，但是合理解决了摇臂操作的问题。就这样，摇臂与F55和19～90镜头这一组合出色地完成了特殊运动镜头的拍摄。

4K视频的拍摄其实更类似于数字电影的拍摄，所以在应用F55进行4K拍摄时，要借鉴很多电影拍摄手法才可以更好地完成工作。从前述镜头的清单里可以看出所有的镜头都是电影镜头，所以伺服也改用了相应的微力变焦伺服和手动跟焦器，这样可以让摄像师更准确地操作，见图3、图4。

2.2 工作流程

在紧张的工作状态下也很难完成4K画面的精确聚焦，这也恰好是4K拍摄的难点。所以，需要专门的技术总监在负责保障所有机位的光圈协调外，仔细监看和审视所有机位的聚焦状态，见图5。因为这场节目录制的时候没有找到适合4K节目的实时录制的多通道录制服务器，所以就考虑到用F55的128 G SxS卡通过本机录制4KXAVC格式的素材。然后再把所有素材备份后进行后期编辑。而现场则通过F55的HDSDI输出高清信号，打开MLUT给到高清切换台，再由切换台同时输出PGM信号给两个PVM（Preview）技监，其中一个打开焦点检查功能，并且开启镜头元数据显示（只有PGM切换到富士镜头的时候才有）。焦点检查功能是将画面变成黑白信号显示，当焦点确定时就会在图像边缘添加高亮的边缘，如果焦点不稳定或失焦，则不会显示高亮边缘。此功能类似于摄像机寻像器的Peaking功能。这样，技术总监在确保各机位光圈值正确的情况下还能检查所有机位的焦点状态，再通过通话系统给各位摄像师提醒注意。

而导演和导演助理的任务就相对简单一些。因为歌剧的音乐部分是固定的，所以导演会在彩排场拍摄大全景机位作为制作脚本的画面依据，并且将其导入非编软件中添加台本进程及调机的配音形成语音脚本。在正式录制时，用笔记本的非编软件与舞台演出现场保持同步进行播放，这样将非编软件中记录的语音脚本播放到通话系统中，使得摄像和技术总监按照导演的要求进行机位调动和参数设置，这样做省却了凌乱嘈杂的录制机位调动过程，导演也可以有更多精力关注每个机位拍摄画面的有效性。而通话系统也相对特殊一些，导演和技术总监的通话传声器拾取的信号与笔记本的音频输出给一个便携调音台，由其将三路音频混到一起送给通话主站，再由主站串给各摄像机。每名摄像师通过有线单机腰包接收通话信息。

2.3 摄像机参数调整

4K拍摄时摄像机的设置并不仅仅是格式和帧率。由于数字电影摄影机拍摄时胶片负片与CCD或者CMOS对光的反应效果不同，这种差别影响图像暗部和高光部表现非常明显。根据摄影机的噪点以及成像设备的影调真实再现，摄影机设计了对数的编码曲线。考虑到歌剧的舞台灯光变换复杂，需要更大的宽容度来承载这些光的信息，从而更好地衬托和表现剧情。因此选用了摄影机伽玛S-log3，具有14档宽容度，甚至比S-log2能承载更多的灰度和层次，S-log3更适合歌剧这种低照度的节目。而色域的选择还是相应的确定为S-Gamut3.Cine/SLog3，毕竟还是要有大量的后期调色工作的，而且DCI P3的宽色域本身就是为数字电影而生。虽然DCI P3比Rec709有更宽的色域，但缺点就是对绿色格外敏感，细细观察F55本机输出的MLUT都会对比出其与实际光线下置景的差别。以至于制作团队都开始质疑是否要这么设置色域了。

最后，出于谨慎，还是采用DSC Lab的测试卡放到舞台中央，在节目开始时用摄像机先录制一小段测试卡参考视频，用作后期调色的参考。据了解，某些调色软件能够很方便地套用这个品牌的测试卡参考视频，即使视频中摆放的画面不是很规矩的平面，见图6。色温采用了预置的4 300 K，感光度是1 250 EI，不管是F55的SDI输出还是寻像器都加载了MLUT。

2.4 机位和镜头的安排

由于摄像机和镜头的资源有限，所以在摇臂专场时，除了确保两个摇臂安装19～90镜头以外，也需要趁彩排的机会多录制一些素材。机位安排见图7。为了不影响摇臂拍摄的画面，只在观众席的中间又摆放了三个机位，分别是正中间1号机安装安琴系列的24～290镜头，光圈T2.9，负责拍摄人群小全景，交待关系镜头。4号机和5号机都安装了同样的安琴28～340镜头，光圈T2.8，分别负责拍摄1号人物和2号人物的特写。在正式录制的时候就安排为：1号机挪到观众席最后一排后，安装富士19～90镜头，负责拍摄大全画面，无需摄像师值守操作；2号机和3号机安装同样的安琴28～340镜头，考虑到经常要进行变焦操作，所以特别安装了微力变焦器，分别定位在观众席前排的左右两侧；4号机安装阿莱的45-250镜头，5号机安装安琴的第三支带微力变焦器28～340镜头。4号机分别定位在观众席中后场较为接近舞台正中的位置；6号机安装安琴的24～290镜头；7号机安装富士的85～300镜头。6号机分别定位在观众席二层的两侧前排。8号机富士19～90镜头安装在乐池里仰拍指挥大师祖宾·梅塔。也是设置无人值守。除1号机和8号机外的其他机位在群演时；2、3号机负责分别左右扫视群演特写。5号机负责近全景。在独唱或二、三人演唱时，分别由2号机拍单人近景或特写。2号、3号机分抓两人特写。2号、3号、5号机分抓三人特写。4号机取全景，负责主唱和群演关系，或主唱和第二人物的关系。5号机还兼拍摄舞美置景和舞台环境，用来交代背景。6号、7号机由于位置和角度关系，特殊负责取侧全景，负责群演的场面调度。技术总监考虑到摄像机和镜头的匹配性，以及相应的参数调整，特别提了另外一条规定，所有的镜头和摄像机于24日和26日在拍摄时都保持住相应的配套及位置关系，不能调换。整体设备实现一体化拆装。

3 录制结束后的素材管理

歌剧《阿依达》共分4幕，总长约3个小时。每张128 G SxS卡可以录制大约32分钟的4K XAVC @50P的内容。每个摄像机配备了6张128 GSxS卡，一场节目下来素材量就超过6 T。为了加强录制资源管理，在发卡前编好号，并提前架设好两台上传电脑，安装相应软件进行简单浏览等操作，所有摄像师在拍完节目之后都要把记忆卡交给上传人员并签字确认。上传人员在负责建立相应的文件夹把素材按日期和机位归档。为了加快上载速度和降低风险，两名上传人员分别同时上载摄像机1～4和摄像机5～8的素材到两个硬盘阵列，然后再把两个阵列互相拷贝。

此后，还要及时回看检查调色效果，见图8。意大利制作团队同样需要及时回看拍摄素材，以便在下一场录制中及时调整拍摄方案，使用可以播放4K信号的UHDTV，通过F55机身上的HDMI 1.4的接口和线缆连接，用机身上的播放控制回看素材。

国家大剧院版《阿依达》首次将4K影像技术应用到歌剧电影项目，使用最新的影像技术展示舞台艺术精品，正是这种对品质与创新的不懈追求，成就了国家大剧院歌剧电影的专业性、艺术性、国际性。这将为观众带来以往欣赏舞台表演无法触及的视觉角度与清晰观感，许多被观众忽略的情节与演员表现细节也都得到充分展示。相信，通过我们的努力，更高清晰度的大银幕影像产品将为观众观赏歌剧打开一扇更为广阔的大门。

（编辑 张冠华）

Analyze 4K Recording Technology in Opera Film Aida Produced by NCPA

SUN Yang
(Programme Production Department, National Centre for the Performing Arts, Beijing 100031, China)

The paper introduced the shooting process of opera film Aida produced by National Center for Performing Arts, and analyzed technical details of 4K ultrahigh resolution.

opera film; 4K technology; recording technology; National Center for Performing Arts; Ultra HD camera

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.03.010