电影的第五次革命：浅谈48帧电影技术

　　作为贺岁大片，全球首映了《霍比特人：意外之旅》。与魔戒不同的是，《霍比特人》从拍摄、剪辑、后期处理到放映，三部曲全面采用了48帧技术。那么，到底这“每秒48帧”是什么意思?比90多年来拍电影沿用的“每秒24帧”有何不同?会为电影带来什么样的改变?又面临着哪些困难?

　　第五次电影革命?

　　自从1895年电影诞生起至今，从技术、形式上已经出现过了四次重大的变革：从无声到有声;从黑白到彩色;从普通银幕到宽银幕;从2D到3D。而现在，当电影的3D化大潮还方兴未艾时，从每秒24帧到每秒48帧的第五次电影革命已经近在眼前了!

　　电影原理

　　电影，其实是连续播放的静止画面，只是播放速度很快而已;更形象的解释为，慢就是幻灯片，快就是电影。

　　电影的帧数是什么概念?与以往的24帧技术相比，48帧技术会带来哪些优势?为啥会有支持者和反对者?

　　什么是每秒24帧?48帧?

　　简答：简单说就是一秒中拍摄或者播放多少格画面。

　　每秒24帧有什么问题?

　　简答：运动画面抖动、不清楚;看起来有点晕。

　　每秒48帧有什么好?

　　简答：画面清晰稳定，动作镜头看起来连贯顺畅，快速镜头不头晕。打个比方，每秒24帧拍出来的电影好像近视的人看周围，每秒48帧拍电影则像让他戴上了眼镜后看周围。

　　当初电影为什么设定为每秒24帧?

　　简答：省钱。这是看得过去的最低标准。

　　从每秒24帧发展成每秒48帧有何困难?

　　简答：用胶片拍摄放映的话改起来难度很大，数字摄影机和放映机则比较容易。

　　每秒48帧和3D电影技术有没有关系?

　　简答：每秒48帧技术会让3D电影看起来更清晰更舒服。

　　什么叫“帧”?

　　我们都知道，电影是依靠人类的视觉暂留现象而发展起来的艺术。以前的拉洋片就是让纸片上的渐变图案在你眼前快速掠过，你看起来就感觉画面动起来了。在电影里，一幅静止的图像被称做一“帧”(Frame)，而研究表明，只要达到每秒24帧，人们的眼睛就会被欺骗，以为看到的是运动的画面。动态的画面则按每秒钟显示多少帧来衡量，这就是所谓的“每秒帧速率”(fps)。

　　帧数就是在1秒钟时间里传输的图片数量，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新的次数，通常用fps表示，英文Frames Per Second的缩写。每一帧都是静止的图像，快速连续地显示帧便形成了运动的假象，就是视频。相对而言，高帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数越多，显示的动作就会越丰富越流畅。

　　但是，帧数越多会出现两大弊端：

　　视频处理界面

　　1，帧数越高，数据量会倍增。在昔日的胶片时代，存储成本和运输成本不可想象。莫要说现今存储技术发达，依然会出现存储非常不利的问题，无形中提高了难度。提高成本和增加难度，是大问题。熟悉视频编辑、动画制作的朋友一定知道，帧数越高，不仅文件体积大，而且处理任务的难度加大，后期的渲染时间明显翻番。对于大型的电影制作而言，数据量提高是急不得也恼不得的问题。

　　常用的24帧

　　电影为什么要制订成24帧标准而不是更高?

　　90多年前，电影工作者发现只要达到每秒24帧的速率，就能形成动态的影像，1927年的电影《爵士歌手》(The Jazz Singer)堪称是确定了这一标准的影片。如果把这个速率提高，那么拍摄电影需要用的胶片以及播放电影的成本都会增加——如果提高到每秒48帧画面，就意味着要采用比每秒24帧多一倍的胶片。那时候的影片里几乎没有大动态、高速度移动的画面，也没有CG电脑特效镜头，每秒24帧完全足以满足电影工作者以及观众。因此，电影这种形式就以每秒24帧的格式确定了下来，后来更出现了戈达尔“电影是每秒24帧的真相”的名言，24帧的概念更加深入人心。

　　彼得·杰克逊说：“在有声电影刚刚出现的时候，电影人选择每秒24帧的速率是为了技术上的要求。我猜想24FPS是获得清晰音轨的最低速度。而那时35mm胶片那么昂贵，大家只能选择尽可能慢的帧速，来保证制作成本。因此，我们就这样在24FPS下度过了90年。这并不是因为24FPS能给我们带来最佳的效果，而仅仅是因为那是1927年前后能提供可接受效果的最便宜选择。”

　　24帧的电影有什么问题?

　　有人说，我已经看过几千部电影了，也没觉得每秒24帧有什么问题啊。但正像彼得·杰克逊所说的“其实这样的影片中每一帧都会有模糊(blur)，尤其是在快速运动的镜头中。如果电影镜头快速摇移，图像就会有抖动(judder)或者频闪(strobe)。”我建议你找来有高速运动镜头的电影来注意看一下(例如《谍影重重2》或者《变形金刚》)，你会发现快速的动作场面往往让你看不清人物动作;而快速的移镜头也会让观众产生晕眩感——这种感觉就是因为看不清画面而引起的。

　　即使你一帧一帧的来看这些动作场面，仍然会发现模糊和抖动的问题，

　　无法看到清晰稳定的画面。

　　观点提示：

　　每秒24帧是当年电影为了成本妥协的产物;

　　每秒24帧拍出的电影在动作戏和高速镜头中都会显得模糊，容易让人眼晕

　　48帧、60帧与24帧的区别

　　24帧真的不行么?我们可以看看自己面前的显示器。电脑、游戏等行业中，每秒24帧早已成为了一个阻碍而不是标准。如今随便一台LCD显示器都能达到60Hz的刷新率，也就是说，它能以每秒60帧画面的速率刷新率来显示画面，如果低于60Hz，你就会觉得电脑画面闪动、有残像，容易眼疲劳。而现在的显示器以及电视都在推行120Hz的刷新率了，它们都可以通过帧插值(这个下面会提到)的技术让画面变得更加平滑稳定。下面我们用几个小动态画面来直观地为你呈现不同帧率的不同视觉感受。

　　每秒15帧，我们能感到方块的运动不连续，有残像

　　每秒30帧，已经相当顺畅

　　每秒60帧，几乎看不到方块运动的轨迹，极其平滑流畅

　　我们可以看到，每秒60帧的画面看起来非常舒服，而每秒15帧则几乎无法忍受。但拍电影为什么必须要24、48、60这样的帧数呢?因为如果在现有的技术基础上升级改造，最好就是设计为原有每秒24帧的倍数，这样只要调整播放的速度(例如48帧是2倍速、60帧就是2.5倍速)，就能保证画面放出来是正常的。如果设计成比如49帧，那么就很难在现有技术条件下正常播放。

　　彼得·杰克逊在谈到每秒48帧电影技术时说：“以每秒48帧的频率来拍摄和放映电影会非常有助于摆脱这些问题。它会让电影看起来更逼真，观看起来也更轻松，尤其是在3D电影方面。最近几个月，我们一直长时间的看着以48帧拍摄《霍比特人》的测试片和样片，一坐就是两个多小时，看着3D画面却不觉得眼睛疲劳。那画面看起来真棒，我们现在已经习惯于此了。到这个地步，再看其他电影，感觉就很原始粗糙了。周日的时候，我在影院看了部新片，结果一直被抖动的摇镜头和模糊的画面感所困扰。我们被每秒48帧惯坏了!”

　　观点提示：

　　每秒48帧和每秒60帧都比每秒24帧要好很多，但考虑到成本，每秒48帧在相当长的时间里已经足以满足我们了。

　　24帧曾经惹的祸 48帧将要起的浪

　　每秒24帧的设定为电视、录像带、DVD、蓝光、电脑等等领域惹来过无数的麻烦，很多人对其可以说是“恨之入骨”了。由于电影产生在电视之前，而电视受技术的限制，一开始就采用了另一套标准，也就是50Hz(PAL)和60Hz(NTSC)。传统的电视信号都是隔行扫描，也就是说不是每行都有信号，而是上一秒单数行有信号，下一秒双数行有信号这样。那么问题就来了：电影是每秒24帧(24FPS)的逐行信号(简单理解为每行都有内容);要怎样把它放到50Hz(也就是25FPS)或60Hz(30FPS)的电视上去呢?

　　电视信号以往都是隔行显示

　　如果不做任何修改，在电视上看电影就成了快动作搞笑片，于是人们必须采用一种叫Pulldown的技术，把24FPS的电影画面转换成25FPS或者30FPS的电视信号——所有接电视的设备，例如DVD机、录像机、蓝光机都必须要考虑这个问题，非常令人头疼!为了不影响电影感，各种pulldown技术纷纷产生，有2:3 pulldown、3:2 pulldown、2:2 pulldown等等解决办法，因为过于技术，这里不做详细解释了。反正你知道，每秒24帧的电影画面设定为除了在影院的其他设备上看电影带来了无数的麻烦和问题。

　　纯粹主义的电影迷一直对改变24帧标准这件事很纠结，因为他们认为这会改变电影的纯正感觉——正像有人始终对CRT显示器情有独钟看不上LCD一样。他们认为即使有闪烁、模糊、抖动等等问题，用每秒24帧拍摄的电影仍然显得有“感觉”。彼得·杰克逊对此评论说：“电影原教旨主义者可能会批评缺乏模糊和频闪的电影没有艺术品味道，但我们剧组中有很多这样的电影纯粹主义者都已经转变了。你会很快习惯电影的新面貌，并发现它给我们带来了更逼真和更舒适的视觉体验。”

　　不过这些纯粹主义者也并非没有道理，如今的电视已经发展到了120Hz的时代，在这样的电视、投影上放映电影，你可以通过插值运算把影片从每秒24帧提升到每秒60帧的画面——之前的插值运算是在中间加入黑屏帧，现在则可以智能运算增加中间帧画面，令画面更真切，当然不会有原生40帧或者60帧那么好。但这样播放的电影会让人有种看电视的感觉，流畅则流畅，却没有电影那种独特的感觉了——你总不希望科恩兄弟的《老无所依》看起来像是美剧《Days of Our Lives》吧……

　　电影的未来也许就在眼前改变

　　总的说来，每秒24帧的电影仍然有着强大的生命力，但从长远看，未来的火种似乎已经由彼得·杰克逊和詹姆斯·卡梅隆这样富有远见的技术大神所点燃。变革在开始时总是显得不那么可靠，但最终世界的面貌会慢慢改变。如果在3D之后，48帧真的是另一个改变电影面貌的大潮，那么我们该欣喜有幸见证一个新时代的来临吧!

　　观点提示：

　　因为帧率的不同，家庭的电视和投影机上都很难做到完全原汁原味呈现电影效果，需要转换。

　　在将来普遍采用每秒48帧技术之后，这个问题将不复存在，在电视上看电影会与影院播放方式完全一样。

　　“我们确实在用更高的帧率拍摄电影。关键是要明白，这个过程需要在拍摄和播放时都采用每秒48帧而不是通常的每秒24帧频率——自从上世纪20年代末期开始，电影就一直采用的是每秒24帧画面的频率来拍摄和播放的。采用48帧拍摄大家结果是，看起来画面上的速度还是正常的，但画面的清晰度和平滑度都大大增强了。你看每秒24帧的电影也许觉得还行——过去90多年里我们都看过成千上万部这样拍的电影了，但其实这样的影片中每一帧都会有模糊(blur)，尤其是在快速运动的镜头中。如果电影镜头快速摇移，图像就会有抖动(judder)或者频闪(strobe)。”

　　2，对硬件设备的要求更高。从电影的拍摄、处理、播放，都要全部支持方可，三者缺一不可。高帧率的设备都很贵，譬如48帧的数字影院放映机的售价约是24帧的2倍。而且，超高帧率设备的出现，仅是近几年的事，普及很有难度。现在，用于科研等特殊领域的超高速摄像机贵的非同凡响。

　　静态图片也能产生视觉误差

　　当然，务实的电影界制定24帧的规范，是有一定理论根据的，就是那个人眼的视觉残留特性。我们的眼镜很复杂很精密，但是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象。而且这是由视神经元的反应速度造成的，其时值是二十四分之一秒。虽然人与人之间有差异，但是这个视神经元的差异几乎可以忽略不计。24帧，恰恰是一个合理的数值。有些朋友说能体会出30帧和60帧视频的差别，往往是心理作用所致。

　　看《霍比特人》的广告宣传，神秘的48帧会给我们带来N多好处，是真的吗?我们将从两方面来分析，显示效果和3D应用。

　　48帧的《霍比特人》

　　单纯从概念上讲，48帧是24帧的两倍。从拍摄而言，高速摄影机拍摄的画面会更加丰富，当然数据量至少增加一倍。我们平时看电影，在动作、枪战、飞车等动态场景时，画面会看见的拉丝，也就是所谓的发虚或模糊。在一定程度上，会影响电影的放映效果，即很多细小的高速运动的细节模糊，无法显示的更真切。

　　最简单的查看办法，就是在电脑上播放动作类高清视频，通过软件逐帧播放时，可以看见很多画面是虚的。就算是变形金刚、速度与激情、加勒比海盗等这些好莱坞大片，亦无法避免这种现象。

　　高帧率，就可以降低或减少这些模糊，这就是48帧电影技术的优势之一。据海外观看过的网友介绍，画面真清楚，细节逼真，特写镜头丝丝入扣。

　　选48帧 与3D结缘

　　为啥是48帧，不是更高的60帧?首先，这与电影制作成本有一定关系，更高的帧数总体成本还要飙升，而且对硬件、软件要求也太高。

　　控制成本

　　其次，也是最重要的原因，为了完善3D技术。我们都知道3D电影，但是其播放原理略有些陌生。简而言之，就是帧数减半。以24帧的3D电影为例，左右各12帧。12帧，我们的眼睛自然能感觉出闪烁感;为避免闪烁现象，通过软件后期处理，加进插帧，增加帧数。这也是为何有些影院投影机会宣称支持240赫兹或120帧，都是软件插值在换算出来的结果，有很强的文字游戏意味。

　　快门式3D眼镜工作原理

　　但是，插值插帧出来的数据，与原生的还是有很大差别。48帧，正好是24帧的2倍，3D显示中左右各24帧。原生的图像数据，要比那些虚拟出来的更真实更逼真。这，其实是48帧出现的初衷，完美解决3D播放的跳帧问题。24帧，已经可以满足需求，若再加上插帧技术，3D播放的闪烁感可以彻底杜绝。

　　48帧的两大优势确实很给力。看到这里，大家不禁会想，为啥还有反对者?

　　反对者很无辜

　　任何事情都要分正反两方面分析，有时也很难明确判断对与错，反对者必有其原因。由于全球电影发展的速度过快，电影的销售总额在提高，但是竞争压力巨大，单部影片的利润往往没有预期的那么高，只有极少的影片赚的盆满钵满。投资方开始理性面对电影市场，投资趋向于保守。另一方面，影院方都是抱有一次投资吃10年的幻想，都不愿更新设备，对新事物有莫名的恐惧心理。

　　陈旧的设备难以忘怀

　　除了商家，观众也存在莫须有的抵触心理。海外媒体报道，确实画面更清楚了，但是感觉失去了连贯性，观众产生了莫须有的抵触心理。就像当年数字放映、3D、4K等技术出现时，消费者依然恋恋不舍，不愿接受新事物。加之近2年，伪3D电影的泛滥，让观众很受伤，这是一个电影制片方自毁长城的恶性后遗症。

　　48帧技术 面临的压力

　　其实，纵观电影的发展史，从18帧升级为24帧，也是在困难重重中艰难的完成蜕变。48帧要走的路，可能还会很长。现阶段，48帧主要面临的压力是两方面：

　　值得怀旧的老式电影胶片

　　1，外在因素，院线方的支持很重要。若都不中意48帧，尤其是在放映设备上不支持，消费者很难接触。现阶段，莫说国内，连北美也是屈指可数的几家影院配置了少量的48帧放映机。据悉，国内的用户将无缘欣赏48帧版。

　　2，内在因素，纠结的片源。采用48帧技术的电影，要从拍摄源头做起，还需要全方位的支持，和3D技术有异曲同工之处。现在的伪3D，都是非原生，后期处理出来的，48帧会不会也走这条岔道?至少，现在很难下定论。

　　以每秒48帧的频率来拍摄和放映电影会非常有助于摆脱这些问题。它会让电影看起来更逼真，观看起来也更轻松，尤其是在3D电影方面。长时间的看着以48帧拍摄《霍比特人》3D画面却不觉得眼睛疲劳。

　　一个立体影像的时代已经到来。

　　卡梅隆称自己正在考虑以每秒48帧或者60帧画面的频率来拍摄《阿凡达2》与《阿凡达3》。80多年来，因为每播放1秒就包含24帧的画面，电影艺术一直被称为“24格的真理”，此次卡梅隆提高帧数拍摄的想法也算是对传统的一次大胆的突破。

　　卡梅隆，采用每秒48帧或者60帧画面的方式拍摄是为了更好的服务于3D技术，制造出更加真实更加完美的影像效果，在真正意义上给观众提供一种身临其境的观影体验。此外，卡梅隆还谈到了眼下流行的后期2D转3D技术，称“真正的对观众负责的将一部普通2D电影转换成3D格式，大约需要6到8个月的时间，而不是6到8周，这样算下来，不如直接用3D技术拍摄划算”。