它的“父親”是CIENALTAHDWF900,它提供了三個2/3“CCDS”,這是幾年來電影制作的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),捕捉諸如“星球大戰(zhàn)前傳三部曲”、“曾經(jīng)在墨西哥”、“真實鋼”、“明日之地”、“阿凡達(dá)”、“Spykids”(1和2)等許多熱門作品。新的HDV格式源自HDWF900中的類似技術(shù),并為非常高端的相機(jī)技術(shù)奠定了基礎(chǔ),使其逐漸滲透到消費者的空間。
隨著時間的推移,相機(jī)工程師們發(fā)現(xiàn)了在小成像儀上同時放置更多像素、將像素進(jìn)行分類或使用其他技術(shù)來提高小表面上的捕獲分辨率的方法。壓縮工程師們開發(fā)了新的壓縮方案,提出了AVC(h.263)、MP4(h.264)和現(xiàn)在的HEVC/高效視頻編解碼器(h.265)等,還有一些方案很快就會公布。
這就把我們帶到了現(xiàn)在。
我們需要大約四倍的像素才能達(dá)到兩倍的分辨率,所以從SD跳到HD是有意義的,而從HD跳到UHD/4K則更有意義。遵循這個主題,跳到6K是有意義的,跳到8K是完美的理論,并且接近人類眼睛分辨信息的能力的最大值。
在2018年NAB大會上,索尼和黑魔法設(shè)計公司(BlackmagicDesign)都展示了8K攝像頭,在這一時間段內(nèi),其他公司也紛紛效仿。
在CommUAV和InterDrone期間,有幾個人問我對6和8K分辨率的看法。幾乎所有人都震驚了,因為我表達(dá)了對格式的熱情。
——“不可能編輯。”
-“文件很大。”
–“沒有計算機(jī)可以管理它。”
——“沒有地方可以播放8K的鏡頭。”
——“除非坐在離屏幕很遠(yuǎn)的地方,否則人類的眼睛無法分辨這種分辨率。”
-“數(shù)據(jù)卡不夠快。”
等等。
這些評論和我們預(yù)測的相機(jī)產(chǎn)業(yè)從SD向HD,從HD向4K轉(zhuǎn)變的速度是一樣的,換言之,我們以前也來過這里。
攝像機(jī)是采集設(shè)備。出于同樣的原因,主要的電影都是以盡可能高的分辨率拍攝的,同樣的原因,隨著相機(jī)分辨率的提高,攝影師們也會非常興奮,UAS攝影師也應(yīng)該如此。分辨率越高并不意味著圖像質(zhì)量越高。更大的傳感器尺寸也不會提高圖像質(zhì)量??偟膩碚f,高分辨率的系統(tǒng)通常能轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的圖像。
傳感器尺寸對本次討論有些重要,但并不完全重要。近20年來,相機(jī)行業(yè)一直在將越來越多的像素打包到同一個物理空間中,而不用擔(dān)心噪音的增加。此外,與過去相比,更好的噪聲采樣/降低算法,特別是來自索尼(Sony)和安巴雷拉(Ambarella)這樣的OEM公司的算法,已經(jīng)允許更大程度的噪聲降低。像索尼A7RIV和更早的相機(jī)提供了32000的幾乎無噪音的ISO!
當(dāng)然,傳感器的尺寸各不相同,但我們會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)無人機(jī)使用1/2.3或1英寸傳感器。(分別為淺藍(lán)色和綠松石大小,如下所示)。
“想象一下,一架配備8K攝像頭的無人機(jī)正在視察一座通訊塔。分辨率很高,
因此低分辨率下可能會遺漏的銹跡、點蝕、剝落或其他損壞的小斑點,或分辨率更高時人眼變得明顯。”
為什么高分辨率會轉(zhuǎn)化為更好的成品?
一般來說,我們會將視頻或照片下采樣到較小的送貨車上,原因只有一個。在廣播中,4:2:2的未壓縮顏色方案是圣杯。然而,大多數(shù)UAS相機(jī)采集的是4:2:0的顏色/色度樣本。然而,一個4K的捕獲,在交付時減少到1080,提供給攝像師同樣的“圣杯”顏色模式4:2:2!
當(dāng)我們進(jìn)入6或8K時,會出現(xiàn)類似的結(jié)果。8K向下轉(zhuǎn)換為HD提供4:4:4顏色樣本。
修剪
我們獲得了裁剪后編輯/交付以重新組合圖像的能力,而無需擔(dān)心分辨率丟失。這意味著,盡管飛機(jī)可以拍攝寬鏡頭,但只要傳送比源/采集捕獲小,圖像可以在后期重新構(gòu)成更緊密的圖像。例如,為1080次傳送拍攝4K意味著可以在不損失分辨率的情況下裁剪多達(dá)75%的圖像。
為了公共安全,這是無價的。8K拍攝提供了很好的放大/裁剪場景的能力,并在高清或4K傳輸中提供更大的細(xì)節(jié)。
對于檢查、施工進(jìn)度報告等也可以這樣說。用戶可以以高分辨率捕獲并以低分辨率交付。
6和8K分辨率的另一個好處是動態(tài)范圍的增加。雖然小傳感器只能提供動態(tài)范圍的小幅度增加,但小幅度增加比不增加要好。
為了解決其他關(guān)于6K和8K分辨率的問題,人眼可以看到大約40megapixels,這與年齡有關(guān)。8K大約是33百萬像素。然而,人眼在表面上看不到相同的分辨率。我們的眼睛中心大約有800萬像素,而外邊沒有那么深。高分辨率確實在光譜中提供了更大的平滑度,因此我們的眼睛看到的是更平滑的運(yùn)動圖像。
超越人類的眼睛
更高的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人眼的范圍,適用于“計算機(jī)視覺”,有利于映射、三維建模和其他類似的應(yīng)用。一般來說,像素越多,平滑度和幾何度就越高。隨著技術(shù)向人工智能的深入發(fā)展,更高的分辨率和更高效的編解碼器變得更加重要。想象一下,一個配備8K攝像頭的無人機(jī)正在視察一座通訊塔。分辨率很高,因此低分辨率下可能會丟失的銹跡或其他損壞的小斑點,或分辨率更高時人眼變得更明顯?,F(xiàn)在想象一下,為人工智能輔助檢查報告提供輸入的更高的分辨率可能會通知操作員或經(jīng)理任何問題。我們的技術(shù)正在超越人眼的分辨率,這是有充分理由的。
數(shù)據(jù)存儲
來自6或8K相機(jī)的文件相對較小,特別是與未壓縮的8K內(nèi)容(每小時9.62TB)相比。被稱為“編解碼器”的壓縮格式多年來一直在改進(jìn),并穩(wěn)步向前發(fā)展。例如,當(dāng)壓縮第一次以物理形式出現(xiàn)時,我們看到了用DVD傳送的好萊塢電影。然后我們看到高清的藍(lán)光。磁盤格式的傳輸已經(jīng)死了,現(xiàn)在我們已經(jīng)通過了MPG2、AVC、AVCHD、H.264和現(xiàn)在的H.265/HEVC。在不久的將來,我們將看到更多的壓縮方案有利于我們的工作流程,無論是通過流媒體傳輸還是通過thumbdrive。VVC或“多功能視頻編解碼器”將是8K編解碼器的下一個大項目,計劃于2022年初推出。
非傳統(tǒng)的h.264和h.265/HEVC目前正被用作壓縮6和8K流的傳輸編解碼器。8K已經(jīng)成功地(在測試環(huán)境中)以低至35Mbps的速率進(jìn)行了視頻點播,而NHK已經(jīng)將傳統(tǒng)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)設(shè)置為100Mbps。使用這些編解碼器,將流向下轉(zhuǎn)換以查看OTA/空中傳送到平板電腦、智能手機(jī)或地面站控制器已經(jīng)成為可能。我們不太可能看到8K從無人機(jī)流到GSC。
U3數(shù)據(jù)卡當(dāng)然已經(jīng)為6和8K分辨率/數(shù)據(jù)流做好了準(zhǔn)備;壓縮是實現(xiàn)這一點的原因。KenDao8K和Insta8K360相機(jī)都在U3卡上錄制,目前市場上有售。
一般消費者在家里的屏幕上看到8千塊還需要一段時間。然而,在使用8K時,為廣告而交付的8K,與武器、Monstro、Helium或其他相機(jī)格式拍攝的大格式畫面相匹配可能會減少時間消耗,即使是從UAS上攜帶的較小的相機(jī)格式(這些相機(jī)可能很容易攜帶在重型UAS上)。
專業(yè)的無人機(jī)飛行員將從5、6或8K攝像機(jī)中受益匪淺,不應(yīng)羞于測試格式。是的,這是航空和視覺技術(shù)不斷變化時代的又一個范式轉(zhuǎn)變。毫無疑問,這些更高的分辨率為任何最終產(chǎn)品提供了更高的質(zhì)量。做好準(zhǔn)備;2020年是在我們的專業(yè)和個人努力中使用的三腳架上安裝5、6和8K攝像頭的一年,我個人非常期待。
作者:道格拉斯斑點鷹是圣丹斯傳媒集團(tuán)的創(chuàng)始人和教育節(jié)目總監(jiān)。SMG是sUAS行業(yè)的顧問,提供有關(guān)sUAS主題的培訓(xùn)和演講:無人機(jī)電影攝影、商業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施sUAS應(yīng)用、sUAS風(fēng)險管理、夜間無人機(jī)飛行、空中安全系統(tǒng)和107次培訓(xùn)。若要了解有關(guān)編解碼器、壓縮/解壓縮、優(yōu)化捕獲和流式處理數(shù)據(jù)的更多信息,請咨詢在線、我們的培訓(xùn)設(shè)施或您辦公室中的“破解相機(jī)代碼”研討會中的培訓(xùn)和課程。