BIRTV 讲座： RED 技术专家讲解摄影机特性及 IPP2 流程技术
2018-09-03 16:42
8月22日至25日的北京国际广播电视电影展览会（BIRTV）上，RED 举办了多场演讲来展示 RED 摄影机的最新产品和技术。其中，每天上午10点-11点的 RED IPP2 流程主题演讲更是场场爆满，满足了不同时间段来参展和半岛电竞官方 的专业观众听课需求。
讲座现场
来自 RED 美国的讲师 Dan Duran （左）和 RED 中国技术总监王斌（右）在这次演讲中展示 RED 图像处理流程（IPP2）背后的色彩科学，IPP2 提供了完全彻底改进的工作流程体验，包括更完美的临界色彩管理、优化的去马赛克算法、标准化的色彩分级控制等增强功能。他还讨论了 RED 工作流程，全面概述高分辨率 REDCODE RAW 文件的优势。
Dan 自 2007 年以来一直在 RED 团队工作。他是 RED 的工作流程专家，在许多 RED Tech 视频中出镜。最近，他与 Netflix、福斯、华纳、漫威、亚马逊等客户合作。他目前在加州好莱坞工作。
RED 摄影机的进化史
RED 摄影机的机身和感光器的升级是交替进行的，经历了由 RED ONE（机身）- MYSTERUM（感光器）- EPIC（机身）- DRAGON（感光器）- DSMC2（机身）的发展，如今以 DSMC2 为机身的摄影机系列，包含 HELIUM 8K S35、MONSTRO 8K VV 和 GEMINI 5K S35 三款不同感光器类型的产品。这三款摄影机定位不同，各有所长：
作为 RED 旗舰机型的 DSMC2 MONSTRO 8K VV是一款 8K 全画幅摄影机，具有更大的感光器面积和单个像素，常常被大制作的好莱坞电影拍摄采用。
DSMC2 HELIUM 8K S35 是一款定位中端的机型，同样为 8K 摄影机，但是画幅要比 MONSTRO 8K VV 小一些，适用于各种影视拍摄需求。
DSMC2 GEMINI 5K S35 是一款 5K 摄影机，它具有更大的单个像素和更高的感光度，相比以上两款更为灵活多用，很多美剧和广告的拍摄都用它。
不同感光器画幅比的对比示意图
DRAGON 8K 和 MONSTRO 8K VV 感光度 ISO 3200 6400 12800 对比图
MONSTRO 8K VV 感光器对比老款 8K 感光器 DRAGON 8K，性能有了极大的提升，暗部细节得到了很大提高；在同样感光度设置下，可以看到 DRAGON 8K 拍摄的画面所不能呈现的暗部细节，在 MONSTRO 8K VV 拍摄的画面中都得到了很好的呈现，并且 DRAGON 8K 拍摄的画面中明显可见的噪点，在 MONSTRO 8K VV 拍摄的画面中肉眼不可见。
高分辨率的优势
高分辨率主要有以下三大优势：
1080p 的分辨率和 8K 分辨率的差别显而易见
第一，拍摄时选择更高的分辨率、更好的格式，后期就有更大的再创作空间、更多的选择。
对 8K 画面进行4K 裁切，可以重新构图，改变画面的景别
RED 摄影机不仅能用于拍摄动态画面，也可以直接拍摄静态画面。并且，在动态影像中直接截取一帧，就是画质极佳的照片。动静画面可以无损转换。
虽然现在 8K 播放格式还没有普及，但是在拍摄时使用 8K 分辨率进行拍摄，输出时采用 4K 及以下分辨率，可获得更好的画面效果和细节。
比如，下面这个例子里，直接使用 1080p 拍摄和使用 8K 拍摄再压缩到 1080p 输出，效果差异非常明显。
1080p 与 8K 拍摄的人物图像对比
因此，建议使用拍摄机型所具有的最高分辨率拍摄，之后再压缩输出，可以保留最高画质。
第二，高分辨率可以延长拍摄素材的生命周期。
不同尺寸的胶片对比示意图
8mm 胶片和 35mm 胶片拍摄影像对比
以电影胶片来举例，越大的胶片越能保留更多的画面细节，放映出的画面质量也更好。比如，1968年的电影《2001：太空漫游》，使用的是 70mm 胶片，在50年后的今天，仍具有极佳的播放效果。
[flash]https://v.qq.com/x/page/x0770l30ma8.html[/flash]
后期特效视频
第三，在电影的后期制作中，非常有利于抠图和制作特效。可以直接在实拍画面上做特效，而不需要使用绿幕抠图。更好的分辨率和色彩信息，便于后期推进和修正。在夜景拍摄中，影响更干净的话，就更容易从中抠出主体做特效当然，在使用绿幕的情况下，高分辨率拍摄的画面也会让抠图特效做起来更容易。
REDCODE RAW
REDCODE RAW（.R3D）是 RED 的源文件格式，使用 REDCODE RAW 进行记录，可以在后期经过调色制作出完全不同的影像风格，比如《银河护卫队2》和《蓝色星球2》。
REDCODE RAW 具有更高的压缩率，在相同分辨率和帧速率下，数据率更低，文件体积更小，更节省储存空间。
如图所示，在 8K 全格式记录下，8：1 的压缩率和 24 fps 帧速率的设置下，一块 512GB 的 RED MINI-MAG 存储卡可记录 54 分钟的 REDCODE RAW 格式文件。
如果拍摄素材的数据率较大，可提高分辨率及压缩比，比如 4K 5：1 和 8K 10：1，数据量差不多，但后者具有更高的分辨率。
对比：8K 10：1 和 4K 5：1 数据量差不多，画面质量不一样
拍摄时使用 R3D 格式录制，后期可导出 ProRes 文件，具有更高的灵活性。在拍摄 8K R3D 的同时还可拍摄 2K 的 ProRes 代理文件，用于预览和剪辑。
IPP2：RED 第二代影像处理流程（Image Processing Pipeline 2）
IPP2 提供了一个全新的工作流程体验，包含了影像获取流程中的所有步骤，从原始感光器数据到最终影像输出，释放了每一个像素的全部潜能。
IPP2 增强功能包括：
•更完美的临界色彩管理
•改善的暗部细节
•更柔和的高光衰减
•更准确的中间色调
•优化的去马赛克算法使在相同大小的像素分辨率下获得更多细节
•更简单直观的工作流程
•专为 HDR 设计的工作流程
•行业标准命名
•标准化的色彩空间与伽玛曲线
IPP2 与 Legacy 的对比（Legacy 是 RED 的上一代后期图像处理流程）
色彩过饱和的调整
高光细节对比示意图（左为 Legacy，右为 IPP2）
IPP2 与 Legacy 处理效果对比图
即使是使用 RED 之前的旧型号摄影机拍摄的素材，在使用 IPP2 流程进行操作后，也可以获得比之前更好的画质。
IPP2 简化了工作流程，将以往复杂的工作流程简化为：只需进行基本参数设置的 RAW 文件拍摄– 可直接套用 LUT 709 进行调色– 输出转换、监看等。节省了更多时间用于创意，而不必在技术层面耗费时间，直接使用 LUT 709 进行输出转换，就能获得很好的调色效果。
不同的输出设备下的不同色彩空间，从图中我们可以看出 IPP2 的 REDWideGamutRBG 几乎涵盖了所有类型的色彩空间。
IPP2 将色彩空间和伽马曲线分别简化为 REDWideGamutRBG、LOG3G10，它不仅在 REDCINE-X 软件中提供，也内置于 DSMC2 机身内部。
3D LUT 可以为图像提供创造性外观，能够转换色彩空间，可以改变线性色彩、图像色调以及饱和度或色度。只有 DSMC2 摄影机内置了 3D LUT 功能。
IPP2 调色前后对比：
RED 软件及第三方工具
RED 官方提供会一些实用软件，如 RED Tools，可用于更改分辨率、感光度。REDUNDEAD，可用于恢复误格式化的文件。REDCINE-X PRO 是一款 RED 官方出版的后期剪辑软件。
RED 摄影机系统非常开放，支持许多第三方产品，适用于各种拍摄需求，为拍摄提供更多可能性，如航拍、水下拍摄、手持拍摄等。
Donna 是一款用于 iOS 系统的 app，它可以模拟 RED 摄影机的操作菜单，用户使用它可以在 iPhone 或 iPad 上对 RED 摄影机菜单结构进行半岛电竞官方 、练习和参考。
foolcontrol 是一款 RED 摄影机遥控软件，通过 RED 摄影机内置 Wi-Fi 与手机连接，可使用手机对 RED 摄影机进行控制操作。目前 Android 系统，发布了中文版本。关于 foocontrol 的中文版本及操作详情，敬请期待下次更新。
Teradek RT ACI，辅助摄影机操作模块，可无缝链接到 RED 摄影机，通过实体按钮和旋钮进行操作，内置了中文菜单。关于 Teradek RT ACI 的操作及发布详情，敬请期待下次更新。
来自 RED 美国的讲师 Dan Duran （左）和 RED 中国技术总监王斌（右）在这次演讲中展示 RED 图像处理流程（IPP2）背后的色彩科学，IPP2 提供了完全彻底改进的工作流程体验，包括更完美的临界色彩管理、优化的去马赛克算法、标准化的色彩分级控制等增强功能。他还讨论了 RED 工作流程，全面概述高分辨率 REDCODE RAW 文件的优势。
Dan 自 2007 年以来一直在 RED 团队工作。他是 RED 的工作流程专家，在许多 RED Tech 视频中出镜。最近，他与 Netflix、福斯、华纳、漫威、亚马逊等客户合作。他目前在加州好莱坞工作。
RED 摄影机的进化史
RED 摄影机的机身和感光器的升级是交替进行的，经历了由 RED ONE（机身）- MYSTERUM（感光器）- EPIC（机身）- DRAGON（感光器）- DSMC2（机身）的发展，如今以 DSMC2 为机身的摄影机系列，包含 HELIUM 8K S35、MONSTRO 8K VV 和 GEMINI 5K S35 三款不同感光器类型的产品。这三款摄影机定位不同，各有所长：
作为 RED 旗舰机型的 DSMC2 MONSTRO 8K VV是一款 8K 全画幅摄影机，具有更大的感光器面积和单个像素，常常被大制作的好莱坞电影拍摄采用。
DSMC2 HELIUM 8K S35 是一款定位中端的机型，同样为 8K 摄影机，但是画幅要比 MONSTRO 8K VV 小一些，适用于各种影视拍摄需求。
DSMC2 GEMINI 5K S35 是一款 5K 摄影机，它具有更大的单个像素和更高的感光度，相比以上两款更为灵活多用，很多美剧和广告的拍摄都用它。
MONSTRO 8K VV 感光器对比老款 8K 感光器 DRAGON 8K，性能有了极大的提升，暗部细节得到了很大提高；在同样感光度设置下，可以看到 DRAGON 8K 拍摄的画面所不能呈现的暗部细节，在 MONSTRO 8K VV 拍摄的画面中都得到了很好的呈现，并且 DRAGON 8K 拍摄的画面中明显可见的噪点，在 MONSTRO 8K VV 拍摄的画面中肉眼不可见。
高分辨率的优势
高分辨率主要有以下三大优势：
第一，拍摄时选择更高的分辨率、更好的格式，后期就有更大的再创作空间、更多的选择。
RED 摄影机不仅能用于拍摄动态画面，也可以直接拍摄静态画面。并且，在动态影像中直接截取一帧，就是画质极佳的照片。动静画面可以无损转换。
虽然现在 8K 播放格式还没有普及，但是在拍摄时使用 8K 分辨率进行拍摄，输出时采用 4K 及以下分辨率，可获得更好的画面效果和细节。
比如，下面这个例子里，直接使用 1080p 拍摄和使用 8K 拍摄再压缩到 1080p 输出，效果差异非常明显。
因此，建议使用拍摄机型所具有的最高分辨率拍摄，之后再压缩输出，可以保留最高画质。
第二，高分辨率可以延长拍摄素材的生命周期。
以电影胶片来举例，越大的胶片越能保留更多的画面细节，放映出的画面质量也更好。比如，1968年的电影《2001：太空漫游》，使用的是 70mm 胶片，在50年后的今天，仍具有极佳的播放效果。
[flash]https://v.qq.com/x/page/x0770l30ma8.html[/flash]
第三，在电影的后期制作中，非常有利于抠图和制作特效。可以直接在实拍画面上做特效，而不需要使用绿幕抠图。更好的分辨率和色彩信息，便于后期推进和修正。在夜景拍摄中，影响更干净的话，就更容易从中抠出主体做特效当然，在使用绿幕的情况下，高分辨率拍摄的画面也会让抠图特效做起来更容易。
REDCODE RAW
REDCODE RAW（.R3D）是 RED 的源文件格式，使用 REDCODE RAW 进行记录，可以在后期经过调色制作出完全不同的影像风格，比如《银河护卫队2》和《蓝色星球2》。
REDCODE RAW 具有更高的压缩率，在相同分辨率和帧速率下，数据率更低，文件体积更小，更节省储存空间。
如图所示，在 8K 全格式记录下，8：1 的压缩率和 24 fps 帧速率的设置下，一块 512GB 的 RED MINI-MAG 存储卡可记录 54 分钟的 REDCODE RAW 格式文件。
如果拍摄素材的数据率较大，可提高分辨率及压缩比，比如 4K 5：1 和 8K 10：1，数据量差不多，但后者具有更高的分辨率。
拍摄时使用 R3D 格式录制，后期可导出 ProRes 文件，具有更高的灵活性。在拍摄 8K R3D 的同时还可拍摄 2K 的 ProRes 代理文件，用于预览和剪辑。
IPP2：RED 第二代影像处理流程（Image Processing Pipeline 2）
IPP2 提供了一个全新的工作流程体验，包含了影像获取流程中的所有步骤，从原始感光器数据到最终影像输出，释放了每一个像素的全部潜能。
IPP2 增强功能包括：
•更完美的临界色彩管理
•改善的暗部细节
•更柔和的高光衰减
•更准确的中间色调
•优化的去马赛克算法使在相同大小的像素分辨率下获得更多细节
•更简单直观的工作流程
•专为 HDR 设计的工作流程
•行业标准命名
•标准化的色彩空间与伽玛曲线
IPP2 与 Legacy 的对比（Legacy 是 RED 的上一代后期图像处理流程）
即使是使用 RED 之前的旧型号摄影机拍摄的素材，在使用 IPP2 流程进行操作后，也可以获得比之前更好的画质。
IPP2 简化了工作流程，将以往复杂的工作流程简化为：只需进行基本参数设置的 RAW 文件拍摄– 可直接套用 LUT 709 进行调色– 输出转换、监看等。节省了更多时间用于创意，而不必在技术层面耗费时间，直接使用 LUT 709 进行输出转换，就能获得很好的调色效果。
不同的输出设备下的不同色彩空间，从图中我们可以看出 IPP2 的 REDWideGamutRBG 几乎涵盖了所有类型的色彩空间。
IPP2 将色彩空间和伽马曲线分别简化为 REDWideGamutRBG、LOG3G10，它不仅在 REDCINE-X 软件中提供，也内置于 DSMC2 机身内部。
3D LUT 可以为图像提供创造性外观，能够转换色彩空间，可以改变线性色彩、图像色调以及饱和度或色度。只有 DSMC2 摄影机内置了 3D LUT 功能。
IPP2 调色前后对比：
RED 软件及第三方工具
RED 官方提供会一些实用软件，如 RED Tools，可用于更改分辨率、感光度。REDUNDEAD，可用于恢复误格式化的文件。REDCINE-X PRO 是一款 RED 官方出版的后期剪辑软件。
RED 摄影机系统非常开放，支持许多第三方产品，适用于各种拍摄需求，为拍摄提供更多可能性，如航拍、水下拍摄、手持拍摄等。
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foolcontrol 是一款 RED 摄影机遥控软件，通过 RED 摄影机内置 Wi-Fi 与手机连接，可使用手机对 RED 摄影机进行控制操作。目前 Android 系统，发布了中文版本。关于 foocontrol 的中文版本及操作详情，敬请期待下次更新。
Teradek RT ACI，辅助摄影机操作模块，可无缝链接到 RED 摄影机，通过实体按钮和旋钮进行操作，内置了中文菜单。关于 Teradek RT ACI 的操作及发布详情，敬请期待下次更新。
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RED
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RED是行业领先的专业数字摄影机及附件制造商。2006年RED发布4K RED ONE，引领了数字电影行业的革命。自此至2008年RED发布的DSMC系统用于拍摄好莱坞巨制《霍比特人》等，搭载RED DSMC2的摄影机，融合了紧凑和轻巧的设计、高画质、超高动态成像、以及8K的分辨率。2017年RED最新的8K芯片HELIUM以最高的DxOMark得分重新定义了数码影像成像质量的标准。