本篇为第一章 Capture 拍摄 的

附录01 什么是编码

 Part.A 色深

封面为Blackmagic Design 的 Ursa Mini Pro

 第一章附录01：什么是编码（Codec）？

编码，作为工作流程中的每一个环节中，非常重要的核心技术，因此任何参与进电影后期工作流程的人都应该明白编码的基础知识。

编码，是告诉你的计算机和录像设备如何处理你的媒体文件，我们这里主要讨论数字视频素材。编码 或 编解码器（Codec）其实是一个组合词（在英文中），编码器 - 解码器（compressor-decompressor or coder-decoder）的缩写。正如其名，编码就是把你所捕捉到的视频电子信号，利用编码器，压缩成适合存储的格式（有的可以有比较高的压缩比，采用帧间压缩，让视频文件更小）；事 后，把压缩后的信息，再利用解码器把图像还原回来，以供播放。

【注意：视频由编码和封装组成。封装指的是把用某个特定编码压缩后的视频文件，以某种格式包装起来（举个栗子，你们常常看到的.mp4这样的后缀，然而其实在不同的mp4文件内部，编码可能会不一样），所以不同种类的封装有的可以和不同种类的编码进行搭配（不过很多编码只支持特定的封装格式）。实例：H.264为编码，而.mp4或.mov是封装；Avid家的DNxHD编码，封装会是.mxf；苹果家的Prores编码，封装用.mov；GoPro的Cineform编码，封装是.mp4等等等等】

来自 影视飓风 对编码和封装的详解，大家有兴趣可以去康康~

我们需要编码是因为未压缩的图像文件，实在是太 大 了。比如，仅仅是一分钟的4K视频素材，如果没有编码，仅仅是未压缩的图像信息，甚至会有十几个GB的大小（译者注，一些非常老旧的编码有的也类似这样的未压缩的情况，比如微软家的.avi封装格式下的未压缩编码，文件极其巨大）。所以，拿未压缩的素材直接开始干活，会花费更多存储空间的成本，而且会给工作流程添加不必要的负担。

许多编码解决了这一个问题，简化了工作流程和存储成本。但是图像信息被压缩了，所以不同的编码几乎都会对画质有一定的损失。不过有一些编码能够给你更加流畅的剪辑体验，并适当压缩文件体积，还不会对画面有太大的损伤（比如苹果家的Prores系列编码，GoPro的Cineform，Avid的DNxHD）。

（译者注：这里先给大家分个类，编码分为帧间编码和帧内编码。通俗来讲，帧内编码就是每一帧画面都是被记录下来的，文件一般更大；而帧间编码，包含B帧，I帧，P帧等等；简单来讲，是设定几个关键帧，关键帧之间有好几个中间帧，这几个中间帧不需要记录图像信息，只需要记录画面上特定的像素移动等等变化的信息；然后下次播放的时候，会把这些记录的信息交给特定算法，让算法通过关键帧和这些信息计算出来中间帧的实际图像信息。这样就大大降低了文件大小，不过也对CPU的性能也有一定的要求。具体想了解可以到我下面注释的部分有B站其它影视大佬的视频，这里就不多赘述了。）

极客湾 做过一期很棒的H.264等编码的介绍视频，给大家指指路，也为下一期要讲码率等内容预预习什么的~

因此，选择工作流程合适的编码是很重要的。如果选错了编码，可能会对后面的剪辑调色等工作有非常不良的影响：画质的损失，特效的绿幕抠像不干净或者让特效显得很假，调色出现色彩断层，剪辑的时间轴拖动卡顿等等。另外，如果视频文件几乎没有经过编码压缩，那么处理起来就会对计算机硬件的要求比较高：传输文件速率等等。不同的编码适用于不同的场景，同理，没有一个编码是万用万能的。

选择某个特定类型的编码，会决定你接下来的后期工作的上限和复杂度。一般推荐采用更快，更安全，更便捷的编码，能够直接嵌入你先前已经计划好的工程中，而不是即兴选一个编码然后设计一套专门针对这一编码的工作流。在后期工作中最烦的事情就是，编码不适用于我们使用的软件或者硬件。所以在后期工作开始之前，最好仔细测试一下编码的兼容性。

当然，在选择适合的编码之前，我们应该了解一下，他们中的那些特性会影响视频的质量。虽然在编码的背后，有极其复杂的数学公式和计算机科学的算法，但是这里只需要你了解其中几个简单的，关于编码的概念。

Part.A 色深（Bit Depth）

首先，你得了解色深/位深（Color Depth or Bit depth）。一般指的是视频中能够出现的色彩的种类，比如从红到蓝，细分出了多少种颜色。最常见的应该就是8-bit色深（1677多万种颜色），10-bit（10多亿种颜色），12-bit（680多亿种颜色）等等。

【计算方式：一共有三个色彩通道：R红G绿B蓝；每一个通道的色彩数，2的色深数次方；8-bit色深的一个通道，2的8次方，256种颜色；那么三个通道合起来，总共有256色的三次方，一共1677多万种颜色。】

有更高色深的编码，能够存储更多的，更细分化的色彩种类；那么视频一般会看起来更加平滑，更加细腻。直白点说，色深越深，图像质量就越高；但是文件相对也就更大了，甚至较低端的前期录制设备也可能吃不消。但是更高的色深，对视频的质量，后期调色的空间，以及特效有很大的帮助。

详细点说，你想象以下日落，但是，你仅仅只有16种颜色的蜡笔去把这种日落，余光洒出来的渐变效果画出来。真实的日落中，这渐变效果中，有无数种颜色种类，从亮黄和橙色，到暗红和紫色。如果你仅仅只有16只蜡笔，你是无法画出这么细腻、平滑的色彩渐变效果的。你可以画得出来，但是这一渐变过程会有一层一层的断层，显得就不是那么好康了。

但是如果你有了32种蜡笔？渐变的过渡会变得自然一些，但是还是不会显得那么真实。但是如果有1024种呢？这个时候，你已经足够能够画出一个好康的、过渡自然的日落了。除非你想画成宛如照片中那样的日落，你得加更多种的颜色来进行还原。

这个栗子看起来其实还是比较简单，但是确实能够让你理解色深的用处。简单来讲，色深越深，颜色种类越多，画面就越自然。

1. 色深是如何计算的呢？

为了真正了解色深，我们必须深入理解数字图像是如何工作的。

你应该已经知道，数字静态和动态画面（图片和视频）是由像素组成的，而每一个像素是由RGB 红绿蓝，三个色彩通道组成的。

每一种由电脑生成的颜色，都在其每一个色彩通道中，都有特定的值。三个通道的值组合在一起，成为一个特定的颜色。而正是这个值的最大取值，决定了我们能够得到的颜色的种类数量。而最大取值正是由色深决定的。

一个bit，即比特或位（是字节Byte的八分之一），是一个二进制单位，用数字表示即0或1。为了记录更复杂的信息，计算机就等使用更多的bit位数。比如1-bit只有一位：x，只能记录两个值，0和1；但是2-bit整数就有四个值了（00，01，10，11）；3-bit有八个（000，001，010，011，100，101，110和111）。每次提升一个bit位数，那么其能够表示的值的种类就越多！（比如3-bit就是2的三次方，即八种）

那么，我们提高了每一个色彩通道的色深/位深，比如从8-bit的256，提升到10-bit的1024；那么就从（红通道256种）x（绿通道256种）x（蓝通道256种）=16777216种颜色，提升到10-bit的每一个通道1024，那么直接1024的三次方=10多亿种颜色，差距甚远。

（译者注：这里顺带介绍几个常见的概念：我们常见的软件里头，在RGB颜色里，有个#FFFFFF或者#AB564F这样的值。这个就是16进制数，每一个16进制位，相当于四个2进制位。而16进制中的11，12，13，14，15分别用ABCDEF表示。而上面的#XXXXXX中，其实就是分别指RGB三个通道的值了。一组XX表示一个色彩通道，那么一共有三组，按顺序分别为RGB。原本用八位二进制即8-bit每通道的值，现在用两位16进制数表示。那么其实显而易见，这个#XXXXXX表示的其实每个通道只有256种，也就是说，这种RGB颜色，只有8bit色深。但是其实这样的色深大小，对某些领域来说，已经是完全够用了）

2. 8-bit 和 10-bit

我们最最常见的视频的色深，一般都是8-bit。这一标准已经被沿用了几十年之久，无论从广播电视行业到电影制作中。DVD和Blu-rays蓝光以及现在你们看到的大多数直播平台，大多都是用8-bit的色深。甚至是最前沿的高端摄影机也保留了8-bit色深的视频录制。其实，我们最终看到的成品视频，也是8-bit的。这里我们想要强调的是，8-bit色深用于基本图像显示、视频播放，其实是完全够用了。

但是，尽管如此，在专业影视的制作流程当中，我们还是需要更高的色深。为什么？因为8-bit色深如果用于专业影视制作，有非常多的短板。

最基本的问题，就是8-bit色深，颜色其实还是太少了。虽然你可能觉得1677百万中颜色好像很多。但是其实，每一个通道仅仅也只有2的8次方=256种光影层次。如果需要展示同一种颜色的渐变的时候，哦豁，完蛋。

这个让广大调色师气到咯血的问题，叫色彩断层（Banding）。当展示特定颜色从最亮到最暗的渐变过程的时候，中间的光影阶层太少了（8-bit一个通道才256层，而10bit有1024层）。如果像是如此宽的范围的渐变，但是同种色彩的种类又太少了，渐变间就会出现这样明显的分界线。这些问题在低反差的场景特别明显，比如那些在昏暗的房间或者阴影中拍的小片片。

8-bit色深的编码的弊端，在整个后期工作流程非常明显，但是都不及在调色和特效中因为色深不足导致的极其严重的后果。8-bit色深可能会严重限制你调色的上限，尤其是在一些需要重度风格化或者戏剧化的调色场景，你将无法赋予画面该有的细致色彩，因为画面可能会因为断层而变得一塌糊涂。而在特效的Chroma-Keying (Green Screening)，即绿幕或蓝幕抠像的时候，8-bit色深会留下锯齿状或者不明边缘，使得被摄物体的边缘无法被抠干净，会使加上去的特效变得特别的五毛。

虽然，在过去的30多年的历史中，8-bit色深的素材被广泛运用，但是现在，更高色深的编码选择已经可以选择。

10-bit色彩深度，跟8-bit类似，但是它拥有每个通道1024种颜色，这个接近4倍的提升，到了最终通道合并的时候就会提升到了恐怖的1,073,741,824种颜色 (红1024x绿1024x蓝1024)。

10-bit色深已经是高端电影后期制作的首选长达数十年，不过现在消费级的摄像机，甚至单反/微单也拥有了记录高bit色深的能力。甚至是小部分中端单反/微单，也拥有了10-bit编码的支持。

10-bit色深带来的好处远超于额外的存储成本和计算成本，如果你有调色和特效的需求。你的画面质量会更加细腻，你的调色惠更精确，你的特效会更真实。即使最后转换成8-bit编码作为成片放送，10-bit编码带来的处理上的优势也是非常大的。

（译者注：当然，如果你有机会记录Raw编码文件，你甚至可以记录超过12bit，16bit的色深。不过这些只有高端电影后期工作流中，才会大放异彩）

关于色度采样和色深，影视飓风 也有一期超棒的科普。色度采样我后面也会讲，别急~

下期的内容：附录01 Part.B 色度采样

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※ 本系列涵盖电影后期制作流程中的：1. 视频拍摄 2. 准备工作 3. 剪辑 4. 套底 5. 特效 6. 调色 7. 音效 8. 成品 9. 实例 。对影视制作有兴趣的小伙伴可以在闲暇的时候多看看，涨姿势。

※ 本篇我仅搬运第一章Capture，关于前期拍摄，往后每一章的翻译不定期更新。 

※ 因为内容繁多，其它的第一章的词条还没有解释完，请点一波关注，收藏~ 我会不定时放送搬运。

翻译：Heric (索饭君)

英文原文：https://workflow.frame.io/guide/

修改于：2021-04-30