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學習HD影像製作環境的相關知識 (二)

認識HD記錄媒體及壓縮 / 解壓縮方法的關係

文 / 胡 子



HD影像製作的拍攝方法

  現在,影像製作已經確實地進入了HD時代,不管是製作公司或是製作人都必須思考,進行HD影像製作時到底要選用哪種攝影機材及後製作業系統才能達到最有效率的製作過程。

  從SD時代就有「如何選擇攝影機材」的問題。但是,SD影像製作環境當中,記錄媒體及攝影格式幾乎是1對1的,而且幾乎所有格式的記錄媒體都是採錄影帶為主要的方式,所以和現在比較起來真的是簡單多了。

  這次是以HD影像的拍攝及製作為主,來思考攝影機材的選擇方式。因此,當然不僅要考慮到攝影時、連剪輯等的後製作業、影像作品的用途、甚至最後交貨時的型態都得掌握清楚,不能只看SD格式,或是HD格式,還要考慮從SD轉移到HD時代的過程中,攝影及後製作業的基本結構,以及社會的結構或環境的變革,考慮過上述各項因素再來進行影像作品的製作。

HD攝影時的記錄媒體

  那麼,實際上進行攝影作業時可以使用的記錄媒體到底有哪些呢?由於答案過於煩雜,在這裡基本上只有考量到HD的1080/60i的製作環境。
  理所當然的,影像格式當中位於最高點的應該就是非壓縮格式,因為在進行影像合成時,或者是高度的色彩校正時,需要有高畫質的表現時最適用這種方式。但是,收錄到錄影帶或是磁碟等可拆卸式的記錄媒體,如果以攝影為主,最後還是會收錄到硬碟式的錄影機中,還有,非壓縮方式雖然畫質較高,就算是以4:2:2的 8位元方式記錄,1小時也有400GB以上的資料量,的確現在的HDD容量越來越大,價位也越來越便宜,已經沒有像以往那樣的高不可攀,但是考慮到攜帶性及攝影後的保存性,實際的情況也只有高級影像製作用途在使用。那麼,我們來看一下其他的記錄媒體。

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圖1:錄影帶這種記錄媒體已經行之有年       圖2:光碟片這種記錄媒體目前尚處於小康     3:目前,最快竄紅的記錄媒體
           ,其信賴性是無庸置疑的。                             狀態,不少的影像作品都漸漸採用新           就是由SD記憶卡及Memory Stick
                                                                                        一代的DVD為記錄媒體,也許光碟片          所組成的SSD(Solid State Drive
                                                                                         將會重新引領風潮。                                      / Disk)。


                                                                                        
                                                                                        
一、錄影帶記錄媒體

  首先,從歷史的觀點來看首推錄影帶。由於HDD容量的增加及價格的減低,加上SSD的進化,採用錄影帶為記錄媒體的比例越來越少,不過還是很多人使用,幾年前錄影帶這種記錄媒體的單價還很便宜,而且也可長時間使用,信賴性是不容置疑的。再加上攜帶方便,也可以直接交貨給電視台,就算是高級的格式也常使用。雖然不會馬上被其他的記錄媒體所取代,但是以後一定會增加更多不同格式的記錄媒體。

二、光碟片記錄媒體

  接著要介紹的是包恬DVD在內的光碟片記錄媒體。這種記錄媒體目前進化的程度並不大,因為就連家用的攝錄影機也是以HD為主流,採用小型的8cm DVD光碟為記錄媒體容量可能不太夠,所以各廠商紛紛轉移到HDD或SSD的研發,光碟片記錄媒體和錄影帶目前算是較便宜的記錄媒體,目前市面上販售的電影作品光碟也漸漸地轉移成新一代的DVD光碟,也許光碟片記錄媒體還能再帶動風潮。

三、SSD記錄媒體

  現在,最熱門的記錄媒體應該就是SSD,也許有很多人沒有聽過SSD這種記錄媒體,其實就是SD記憶卡及Memory Stick的總稱。
  在這個分野中稍微落後Panasonic一步的Sony公司,在2007年發表了採用S×S PRO為記錄媒體的XDCAM EX受到各界高度的矚目。還有池上通信機及東芝兩家公司共同研發的GF系列的記錄媒體等,今後這種記錄媒體應該會成為業務用機器的主要記錄媒體。

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圖4:SSD記錄媒體攝錄機就是Sony的XDCAM EX及由池上通信機及東芝共同研發的GF系列。


  SSD包恬記錄媒體在內,在記錄系統當中並沒有機械式的移動構造,所以在等待真正開始記錄的時間可以縮短許多,而且系統會產生機械故障的可能性也大大地降低,還有,沒有機械式的移動構造當然也不會產生雜音,所以不用在意會不小心將多餘的聲音收錄下來,只是目前這種記錄媒體的單價還太高,要準備大量的記錄媒體當然會有困難,而且將拍攝下來的影像資料直接保存在這種記錄媒體中也是不太可能,這些都是SSD記錄媒體的缺點。


壓縮 / 解壓縮(Codec)及格式(format)

 
  不管是業務用途或是一般個人用途,購買(或租借)記錄媒體都是要花錢的,在進行影像製作時,應該是沒有人光靠記錄媒體來選擇攝影機材的,那麼,影像製作者到底要依照什麼標準來選擇攝影機材呢?

  當然,第一個要素就是預算,絕對不能忽視了這個要素,除了預算之外,就如文章的最前面所提到的,還要依照影像作品的使用用途及內容,是否有必要加入合成處理等拍攝後的後製作業部份都要加以檢討,在後製作業中最重要的影響因素就是「Codec」,不可能沒有考慮到這個部份就直接地進入後製作業。

  那麼,我們就來看一下具體的Codec方法,除了非壓縮規格之外,目前最高級的Codec方法應該就是HDCAM-SR,唯一可支援RGB 4:4:4記錄方式,而且記錄速率也是其他格式所無法比擬的。因此,如果是預算及環境允許的話,推薦大家使用這種Codec方式。

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  如果用記錄速率來看,僅次於HDCAM-SR方式的就是HDCAM,接著就是DVCPRO HD,這些都是HD影像從最初到現在的所有Codec方法以及格式,這些方式從Codec本身的技術來看可能會令人覺得過時,不過從別的方面來看其實還蠻安定的,可以安心地使用,而且,攝影機材及周邊機器也都很豐富,如果是用於業務用途,這點是相當重要的,另外有關於DVCPRO HD規格,由於可使用SSD的P2記憶卡做為記錄媒體,所以可經由HD-SDI端子將非壓縮信號即時地取入非線性剪輯系統,還可進行檔案的傳輸,在進行HD非壓縮信號的作業時,資料量非常地龐大,對於HDD容量的削減有極大的幫助。

  前面提到的HD-SDI是一種非常優越的影像傳輸規格,基本上廣播.業務用的系統,只要可支援HD-SDI方式的輸出輸入應該就沒有問題,但是,以目前後製作業如此多樣化的時代,光是有這樣的功能並不見得足夠。


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一、檔案形式的壓縮/解壓縮方式

  在進行影像作品的製作時,通常都不只是靠一個剪輯系統來完成所有的後製作業,而是靠複數的系統或是PC來進行作業,這個時候在處理影像素材時,通常是採用靜態畫像的連號檔案或是Quick Time等的動態影像檔案,也就是所謂的檔案形式來進行作業,還有在進行攝影素材的取入時,如果可以用檔案的形式來作業也會讓作業更有效率,這個時候,如果可以用Codec形式來進行原始的剪輯作業,對於檔案尺寸的縮小有極大的幫助,基於上述的各點,較新的格式都頗注重檔案傳輸的功能。

  AVC-Intra、XDCAM EX、GF系列就是因應這樣的情形而產生的,AVC-Intra、GF系列是採用畫面內處理的Codec,目的就是要提高壓縮影像的畫質,從最早的DVD,到新一代的DVD都是採用具GOP構造的Codec,這種具GOP構造的Codec較適合將剪輯完成的影像用來配送的用途,如果是拍攝完成之後還要再進行後製處理,尤其是要加上合成處理時就不太適合,因為進行合成處理時,儘量要選擇壓縮率較低的方式,最好不要一直重覆進行壓縮及解壓縮,這樣會影響到影像處理之後的畫質,如此只有畫面內壓縮的Codec最適合後製作業處理時使用。

  AVC-Intra是採用MPEG4 AVC-H.264的Codec方式,所以在畫質面應該可以有極高的評價,不過,在進行影像製作時也不見得都需要用到合成處理,MPEG4 AVC/H.264這種Codec方法雖然可以提高影像畫質,但是在進行後製作業時需要有較高的機器處理能力,所以有時候會因為作業機器的處理能力不足而使得作業效率降低,相對地,XDCAM EX或GF系列,Codec是採用MPEG2方式,在進行合成等後製作業時,雖然壓縮方式本身對於影像畫質面較不利,但是對於累積經驗及技術面倒是頗有利的,採用MPEG2的格式由於壓縮率較高作業會更有效率,在檔案尺寸方面也較有利,和MPEG4 AVC/H.264比較,處理起來當然會比較快速,適合像新聞報導或是婚禮這類比較少合成處理的影像製作用途,從各方面來看,這種方式其實還蠻實用的容易讓人接受,基於這些理由,難怪有其他的影像格式也採用MPEG2方式。

  包括AVC-Intra在內這三種壓縮格式共通的就是都有考慮到用檔案傳輸的方式,關於這一點,其中以GF系列的泛用性最高,已經在市面上發表的記錄媒體GFPAK具備USB 2.0及Serial ATA的介面,最適合將影像資料傳輸到PC,再加上推出了GFSTATION的線上產品,連原有的環境也可以支援,令使用者頗具好感。

  AVC-Intra基本上是針對P2記憶卡收錄而研發的,由於P2記憶卡本身可支援PC卡的Type Ⅱ,所以只要具備可支援這種規格的插槽,就可以直接取入到PC中。

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圖7:P2記憶卡,可支援PC卡規格的TYPE Ⅱ。



  還有,繼AVC-Intra之後推出的XDCAM EX,可收錄到全新PCI-Express介面支援的S×S Pro記憶卡中。因此,較新的筆記型電腦,大都具備有這種規格的介面,而且,規格本身也是全新的,所以在理論上應該是頗快速的。但是,相反地由於還很新,因此,實際在使用時的注意事項等技術面還不成熟,所以必須要多加注意才行。

  雖然這個說法可能和前文提到的部份有些矛盾之處,那就是在業務用途方面,光碟片應該是不容忽視的一種記錄媒體,提到採用光碟片為記錄媒體的格式那就是XDCAM HD格式,光碟片的單價比起SSD記憶卡來得便宜,而且容量也比較大,堪稱為是一種實用的格式,由於採用一種稱為Professional Disk的特有的光碟,和PC之間的親和性可能比SSD略低,但是也是可以用檔案的形式來處理素材,還有,Sony公司推出了XDCAM系列的旗艦機種XDCAM HD 422,屬於較高級的機種,包括預算在內特別為了需要機動性的影像作品製作而準備的,堪稱為XDCAM HD系列。不過,還是要依照使用途徑來正確選擇適當的格式。

  前文曾經有提到過,在選擇格式時要特別注意是否需要進行合成處理,另一項伴隨著合成處理時的基準那就是攝影格式的Codec是否使用4:2:2的取樣方式,在進行後製作業時,如果需要合成處理,推薦要用4:2:2以上的格式來進行攝影作業,還有,畫面間的壓縮處理方式對於合成處理也相當有利,以上這些問題選擇業務用的錄影帶為記錄媒體應該就沒有問題了。

二、可以輕鬆地提供一般家用HD影像攝影的格式

  HDV影像格式是可以將完成的影像作品最輕鬆地提供給一般家用HD的格式,雖然PC的HD收視環境已經很完備了,但是製作完成的作品不僅是可以用PC播出,最好也要能夠用家用的電視機來播出才行,而且,新一代的DVD也還未被一般的影像製作者所接受。因此,HDV應該可說是可以最輕鬆地提供給一般家用HD機器所使用的格式。

  另外,Sony所發表的可以長時間攝影的HDV攝錄機HVR-S270N雖然在格式的規格上並沒有,但是有HDD收錄的錄影機推出上市,還有多種考量到用檔案形式傳輸的機器,另外尚有用HDV互換模式來記錄XDCAM HD/XDCAM EX格式的產品,可依用途選擇最初可供選擇的最適格式。

  但是,HDV是錄影帶媒體當中唯一採用4:2:0 Sampling記錄,Long GOP構造壓縮的格式,不適合合成處理較多的影像製作作業。

  最近市面上販售的家用攝影機大部份都是採用AVCHD規格,那是因為AVCHD不會受到媒體限制的影響,而且也是採用新一代DVD所採用的MPEG4 AVC/H.264 Codec。但是,目前無法收錄用AVCHD規格所製作的影像作品,而且業務用途還有其他也頗具魅力的格式,所以不見得能夠成為今後的主流,可是對於從事後製作業的人來說,有時候也必須準備可支援AVCHD影像作業的環境。


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圖8:SxS可支援PCI-Express介面,如果使用具備這種介面的PC,就可以直接取入S×S記憶卡中的影像。

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圖9:XDCAM HD 422系列。

選擇使用格式時的注意事項

  前文提到過影像作品的內容及其後製作業是Codec選擇時的重要基準之一,接著就要介紹後製作業時還要更注意的各點,目前處於多種格式混雜在一起的時代,進行後製作業時到底要哪一種系統。

  好不容易在攝影作業時選擇了符合預算的格式,如果在拍攝之後的後製作業無法有效率地使用,那就變得毫無意義了,雖然每一種剪輯系統都表示會依序地支援新的格式。但是,到底是「支援取入作業」還是「可以原始支援這種Codec的剪輯」,必須要預先瞭解才行。

  就算是可以原始支援,假如換成其他的系統來作業是否也能夠支援,操作過程是否有明顯的改變。還有,只有取入時,取入時的操作性及取入後的畫質是否有滿足個人的需要,這些光靠型錄上面所載明的規格表恐怕是無法完全瞭解的,負責後製作業的人必須要先實際地瞭解所使用的Codec以及檔案格式,不只是知道優點,就連缺點也要清楚,還要判斷是否還有更好的方法。

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圖10:HDV格式,最近市面上推出了可以長時間記錄的攝錄機HVR-S270N,還有HDD錄影機HVR-DR60,都是可以用檔案形式傳輸的產品,依照用途HDV可說是不錯的選擇。


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結   語

介紹了這麼多之後,就如前文所提到過的,最重要的是要清楚這個影像作品的用途,以這個為基準來選擇最適當的格式,再依作品的內容來選擇Codec的方法,當然如果預算許可的話,可以選擇較高品質的格式。總之,製作單位要在正式進行影像製作作業之前謹慎地思考上述各點。

  攝影師或VE在選擇格式及Codec方式時應該也要具備各方面的技術及經驗,還有,後製作業單位也必須配合作品內容來選擇Codec方法及作業環境,當然本身對於這方面的知識也要有所涉獵才行,製作單位也要聽取他們的意見來選出必要的格式,而且,攝影單位及後製單位雖然是屬於不同的工作領域,但是最好能夠互相吸收並且瞭解對方的專業知識及技術,對於整個作業是非常有用的。

  今後,舊有的格式可能會被淘汰,相反地,也有可能增加更多的選擇性,業務用途的格式戰爭應該會持續下去吧。


















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