揭秘数字电影DCP【转】

2015-10-08 10:37
无意间在网上看到的,应该也是这几年内影视工业比较标准的流程了,当然技术和电影本身也是在发展的,随机应变或许才能更好的适应行业的变化。
以下文字和图片均来自于网络,若有侵权行为,立删。

揭秘数字电影DCP【转】

DCP(Digital Cinema Package)数字电影包
数字电影包. A Digital Cinema Package (DCP) is a collection of digital files used to store and ...
人最近有幸在英国全程参与了几部电影节短片DCP(Digital Cinema Package 数字院线文件包)的制作,决定把相关的技术细节用通俗易懂的文字分享出来,让更多人了解数字电影这个新兴的电影格式。

揭秘数字电影DCP【转】

1.前期拍摄
目前电影在拍摄的时候,无非采用两种方式——胶片摄影机或数字摄影机,拍摄完成之后,素材需转换为数字中间片(Digital Intermediate,DI)以便后期制作,如果是胶片素材,那么需要用扫描仪进行数字化,一般是以2k的精度转换为DPX(Digital Picture Exchange)图片序列格式。对于数字摄影机拍摄的素材,就要方便很多,比如变3和加4等采用的RED或者ARRI ALEXA等数字机,都提供了相应的软件,直接将机内12bit RAW格式素材文件(类似单反的RAW)导出为DPX、TIFF等无损的数字中间片格式。

2.后期制作
获得数字中间片之后,各种后期流程就可以开始了,对于胶片机扫描下来的素材,要先进行噪点及颗粒消除(Noise & Grain Removal)。接下来就是剪辑、导出剪辑决定表(Edit Decision List,EDL),调色(Color Grading),特效(VFX),合成(Compositing)以及混音(Sound Mixing)。这些过程往往是电影制作中耗时最长的,尤其是一些特效较多的影片。
整部影片制作完成之后,就可以制作数字信源母带了(Digital Source Master,DSM),这个是之后所有版本的基础,格式方面没有特别的规定,但一般是转换为无损16bit TIFF图像序列或DPX序列,或存储至HDCAM-SR,音频部分是24bit 48Khz/96Khz的无损PCM文件。
某些电影也会采取数字版胶片版同时发行的策略,这时候就需要将数字信源母带印制到电影胶片上。
数字信源母带用来进一步制作影片的各种发型版本,比如影院、蓝光、DVD、VCD、VHS等。在这里我着重介绍影院版,即数字院线发行母带(Digital Distribution Master,DCDM)。
DCDM的技术规格由数字院线联盟(Digital Cinema Initiative)制定:
2K级别:分辨率2048x858或1998x1080,24帧/秒或48帧/秒(支持3D,左右眼各24帧)
4k级别:分辨率4096x1716或3996x2160,24帧/秒(不支持3D)
图像格式为16bit无损TIFF序列,伽玛值2.6,XYZ色彩空间,白点5500K,音频格式为24bit 48Khz/96Khz无损PCM文件。一部标准长度的影片大概占用30TB左右的空间。
之所以在这一步依然将图像和声轨分开储存,是为了国际发行的需要,比如多语种配音、添加字幕等,音频文件是5.1声道,各声道是独立的文件,发行到其他国家,在译制的时候,只用替换掉对白声轨就可以了。

3.影院放映
终于到这一步了!DCDM已制作完成,如何给数字影院放映呢?答案是数字院线文件包(Digital Cinema Package,DCP),DCP将DCDM的无损图像序列以JPEG2000小波变换的方式进行有损压缩,依然是XYZ色彩空间,色深降为12bit,码率控制在250Mbit/s,储存至MXF容器内,音频方面不进行压缩,直接将译制后或者原版的内容打包至MXF容器中。这样一部影片图像部分切分为若干个MXF文件,音频部分切分为若干个MXF文件,相互对应的图像和音频MXF文件称为Reel,所有这些文件的连续播放由若干个XML文件控制,分别是Composition playlist (CPL), Package List (PKL), Assetmap, 和Volume Index。
Composition playlist (CPL)描述DCP内所有文件的播放顺序和时间,影片的放映由这个文件启动。
Package List (PKL)用于确认文件是否损坏
Assetmap 即文件列表
Volume Index 用于跨碟播放的控制,有些特别长的影片可能用多个硬盘存储。
另外,字幕文件也是XML格式存储,相信大家还记得前年变形金刚上映前流出的官方中文字幕吧,就是用于DCP放映的XML格式字幕。
所有这些DCP相关文件都存储到一块500GB左右的普通硬盘中,以前很多采用军工级的硬盘,现在基本都用消费级的了,国外用西数的比较多,国内好像很多日立和希捷吧...

命名规则:
Composition playlist (CPL)中ContentTitleText一项属性是整个DCP的片名,也有严格的规定。

MOVIE-TITLE_FTR-2_F_EN-XX_US-PG_51-EN_2K_ST_20070115_FAC_i3D_OV

从左至右依次是:
片名,14个字符以内
内容格式,有长片(Feature),广告、预告片等等,后缀是版本号,是否3D也在这里标示出。
宽高比:Flat 1.85:1,Scope 2.35:1
对白语种及字幕语种
地域及分级
声轨格式及语言:5.1、6.1、7.1声道
分辨率规格:2k、4k
发行方
日期
DCP制作方
3D格式
文件包格式:OV原版、VF译制版

玩具总动员3的范例:
TOY-STORY-3_FTR-1-3D_F_EN-XX_US-G_71_2K_DI_20100510_PX_i3D_OV
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1.DCP文件的加密,在压缩后会注入一个Content Key,需要用一个KDM文件(Key Delivery Message)进行解密,也是XML格式,通常由片方以邮件形式发送到各个影院。每个KDM对应一台服务器里的一部影片以保证唯一性,KDM文件包含内容密钥和CPL一并控制影片的播放,如果影片不对或者服务器不对,那么就无法播放,另外也注明了文件播放的有效期,超过有效期影片也无法播放。

2.原因是要考虑国际发行的需要,DCP的图像及音轨已经经过了压缩、打包和加密。如果其他地区需要对影片进行修改,比如删减、修改画面、译制配音等,只能提供DCDM,方便各种影院版本的制作。

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只是国产片采用Rec.709色彩空间吗?还是所有进入大陆的数字影片都是这个格式? 要是的话,那真是太坑爹了,Rec.709色彩空间是针对高清电视的,色域和电脑显示器的sRGB一样,伽玛略低(2.4)。一般数字影院采用的投影机是DCI P3色域,大约是Rec.709色彩范围的两倍。而且,数字院线不是都应该遵守DCI的规范吗,难道又是一个中国特色...

一些中高端制作通常采用这些软件
剪辑:Avid Media Composer
调色:Da Vinci Resolve或Iridas SpeedGrade
特效:Autodesk Maya、3Ds Max等各类CG软件
合成:The Foundry Nuke、Autodesk Flame
混音:Avid Pro Tools
DCP制作有个开源软件你可以试下,OpenDCP,搜索下就有,是命令行的。

片名过长就尽量砍掉过长的部分,比如Alice in Wonderland,可以写成ALICEINWON,另外后缀名可以直接去掉,比如Pirates of the Carribean: On Strangers Tide,就直接写成PIRATES4。

各种环绕声,包括5.1声道乃至7.1声道,都是后期通过“声场重定向”(panning)来实现的,也就是说,前期录音统统都是单声道,后期混音的时候,有个图形化的控制面板,混音师根据画面控制音轨朝各个方向运动。电影所有的对白,都是中置声道(银幕背后)是单独的一个声轨。国际版配音的时候,拿到DCDM, 首先是去掉对白声轨,另外各种声效,比如对白的混响,有一个单独的总线(Bus)控制,如果需要的话也可以在母带里编辑掉。

可以这么说,现在越来越多的电影采用“数字中间片”这种技术来节省成本,加快制作周期和制作效率。使用比较多流程可以这么形容:
胶——数——胶/数
数——数——胶/数
现在数字技术可以基本上复制胶片的风格和色彩了,后期调色的时候会加载一个LUT(Look Up Table,查找表),把数字内容的色彩空间映射到胶片的风格,再人工加上噪点、颗粒,这样印制的时候就会带上浓厚的胶片感了。

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克里斯托弗诺兰的盗梦空间是个例外,这部片子是全胶片制作,从拍摄到后期,几乎没有采用任何数字材料。

不知道制作方说不够是指什么,RED ONE截图的话分辨率能有4096x2160,接近一些单反的画质了,ARRI ALEXA就只有2048,这个可能勉强点。不过现在片场一般都会有剧照师专门负责拍剧照供平面使用。

蓝光和数字版的对比。
我个人认为,在制作和播放条件最优的状况下,数字版DCP绝对是压倒性胜过蓝光的,不仅是色彩空间、码率,还有位深度这个很重要的指标,蓝光是8bit压缩,只有256个灰阶,而DCP理论值为12bit,实际能有10bit左右,即1024灰阶,色彩过渡上会更平滑,能显示的颜色也更多。

当然,国内的数字版制作存在大量的草台班子,制作端就没有严格遵守DCI的规范,根本没有质量管理(Quality Control)的概念,影院的放映端也有很多不遵守设备规范的,比如放映机的亮度衰减(标准是14ftl,约等于48cd/平米),白点偏移(一般是6300k),镜头的维护没有做到位等等。
所以说,蓝光强于很多数字版电影在某种程度上是成立的,因为毕竟在家看蓝光高清,各种画质参数可以自己掌握,现在高清电视也有广色域映射和10bit抖动功能,几乎和数字电影在观感上不相上下了。

数字电影包
数字电影包是一种数字文件集,用于存储和转换数字影像的音频、图像和数据流。

该术语由数字电影倡导联盟(DCI)在对数字影像的打包建议中做出过定义。通用惯例采用一种文件结构来组织成多个通常有几个G大小的MXF文件,这些文件分别用来存储音频和视频流,以及XML格式的辅助索引文件。
MXF文件包含有压缩、编码和加密的数据流,以此来减少所需的大量存储空间和防止未授权使用。图像部分是JPEG 2000压缩文件,然而音频部分是线性PCM(脉冲编码调制)。采用的加密标准是CBC模式中的AES-128位。
较新的SMPTE标准用于使不同工具厂商和制片商的建议保持一致性。Interop,遗留的DCP标准仍需要各DCP播放器支持。

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技术说明书
DCP根目录(存储介质里)包含有几个文件,有些用来存储图像和音频内容,有些用来组织和管理整个播放表单。

图片MXF文件
图片内容可能存储在与MXF文件相关的一个或多个卷里。每个卷里包含有类似MPEG-2或JPEG 2000 精髓的图片,这要看采用什么样的编码方式。MPEG-2不再与DCI规格相兼容,而JPEG 2000是唯一接受的压缩方式。
支持的帧率为24帧和48帧/秒。和较早规格保持一致的DCP可能是25帧/秒进行编码,不过现在已经过时了。

最大的帧大小:2K数字电影为2048x1080,而4K数字电影为4096x2160。常见格式为:
纯平(1998x1080 或3996x2160),也就是1.85:1的高宽比
全景(2048x858 或 4096x1716),也就是2.39:1的高宽比
16:9(1920x1080或3840x2160),虽然未被DCI规格官方支持,但是这种高宽比已被广泛使用,特别是用于最初为HDTV制作的内容。

12位/像素的精准度(共36位)

XYZ色彩空间

最大比特率为250 Mb/s(24fps下为1.3MB/s)

声音MXF文件
声音内容也是以卷的方式存储,在数量和位置上和图片的卷相关。是多种语言的情况下,需要有单独的卷来传输不同的语言。每个文件都包含有线性PCM精髓。
采样速率为48000样本或96000样本/秒采样精准度为24位线性映射(无压缩)多达12个独立通道。

安排映射文件

DCP中所有文件的列表以XML格式存储

编写播放列表文件
在放映时规定回放顺序。这个顺序被以XML格式保存这个文件中;每个图像和声音的卷都有由它们独有的UUID来区分。下面的例子中,一个卷中包含了图像和声音。
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打包列表文件
所有文件都被散列处理过,而散列函数以XML格式存储下来。通常,该文件在注入数字电影服务器时来认证数据是否以某种方式遭到破坏或者干扰。比如,MXF图片卷被下面的元素来识别:
散列值是SHA-1的Base64校验编码。可以通过命令来计算出来。
openssl sha1 -binary "FILE_NAME" | openssl base64

总索引文件
简单的DCP可能存储在不止一个移动介质上(比如,复合式硬盘?)。这个索引文件用于识别整个DCP里的文件顺序。

3D DCP
DCP格式也用于存储3D内容。此时,使用的是48帧/秒,每帧都分左右两边的图片。由于最大比特率一直是250Mbit/s,对于每帧来说就成成了125 Mbit/s,但是通常视觉品质的下降也不是很明显。

10DCP制作
大部分制片商和发布商在发布影片之前,依靠数字电影编码设备来生产和用品质控制来检查一个DCP包。硬件设备遵照DCI规格制定的、严格的向导内容,以此来确保所有数字影像设备能够兼容。对于更大些的发布影片,硬件设备通常会创建一个数字影院发布母板(DCDM)。

DCDM是在DCP之前的后期制作步骤。所有的帧要么是DPX,要么是TIFF格式,声音和图像还都不能被包裹进MXF文件。DCP可以直接从DCDM编码过来。DCDM对于存档来讲是很有用的,而且对于全球翻拍,硬件设备还可以共享它们。可以很容易地把它们转换成世界各地不同版本的DCP。对于小规模的发布电影,硬件设备通常可以跳过DCDM制作,直接从提供的原始影片的数字源母板(DSM)开始。DSM可能以多种格式和色彩空间提供。因此,编码设备需要广泛地了解色彩空间,其中甚至包括3D LUT的用法来精确地配合。
很少有DCP从类似HDCAM SR的磁带格式编码过来。品质控制检查在校准影片和差错方面作用非常的大。品质控制检查经常有色彩人员,主管、声音合成人员还有其他检查图像和声音制作的人员参加。

DCP加密
AES加密应用于所有MXF文件。密钥通过KDM生成并传输到投影机上。KDM是只能被终端设备打开的XML文件。KDM和每一个播放列表相关联,规定正确的投影开始和结束时间。

DCP传输方法
最常见的方法是使用专门的硬盘(比如CRU DX115),这是为注入数字电影服务器而专门设计的。最初,这些硬盘是用作军事,之后由于它顽强的耐用性和可靠性而被用于数字影院。通常硬盘的格式为EXT2或者是EXT3。有时候也用到NTFS格式,但不是那么可靠,一些LINUX的数字影院服务器(比如Dolby和Sony的产品)就不能读取这些格式。通常,硬盘单元来自某家数字影院编码公司,有时候达到上千的数量。驱动通常通过保护性的硬质箱子运输。通过快递邮寄到放映地点。还有,较少见的是采用完全的数字发放,或者使用专用的卫星连接或者是高速因特网连接。
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转自
http://qing.blog.sina.com.cn/1687085517/648ee1cd33002w47.html?sudaref=www.google.com.hk
本文为作者 倪雷尔 分享,影视工业网鼓励从业者分享原创内容,影视工业网不会对原创文章作任何编辑!如作者有特别标注,请按作者说明转载,如无说明,则转载此文章须经得作者同意,并请附上出处(影视工业网)及本页链接。原文链接 https://107cine.com/stream/70546
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