信息化和网络化背景下数字电影技术发展的新趋势

1、信息化和网络化背景下数字电影技术发展的新趋势中国电影粹学技取研究匹稣蔻 宇富强腌要】当前，数字化、网络化和信息化浪潮席卷全球。电影产业作为数字视听产业的典 型代表，正处在由设备与工艺数字化向整体信息化与网络化积极推进的尖键吋期。本文阐述了 在电影全数字时代，在信息化和网络化背景下，数字电影技术发展呈现出的新特点和新趋势， 涉及新一代信息技术和战略性新兴技术在数字电影领域的发展与应用，并从战略层面提出思考 与对策，以推动电影产业健康可持续发展。铁键词】数字电影 信息化 网络化 技术发展 新趋势电影是科技进步的产物，科学技术始终推动着 电影不断发展演进。当前，数字电影正成为文化创 意产业的核心与支

2、柱。我国在电影数字化转换进程 中处于世界领先地位，迄今，银幕数字化转换已经 基本完成，基本进入电影全数字时代。数字电影是 信息技术与电影文化的融合统一体，随着信息化和 网络化进程的积极推进以及新一代信息技术的发展 与应用，我国电影业面临着产业结构调整升级和战 略转型的历史性机遇。电影全数字时代在电影产业发展进程中具有重 要的里程碑意义，它既不同于胶数转换时代，更不 同于胶片电影时代。在电影全数字时代，在信息化 和网络化背景下，4k、3d、高帧率（hfr）、巨 幕、激光放映、多平面立体声 航浸式声音）' 面向 服务架构 feoa ） ' web services '云计算

3、、云存 储、云安全、物联网、射频识别（rfid）、数据挖 掘、深度学习、智能分析等技术将会在数字电影领 域得到愈来愈广泛的应用，并将对电影行业产牛 颠 覆性影响。原有的技术体系、制作流程、分发方式、 管理模式、应用平台、产业结构等都将发生重大变 化，从而推动产业结构调整和产业转型升级。因此， 准确把握信息化和网络化背景下数字电影技术发展 的新特点与新趋势，对于推动电影产业实现跨越式 和可持续发展具有不可低估的重耍意义。一、在信息化和网络化背景下，随着 4k、3d、高帧率、巨幕、激光放映、多平面 立体声等技术不断发展与应用，数字电影技 术发展正从服务功能主导型向用户体验主导 型过渡，拥有高品质的

4、视听体验将显著提升 数字电影在全媒体时代的竞争力和影响力数字电影发展至今，面临着广播电视、信息通 信、互联网等领域的诸多挑战，主要包扌舌高清晰度 电视（iidtv）、互联网电影、iptv和视听新媒体 等，因此必须实现差异化发展，以确保其卓越的视 听质显、视听感受及大银幕展现效果，这是数字电 影的生存之本和生命力所在，也是电影产业健康可 持续发展的重要基右。在电影全数字时代，数字电影系统的基木流程 如图1所示，主要包括数字拍摄、计算机生成图形 图像 fcccgl）、数字后期制作、数字母版制作、图1全数字时代数字电彤系统基本流程sd图像hdqoftshdc4k） ffilt720x576，约40万

5、1920x1080约200万你索3840x2160（约830万俾紊）4k图像4096x2160约880万素）数字发行传输、数字存储、数字播映、信息安全与 数字版权管理（drm）'数字电影技术质量评价与 工艺流程管理等环节。当前，4k、3d、高帧率 （hfr）、巨幕、激光放映、多平面立体声 航浸式 声音）等技术正加速应用于数字电影系统中。4k &096x 2160 ）是电影行业发展与竞争的战略制高点。4k数字电影具冇相当高的图像分辨率和图像质量，更能体现电影大画面、高画质的视听品质与要求，其本质是通过提高图像空间分辨率来提升图像质量。数字电影与数字电视主流图像分辨率对比如图2所示

6、，其中数字电视 digital televi- sion）涵盖标清（sd ）、高清（hd）、超高清 fehd）三种图像格式，数字电影（digital cinema） 涵盖2k和4k两种图像格式。迄今，4k数字电影 工艺链已经全面贯通。数字拍摄、数字制作、数字 发行、数字存储、数字播放、数字显示等环节均己 实现4k，相关技术与设备日趋成熟完善。与此同 时，广播电视行业也在积极推进4k电视即超高清 电视的技术研发与应用试验。总之，4k是实现电影 巨幕放映和大银幕放映的理想选择，将在推动数字 电影差异化发展中发挥重要作用。2k图惊i 2048x1060畑？0万像*数字电视图2数字电影与数字电视主流图

7、像分辨率对比示总图数字3d电影 御数字立体电影）利用人眼视 差原理和视觉心理作用，在电影摄制和放映等环节 采用立体图像技术及相关设备，通过同时处理左右 眼图像，使观众获得视觉的三维纵深感，从而极大 地提升了观众的视觉感受，目前其正向提升放映亮 度与光效、改善银幕性能、增强立体感、支持特大 银幕方向发展。长期來看，裸眼3d技术代表未来 发展趋势。高帧率（hfr ）技术通过采用高于 24fps的帧速率来进行电影摄制与放映，如48fps、 60fps ' 72fps、96fps ' 120fps 等规格，其本质上是 通过提高图像吋间分辨率硫畅度）来提升数字电 影图像质量，从而可有效缓

8、解画面模糊，降低视觉 疲劳度，提升影像亮度、流畅度和临场感，特别是 3d技术与高帧率技术相结合，更能营造出真实完美 的影像效果和体验。巨幕技术最能体现电影的大画 面与高画质特性，它具有卓越的视听质量和逼真的 临场感，是数字电影发展与应用的重要方向。激光 放映技术在亮度、色彩饱和度等方面具有绝对优势， 特别是在立体放映领域极具应用前景。多平面立体 声技术则是数字影院音频技术的最新进展，它通过 基于声道和基于对象方式，能够获得明显高出5. 1 和7. 1声道的咅频效果，是数字影院咅频技术的发 展方向。可以预见，以上技术的发展应用与无缝结合将 为影院营造至高无上的超级视听感受，将加速推动 数字电影的

9、差异化发展进程，显著增强数字电影在 传统媒体和视听新媒体中的竟争力与影响力。这里 需要强调，提升用户体验质量（qoe）是数字电影 实现差异化发展的关键。在数字视听和信息通信领 域*服务质量（qos，quality of service）与用户体 验质量 * quality of experience）是两个重要 术语，二者密切相关，前者是从系统或网络角度描 述在保证业务水平时系统或网络提供服务的能力， 后者是从用户角度来表示终端用户对业务与网络的 感知和体验。当前，数字视听领域正由服务经济吋 代向体验经济时代转变，与之相对应，系统建设和 网络部署也正由基于服务质量（qos）向基于用户 体验质量

10、（qoe）转变。因此，数字电影须提供卓越的用户体验质量，进一步提升临场感和沉浸感， 才能留住现有用户和吸引新用户，从而在全媒体时 代占领制髙点。二、在信息化和网络化背景下，随着新 一代信息技术的发展与应用，基于云计算和 云存储技术构建数字电影制作网络化协作服 务平台，成为电影行业发展的必然要求近年来，数字电影制作领域呈现一些新特点和 新趋势：制作功能加速整合，制作流程不断优化， 制作功能和效率不断提升；前期拍摄与数字后期制 作之间界限f1渐模糊，衔接更加紧密；全球化、网 络化、专业化、协作化、融合化成为基本趋势。与 此同时，数字电影制作规模和要求不断提升，制作 分工愈加粘细和专业，制作公司地理

11、位总和资源也 愈加分散，数字电影制作越来越依赖于跨国界、跨 企业的多方联合制作。因此，整合制作资源、实现 优势互补显得尤为重要，网络化协同制作成为发展 要求。数字电影网络化协同制作是指在高速互联网条 件下，通过对电影制作任务进行分配管理、对运算 和存储能力进行共享、对数字文件进行统一管理以 及采用联合通信等于 段来实现多个后期制作机构针 对某部影片的联合制作。例如，一部大型影片的制 作通常需曲分布在全球各地的多个专业后期制作公 司或特效工作室联合完成。近年来，在电影产业全 球化、制作分工专业化、互联网带宽和运算存储成 本低廉化的多重驱动下，构建基于宽带互联网的数 字电影制作网络化协作服务平台，

12、成为应用现实和 发展方向。云计算和云存储是新一代信息技术领域的核心 技术，是构建数字电影制作网络化协作服务平台的 关键支撐技术，它促进了电影企业服务需求与it 产业前沿技术的迅速融合。云计算 cloud compu- ti ng）被誉为继个人计算机变革、互联网变革之后， 信息技术（it）产业的第三次重大变革翔3所 示）。计算技术的发展正是由巨型机和大型机时代向 微型计算机和个人计算机时代，再向云计算时代演 进。云计算通过将计算任务分布在由大量计算设备 构成的资源池上，使用户能够按需获取计算能力、 存储空间和信息服务，它具有弹性服务、资源池化、 按需服务、服务计费、泛在接入等特点，从而提供 高可

13、靠性、高可用性、规模可仲缩的个性化服务。云存储 cloud storage ）本质上是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统，它将网络屮大量不同 类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作， 共同对外提供数据存储和业务访问功能。其核心思 想是应用软件与存储设备相结合，通过应用软件来实 现存储设备向存储服务的转变。目前在数字电影后期 制作领域广为采用的演染农场（renderfarm）和jpeg2000多节点并行编码*本质上屈于云计算技术 的应用雏形。基于大规模分布式并行计算的云渲染 技术 cloud rendering）也已在三维影视制作 领域得到广泛应用。信息技术 产业发展第三次it变革云计算

14、和云存储技术 是构建数字电影制作网 络化协作服务平台的关 键支撑技术，将对广播 影视行业产生重大影响时司图3信息技术（1t）产业的三次垂大变革及其产业觀响目前国际上数字电影制作网络化协作主要分为 通用公共云、行业公共云、企业私有云、混合云这 四种模式，其中混合云模式整合了私有云的高度定 制特征和公共云的成本低廉特征，适用于联合协作和 任务管理，日前发展迅速并逐渐占据重要地位。网 络化协同制作是数字电影技术与市场、产业深度整 合的结果，它将改变传统数字电影制作工艺体系，并 将对全球电影产业的发展格局产牛重大影响。我国 耍高度重视数字电影网络化协作技术研发和科研攻关， 积极探索网络化协作技术体系下

15、的现代数字电影制 作工艺流程，加快提高电影制作的科技含量和核心竞争力，不断提升整合全球电影制作资源的 水平和能力。三、在信息化和网络化背景下，构建数 字影院信息化管理与服务体系，提升管理效 率与服务水平，成为数字影院发展建设的基 本趋势随着我国影院数字化转换的基本完成，数字银 幕已基本取代胶片银幕。在此背景下，影院发展重 心由系统与设备数字化向管理与服务信息化转变， 提升影院信息化管理水平和网络化服务能力成为数 字影院发展建设的重要任务，提供集技术设备、技 术管理和技术服务于一体的整体解决方案成为现代 数字影院的典型特征。图4为传统数字影院向现代数字影院的发展演进。现代数字影院触数字临系统与设

16、备数字化信息化和智能化營理网络化远稻支术服务提供影院整体解决方案图4传统数字龙院向现代数字影院的发展演进数字电影放映数字内容增值服务 （直播转播业务）业务服务层统 ©0s）和数字内容增值服务 toigital alterna- t ive content） *如图5所示°其中影院管理系统负责 数字影片与密钥的管理以及节目编排、播映等影院 运营管理；网络运营中心为影院提供远程系统监测、 设备维护、故障诊断、技术升级等功能；中央存储 系统负责数字节目的存储及管理；卫星接收设施负 责接收经卫星传输的数字影片及增值内容；计算机 票务系统负责票务销售与统计等工作，数字内容增 值服务包

17、括体育赛事、音乐会等影院直播转播业务。 总之，数字影院是电影产业重要的多媒体终端，打 造信息化、网络化、智能化的现代数字影院是电影 产业迎接挑战的必由之路。四、在信息化和网络化背景下，电影专 业市场和家庭消费市场加速渗透与融合，电 影产品在多平台应用和多终端播映成为发展 趋势与必然要求适应数字化、网络化和融合化要求，数字电影 正与信息产业、消费电子接轨。当前，电影产业链 加速向家庭拓展延伸，家庭终端联网与智能终端应 用加快，以大屏幕播放显示设备为中心的家庭多终 端协同应用成为家庭消费的重要驱动力。在此背景 下，家庭数字电影的概念被提出和加快应用，并将 成为电影产业新的重要的经济增长点。网络运营

18、中心（noc）中央存储系统 （san）影院管理系统（tms）计算机票务系统（pos） 1-运营支抹系统匸网络影院内部网络（媒介网/影院管理网卫星接收设施> （sat）图6家庭数字电影系统结构与工作流程信患网络基础设施卫星传输网.网络接入层图5数字影院信息化管理与服务体系架构数字影院信息化管理与服务体系涵盖影院管理 系统ctms）、网络运营中心 zoc）、中央存储系 统©an）、卫星接收设施 gat）、计算机票务系家庭数字电影即利用技术手段和信息网络基础 设施，将具有高视听质量的数字电影通过安全系统 送入家庭，它具有高视听质量' 高安全性、网络化 传输和用户接入便捷等特征

19、，其系统结构与工作流程如图6所示。家庭数字电影市场潜力巨大，其发 展壮大有利于拓展电影市场空间，捉升电影产业规 模，发挥国产影片效能，促进家庭信息化建设。家庭数字电影系统设计与实现应遵循以下基本 原则：d）家庭数字电影要有别于数字高清晰度电视 ®dtv）' iptv和互联网电影，有别于电影进入 家庭的现有模式，应遵循电影体系进行系统设计， 其技术指标应高于数字髙清晰度电视（hdtv）， 压缩码率应满足家庭数字电影系统的技术耍求。0）家庭数字电影要保证节目源质量和内容安 全性，图像编码可采用h. 264/avc，未来根据技 术和产业进展可采用h. 265心evc），安全体系设

20、计应借鉴公钥基础设施/认证中心（pki/ca）安全 体系以及dcp+ kdm 徽字电影数据包+密钥传 送消息）联合机制。6）家庭数字电影系统设计要具有前瞻性，要 考虑广播、推送、双向交互、多屏联动等功能及光 纤入户（fttii）趋势，紧密结合国家宽带战略实 施和家庭信息化建设，充分考虑现有家庭终端的支 持度、兼容性和产业现状，家庭终端可采用智能终 端、高清投影仪及数字接收显示一体机等。幺）家庭数字电影系统实现可应用视频云计算、 内容分发网络 fcdn） '对等传输 p2p）等技术， 通过构建基于云计算架构的家庭数字电影节目制作 分发平台和视频云数据中心，可实现对数字内容资 源的高效整合

21、及服务管理，以及对数字电影播放服 务器、数字电视机顶盒 fetb） '个人电脑（pc）、 平板电脑 pad）、手机等多平台终端的全面覆盖。五、在信息化和网络化背景下，大数据 应用将推动电影票务平台与电子商务平台的 融合发展，基于大数据技术对电影数据进行 数据挖掘和深度分析处理，将成为电影产业 可持续发展的重要保障随着信息社会各个行业和领域信息数据的爆炸 性增长，人类社会己真正步入大数据时代。大数据 <big data）是信息社会发展到一定阶段必然出现的 一个重要概念，其核心思想是从海量原始信息数据 屮，通过数据挖掘（data mining） '数据处理、深 度学习、智能分

22、析等过程，产生指导行业发展、提 供决策参考的有价值的深度信息数据。在数字电影 领域，涉及大量电影票务信息和产业信息，可利用 云计算和云存储平台对海屋原始信息数据进行信息 聚合、数据存储、数据挖掘、信息处理和智能分析， 产生深度信息数据，从而为产业发展提供数据服务 和决策参考。基于云计算架构的数字电影大数据深度分析处 理平台如图7所示。其屮，在海量数据的采集、感 知和识别环节，需应用物联网dot）技术和射频 识别（rfid ）技术。物联网属于无线传感网 （wireless sensor network）的范畴5它通过大量信 息感知节点采集信息，通过互联网传输和交换信息， 通过强大的计算设施处理信

23、息，然后再对实体世界 发出反馈或控制信息，它具有全面感知、可靠传递 和智能处理三个重要特征。rfid属于非接触式无 线信息传感技术，是物联网系统的关键技术，它通 过射频信号自动识别目标对彖并获取相关数据。lb 旳血,票务与产业票务与产业政府与公共机构信息服务口数据访问接口管理接口图7基于云计算架构的数字电影人数据深度分析处理平台数字电影大数据深度分析处理平台的实现需耍 云计算技术的支撑：一方面，物联网采集的海量数 据需要通过无线传感网、宽带互联网向存储和处理 设施汇聚，使用云计算来承载这些业务具有非常高 的性价比；另一方面，使用云计算设施对这些海量 数据进行处理、分析、挖掘，可以迅速、准确、智

24、 能地对物理世界进行管控。总而言之，云计算的强 大计算能力、处理能力、存储能力和极高的性价比， 以及物联网和rfid所具有的数据采集、信息感知、 身份识别、数据回传、智能分析、安全认证等功能 应用于数字电影大数据深度分析处理平台建设屮， 可显著提升平台的智能感知水平、数据处理效率、 解能分析水平和安全认证能力。六、信息化和网络化背景下数字电影技 术发展对策及战略思考1、牢牢把握数字电影技术发展由服务功能主导 世向用户体验主导型转变这一重要趋势，以提升数 字电影视听品质和用户体验质量为着眼点，积极推 进电影技术创新，充分发挥电影技术革命在电影产 业升级中的动力作用。通常來说，科学革命导致技术革命，技术革命 推动产业革命。电影产业以技术为基础和先导，我 国要积极推进数字电影差异化发展，努力占领数字 视听技术发展的制高点，同时建立科技引领机制， 形成国家战略、技术研发、市场应用的完整链条， 以技术进步支撐引领产业升级。2、适应信息化、网络化和智能化发展要求，加 快推动数字电影向更高层级的信息化