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多角度探索 | 关注度飙升的室内3D LED摄影棚

字体变大  字体变小 发布日期:2021-03-29  来源:行家说Talk  浏览次数:3521
核心提示:近年,自《曼达洛人》热播以来,随着虚拟可视化拍摄这一新的拍摄方式传入国内,它也逐渐被各影视工作室、新锐导演及拍摄团队所尝试,业界人士对这一技术方案展开的摸索和尝试表明了该拍摄方式的强大与可取之处——通过LED屏虚拟背景,让演员直接置身于“实景”中,大大节约了影视制作成本,这一革新制作手法,可直接取代传统绿幕,并能获得更高价值,正成为影视界和LED显示屏界均极为关注的一环。

导读:近年,自《曼达洛人》热播以来,随着虚拟可视化拍摄这一新的拍摄方式传入国内,它也逐渐被各影视工作室、新锐导演及拍摄团队所尝试,业界人士对这一技术方案展开的摸索和尝试表明了该拍摄方式的强大与可取之处——通过LED屏虚拟背景,让演员直接置身于“实景”中,大大节约了影视制作成本,这一革新制作手法,可直接取代传统绿幕,并能获得更高价值,正成为影视界和LED显示屏界均极为关注的一环。

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图注:《曼达洛人》剧照及现场设计图,LED屏幕的像素间距为2.84mm


   去年,户外裸眼3D LED显示屏爆红(详情),新年新气象,除了这一应用场景被产业界持续看好外,因国内疫情得到有效控制,被抑制的观影需求强势反弹,在春节档集中爆发,室内3D LED摄影棚的关注度也持续飙升。业界对于室内3D LED摄影棚,在软硬件制作上,与常规LED显示屏和走红的户外3D LED显示屏的「差异化」极为好奇。为此我们调研了利亚德、洲明、联建、雷曼、希达、奥拓、聚积、国星、诺瓦等LED显示屏产业界的龙头代表,并分享其中的真知灼见,以飨各位。


   问题1:关于定义


   何为室内3D LED摄影棚?可从哪些维度来衡量好坏?


   洲明科技(雷迪奥):替代绿幕的LED显示屏,可以让现场每个人都能够身临其境地看到正在进行的拍摄,摄影师可像拍摄实景一样工作,演员也无需对着代表假想图像的标记进行表演:虚拟的实景就在眼前。最重要的是,可以真正地将创意决策留给现场的主创。让大家可以讨论拍摄地点、讨论灯光、讨论构图,在拍摄过程中作出同步的决策。简单来说,多了一种新的工具服务于电影制作。


   利亚德(虚拟动点):室内LED摄影棚技术指标:

   (1)硬件方面,考究LED屏幕和红外光运动捕捉摄像机。

   在LED屏幕层面,关注如下指标:

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   在红外光运动捕捉摄像机上,则主要关注精度。高精度,误差小,低延迟。如OptiTrack红外光运动捕捉摄像机。由于误差可达亚毫米级,在追踪拍摄摄像机时可在LED屏上呈现非常精准、合理的空间变换成像,实现拍摄摄像机角度的沉浸式拍摄,成片逼真,画面中演员犹如身临其境。

   (2)拍摄技巧方面

   布景:尤其是虚拟可视化拍摄中防止穿帮的重要因素。LED屏虽可以作为大的电子布景,在运动捕捉技术的帮助下实现逼真的沉浸式拍摄环境,但LED屏幕与地面的衔接处仍需要道具组进行合理的布置和掩盖。根据拍摄场景的风格分别用如沙土、地毯、花草等物进行掩盖(这样作为过度衔接也加强了拍摄场景的逼真性,不仅拍摄时不易穿帮,而且还为演员营造了更逼真的表演环境,加强了表演时的情绪助攻)。

   拍摄摄像机的镜头选择及景深设置:由于光学原理,LED屏在电子设备上常会出现“摩尔纹”。为避免这种现象出现,拍摄组需要根据LED屏间距大小挑选合适的拍摄摄像机镜头,并设置足够的景深,淡化背景LED屏上的摩尔纹,为“丝滑(业界称buttery smooth)”的成片锦上添花。


   雷曼光电:3D LED摄影棚最关键的道具还是显示屏,场景画面能以假乱真且让演员有沉浸感,显示屏的色彩还原、灰度、亮度的都要有精准系统进行控制。


   奥拓电子:与传统的绿幕摄影棚相比,3D LED摄影棚带来的技术优势是多方面的:

   创造了一个沉浸式的拍摄场景,演员能与虚拟可见场景直接互动,与传统的空旷绿幕舞台相比对演员更友好,能使其快速入戏,演绎角色。

   拍摄场景由3D LED摄影棚生成,在摄影棚内即可实现场景随时自由切换。整个拍摄过程可不使用任何外景,沙漠场景,森林场景等可全都由3D LED摄影棚创造,大大提升了拍摄效率。

   技术和回放技术为视觉特效部门大大缩减了后期制作时间,影视制作成本也由此大幅度降低。

   在电影反光服上呈现出的高光、反射和反弹更为精确。如果以传统方式在片场实拍,效果将大打折扣。

   3D LED摄影棚具备以上优势,目前3D LED摄影棚拍摄效果还有待提升,后期制作的成本还较高。3D LED摄影棚影响拍摄的主要因素在于几个因素:偏色和面罩视角问题、拍摄摩尔纹问题、色彩还原性、传输延迟及帧同步、刷新率及刷新同步、反射及噪音等。


   联建光电:3D LED摄影棚的衡量标准可通过LED的显示性能、防护及稳定性能及摄像跟踪系统、图像处理引擎算法等方面展开讨论。

   3D LED摄影棚对于LED显示屏的要求较高,包含显示性能需要满足超高分辨率、极致显示性能、亮色度及色温适应、摄影棚现场拍摄需求、防护等级高。这些要求可以保障专业摄像机捕捉到的LED虚拟背景清晰显示,在细节上规避穿帮的可能,并且可以确保低亮画面细节部分仍保持高灰度显示、整体画面显示连贯性、一致性等。

   3D LED摄影棚集齐虚实结合、模板化组合动画、动捕系统接入于一体,录制准备工作包含三维虚拟背景设计、图像跟踪采集、图像渲染、虚拟植入、动捕系统采集处理等,对于摄像跟踪系统、虚拟引擎、图形渲染引擎需要优 秀的算法和处理能力,保障软硬件交互稳定流畅,持续稳定输入与输出。


   聚积科技:3D LED摄影棚使用LED屏幕来取代蓝绿幕,作为场景画面的虚拟背景。其优势包含减少后制的时间与成本,提供沉浸的虚拟环境和光源,让演员更融入演出,以及省去搭实景或出外景拍摄的制作流程。也因为如此,虚拟背景素材的制作能力,摄影机追踪(Camera Tracking)以及虚拟摄影的拍摄手法,还有LED屏幕的显示效果皆是衡量3D LED摄影棚的要素。


   国星光电:传统电影制作中,很多场景是演员通过绿幕拍摄,后期加工制作完成的。对于主创团队而言,表演方式和渲染效果都受到极大限制。特效稍有不慎,最终上映就会“翻车“。而LED显示屏通过与VR技术的结合,最终可呈现给观众一次视听盛宴。LED显示屏通过对VR预设计场景的实时展示和调整,接受镜头直接拍摄。不仅如此,在拍摄的过程中,可以提供实时模拟光源,光和影的结合,最终呈现出“以假乱真”的视觉效果。从光源器件的角度,需要汽车级的可靠性标准,上机不良率<10PPM;还需要器件表面进行哑光处理,减少反光,只有器件的表面一致性要好,显示画面才能更加均匀;如至少需要采用REESTAR户内旗舰产品RS1515。


   诺瓦科技:蓝绿幕合成一直是将奇幻环境和演员聚集在屏幕上的首选解决方案,例如我们所熟知的《阿凡达》、《少年派的奇幻漂流》等,但是当现场角色人员穿着高反光的服装时,绿幕和蓝幕反光和现场反射会给后期带来很昂贵的制作问题,同时对导演的镜头设计和沟通、演员的演技带来了诸多挑战。


   用LED屏搭建一个沉浸式环境,可以将画面内容精确到像素级,方便对相机位置进行准确的渲染。如果屏幕播放内容是在拍摄前完成的,那么在LED屏幕前拍摄的演员、道具和布景就可以最终实现在相机内的视效制作--- 即接近于终片,后期做一些技术修复即可,这样可极大降低拍摄成本,而且也能帮助演员更好与虚拟环境进行互动。


   问题2:关于软硬件难点


   与常规屏、户外裸眼3D屏相比,室内3D LED摄影棚在软硬件上是否存在哪些不同或难点?


   利亚德(虚拟动点): 摄影棚的LED屏幕要满足专业影视摄像机的专业拍摄需求,屏幕的亮度和对比度都要求比较高,特别是色彩显示色域,要比常规显示屏大得多。还对显示屏超高像素拼接处理系统提出更高的要求,有的项目甚至达到20K级别,需要做到各窗口画面无缝拼接无撕裂拼接。还要达到显示屏帧率与摄像机同步功能,保证摄录LED得到的画面没有暗纹。


   雷曼光电:xR技术和另外两种是不同的概念,传统屏和户外裸眼3D主要是户外广告、传媒等商业应用,而xR则主要在影视制作应用,它采用虚实结合的技术,极大地降低影视制作的难度和制作成本。软硬件配置上,要远远高出传统屏和户外裸眼3D屏,xR技术需要使用3D实时渲染服务器、动作捕捉系统、机械传感系统、高速追踪系统和灯光控制系统之间相互配合实现的,对于每个环节的要求都很高。


   洲明科技(雷迪奥):在拍摄时,摄像机以及演员需要和屏幕保持一定距离,以避免摩尔纹的出现。再比如,虽然LED是一个很好的漫散射光源,但当你需要强光的时候,还是需要实拍灯光进行配合。

   三维LED巨幕舞台打造了一个沉浸式的拍摄场景,演员能与虚拟可见场景直接互动,体验与感知更为真实。

   拍摄场景由三维LED巨幕生成,支持将常规图片、360度全景图片与视频、三维模型、外部摄像机信号导入摄影棚内,实现场景随时自由切换,时间成本、拍摄成本大大降低。

   在舞台技术和回放技术上,为视觉特效部门大大缩减了后期制作时间、难度,电影制作成本由此大幅降低。

   在电影反光服上呈现出的高光、反射和反弹更为精确。


   联建光电:在硬件上,户外裸眼3D屏难点在于屏体拐角处弧形过度需要圆滑无拼接缝隙,如联建就会特别在屏体拐角拼接处用特殊的设计方法来实现。

   室内3D LED大屏相较于传统室内屏的难点,在于需要提供满足极致性能的配置,从驱动IC、光源、系统控制卡等方面严格挑选合适的型号、批次,确保显示性能符合专业摄影录制需求;侧重于超高清显示、高精度拼接;

   在软件上,户外裸眼3D屏使用特殊定制的播控软件,结合定制的3D视频素材,即可展现裸眼3D效果;室内3D LED摄影棚的难点在于,需要整合摄影行业相关的专业图形图像采集与处理软件,完成工程量巨大的图形图像计算处理工作。


   奥拓电子:与传统LED屏、户外裸眼3D屏相比,为了达到更好的影视拍摄效果,降低影视后制工作,室内3D LED摄影棚在软硬件配置要求更高,产品的规格参数以及设计要求也不同,有较多定制开发性能要求。LED大屏产品开发的难点主要体现在几个方面:

   1)在不同角度拍摄不偏色;

   2)摄像机在不同焦距下降低摩尔纹;

   3)拍摄下的色彩还原性好;

   4)显示延迟小并能与摄像机同步;

   5)高的刷新率以及刷新与帧同步;

   6)显示屏无反射、无噪音,高对比度;

   7)显示屏低功耗,发热小;

   8)产品支持弧形或柔性安装,安装轻便;九、高的防护性能。


   聚积科技:以往显示屏的设计主要是给人眼观看,但在3D LED摄影棚的应用里LED显示屏主要是给摄影机拍摄的。当实际的对象或演员放在虚拟的背景画面之前时,虚实景物的连续性就需要被考虑进去,包含光线、色彩、阴影细节等,所以如何确保LED屏所显示虚拟背景画面的在摄影机下拍摄的效果能够贴近真实也就至关重要了。


   诺瓦科技:户外裸眼3D对LED屏本身没有太多特殊的要求,更注重3D视频源的制作水准。而XR不仅对视频源有很高的要求,打造一个完美的XR沉浸式场景,还需要对应的动作捕捉设备去配合相机完成拍摄,并辅以特殊的媒体服务器配合游戏引擎完成内容实时渲染及节目编辑,最终后端通过显示屏控制系统完成节目传送,实现LED屏内容的显示。


   问题3 关于产业链挑战


   室内3D LED摄影棚给显示屏端、光源端、驱动IC端等是否提出了新的要求?具体是哪方面的挑战?


   利亚德(虚拟动点):以上的硬核指标与显示屏的核心处理IC以及驱动程序都有着强关联,尽量做到更高的色彩处理深度和色域,同时还要保证画面刷新稳定。在显示图像均匀性以及色彩一致性上,显示屏技术还需要进一步提升,则需显示设备制造环节,提高工艺水平。


   联建光电:对于LED大屏显示指标的差异化,与上游灯管供应这一环节最为相关;对灯管的发光角度、波长、色域、色温等物理特性参数有严格的筛选控制标准。需要上游灯管供应商改良工艺、加强品质把控,确保生产出的同批次灯管物理及电气参数保持较高一致性,降低全链路上下游厂家的工艺技术难度,从而带来技术的进步与生产成本的降低。


   奥拓电子:针对影视拍摄的LED显示屏,在产品指标及参数上都与通用显示屏有较大差异性,这些指标与差异化主要还是体现在LED显示屏核心控制系统、LED显示屏产品的设计环节。主要的挑战在于满足影视拍摄对LED显示屏特定的显示效果与性能要求。奥拓电子拥有核心的LED显示屏控制系统,并针对影视拍摄开发了专业的控制系统及LED显示屏产品。


   雷曼光电:与显示屏的关系紧密,LED显示屏作为直接的显示硬件,屏体的显示效果对拍摄效果起到至关重要,色彩还原,刷新、灰阶控制和色域都是影响拍摄的的关键因素,在 xR相关的项目上灯珠、驱动IC选材上都要采用高阶、宽波的材料。技术上,由于芯片波长问题,色域上目前我们的覆盖面积还是无法完全覆盖的,中游的技术还是在不断完善。


   聚积科技:从LED驱动IC端来看,支持高刷新率、高灰阶、高帧率与优异的低灰显示效果会是3D LED摄影棚应用的要求。高刷新率是为了避免LED屏被拍摄到扫描线;高灰阶是为提供更高的色深、对比度与色彩还原,满足高质量的HDR拍摄;高帧率(120FPS以上)可以支持高速动态摄影的画面需求,而优异的低灰显示效果可以确保被拍摄的画面具有一致性与均匀性,不会有破坏画面的耦合效应;聚积科技的MBI5264以及MBI5850均可支持120FPS/ 16 bit@3,840Hz/ 最大亮度2,000 nits,完美对应LED屏在3D LED摄影棚里的拍摄需求。

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   诺瓦科技:由相机曝光时间和显示屏帧率关系可知,适当的快门角度和帧率组合,才会使LED画面显示完整、不闪烁。为达到最 佳拍摄效果,LED显示屏需要能支持帧频画面的重复输出,达到帧率扩展的目的。

   另外,目前市面上大部分相机无法实现相位偏移调节的功能,这便会导致相机和控制器同步锁相时,拍摄会出现移动黑线。

   XR对LED屏显示画质要求极高,为保证拍摄高速运动物体时,不会出现残影拖影,画面衔接流畅,显示屏控制器需支持高帧率输入及超低延迟,同时对显示屏的灰度、亮暗部细节及色彩精准性都提出了极高的要求。


   问题4 关于价格


   相比普通屏和户外3D屏,室内3D LED摄影棚在成本或售价上是否有明显差异化?


   联建光电:室内3D LED大屏的成本较高,需要从驱动IC、灯管、系统控制卡、结构设计等方面严格挑选合适的型号、批次,确保显示性能符合专业摄影录制需求;在原材料方面成本增加,产品售价也相应增加了一些。


   雷曼光电:主要是灯珠和驱动IC,灯珠的波长范围相对普通的更为宽广,可以满足DCI-P3的高色域覆盖,驱动IC也是采用高灰阶的PWM驱动IC,售价上预计整体高出20-30%。


   奥拓电子:与普通LED显示屏和户外3D LED屏相比,3D LED摄影棚需要满足影视拍摄特定的要求,无论对显示屏控制系统还是LED显示屏,各项指标与参数要求会更高,并有一些特定的需求,相应成本或售价上会有所提高。


   聚积科技:相较于一般的LED屏,用于室内3D LED摄影棚的LED屏对于各项画质与显示效果的指针都有更高的要求,所以在整体的成本与售价上都会提高。


   问题5:关于发展趋势


   2021年,室内3D LED摄影棚的发展趋势如何?


   洲明科技(雷迪奥):洲明雷迪奥是LED行业率先将XR技术运用于影片拍摄的企业,还是率先与好莱坞合作运用XR技术拍摄影片的中国企业,《曼达洛人》采用的正是洲明雷迪奥的方案,我们长期为迪士尼、AED Display等世界500强影视娱乐制作商提供技术和产品。虚拟制作将对如何帮助电影制作人讲述他们的故事产生重大影响,可以预见,LED+XR虚拟拍摄在我国影视剧、节目演录播中的应用将形成新浪潮。


   联建光电:现有3D LED摄影棚拍摄机位相对固定,LED大屏虚拟背景相对固定,在使用移动机位拍摄时可能空间位置不合理、易造成画面内容穿帮现象,后续发展趋势会朝着三维拍摄方案设计,结合红外光学动捕摄像机追踪摄像主体的实时运动轨迹,实时同步反馈服务器输出摄像机位相应的虚拟背景,打造更加真实的环境空间体验感。


   雷曼光电:xR和户外3DLED显示屏一样,都是一个全新的应用商用领域,对于影视制作行业来说,亦是非常大的提升,省去了很多实景拍摄和灯光后期工作,市场前景广阔,我们很看好这一技术应用的发展。


   奥拓电子:2021年室内3D LED摄影棚的发展会进一步提速,国内外3D LED摄影棚解决方案会进一步成熟并普及,3D LED摄影棚会在电影、电视剧、网剧的拍摄上得到大规模的应用。首先,随着影视行业限薪令的出台,影视剧的拍摄成本下降了不少,不少影视公司和平台将目光转移到影视技术创新上,进一步探索降本提效。其次,国内疫情的控制和经济快速复苏,被压抑的影视拍摄需求在2021年会释放,减少大规模人员聚集的情况也是大势所趋。再次,3D LED摄影棚解决方案进一步成熟,虚拟拍摄方案的热度不断增加,流程和标准进一步规范,使用成本降低。


   聚积科技:随着LED虚拟摄影棚的制作效率和效果在影视业界逐渐的被重视,普及化已经势在必行,并且将扩及整个广电产业。作为虚拟背景的LED显示屏将成为摄影棚的一项专业器材,甚至是必备的设施,成为影视内容创作者实现创意与发想的工具。


   诺瓦科技:在全球疫情的持续影响下,虚拟化拍摄的热度日渐提升。LED屏逼真的色彩和反射,能完全避免溢出现象,相较于绿幕,能更好地为演员提供沉浸式的拍摄环境,还可以省去大量的后期处理。我们认为,随着XR技术的日趋成熟,该项技术将在电影制作、广告拍摄、大型活动中发挥越来越明显的优势,更多LED屏相关厂商也将会聚焦于此,我们也会为LED屏更极致的画质显示不断在技术上精进,整合资源,做出贡献!


   利亚德(虚拟动点):虚拟可视化拍摄无疑是影视拍摄制作行业的又一次技术革新,观众的视觉感受标准越来越高,影视制作业以视觉为导向的属性决定了这种拍摄方式未来在相关领域的重要地位。影视制作人可以通过此拍摄方案,不断推进作品成效,通过技术提升拍摄质量,更透彻地表达出创作者的创意灵感,给观众带来更优质的观感体验。


   接下来,当市场中客户的使用经验和用户反馈积累到一定程度,并出现相应的高质量影视短片后,就会形成带动效应,逐步被行业越来越多的客户接受认可,甚至规模化使用。

   注:扩展现实(XR)是虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)和其他沉浸式技术的统称。使用XR技术,物理世界能够与数字世界完全连接,从而构建出独一无二的沉浸式平台。

 
 
关键词: LED摄影棚
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