專業(yè)30英寸4K監(jiān)視器“DP-V3010”的 研發(fā)軼事

DP-V3010對于佳能來說是首款向市場投放的專業(yè)液晶監(jiān)視器。當(dāng)前的熱門話題是“4K”分辨率，而DP-V3010是以電影行業(yè)制作現(xiàn)場為主要目標(biāo)的4K監(jiān)視器。

佳能為什么研發(fā)數(shù)字電影用的4K監(jiān)視器？以色彩高度還原為首的高畫質(zhì)性能是如何實現(xiàn)的？

——DP-V3010是佳能首款專業(yè)監(jiān)視器產(chǎn)品，它以數(shù)字電影制作現(xiàn)場為產(chǎn)品較初的主要目標(biāo)，請問這是為什么？

內(nèi)藤達也
這個產(chǎn)品的研發(fā)是在2011年正式開始的。當(dāng)時社會上的熱門話題是通過專用眼鏡可以立體地看到的3D影像。而我們沒有選擇研究3D，而是選擇了以高精細為特長的4K。

在產(chǎn)品研發(fā)開始之際，作為技術(shù)研發(fā)的一環(huán)，我們進行了4K監(jiān)視器的試制。我們試著用試制品顯示4K影像，結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管不是3D影像，但其立體感和深度感非常高，這讓我們非常吃驚。當(dāng)時就覺得，與其特意佩戴專用的眼鏡來觀看3D影像，還不如使用4K監(jiān)視器來觀看高精細的影像，這應(yīng)該能讓客戶獲得更加自然的3D體驗。在2010年召開的佳能展會Canon EXPO上，我們向大眾展示了這個4K監(jiān)視器的試制品，4K影像所具有的立體感和深度感讓到場的人們震撼不已、驚呼連連，獲得了高度好評。

于是，為了進行商品化，佳能進行了專業(yè)監(jiān)視器的市場調(diào)查，本著與佳能的攝像設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)動的目標(biāo)，佳能決定進行影像制作現(xiàn)場所用監(jiān)視器的研發(fā)。一言以蔽之是“影像制作現(xiàn)場”，但其實它的范圍非常廣，通過調(diào)查得知其中電影制作現(xiàn)場的工作人員對監(jiān)視器的要求較高，他們對高畫質(zhì)性能提出了很高很高的要求。另外，當(dāng)時調(diào)查得知，雖然電影制作領(lǐng)域已經(jīng)開始向4K化進發(fā)，但是尚不存在能滿足4K電影制作現(xiàn)場需要的高畫質(zhì)性能需求的監(jiān)視器。

佳能在監(jiān)視器領(lǐng)域是起步比較晚的。我們認為，佳能要想在監(jiān)視器市場獲得有利地位，需要以追求較高畫質(zhì)性能的頂級領(lǐng)域為目標(biāo)，以便展現(xiàn)佳能的技術(shù)優(yōu)勢。

——那時電影領(lǐng)域需要的是什么樣的監(jiān)視器？

永嵨義行
在數(shù)字電影制作現(xiàn)場，“調(diào)色”這個工序擔(dān)負著重要的角色。調(diào)色是指通過調(diào)整色調(diào)、色澤來營造作品的世界觀，目前是使用電影專用投影儀在寬闊的空間內(nèi)進行該作業(yè)。而另一方面，隨著4K作業(yè)急速增多，想通過使用監(jiān)視器而非電影投影儀以便在作業(yè)環(huán)境中節(jié)省作業(yè)空間的需求越來越多。但是，如果使用監(jiān)視器進行的作業(yè)過程中的顏色與使用投影儀進行較終畫質(zhì)確認時的顏色有差異，那么就會出現(xiàn)返工，不得不再次重新進行調(diào)色作業(yè)。也就是說，調(diào)色作業(yè)所用的監(jiān)視器必須與價格高昂的數(shù)字電影投影儀具有相同的色彩還原性。

——那么所需要的色彩還原性是怎樣的呢？

“DP-V3010”及各種標(biāo)準下的色域

永嵨
數(shù)字電影采用的是DCI（Digital Cinema Initiatives※1）規(guī)定的色域標(biāo)準。與電視廣播采用的色域標(biāo)準相比，數(shù)字電影的色域范圍更廣，在4K監(jiān)視器的研發(fā)中，我們把忠實地還原數(shù)字電影的色域作為我們的第一目標(biāo)。

※1以好萊塢的電影制作公司為中心，以數(shù)字電影標(biāo)準化為目標(biāo)設(shè)立的一個團體

※2國際標(biāo)準規(guī)定的電視廣播的色域

※3印刷、照片等采用的色域

為了實現(xiàn)數(shù)字電影制作需要的高度的色彩還原性能，佳能研發(fā)了3項新技術(shù)。即：自主研發(fā)的監(jiān)視器用影像引擎；自主設(shè)計的RGB LED背光系統(tǒng)和液晶面板；以及能較大限度地發(fā)揮這些性能的高畫質(zhì)算法。

——影像引擎發(fā)揮的是什么樣的作用？

森下昌史
視頻編緝軟件不但可以調(diào)整色彩和明暗，而且還有各種能對畫質(zhì)進行細微調(diào)整的功能。你可以把“影像引擎”看作是將“視頻編緝軟件”的畫質(zhì)調(diào)整功能做成監(jiān)視器用的專用芯片，這就比較容易理解了。

占部弘文
佳能研發(fā)過各種各樣的影像引擎，但對于像素數(shù)眾多的4K影像來說，要處理的數(shù)據(jù)量非常龐大。單純從像素數(shù)來看，4K影像的像素數(shù)就是全高清的4倍。另外，影像制作現(xiàn)場使用的畫質(zhì)調(diào)整功能有很多，并且需要的精度也非常高，這就需要影像引擎具有這樣的功能―能實時實現(xiàn)影像制作現(xiàn)場所用的專業(yè)級別的畫質(zhì)調(diào)整，因此我們研發(fā)了新的影像引擎。

影像引擎上搭載的東西包括：能對大量的圖像數(shù)據(jù)進行批量處理的GPU（圖像處理單元）；Linux等多個OS；以及應(yīng)用程序。簡單地說，就是把一臺高性能的計算機整個裝進了影像引擎。

※為進行硬件基本控制而嵌入機器的軟件

——家用電視的背光等，其主流是白色LED，而DP-V3010搭載的是RGB LED，是吧？

永嵨
是的。如果是白色LED，那么與RGB LED相比，可顯示的色域比較窄。因此，為了確保DCI標(biāo)準所要求的色域，我們決定采用RGB LED背光系統(tǒng)。

森下
RGB LED背光系統(tǒng)通過對R（紅）、G（綠）、B（藍）三種顏色的LED進行組合的方式來生成白色。因此，與白色LED相比，LED的個數(shù)必然增多，這導(dǎo)致容易出現(xiàn)色彩、亮度不均勻，我們在這個問題的解決對策上頗費了一些心血。

例如，如果LED周邊的溫度不一樣，那么僅此一點就會導(dǎo)致亮度發(fā)生變化。另外，如果RGB3個顏色LED的亮度各發(fā)生變化，那就無法生成白色了。因此，我們使用“熱視圖”（Thermo Viewer）※檢查背光溫度分布，然后在空氣流動方面下功夫等等，較終實現(xiàn)了溫度均等。

永嶋
背光燈的光較終會通過液晶面板進入用戶的眼睛，對于這個液晶面板，我們也進行了專用設(shè)計，進行了色域的擴大。

 ※將溫度分布顯示為圖像的裝置

——在色彩還原方面，您說過采用的是新研發(fā)的算法（計算方法），請您詳細介紹一下這種算法可以嗎？

永嶋
背光燈的LED和液晶面板有一個固有的“習(xí)性”，那就是你即便輸入相同的信號，顯示出來的顏色也是有差異的。新研發(fā)的算法掌握了這些部件的習(xí)性，可對這一習(xí)性進行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，從而使機器可以將目標(biāo)顏色顯示出來。通過這種方式，不僅能覆蓋數(shù)字電影采用的寬廣色域，而且還能更加忠實地進行色彩還原，例如膚色的色澤、色調(diào)的微妙差異等。

要想忠實地進行色彩還原，單純地提高各個技術(shù)要素是不夠的。一個個部件的個體差異，隨著時間流逝而發(fā)生的變化，組裝時螺絲的擰法……，這些細小的因素會影響色彩的還原。為了實現(xiàn)專家認可的質(zhì)量，研發(fā)團隊絞盡腦汁，決不輕言放棄。

——研發(fā)中有哪些課題需要解決？

內(nèi)藤

單是液晶面板固定螺絲的擰法這一項，就能導(dǎo)致顏色發(fā)生微妙的變化。研發(fā)人員親手組裝的試制品與工廠組裝的產(chǎn)品，兩者出現(xiàn)了微妙的差異，沒想到在較后的較后竟然還吃了不少苦頭。家用電視可能會允許一定程度的顏色不均，但是影像制作現(xiàn)場進行顏色加工時使用的專業(yè)監(jiān)視器卻決不允許發(fā)生哪怕如此細微的顏色不均現(xiàn)象。

永嶋
工廠在出貨時，會對每臺監(jiān)視器單獨進行精密的畫質(zhì)確認和調(diào)整，然后將測量結(jié)果寫到機器內(nèi)存中，以便進行正確的顏色顯示，防止不同機器的顏色顯示各不相同的情況。

內(nèi)藤
除此之外，DP-V3010上還搭載了亮度和色彩的自動補償系統(tǒng)。通過自主研發(fā)的系統(tǒng)，對色彩和亮度的變動以及隨時間流逝而發(fā)生的變化自動進行補償，從而可以長期維持正確的色彩和亮度。

——影像制作現(xiàn)場對這款機器有什么反饋？

永嶋
DP-V3010采用的是當(dāng)前很高質(zhì)量的液晶面板，可用1024個灰階對RGB各色濃淡進行渲染。每個面板都有自己的習(xí)性，通過前面介紹的實現(xiàn)高畫質(zhì)的算法進行補償?shù)姆绞剑梢苑乐够译A崩潰或灰階段差。如此一來，天空微妙的漸變，暗處微妙的顏色差異，也能很好地進行灰階渲染，因此受到影像制作現(xiàn)場的技術(shù)人員的大力好評。

內(nèi)藤
DP-V3010是佳能向市場投放的影像制作監(jiān)視器頭號機。常年培養(yǎng)起來的影像技術(shù)，再加上永遠追求高畫質(zhì)的執(zhí)著之心，我們研發(fā)組提出的口號是“沒有較好，只有更好”。

忠實的色彩還原是DP-V3010的較大特征。除此之外，研發(fā)組在收集用戶需求的基礎(chǔ)上，還積極思考另一個問題，那就是“真正的易用性到底是什么”。

——4K數(shù)字電影標(biāo)準的像素數(shù)為橫4096×縱2160像素，但DP-V3010的縱像素數(shù)為2560像素。請問佳能選擇這個像素數(shù)的理由是什么？

森下
如果是4096×2160像素，那么影像占據(jù)了整個畫面，從而導(dǎo)致時間碼和監(jiān)視器調(diào)整菜單等只能以疊加到影像上的方式顯示。我們咨詢了一下影像制作現(xiàn)場的工作人員，得到的回復(fù)是如果影像信息之外的菜單等信息與影像重疊了，那么會妨礙作業(yè)，因此他們希望在確認畫質(zhì)時不要讓這些信息妨礙影像。因此，在DP-V3010的研發(fā)上，我們就在縱向上加了400個像素的長度，以便滿足上述要求。

高分辨率液晶面板畫面的縱橫比

將影像調(diào)整用的滑動條配置到不與影像重疊的位置

占部
本著通過“設(shè)置菜單”一眼就能掌握“當(dāng)前的設(shè)置內(nèi)容”等目的，我們在畫面菜單顯示的設(shè)計上也下了一番功夫。功夫不負有心人，實際使用該產(chǎn)品的客戶高興地說：用戶界面非常好用。

——畫質(zhì)調(diào)整用的控制器也是標(biāo)配吧？

森下
在影像制作現(xiàn)場，在作業(yè)開始之前，根據(jù)監(jiān)視器的安置環(huán)境，首先需要對亮度等監(jiān)視器畫質(zhì)進行細致的調(diào)整。為了進行這一畫質(zhì)調(diào)整，我們加上了監(jiān)視器用的控制器。為了提高這個控制器的操作性，我們在按鈕配置方面下了一番功夫，左端是各種功能的調(diào)用，正中間是畫質(zhì)的調(diào)整，右端是頻道的切換，這樣就可以進行直觀的操作了。

另外，調(diào)色等畫質(zhì)調(diào)整作業(yè)基本都是在光線較暗的房間里進行的，因此我們把控制器按鈕設(shè)計成可發(fā)光式的。但是，如果按鈕過于明亮也會妨礙作業(yè)，因此為了能以適當(dāng)?shù)牧炼劝l(fā)出稍弱點兒的光，我們還把按鈕設(shè)計成可以調(diào)整亮度。

——控制器上有一個寫著“CDL”的開關(guān)，這是個什么功能？

永嶋

它指的是在電影行業(yè)已逐漸被采用的一個標(biāo)準，即ASC CDL（American Society of Cinematographers Color Decision List）。

例如，在拍攝現(xiàn)場會拍攝各種各樣的場景，不同場景的日光會有變化，如果攝像機的白平衡不同，那么到后面再調(diào)整顏色就比較麻煩了。為了避免這種問題而出現(xiàn)了一個標(biāo)準，這就是ASC CDL。ASC CDL功能用于對影像的顏色和灰階表現(xiàn)進行調(diào)整，并對調(diào)整結(jié)果進行保存。通過使用該功能，對于拍攝時所調(diào)整的符合影像制作人員意圖的顏色和灰階表現(xiàn)，可以在拍攝后的影像加工過程中予以重現(xiàn)。

在DP-V3010中，對于根據(jù)ASC CDL進行畫質(zhì)調(diào)整的結(jié)果，可經(jīng)由USB存儲器導(dǎo)出至其他設(shè)備，或者從其他設(shè)備導(dǎo)入，這可以提高工作流程的效率。

占部
在企劃階段，得知ASC CDL正在制定過程中這一信息，我們就立刻決定盡早在產(chǎn)品中引入這一功能。但是，這個標(biāo)準剛制定不久，當(dāng)時無法知道ASC CDL能否真正普及。我們把這一功能實際搭載到產(chǎn)品中后，客戶好評說“居然能支持ASC CDL”，這說明引入這一功能這個決定是正確的。

使操作變得舒適的監(jiān)視器控制器

——DP-V3010這個項目今后將如何發(fā)展下去？

占部
說實話，DP-V3010上搭載的監(jiān)視器引擎具有很高的功能，還潛藏著更大的可能性。我們會繼續(xù)研發(fā)，目前尚未搭載的功能也有很多。

在新的演播室標(biāo)準中，色域比DCI還要廣，在這一方面，我們計劃今后通過固件升級的方式來應(yīng)對。

——可以在后面的固件升級中進行色域的擴展是嗎？

森下
我們在硬件的性能擴展上確實是留有這個余地的。

占部
我想說的是DP-V3010還遠沒有顯露出它的真本領(lǐng)呢（笑）。

DP-V3010具備的優(yōu)秀的色彩還原性和操作性已在映像制作現(xiàn)場獲得了很高的評價。

DP-V3010不僅單個產(chǎn)品的性能很優(yōu)秀，而且它在影像制作的工作流程中也可以發(fā)揮很大的作用。目前，在數(shù)字電影拍攝現(xiàn)場，廣泛使用EOS C500和EOS-1D C等佳能的CINEMA EOS SYSTEM的數(shù)字電影攝像機。DP-V3010配備了與這些CINEMA EOS SYSTEM攝像機中使用的“Canon Log※”相對應(yīng)的專用模式。它可將EOS C500和EOS-1D C拍攝的影像轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)幕译A，可以在拍攝現(xiàn)場進行原樣確認。

影像輸入設(shè)備“攝像機”，輸出設(shè)備“監(jiān)視器”。通過佳能推出的產(chǎn)品群，可從起點到終點實現(xiàn)更高水平的工作流程，并推動電影制作開始向下一個階段邁進。

※ 實現(xiàn)寬闊動態(tài)范圍帶來的豐富灰階的佳能數(shù)字電影攝像機特有的記錄方式

采訪與撰稿

山路 達也（Yamaji Tatsuya）
1970年出生。曾擔(dān)任雜志社編輯工作，后獨立成為自由撰稿人/編輯人。目前活躍在IT、科學(xué)、環(huán)境領(lǐng)域，從事采訪和寫作活動。
著書有《Apple、Google成為神的日子》（與他人合著）、《新超傳導(dǎo)入門》、《Google的72小時》（與他人合著）、《彈言》（與他人合著）等。

此次“訪談”的研發(fā)人員