手把手教你高质量 25fps 电影母版制作

众所周知，电影是以 24fps 为时基，我们从拍摄到最终的DCP母版都是以 24fps 作为标准。

但是最终发行的时候，也会需要制作不同帧率的版本。

最近的电影软件技术革新，已经让我们可以再以更高的要求，来完成这个母版，得到更好的结果。

本文我们来讲解一下如何转换得到相对高质量的 25fps 电影版本。

通行的方法是以一部电影为单位完成转换，而本文讨论的方法以镜头（运动元素）为单位。

背景知识

帧率

我们通常所说的帧率就是在一秒钟时间里传输图片的个数，通常用 fps (Frames Per Second) 表示。

每秒钟帧数(fps)愈多，所显示的动作就会愈流畅 。

常见的帧率有 24、25、30、60、120 等等

24fps（电影拍摄）

20世纪20年代末的电影公司以24帧作为行业标准，以这个标准拍摄电影不仅成本能达到最低而且还能带来不错的观影体验。

现在大多数电影也都基本按这个标准来进行拍摄，较低的帧率能捕捉到更多的运动模糊，让动作显得更为真实和流畅。

25/30fps（适用于电视拍摄）

美国电视的制式自古以来是30fps，对应的广播电视实际是29.97fps-NTSC。这里选择30(29.97)fps是为了与美国电力标准60赫兹同步方便，这个格式常被叫做NTSC。

在欧洲部分国家（比如法国）和中国等，电力系统是50赫兹，所以他们选择是25fps-PAL标准。

网络视频一般是30fps，或者60fps。

50/60fps（适用于运动类动作拍摄）

50fps和60fps非常适合运用在快速动作的拍摄上。

拍摄完成之后你还可以通过后期制作进行帧速率转换，让较高的帧速率慢慢降低到30fps，然后变成一个慢动作视频。

120/240fps（慢动作）

超高的帧率能够让慢动作镜头产生极端的效果，根据你的摄影机参数设置的上限可以拍摄120fps或240fps的慢动作。

帧率转换

当一部电影需要在其他的平台或媒介（如电视）放映时，我们通常会收到如下的制作物料清单，需要我们将原本为24fps的素材，变换为25fps、30fps甚至更高帧率。

通常的制作方法有两种：

保证帧数不变

我们称之为conform（符合），可以直接使用cinematools软件完成。

这种方法的结果是

• 电影的时间长度会改变
• 声音会产生频率的变化
• 音乐等元素会出现不同程度的keyshift（音调改变）。

保证时间长度不变

1个小时电影长度，24fps 的视频文件有86400帧，而25fps的视频文件有90000帧。

核心就是用什么样的方法产生这多出来的 3600帧。

本文讨论的问题，就是如何在保持时间不变，声音不变的情况下，结合不同帧率插值方法，得到一个相对质量较好的不同帧率文件。

如上图，胶片的形式很好的诠释了画面与声音的关系，

画面作为帧的存在是离散的，声音文件是连续的。

常见几种帧率插值方法

邻近插值（Nearest）

最高效和最简单直接的处理方法。

工作原理：在加速的时候去掉临近帧，在慢速的时候复制临近帧。

优点：切点的位置不会出现融合帧，能保证都有干净的切点

缺点：在24帧转25帧的过程中，每一秒都有两帧画面是完全一致的，而这会导致部分运动镜头在视觉上的卡顿。

总结：如果一部电影大部分镜头是固定镜头，我们可以通过这个方式完成24到25帧的转换，且并不需要电脑进行大量复杂运算。

帧融合插值

是一种较为高效的处理方式，可以产生更平滑流畅的效果

工作原理：将相邻的重复帧融合（Dissolve）在一起，使快速或减速的运动效果更加柔和平顺。

在24帧转25帧的过程中，多出的一帧并不是直接复制，而是通过与临近帧溶解混合的方式添加出来。

当使用光流法产生伪影时，帧混合可以提供更好的结果。

光流插值

比较新的软件，提供了光流算法，包括DaVinci Resolve，baselight和mistika都可以找到对应的模块。

光流算法是最繁杂但质量最高的变速处理方法。

工作原理：通过运动评估，从源素材帧生成新帧，从而生成慢速或快速运动效果。

优点：当镜头中的运动是线性时，呈现的效果会非常平滑自然。

缺点：当两个移动元素在不同方向上交叉或者镜头运动不符合常规变得不可预测时，便可能会导致伪影。

下图是一个典型的光流插值算法的运动评估

三种插值算法对比

通过一个将文字旋转的测试视频，我们用三种不同的插帧方式变速，可以直观看到不同方法的原理，以及可能产生的结果

插值算法	新帧	适合镜头	不适合镜头
邻近插值	干净的帧	相对固定的镜头	运动镜头，推拉摇移等水平或者纵深连续运动
帧融合插值	前后帧叠加	中近景运动镜头	大全景。处理完成的融合结果，不太符合典型的电影感诉求
光流插值	计算出的帧	以上两种算法不能使用的镜头	部分线条区域，会产生运动伪影

了解了不同的算法之后，我们根据主观判断，对每个镜头选定不同的插值方法选择，得到插值的帧。

项目实际操作

需要准备的素材

1. 24帧的视频原素材

2. 属性被改为25帧的视频素材（使用Cinema Tools进行属性修改）

3. 声音素材

达芬奇项目设置

进入DaVinci Resolve以后：

• 确认好工程的帧率（25 帧）

• 确认插帧方式（Frame Interpolation）为最近(Nearest)

由于这部电影大部分镜头不是运动的镜头，所以这次上面三种方法，我们选择将整条时间线的插帧方式设为最近(Nearest)。

创建一条时间线，将24帧原素材与属性被改为25帧的视频素材分列两轨。

为方便后面的镜头替换，25帧视频素材在导入之前要先进行场景分割（scene cut detection）。

接着导入声音素材。

镜头替换

首先要知道哪些镜头需要替换，这个过程是一个主观判断的过程。

逐一对每一个镜头进行检查，当使用 Nearest方法有明显顿感的时候，更换成其他的插值方法。

一般来说，固定机位，且画面调度没有明显移动主体的镜头，通过工程设置中的最近(Nearest)方式，就可以得到一个很好的结果。

对推、拉、摇、移和本身画面内主体有明显运动的镜头，是检查的主要对象。

完成转换之后，需要再额外检查一遍主要声音点与画面的同步情况。

常见问题和应对方案

Q1：使用光流(Optical Flow)时，镜头的首尾几帧经常会出现临近镜头的画面与该镜头画面重叠且变形的情况

A：这是算法本身导致的，解决方法是拉长变速（如改为95%、94%），使镜头可以长到跳过重叠的画面。

Q2：长镜头，变速会导致声画不对位

A：要解决长镜头的问题，首先要对长镜头进行分析：

• 如果这个镜头只有部分有镜头运动，那么只需截取运动的部分进行替换；
• 如果镜头一直在运动，我们需要把这个镜头分成几段，并采取不同的变速方法。
• 如果出现替换镜头和原镜头衔接不连贯，可以以叠化的方式过度更自然柔和。

Q3：光流不适用于当前镜头

A：可以选择变速的方式（Retime Process）中的另外两种方式：最近（Nearest）或帧混合（Frame Blend），然后通过播放对比选择最佳方案。或者就像上一条提到的长镜头的处理方式一样，在一个镜头内再做细分，分截成几段，每段采用不同的处理方式。

Q4：通过改变变速方式（Retime Process）无法获得更好的画面效果

A：时域降噪（Temporal NR）也是一个可行的方法。

其他：DaVinci Resolve中已经内置Fusion，可以使用Fusion进行难点镜头处理，比如Fusion中的光流引擎对画面时间域做均化，使用TimeBlend 等其他算法。

综上

1. 设置好工程，转换完成50%；

2. 挑选出具有运动属性的镜头进行替换，转换完成80%；

3. 复杂长镜头分段细化处理，转换完成99%，可能有1%的镜头是全片的难点镜头，需要反复对比，或者分段处理。

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制作人：张馨心（24DI电影后期团队）

中国传媒大学摄影系毕业 大学期间赴香港浸会大学交换学习

2018年加入24DI团队，在此之前从事摄影的工作，熟悉前期拍摄的理论知识和实践流程，能够切实理解导演和摄影师的创作意图。在团队的带领与悉心指导下快速成长，完成了多部影视剧和综艺的调色工作。

调色作品有：

参与综艺《歌手》、《乐队的夏天》、《明日之子》、《王牌对王牌》、《演员的诞生》等；

参与电视剧《天坑鹰猎》、《无主之城》、《外星女生柴小七》等；

参与电影《梦境之源》、《燃点》、《六欲天》