数字电影摄影

本书由在数字视觉效果领域工作了超过30年的戴维·斯顿普(David Stump) 编著。这是一本关于数字电影摄影工具和技术的书。它详细解释了数字电影摄影机的工作原理及专业流程，并教授了相关的理论和实践。
成功的电影摄影师必须兼顾艺术素养、技术能力和商业头脑。需要熟练掌握打光、合成、取景并具备其他美学思维，同时熟悉数字摄影机、记录仪和相关工作流程，此外还要知道如何选择正确的设备（在预算范围内）完成工作。本书重点关注目前常用的设备和技术，详细说明数字摄影机的工作原理，选择不同的摄影机会带来怎样的结果，以及如何选择正确设备使摄影师能更有创意的讲述故事。
本书主要内容包括：摄影机传感器、色彩与色彩空间难题、帧速率与宽高比、摄影镜头与摄影机、高分辨率数字电影摄影机、摄影机的设置与操作、工作流程准备与设计、现场拍摄须知、色彩管理与工作流程、显示、后期制作与数字中间片、数字电影的交付与存档。
本书非常适合电影摄影专业的学生以及在职电影摄影专业人士阅读。

戴维.斯顿普
作为摄影指导、视觉效果摄影指导、视觉效果主管和立体摄影师（包括真人动作工作和从2D到3D的转换工作），从事过许多电影和电视制作。这为他赢得了艾美奖和奥斯卡科技成就奖。戴维.斯顿普是AMPAS、ATAS、ASC、PGA、IATSE、SOC、SMPTE和许多其他行业协会的成员。
目前，他作为数字电影高帧率研究小组的共同主席，为SMPTE从事志愿者工作。
他还参与了AMPAS Academy颜色编码系统（ACES）文件格式项目，他在元数据领域做出了重大贡献。
David目前是ASC技术委员会相机小组委员会的主席。在他的指导下，美国制片人协会和美国电影摄影师协会的共同努力最近完成了ASC/PGA相机评估系列和ASC/PGA图像控制评估系列的制作。
2017年凭借美剧《美国众神》的杰出特殊视觉效果提名黄金时段艾美奖。
2001年奥斯卡技术成就奖得主。
1999年凭借迷你剧《世纪风暴》提名黄金时段艾美奖。

1.作者曾获奥斯卡技术成就将和艾美奖，从事视觉效果工作已经超过30年
2.本书是数字电影摄影工具与技术百科，聚焦数字电影摄影的基本原理、工具、技术细节与流程
3.涵盖数字电影摄影全流程，从传感器、色彩科学原理到工作流程设计，从摄影机和镜头选择到后期调色制作，直至电影的数字发行放映

目录

第　1章 什么是数字技术　1
什么是图像像素？　2
感光单元不等于像素！　2
从模拟到数字　3
盒子里面有多少只蜡笔？　3
关于亮度编码　6
恰可识别阈值（JND）与平方根积分（SQRI）　8
线性编码的不足　8
伽马（Gamma）　9
10bit　Log Cineon/DPX文件格式　12
Cineon和DPX的编码范围　13
颜色采样的计算　13
奈奎斯特采样定理　13
简单理解奈奎斯特定理　13

第　2章 摄影机传感器　16
数字摄影机传感器与胶片的区别　16
感光器尺寸对成像的影响　18
CCD与CMOS　18
3片式2/3英寸传感器　19
分光棱镜非常难设计　20
色像差　20
镜头设计中的远心度　21
CCD成像时的漏光问题　22
解决CCD成像漏光问题的3种办法　22
行间转移式CCD　24
拜尔排列传感器与多重曝光RGB像素　25
拜尔排列滤色列阵　25
光学低通滤波　26
红外滤波　26
理解拜尔排列图像　27
图像的解拜尔　29
拜尔传感器摄影机的分辨率　29
将原始图像转为RGB图像　29
解马赛克（De-mosaic）合成三原色　30
镜头校正　31
图像裁剪　31
图像的缩放　31
白平衡　31
色彩转换　31
色彩增强　31
色调曲线　31
伽马曲线　31
降低比特深度　31
有损压缩　31
电影DNG格式　31
卷帘快门与全局快门　32
黑场降噪　33
动态范围=曝光宽容度　34
数字电影中何种程度的噪声水平会被观
众接受？　36
噪点和较低动态范围的问题　36
固定图案噪声、读取噪声、电路噪声和光子噪声　37
光的处理与高光宽容度　39
填充率　40
灵敏度和ASA感光度　41
灵敏度　42
ISO、ASA与曝光系数　43

第3章　色彩　45
CIE　1931 RGB色彩匹配函数　46
电影摄影中的色彩空间问题　46
色彩的采样与下采样　48
YCbCr色彩与Y′CbCr色彩　49
色彩空间转换　51
色彩通常取决于设备　51
ACES色彩空间　52
未来电影图像终极解决方案—ACES　52
ACES组件　52
ACES的优势　53
ACES色彩空间编码　53
ACES的监看　53
数字电影的色彩空间：P3、XYZ和ACES　56

第4章　色彩空间难题　58
什么是色彩空间？　59
人类对色彩的感知　60
量化人类的色彩感知—CIE　1931　63
彩色图片摄影　64
彩色电影摄影　64
电视的色彩　69
CIE　1976—CIE L*a*b*　72
高分辨率视频的诞生　73
掌控数字化革命　74
数字图像的诞生　75
混合工作流程—胶片与数字共存　78
奈奎斯特采样理论（又是数学！）　82
调制传递函数和对比度灵敏函数　84
在文件格式间保持图像质量　85
查色表（LUT）　86
压缩　90
展望数字时代　91
参考资料来源　97

第5章　MTF/分辨率/对比度/奈奎斯特理论　99
对比度随着频率增加而降低　101
数字摄影机的调制传递函数　102
光学低通滤波器　104
用一个简单的例子说明MTF的级联　105
分辨率不等于锐度　105
提高图像清晰度时需要考虑的重要
因素　107
关于4K　109
还是关于4K　109
缩放和再采样　110
MTF与成像链路上的最后一环：投影　112

第6章　帧速率与宽高比　114
获取图像的帧速率范围　114
逐行和隔行帧速率　115
隔行扫描帧与逐行扫描帧　116
隔行扫描导致的问题　116
高帧率的历史　119
格式与宽高比　120

第7章　镜头　125
评估镜头质量的优劣　125
安琴（Angenieux）Optimo变焦镜头　130
Optimo　Anamorphic 56～152mm 2倍挤压
变焦变形镜头　133
阿莱/富士能（ARRI/Fujinon）Alura
变焦镜头　133
佳能（Canon）电影镜头　134
库克（Cooke）镜头　137
镜头元数据是什么数据？　142
富士能（Fujinon）电影镜头　142
Hawk　2倍和1．3倍挤压变形定焦及变焦镜头　146
徕卡（Leica）Summilux-C镜头　150
Primo近摄系列定焦镜头　153
Panavision微距及特种镜头　157
施耐德（Schneider）镜头　162
蔡司（Zeiss）镜头　166
景深　173
胶片尺寸和高清传感器尺寸是怎样影响镜头的？　175
滤镜因素　178
2/3英寸HD（高清）摄影机镜头的后焦　178
用蔡司Sharp　Max校准后焦　179
评估镜头　180
镜头的测试方法及标准　180
对镜头进行投影评价　181

第8章　关于摄影机　183
摄影机和镜头组类型　183
准时开拍，开机启动时间，预卷的现场
管理　184
拍摄时观察图像　184
监看区域　185
创建、存储和调用摄影机设置　185
关于重量和平衡　186
摄影机机内记录与外置记录　186
机载录音与外置录音　186
机载摄影机控制与外置摄影机控制　187
用好摄影机控制功能　187
附件设计：调焦器和遮光斗等　187
镜头后机内滤镜　187
摄影机供电　188
镜头卡口和后焦问题　188
拍摄Log模式和RAW格式　188
用于HD（高清）拍摄的数码单反摄影机　189
手持拍摄　191
数字媒介、X射线/磁力计和运输安全管理局（TSA）　191
数字摄影机和宇宙射线　191

第9章　高分辨率数字电影摄影机　192
ARRI（阿莱）摄影机（见图9．1）　192
ARRI　ALEXA/ALEXA XT摄影机　192
ALEXA工作流程　192
ALEXA　XT Plus摄影机（见图9．4）　193
ALEXA　XT M摄影机　193
ALEXA　XT Studio摄影机　194
Blackmagic摄影机（见图9．7）　199
佳能摄影机（见图9．10）　202
松下（见图9．16）AJ-HPX　3700摄影机　212
RED（见图9．20）摄影机　217
Silicon　Imaging（见图9．24）SI-2K摄影机　225
Sony（见图9．26和图9．27）摄影机　227
Vision　Research（见图9．35）Phantom高速摄影机　245

第　10章 摄影机的设置与操作　255
标准测试彩条和测试音　255
SMPTE时间码　255
现场时间码　256
时间码是如何被承载的　257
每秒29．97帧是怎么回事？　257
丢帧时码和非丢帧时码　257
生成时间码的5种工作模式　257
快门和曝光时间　258
超越180°最大快门开角　259
摄影机的设置与操作菜单　261
色彩矩阵　265
Log（对数）输出信号　268
HyperGamma曲线　271
HD-SDI　输出　271
RAW（原始）图像输出　272
监看输出—一个警示故事　272
双链路输出—另一个警示故事　273
同步和黑场同步信号　273
测试信号输出　273
如何使用波形监视器和矢量示波器　274
为何要使用色彩测试卡及如何使用色彩测试卡　278
DSC色彩测试卡　280
电子取景器　282
“独眼杰克”曝光球　284
传感器清洁—拍摄传感器灰尘检查图像　285
如何清洁灰尘　285
坏点或亮点像素　286

第　11章 准备工作、工作流程设计与测试　287
失败的准备就是准备失败　287
同导演分享视听语言　287
拆解剧本　287
采景　287
用于采景的工具　288
拍摄数字影片的剧组规模　291
请一位超棒的灯光师　291
现场的灯光布置　291
请一位了不起的场务组长　291
找一名最好的跟焦员！　291
设备清单　291
DIT（数字影像工程师）　291
工作流程　292
确定工作流程所需的检查清单　292
LTO，离线/在线LTFS系统，以及从LTO套对数据　292
工作流程示例　293
华纳兄弟的下一代生产工作流程报告　293
工作流程图示例　298
到底有多少数据？　303
带宽　303
万兆以太网/光纤通道　303
广域网传输　304
Sohonet　304
Latisys/Datacenter　304
Aspera、Netflight、Ekinops及其他　304
PIX系统　304
测试，测试，测试！　304

第　12章 拍摄现场须知　312
监视器、帐篷和导演　312
你是制片人的商业伙伴　313
你是导演最勤奋的好朋友　313
制片厂最关心你什么时候能够拍完当天的第　一个镜头　313
拍摄　313
每天收工后的工作—剧组成员　314
样片　314

第　13章 色彩管理/压缩/工作流程　315
摄影机内置色调处理与原始数据　315
现场外观管理　315
色彩管理的必要性　315
超越高清视频的摄影机外观管理所带来的挑战　316
从现场或近场拍摄到最终调色的外观管理　316
监看环境和监视器的校准　316
一个关于现场色彩校正的警示故事　317
LUT色彩查找表、交换空间和工作空间　317
ASC　CDL　318
ASC　CDL传递函数　319
不同图像编码的表现　321
视频伽马（Video-Gamma）和线性（伽马1．0）　321
视频伽马（Video-Gamma）示例（见图13．6～图13．17）　321
Log（对数）编码　322
Log（对数）编码示例（见图13．8～图13．29）　323
ASC　CDL交换格式　324
Adobe　SpeedGrade现场调色软件　324
Assimilate　Scratch调色软件　325
Black　Magic DaVinci Resolve调色软件　325
CineTal　DAVIO校准盒　326
Colorfront　On-Set Dailies和Express Dailies　326
FilmLight　Truelight　327
FilmLight　Image Processor（FLIP）图像处理器　327
FotoKem　nextLAB　328
Fujilm　CCBOXX　329
Gamma　& Density 3cP　329
LUTher　Box　330
MTI　Film Control Dailies　330
Panavision　Genesis Display Processor显示处理器　330
Pandora　Pluto和YoYo　331
Pomfort　LiveGrade　332
Technicolor　DP Lights　332
工作流程　333
压缩　333
帧间压缩与帧内压缩　336
JPEG　2000 小波压缩　338
JPEG　2000算法的工作原理（见图13．56）　339
从拍摄到剪辑的素材传递　342
谁负责制作样片，制作过程是怎样的？　342
编解码和封装　342
AVID编码　342
Apple　ProRes编码　343
ALE和XML文件是什么？　344

第　14章 录像机　346
拍摄项目是如何进行记录的？　346
AJA录像机　346
Astrodesign　录像机　349
Atomos　录像机　350
Blackmagic　录像机　352
Cinedeck录像机　353
Keisoku　Giken 录像机　359
Panasonic　录像机　361
Panavision　SSR-1 固态存储录像机（见图14．30）　365
Pix　240i录像机（见图14．31）　366
RED　存储　367
S-Two　录像机　367
Sony　录像机　368
Vision　Research CineMag存储/CineStation录像机　372

第　15章 显示　374
波形监视器与矢量示波器　374
显示技术　375
校准　376
用于样片预览及数字影院的数字放映机　383
PR-730　分光辐射亮度计（见图15．55）　385

第　16章 后期制作和数字中间片　386
数字中间片　386
完成片工具—数字媒体提取　386
完成片工具—数字中间片色彩校正　387
色彩校正系统　387
Adobe　Speedgrade　387
Apple　Color　387
Assimilate　Scratch　387
Autodesk　Lustre　388
Avid　Artist Color　388
Blackmagic　DaVinci Resolve　388
Digital　Vision Nucoda　389
FilmLight　Baselight　389
Pandora　Revolution　389
MistikaMistika　390
Quantel　Pablo　390
RED　Giant Magic Bullet Colorista II　390
一级校色　391
色彩校正参数　391
暗部、中灰和亮部　391
暗部（Lift），偏移（Offset）　391
中灰　392
亮部　393
色相　393
饱和度　394
二级调色　394
Power　Window与形状　395
色彩矢量　395
色彩曲线　395
遮罩，蒙版，抠像　395
动态调色　396
色彩校正和抽样的注意事项　396
抽样，下采样或子采样　396
完成片工具—数字中间片输出　396
ACES为调色方面保留了哪些可能性？　397
在10bit　Log环境中校色的图像　397
在16bit　ACES环境中校色的图像　399
其他有用的资源　401

第　17 章数字电影的交付与存档　403
交付一部电影　403
数字电影的存档　403
将数字化内容用胶片归档　404
数字窘境　405
数字电影节目包　405
从胶片到数字的变迁　406
数字发行的特殊发行要素—虚拟拷贝费　406
一份交付给电影制片厂的简易存档清单　407
画面技术规格　408