4K第一英里:启动4K流媒体

为本文的目的, 我将讨论超高清4K 3840x2160视频分辨率, 也就是超高清(UHD-1). 这个特定的分辨率是1920x1080高清标准的两倍垂直和两倍水平分辨率，是1280x720高清标准的三倍垂直和三倍水平分辨率. 三种分辨率都是16:9或16:1.78:1长宽比. DCI 4 k, 另一方面, 具有略高的水平分辨率4096x2160像素和256:135或1.90:1长宽比.

4K摄像机选择

超高清是电视广泛采用的标准, 电脑显示器, 和4K视频录制, 而DCI 4 k则是用于电影制作和大屏幕影院播放的电影标准. 像这样, DCI 4 k录制或输出并不是大多数摄像机的标准，因为它比UHD摄像机可以录制或输出的分辨率更高.

对于想要制作4K直播或网络直播的视频制作人来说，这是幸运的, 超高清是你最可能使用的4K标准. UHD 4K工作流程的成本要低得多，原因很简单，UHD设备比DCI 4 k设备便宜, 尤其是摄像机和视频采集卡.

为超高清4K网络直播工作流程选择4K摄像机不一定是一个昂贵或复杂的过程. 是什么让网络直播在4K(和高清!, 就此而言，与制作点播观看的内容非常不同的是，网络直播是现场上传的. 快速和一致的互联网上传速度并不总是可用的, 因此，网络直播制作人倾向于更积极地选择网络直播比特率. 太高的比特率，你可能会因为缺乏互联网上传速度而在上传时丢帧. 或者ping时间太慢，比特率太低, 你就会遇到所谓的像素饥饿, 如果你没有足够的数据来重现带有转场或大量动作的场景. 像素饥饿导致宏阻塞, 以及许多其他不受欢迎的工件，它们都可以组合在一起，导致质量较差的视频流. 最终, 如果你没有足够的带宽, 降低视频分辨率比推一个质量差的视频要好, 像素匮乏的视频流.

因为网络广播的比特率比点播观看更具侵略性, 为了提高视频质量，你能做的最好的事情就是从一个清晰的视频信号开始. 音频工程师总是告诉你，强大的信噪比是优秀音频的关键，麦克风的放置比麦克风离音源不够近更重要. 同样的原则也适用于视频, 不过，获得强视频信号的关键并不在于把摄像机正对着拍摄对象的脸，而在于确保拍摄对象有足够的光线，这样就不需要高ISO或高增益来数字提亮图像了.

白天的户外场所通常有足够的光线, 虽然控制高光和阴影之间的差异是另一个挑战, 尤其是当你的拍摄对象在明亮和阴暗的区域之间移动时, 需要你不断地改变曝光量. 我不打算深入研究这个工作流程, 但现代4K摄像机, 具有拍摄LOG曲线的能力，并将lut应用于实时工作流程, 在管理这种具有挑战性的照明情况方面走了很长的路. 在实时工作流中使用lut可能具有挑战性, 所以我很期待使用新的Hybrid Log-Gamma标准, 由BBC和NHK联合制作, 并且可以在SD监视器和支持的HDR显示器上观看，而无需任何颜色分级或LUT应用.

我关于照明的观点是，你需要足够的光线到达你的视频传感器，以避免使用增益. 更高的增益会在视频信号中引入噪声, 噪声是长GOP帧间编解码器面临的最大挑战之一. 这是因为噪音在本质上是随机的，它会窃取有价值的信息，而这些信息可以更好地用于提高拍摄对象的视频质量，而不是浪费在再现噪音上.

低噪声摄像机通常是在弱光条件下表现更好的摄像机. 视频摄像机最能预测低光灵敏度的特性是图像传感器的大小. 这可以归结为基础物理学, 当我试图解析4K超高清视频信号时, 我首先考虑的是传感器的尺寸. 视频传感器有不同的测量单位和长宽比，这也无济于事. 作为一个加拿大人，我一直交替使用公制和英制度量单位. 但是，虽然这对普通重量来说足够好, 高度, 速度, 和距离, 用APS-C这样的术语比较以英寸为单位的微小测量值更具挑战性, 超级35, 35毫米全画幅. 我喜欢使用的传感器测量作为传感器尺寸比较的基础是对角线测量. 这个测量值可以根据传感器的宽高比而变化, 但作为一个粗略的指导方针, 以下是一些常见的传感器尺寸及其对角线尺寸:

1/3" = 6mm
1/2" = 8mm
2/3" = 11mm
4/3" = 20.4mm
Aps-c = 26.7mm
超级35 = 28.4mm
35mm全画幅= 43.3mm

如果你住在美国.S., 那么毫米可能对你来说意义不大, 所以我想让你们关注这些传感器尺寸之间的差异, 不管计量单位是什么. 如果我们暂时假设这些对角线的尺寸是显示器上的英寸, 然后是1/3“传感器, 扩大了很多倍, 大概有摄像机那么大吗, 以及35mm全画幅传感器, 按比例增加了同样的数量, 变成了一个巨大的43英寸4K超高清电脑显示器. 要求一个1/3英寸的传感器记录一个像样的超高清4K信号，就像要求你使用一个7英寸的摄像头显示器进行文字处理一样. 我相信你可以这样做，但这会让你的眼睛很疲劳，而且还有很多地方需要改进.

您不必用35mm全画幅传感器拍摄所有内容以获得专业的4K超高清效果, 但如果你像我一样跟踪摄像机传感器尺寸的变化, 你会注意到，有增加了摄像机与1/2“传感器, 最新的传感器尺寸是1英寸. 我是一个超级粉丝。” 索尼PXW-X70 和 PXW-Z150 摄像机(图1), 因为在摄像机的外形上, 在光线较暗的情况下，它们的视频信号更清晰, 与传感器较小的摄像机相比，更大的传感器可以用更浅的景深拍摄出更清晰的图像.

图1. 索尼PXW-Z150 1英寸传感器4K摄像机