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一文带你认识LED显示屏应用于虚拟制片

来源:http://www.huarongkg.com/ 作者:LED显示屏实习编辑 发布时间:2021-01-04 16:18:43人气:
在大屏集成行业,成本的变化受上游厂商所影响,比如芯片涨价,升级换代等。而显示效果也是会受到核心技术所影响。
观察近期电影、电视拍摄的模式,可以发现制作方式已经开始出现转变,而这当中最重要的转变关键是使用LED显示屏取代传统绿幕做为背景,发展出划时代影视制作形式 - 虚拟制片。从遥远奇特世界的科幻影集、大制作的动作电影到1920年代纽约的历史剧,LED显示屏让娱乐应用中的幻想世界栩栩如生、观众赞叹不已,而这样的沉浸式环境需求,正是LED显示屏在电影、电视制作中崛起的契机。
 
以下探讨几个LED显示屏应用于虚拟制片的议题,让大家更深入了解其中的关键优势、应用挑战及克服办法。
 led显示屏

问题:电影、电视制作过程中,LED显示屏相较于传统绿幕的优势为何?

过往普遍运用绿幕于营造各种虚拟场景,演员在空白的「绿幕」或「蓝幕」前演戏,背景细节则在拍摄后经由后制填入。虽然使用绿幕做为拍摄背景的视觉效果较早期的投影背景已有大幅进步,但是绿幕应用仍存在相当多的限制,包括以下四点:
当现场的光线无法完美平衡时,背景会看起来就很假,破坏让观众沉浸在故事中所需的真实感
绿幕无法随着摄影机移动来改变背景视角,后制成本较高
溢出效应 (spill) 问题,当演员穿着具光泽感的戏服时,绿光会反射在演员身上,造成演员身上会泛绿光
从演员的角度来看,用空白背景来想象自己身处一不存在的世界也是颇有难度
 
近期虚拟制片技术的发展带来重塑影视产业的可能性,Disney+影集「曼达洛人 (The Mandalorian)」即是使用LED显示屏于虚拟制片的最佳范例。相较于绿幕背景,使用LED显示屏背景有几个优点,包括以下四点:
虚实更难以区分
光线优于绿幕背景
演员有「可视的」虚拟背景更容易「入戏」
可以实时产生背景影像,不再像投影背景或绿幕背景需进行额外的后制
 
虽然创建LED显示屏背景需要高额前期投资,但大部分的成本可被不须拍摄外景和后制背景抵销,且在应用上也可弹性作为绿幕使用。
 

问题:使用LED显示屏做为虚拟制片的背景,当中存在什么应用挑战需要克服?

LED显示屏可望改变电影和电视制作的方式,显示效果也不断在进步中,而LED显示屏运用在影视拍摄需要克服的挑战可分为以下几项:
亮度:针对不同情境,需要调整显示屏的亮度以满足需求
刷新率:
高亮度时的刷新率:根据「10倍更新率」理论,LED显示屏的刷新率应该超过摄影机快门速度的10倍,才能避免亮线与失真。一般摄影的快门速度约为1/200秒,因此影视应用的LED显示屏在高亮度时,其刷新率应该超过2,000Hz,否则影像上容易会出现亮线。
低刷新率导致亮线
 
低亮度时的刷新率:现今大部分小间距LED显示屏都采用以PWM为基础的驱动IC,其特点是低灰时的刷新率较高灰时低。因此,当在显示低灰阶影像时,摄影机拍摄的画面容易出现黑线,大幅影响视觉体验。
低刷新率导致扫描线问题
 
灰阶:当灰阶不足时,画面数据常出现流失或不连续问题,使视觉效果不佳,可能原因包含,一、视讯源的灰阶数据遭到压缩,导致流失部分灰阶,使画面出现锯齿状现象;二、LED显示屏的灰阶位数太低,所以在低灰阶时,各灰阶间的跳跃间隔太大,导致画面不连续的情形。
低灰阶导致画面不连续问题
 
HDR:如果LED显示屏拥有较高的灰阶(例如16位)就能减少画面不连续问题,尤其在低亮时,观赏者可以看到更多画面细节。除此之外,当视讯源为HDR,若LED显示屏具备16位灰阶和较高的刷新率将可呈现奢侈感的影像质量并带来逼真的显示效果,非常适合作为影视制作的背景。
SDR与HDR 显示效果比较
 
对比度:当对比度不足时,将导致画面细节流失,使影像缺乏层次感,就像是没有层次和色彩的图画。
显示对比度
低对比度,流失画面细节    
画面细节
高对比度,保存画面细节
 
功耗和温度:LED显示屏以高耗电和使用时会产生高热著称,如果没有将热与功耗问题处理得宜,将会提高整体使用成本和缩短显示屏寿命。
 

问题:在影视制作时,如何解决使用LED显示屏所面临的挑战?

虽然这些LED显示屏的应用挑战看似复杂,但其实都是可以被克服的,身为LED显示屏驱动芯片的领导厂商,蕊片厂科技已经推出可以解决这些应用问题的驱动芯片了。
亮度:蕊片厂的LED驱动芯片均具备「电流增益」功能,透过增减LED驱动电流可以调整显示屏的全屏亮度。
刷新率、灰阶:针对高刷新率及极低灰需求,蕊片厂已经推出可同时达到16位灰阶及4KHz刷新率的驱动芯片了,包括MBI5251(最高支持8扫设计)、MBI5850、MBI5359、MBI5264、MBI5864。
HDR、对比度:蕊片厂「卓越级HDR」驱动芯片能于32扫或以上的设计时,达到16-bit灰阶以及4KHz刷新率,可协助影视制作者呈现精致、细腻的影像表现。以下请见推荐指南:
 
功耗和温度:关于节能与热处理问题,蕊片厂的LED驱动芯片具备「Dynamic+」智能节电功能,当LED显示屏显示低灰内容时,驱动芯片会依显示内容,动态进入节电模式;根据实验数据,在显示屏显示画面时仍可省电达10%,并有助降低表面温度。
 
目前蕊片厂适用于虚拟制片的驱动芯片包含MBI5251、MBI5850、MBI5359、MBI5264、MBI5864。
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