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 aspect ratios. DCI 4K, on the other hand, 具有略高的水平分辨率4096x2160像素和256:135或1.90:1 aspect ratio.

4K Camera Selection

超高清是电视广泛采用的标准, computer monitors, and 4K video recordings, 而DCI 4K则是用于电影制作和大屏幕影院播放的电影标准. As such, DCI 4K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 4K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. Ultimately, 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, but modern 4K cameras, 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, heights, speeds, and distances, 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, Super 35, and 35mm full frame. 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
Super 35 = 28.4mm
35mm Full Frame = 43.3mm

If you live in the U.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, then the 1/3" sensor, scaled up many times, 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。” Sony PXW-X70 and PXW-Z150 camcorders (Figure 1, below), 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.

Figure 1. 索尼PXW-Z150 1英寸传感器4K摄像机