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影视技术基础(插图修订第3版)

影视艺术不同于其他艺术形式之处在于,其不仅为一门艺术,还是一门以科技的发展为桥梁的技术。胶片、摄影机、录音设备、放映机制,这些电影电视背后的真正功臣造就了大银幕和小荧屏上的梦幻王国。只有了解这其中的种种奥妙才能真正懂得影视艺术的本质。本书为北京电影学院等多所高校影视技术课程多年来采用的教材《影视技术概论》的全新修订版。全书以影视技术领域的基础知识为起点,配以相关图片,详尽剖析了一系列常用概念和设备原理,而修订部分则重点突出了进入新世纪以来,数字技术给影视技术领域带来的新发展和新变化,可谓紧贴技术前沿。

  1. 详细信息

《影视技术基础》一书的彩色插图,有需要的读者可点击链接下载参阅:

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本书特点

★汇聚业内顶尖专家编写,多所国内高校指定权威教材

★从传统到现代,追溯摄影、录音、特效、放映等技术分支发展时况。

★缩减对过时技术的讲解,以数字成像、制作、加工等前沿科技为核心,将第2版十六章内容精编为八章。

★400幅精选插图,辅以32个彩页,对比展现计算机生成图像、数字彩色配光等热门技术优势及其带来的丰盛视觉体验

★扩充3D立体电影、IMAX电影、环幕电影等活动影像产品章节,介绍更多新兴拍摄及放映系统。

著者简介

李念芦

女,原北京电影学院影视技术系教授,硕士生导师。《中国电影专业史研究——电影技术卷》作者。曾主讲《电影电视技术概论》课并担任北京电影学院技术学科的领导,为学院电影技术数字化进程做了多项工作。其主编的《影视技术概论》获得北京电影学院精品教材一等奖。

内容简介

影视艺术不同于其他艺术形式之处在于,其不仅为一门艺术,还是一门以科技的发展为桥梁的技术。胶片、摄影机、录音设备、放映机制,这些电影电视背后的真正功臣造就了大银幕和小荧屏上的梦幻王国。只有了解这其中的种种奥妙才能真正懂得影视艺术的本质。本书为北京电影学院等多所高校影视技术课程多年来采用的教材《影视技术概论》的全新修订版。全书以影视技术领域的基础知识为起点,配以相关图片,详尽剖析了一系列常用概念和设备原理,而修订部分则重点突出了进入新世纪以来,数字技术给影视技术领域带来的新发展和新变化,可谓紧贴技术前沿。

 

目录

简目

编者的话/李念芦1

序/施正宁2

第1章影像技术基础知识/ 001

第2章活动影像制作工艺流程/ 118

第3章活动影像的获取/ 130
第4章活动影像的加工/ 178

第5章活动影像的显示/ 217

第6章影视制作中的声音技术/ 240

第7章电影特技/ 281

第8章活动影像产品及其技术原理/305

附录A模量传递函数/ 328

附录B静止图像的不同数字文件格式的特

性/ 329

附录C各种常用视频格式的技术参数/ 330

附录D MPEG标准简介/ 332

附录E JPEG标准简介/ 336

附录F JPEG 2000标准简介/ 337

附录G不同数字存储介质的典型容量/ 338

附录H数字电影发行母版的技术要求/ 339

附录I本书涉及影片的中英文对照表/ 340

附录J影视技术名词英中文对照表/ 342

参考书目/ 375

致谢/376

出版后记/ 377

细目

编者的话/李念芦1

序/施正宁2

第1章影像技术基础知识/ 001

1.1影视技术发展概况/ 001

1.1.1电影技术/ 001

1.1.2视频技术/ 012

1.2活动影像/ 017

1.2.1动态再现原理/ 017

1.2.2活动影像的摄取与再现速度/ 018

1.2.3电影电视画幅尺寸/ 022

1.3光的特性与人眼视觉基本概念/ 031

1.3.1波与电磁波的基本概念/ 031

1.3.2光的组成及其特性/ 037

1.3.3光的相加原理/ 042

1.3.4光的相减原理/ 044

1.3.5光源色温与微倒度/ 046

1.3.6视觉概念/ 048

1.3.7颜色视觉/ 052

1.3.8颜色空间/ 053

1.3.9配色实验尧配色方程与色系数/054

1.3.10色度图/ 055

1.4光学成像原理/ 060

1.4.1镜头/ 060

1.4.2景物的亮度范围/ 080

1.4.3曝光与曝光量/ 081

1.5影像的构成与特性/ 083

1.5.1胶片影像生成原理及其特性/ 083

1.5.2电子影像的生成原理及特性/ 104

1.5.3数字视频影像的生成/ 112

第2章活动影像制作工艺流程/ 118

2.1胶片电影制作流程/ 118

2.1.1前期筹备阶段/ 118

2.1.2拍摄阶段/ 123

2.1.3后期加工/ 124

2.2电影数字化制作流程/ 126

2.3电视节目制作流程/ 129

第3章活动影像的获取/ 130

3.1胶片摄影机/ 130

3.1.1电影摄影过程/ 130

3.1.2胶片摄影机的基本构造原理/ 131

3.1.3摄影机的光学系统/ 131

3.1.4摄影机的机械系统/ 135

3.1.5摄影机的驱动系统和其他控制系统/ 141

3.1.6摄影机的种类/ 142

3.2数字摄像机/ 143

3.2.1摄像机的结构/ 143

3.2.2光电转换器件/ 145

3.2.3电子摄像机的种类147

3.3照明设备/ 158

3.3.1照明的作用/ 158

3.3.2光源的显色性与显色指数/ 159

3.3.3照明灯具的组成和分类/ 160

3.4摄影过程中的辅助设备/ 163

3.4.1三脚架/ 163

3.4.2云台/ 163

3.4.3移动车与滑轨/ 163

3.4.4升降机与升降臂/ 164

3.4.5稳定器/ 165

3.5计算机生成图像/ 166

3.5.1基本概念/ 166

3.5.2数字化加工/ 171

3.5.3三维动画技术/ 174

3.5.4其他一些相关技术/ 176

第4章活动影像的加工/ 178

4.1胶片的洗印加工/ 178

4.1.1底尧样片制作/ 178

4.1.2标准拷贝的制作/ 182

4.1.3发行拷贝的制作/ 184

4.1.4洗印加工的主要设备/ 189

4.2数字化影像的加工处理/ 197

4.2.1数字中间片/ 198

4.2.2数字非线性编辑/ 199

4.2.3套对/ 203

4.2.4数字彩色配光/ 205

4.2.5数字母版制作/ 212

4.2.6颜色管理/ 214

第5章活动影像的显示/ 217

5.1胶片电影放映/ 217

5.1.1电影制作系统成果的最终显示/217

5.1.2胶片电影放映机/ 218

5.1.3电影放映银幕/ 222

5.1.4电影放映场所/ 225

5.2数字电影放映/ 228

5.2.1数字放映的DLP技术/ 229

5.2.2数字影院的组成结构/ 232

5.3彩色电视机/ 236

5.3.1彩色显像管/ 236

5.3.2其他现代显示技术/ 237

第6章影视制作中的声音技术/ 240

6.1声音和听觉/ 240

6.1.1声音的基本概念/ 241

6.1.2听觉特性/ 244

6.2声音的采集尧录制尧处理和重放/ 247

6.2.1音频系统技术指标/ 247

6.2.2声音的采集/ 249

6.2.3音频信号的记录/ 251

6.2.4音频信号的处理/ 255

6.2.5声音的重放/ 257

6.3声音制作及声画同步/ 259

6.3.1声音素材录制/ 259

6.3.2后期制作主要设备/ 260

6.3.3后期制作主要项目/ 262

6.3.4声画同步/ 263

6.4数字音频技术/ 266

6.4.1音频信号数字化过程/ 266

6.4.2数字信号的误码校正/ 268

6.4.3数字音频信号的码率压缩/ 268

6.4.4数字音频信号的传输连结/ 270

6.4.5数字音频记录设备/ 270

6.4.6音频工作站/ 272

6.5影片光学声轨/ 274

6.5.1简介/ 274

6.5.2光学声轨的录制和重放/ 275

6.5.3模拟光学声轨及其改进/ 276

6.5.4数字光学声轨/ 277

第7章电影特技/ 281

7.1特技的产生与发展/ 281

7.1.1电影特技的出现/ 281

7.1.2特技的蓬勃发展/ 283

7.1.3特技的数字化革命/ 285

7.2特技摄影/292

7.3光学特技/296

7.4电脑特技/298

7.5运动捕捉与虚拟摄影/299

7.5.1运动捕捉/300

7.5.2虚拟摄影/302

第8章活动影像产品及其技术原理/305

8.1立体电影/ 305

8.1.1立体电影的原理/ 305

8.1.2立体电影的发展简史/ 307

8.1.3立体电影的类别/ 308

8.1.4立体电影的拍摄/ 312

8.1.5立体电影的几个特殊概念/ 314

8.1.6立体电影放映应注意的事项/ 315

8.2巨幕电影/ 316

8.2.1概述/ 316

8.2.2IMAX系统/ 316

8.2.3Japax系统/ 318

8.2.4Showscan系统/ 319

8.3环幕电影/ 319

8.3.1环幕电影发展简史/ 319

8.3.2环幕电影的原理/ 320

8.3.3环幕电影的拍摄/ 321

8.3.4环幕电影的放映/ 322

8.3.5环幕电影的音响/ 322

8.3.6数字环幕电影/ 322

8.4球幕电影/ 323

8.4.1概述/ 323

8.4.2IMAX Dome/OMNIMAX球幕电

影/ 323

8.4.3小球幕电影/ 324

8.5其他类型的电影/ 325

8.5.1动感电影/ 325

8.5.2 4D电影/ 326

8.5.3水幕电影/ 326

8.5.4地幕电影/ 327

附录A模量传递函数/ 328

附录B静止图像的不同数字文件格式的特

性/ 329

附录C各种常用视频格式的技术参数/ 330

附录D MPEG标准简介/ 332

附录E JPEG标准简介/ 336

附录F JPEG 2000标准简介/ 337

附录G不同数字存储介质的典型容量/ 338

附录H数字电影发行母版的技术要求/ 339

附录I本书涉及影片的中英文对照表/ 340

附录J影视技术名词英中文对照表/ 342

参考书目/ 375

致谢/376

出版后记/ 377

编者的话

我国著名导演、北京电影学院教授郑洞天前不久曾说:“电影一百年来的每一次技术进步和更新,都可以看作是人类感官功能的某种延伸。比如,摄影机的发明和不断改进,让我们的眼睛无限地开阔了视野;有声电影的问世,全方位还原了我们对世界的视听感知;彩色电影和立体声的研制成功,使我们在银幕上的生活更加生动和真实。而最近二十年间数字技术的进入和应用,也许在更深远的意义上延伸和拓宽着人类的大脑功能。”

电影技术是影视产业的基础。学习电影与电视离不开影视技术的学习。不具备基础的影视技术知识,是难以成为合格的影视从业人员的。为此,北京电影学院在基础教学环节中设置了影视技术概论课程。一直作为该课程教材的《影视技术概论》一书,自2005年初版后,已经印刷了3次,这说明它得到了广大读者的认可。然而,技术的发展与进步使得影视技术的更新日新月异,对该书做进一步的修订就成了当务之急。

为了强调技术基础的重要性,此次修订将书名更改为《影视技术基础》。本书在2005年《影视技术概论》(修订版)的基础上,对内容的编排做了较大的改动,内容上也做了更多的数字技术增添。本书保留了原有对光电基础理论的讲解,缩减了胶片电影制作的内容,增加了数字基础知识,以电影数字化制作为主线,深入浅出地讲述了影视数字化制作各工序的技术,特别突出了数字电影的制作流程、方法和技术,并增添了部分国内外电影数字化制作的技术案例。

《影视技术基础》共分八章,分别讲述影视产业中所涉及的技术基础知识,影像获取、处理和显示各环节的技术,以及传统和现代的制作工艺。全书既提供了影视技术的整体系统的学习内容,也可以根据需要分专题来学习。在本书编写中,我们力求对影视技术构成的主要板块、基本技术要素、装备以及涉及的相关原理,予以更为清晰、准确的概括,以使该书除可供电影电视专业的教材用,也可供具有高中以上文化的非影视从业人员乃至普通读者参考备查之用。

李念芦

2012年7月

《影视技术概论》自出版以来,一直作为北京电影学院和其他高等院校影视技术专业及诸多传媒教学单位使用的教材。它既较为完整地介绍了传统电影技术的原理和制作方式,同时也根据科技的进展,较多地涉及了视频及数字技术的知识,而且自首版发行以来,为适应科技的不断发展,经过修订并且多次印刷,颇受读者欢迎。

本书《影视技术基础》是对《影视技术概论》的第二次修订。此次修订,正处于21世纪电影技术进入全面数字化的重要时期,而这次修订的主要目的之一,也正是为了适应这样一种大变革。

实际上,在当今世界数字革命的大时代中,电影数字化已是电影工作者预料中之事。

早在1995年,电影数字革命的先驱詹姆斯·卡梅隆(James A. Cameron)在为托马斯·奥汉年(Thomas A. Ohanian)和迈克尔·菲利浦斯(Michael E. Phillips)所著《数字化电影制片》一书作的前言中,就已经这样写道:“视觉娱乐影像制作的艺术和技术正在发生着一场革命,这场革命给我们制作电影和其他视觉媒体节目的方式带来了如此深刻的变化,以至于我们只能够用出现了一场数字化文艺复兴运动来描述它。”而詹姆斯·卡梅隆本人多年来也用他制作的《终结者》、《终结者2》、《真实的谎言》、《泰坦尼克号》以及全数字3D巨制《阿凡达》,证实了他对数字化涵义的深刻理解。他和其他电影数字化的领军人物一直引领着电影人向更广阔和精深的数字化领域前进。

电影是建立在活动影像技术基础上,并且与科学技术紧密结合的艺术。电影是应用科技原理和手段获取、传递和创作影像及声音信息并使人们感受到的艺术,这与其他必须在观众面前实际现身的各种艺术,有着本质的区别。电影节目能够在不同地点、区域,以及不同的时间,甚至不同的年代,呈现在观众前面,成为寿命长久又最大众化的形象化艺术。而且制作电影节目能够采用大量的、种类繁多的技术手段,使得所提供的视觉效果和情景情节远非其他艺术所能够实现。人们通过电影不但如同身临其境地体会到电影所讲述的故事,还有可能观看到在现实生活中根本无法看到的实际景物、景象、瞬间,甚至是根本就不存在的虚拟景象和事物。我一直认为,在信息世界这个大范围里,电影也应当归属于某一类信息,只不过在它所诞生的时代,人们对信息尚未像现在这样重视与明确,并且在以前较长的时间内,客观上还需要较多地依托于物质手段而已。

19世纪末发明的电影,是建立在感光胶片技术基础上的。胶片具有影像摄取、记录以及再现的功能。百余年来,胶片技术不断改进,胶片影像一直在质量方面占据优势,其图像质量评价指标曾长期被视为其他活动影像技术的标杆。

20世纪30年代电视技术问世,开始有了活动电子影像。随后发明的录像技术,也发展成为一个具有影像摄取、记录、处理、传输及显示等功能的完整的电子活动影像技术体系。电视技术的最大特点在于影像能够远距离实时传输,但也正是由于当初电视以此为其目的,受地面频率资源以及当时硬件技术水平的限制,规定的电视扫描行场数标准不够高,导致电视影像在图像质量的许多方面与胶片影像有较大差距。不过,以电子信息技术为基础的电子影像一直在发展,它在节目传输和制作方面的优势,曾经对胶片电影造成过一些冲击。但在另一方面,电视和录像机的普及也扩展了电影节目的观众量。传统电影工作者逐渐意识到,应该将电视和视频技术与电影的制作结合起来。

进入20世纪80年代以来,以35mm影片画面质量为目标的高清晰度电视HDTV技术日渐成熟,并逐渐进入实用阶段。虽然理论上高清视频影像分辨率仍不及胶片,但在90年代高清电视数字化后,图像质量的许多方面都有提高,主观感受程度上已能够为观众所接受,从而为影视的真正结合,也即胶片影像和电子影像在传统的电影领域同时发挥作用打下了基础。应用数字高清电视影像技术制作电影的实践日益增多。数字高清电视在质量和制作等许多方面的提升,并非单纯缘于数字化的实现,而是由于数字电视技术实际上已越来越多地受益于计算机数字技术的应用。

基于计算机及数字技术的数字图像开始出现于20世纪70年代到80年代。从影像的物理层面看,数字图像也属于电子影像,其基本特性及所用器件在许多方面与视频影像有共同之处。不过,由于不受电视制式、频率、摄制速度等的限制,数字图像可以具有更高的图像质量,并且能够用计算机图像技术的无限创造能力,来满足影片制作的各种特殊要求。正是由于这方面的优势,甚至在20世纪80年代,计算机数字技术就已经用于解决35mm胶片电影特殊镜头方面的需要,以及制作计算机生成的影像了。90年代,后期制作领域的离线操作由于需用的数据数量和速度不太高,从而大量使用了计算机。作为影视节目重要组成部分的音频技术,更是早在80年代就已起步,逐渐迈向数字化。

21世纪以来,在突飞猛进的数字技术支持下,具有35mm影片画面质量的电子影像放映技术以及影像摄制的硬件设备逐步发展成熟,并进入实用阶段。此外,由于计算机能力的迅速增长,影视节目后期制作的全部过程也都可以从离线转入在线。在技术方面,电子影像基本上已能够匹敌胶片影像,如果考虑到电子影像以数字文件形式存在,并且能够利用各种网络传递和发行,能避免胶片的实体物质生产、加工和运输等方面的消耗,电影利用数字影像替代胶片影像就应该是合乎逻辑的发展趋势。

本书这次修订,着重于电影技术的数字化方面。但是正如前面所提到,电影是一门综合性的技术,覆盖和跨越的领域较多。数字技术更多在于信息本身的采集、生成和处理方面,而无论胶片还是数字,在有关影像的理论、光学知识、节目摄制、后期制作工艺以及音频等方面,都有其共性。此外,数量庞大的影片资料库是一笔宝贵的财富,需要长期使用。本次修订保留了原书的相当部分,不过也都与时俱进地进行了节缩、修改、补充,甚至扩展,力图使读者对电影技术有较全面的认识。相信修订后的《影视技术基础》在新的时期仍是一本影视专业的优秀教材。

原北京电影洗印录像技术厂总工程师

教授级高级工程师施正宁

北京电影学院客座教授

2012年4月18日

出版后记

影视艺术不同于其他艺术的本质,决定了其实践基础在于不断伴随着科技的进步而提升的技术层面,而要真正掌握这门艺术,了解这方面的知识是必经之途。

《影视技术基础》一书所要帮助读者解决的问题正在于此。胶片的发明,视觉暂留现象的发现,放映设备的改进,摄影机的换代更新,录音、传音系统的完善,色彩、光线的捕捉与还原,正是这些幕后科技的发展造就了影视艺术为我们所构建的梦幻世界。

本书是一部立足基础、知识点密集的具有工具书特点的著作,其初版《影视技术概论》多年来被北京电影学院等高校的影视技术课程选为指定教材。而本版是对原《影视技术概论》一书的第三次修订,新版本将原来的十六章内容精简到八章之内,结构更加紧凑,理论体系更加严谨,并且随着计算机的使用在影视技术领域正日日中天,增加了相当大的篇幅介绍数字技术给影视艺术带来的全新变化,可谓紧贴技术发展前沿。

在编辑过程中,我们重点突出了这部全新修订版精简、全面、图文并茂的鲜明特征,在版式上力求条例清晰、文图紧凑,并辅以32个彩页,让读者能对相对抽象的理论内容一目了然,便于掌握。