【原】重磅！ARRI全新ALEXA 35的图像性能，色彩科学及流程工具

Oh4K 2023-05-11 发布于北京

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ARRI 正式发布了ALEXA 35，这是一款全新的 Super 35 数字电影摄影机，具有 17 档动态范围和一系列旨在提供最佳图像质量的新功能。

新的传感器

ALEXA 35 中的新型 ALEV-IV 传感器是专门为 Super 35 格式开发的，它采用了一种技术将模数转换器（ADC）放置于传感器板上。以前，ARRI 总是通过两块板，一块传感器板和一块单独的容纳模数转换器的板。将模数转换器放置在传感器板上可以让 ARRI 缩短高频模拟线路，从而让您创建更清晰的图像，以减少线路噪声和固定模式噪声。

在高光中创建理想的rolloff衰减可能是任何传感器设计师最困难的任务之一，ARRI 使用大量资源来确保出色的高光处理。ALEXA 35 传感器的宽广曝光范围保证了可以拍摄出信息密度完全足够的数字负片，为后期调色提供了极大的灵活性。传感器保持清晰度的能力，即使在极度曝光不足或过度曝光的情况下，也为后期提供了额外的保障。其高动态范围使来自 ALEXA 35 的影像从一开始就具有面向未来的高动态范围 (HDR) 显示技术。传感器的独特设计确保在所有灵敏度设置下都有宽广的曝光宽容度和更低的噪讯水平，而不会影响图像质量。

全新 Super 35 格式原生 4K 3:2 传感器可让您以高达 120 fps 的速度拍摄，并具有 17 档的动态范围。17 档比之前的 ARRI 摄影机多出了 2.5 档，也比当今市场上的任何其他数字摄影机都要多。这些是完全真实有效的动态范围，而不是某些制造商喜欢抛出的声称的动态范围数字。ARRI 有准确或保守地测量其传感器动态范围的过往历史。

现在，我用过这台摄影机，我可以告诉你，我从未见过或使用过任何一台能接近 ALEXA 35 能力的摄影机。这台摄影机的传感器是如此惊人。

ALEXA 35 中的新传感器在高光中增加了 1.5 档，同时仍保留了大家熟知的 ARRI 高光Rolloff衰减。此外，您还可以在阴影中获得多出1档的动态范围。所有这些同时仍保持 EI 800 的基本灵敏度。在每个 EI 值下，您将获得 17 档。唯一的区别是这些动态范围的分配位置取决于您使用的 EI 值。以 EI 200 拍摄时，您仍然可以在中灰以上获得 7.3 档，这一事实令人震惊。如果您使用 EI 3200 或 6400，您将在中灰以上获得高达 11.4 的动态范围，而这比某些摄影机的全部动态范围还要大。

ALEV-III传感器的动态范围

作为比较，您可以在上方看到上一代ALEV-III 传感器的中灰以上和以下的动态分布。

那么在现实世界中，17 档到底意味着什么？

您最终不仅得到了一台可以处理几乎任何照明条件的摄影机，而且它还为您提供了很大的灵活性和后期处理空间。在您以前必须添加ND 镜的情况下，现在可能将不再需要这样做。如果您正在处理 HDR 项目，这是您想要使用的摄影机。

从摄影机拍摄的一些图像中，我就非常明显地发现，高光保留的数量远远优于我曾经使用或见过的任何摄影机，包括 Mini LF，并且有相当大的优势。

我可以看到其他摄影机看不到的高光细节。摄影机的可用动态范围令人印象深刻。

Alexa 35

ARRI AMIRA

不需要拍动态范围测试图就能看出区别，亲眼所见就可以清楚地看到。上面你可以看到 ALEXA 35 和 AMIRA 的对比图。

两台摄影机都设置为 EI 800，并使用完全相同的镜头和光圈。我将 ALEXA 35 的曝光设置为绝对最亮的信号被刚刚切割掉的位置。两台摄像机的假色通过各自的 SDI 输出发送。

我做了这个测试，我的下巴掉到了地板上。

ALEXA 35 的高光保留量极其惊人，看看波形示波器就知道了。

Alexa 35

ARRI AMIRA

我们还可以查看应用了最新logC4色彩科学的原始图像，就可以看到Alexa 35保留了如此多的信息。

这里是设置在 EI 1600 的 ALEXA 35，你可以在中灰以上获得 10.4 档。

Alexa 35的LogC4的原始图像

LogC4的假色

应用了Rec709外观的结果

好的，让我们再进一步，看看 EI 3200，你可以在中灰以上获得11.4 档的动态。我几乎可以在图像中没有直射光照射的摄影机上正确曝光中灰，同时还能保证窗外不爆。

让我们更极端一些，我们可以看看摄影机在非常低的 EI 200设置下的表现。在这里，您会在中灰以上获得 7.3 档。多少有些搞笑的是市场上有很多摄影机，即使你以它们的推荐 ISO 拍摄，中灰之上的动态范围也达不到 7.3 档。

在上面你可以看到在非常困难的照明条件下拍摄的几帧图像。您可以非常轻松地在非常明亮的窗口中恢复细节。摄影机的动态范围令人印象深刻。这些甚至不是调过色的图像！这些只是在 DaVinci Resolve 的RAW 选项卡中应用了 LUT 和高光恢复。

在拍摄高动态范围场景或需要保护高光的场景时，ALEXA 35 提供了一个安全性极高的性能保障。

ALEXA 35所用传感器的实际物理尺寸与ALEXA Mini相当。它是一个 4.6K (4608 x 3164) 3:2 传感器，物理尺寸为 27.99 x 19.22mm。

上图您可以看到 ALEXA 65、ALEXA LF 和 Mini LF 以及 ALEXA SXT 和 ALEXA Mini 的传感器尺寸对比。

ALEXA 35 可以读取镜头元数据，它支持 ARRI LDS-1、ARRI LDS-2、Cooke /i、佳能 EF 卡口和 ENG（Hirose 连接器）。

ALEXA 35 的新传感器允许您根据需要以多种不同的帧尺寸进行录制。这使您可以满足某些流媒体服务强加的所有 4K 要求。现在，您可能在想，等等，3.3K 6:5 录制模式如何满足 4K 流媒体的要求。好吧，我很高兴你问。使用 2 倍变形镜头的最低 4K 要求为 3840 x 2160 像素 (8.29 MP)。重要的不是分辨率或纵横比，而是决定要求的百万像素数量。在 ALEXA 35 上拍摄 3.3K 6:5 时，实际上是在捕捉 9.3 MP。

其他一些流媒体服务在拍摄 2x 变形宽银幕时实际上需要超过 8.29 MP，那么 ARRI 做了什么来满足这些要求？您也可以使用 4.6K 3:2 Open Gate 拍摄并使用自定义 3.8K 6:5 来获得 3796 x 3164 12MP 图像来满足这些要求。

由于它是 Super 35 尺寸的传感器，摄影师可以在摄影机上同时使用 S35 和 LF 镜头。这提供了很大的创作自由，如果您已经拥有现有的 S35 镜头，您可以在此摄影机上使用它们。这对于任何拥有 ALEXA Mini 并正在考虑升级到 ALEXA 35 的人来说都很棒。

在很多方面，最初的 ALEXA 和它的传感器对 ARRI 来说都是一个决定成败的时刻。如果他们没有做对，谁知道他们今天会在哪里。我认为 10 年后您将找不到任何使用相同传感器或该传感器变体的现代摄影机。这是 ALEXA 系列摄影机如此成功的重要原因。这种新传感器看起来将延续十多年前形成的强大传统。

这只是 ARRI 发布的第三款摄影机（如果你不算仅出租的 ALEXA 65），其传感器能够录制 4K 图像而无需放大。

优化的图像对比

ARRI 遇到的意外问题是，由于 ALEXA 35 的传感器能够捕获如此大的动态范围，他们发现摄影机和镜头卡口内部有太多的光线反射，从而影响了对比度。这导致图像中的阴影和黑暗区域看起来有些泛灰（milky），实际上影响了动态范围。理想情况下，您想要浓重的深黑色而不是泛灰。

ARRI需要做的是找到一种抑制这种杂散光的方法，这是一个花了一年多时间解决的项目。大多数光抑制涂层不是很坚固，很容易擦掉。这意味着它们不适合在镜头卡口中使用。经过大量的尝试和错误，ARRI 最终提出了一种非常复杂的杂散光抑制技术，该技术涉及使用非常昂贵的涂层以及放置在摄像机腔内的特殊脊和光罩。

这最终实现的是，它可以让摄影机准确捕捉完整对比度范围和特征，同时还提供深沉而丰富的黑色。减少这种杂散光的另一个好处是现在您可以更清楚地看到不同镜头之间的差异，使您可以更准确地看到镜头实际捕获的内容。意味着摄影机不会改变您正在使用的镜头的特性。

我确实注意到比我通常在我的 AMIRA 上看到的更多的对比度和更丰富的黑色。

摄影机中的这种杂散光抑制将有助于任何镜头和镜头卡口的组合，然而，为了获得绝对最佳对比度，ARRI 建议使用他们自己的杂散光优化镜头卡口：

现有的 ARRI LPL 卡口 (LBUS)

现有的 ARRI PL-to-LPL 适配器

现有的 ARRI EF 卡口 (LBUS)

新的 ARRI PL 卡口 (LBUS)

新的 ARRI PL 卡口（Hirose）

上述所有镜头卡口都已使用这些新的杂散光抑制技术进行了优化。

在 ALEXA Mini、Mini LF 和 AMIRA 上工作的所有现有镜头卡口都可以安装在 ALEXA 35 上，但是它们不会提供相同的光抑制功能。

更高的灵敏度和更少的噪讯

ARRI 实际上将 ALEXA 35 称为“高 ISO”摄影机。它不仅比以前的任何 ARRI 摄影机图像噪点少，而且现在您还可以将曝光指数设置为 EI 6400。以前任何 ARRI 摄影机可用的最大 EI 是 EI 3200。

ALEXA 35 的 EI 设置范围从 EI 160 到 EI 6400。

ARRI 还添加了一个称为增强灵敏度模式的辅助 EI 设置。本质上，这是一种应用了更多降噪的模式。此模式适用于 EI 2560 到 EI 6400，它由 EI 值后面带有字母ES表示。ARRI 没有为较低的 EI 值设置增强灵敏度模式，因为在 EI 2560 以下的设置下并没有太大的区别。

这些增强灵敏度模式设置可在您找到常规 EI 值的同一位置使用。

每当您在增强灵敏度模式下拍摄时，降噪功能都会融入 ARRIRAW 和 ProRes 文件。

那么增强灵敏度模式实际上是如何工作的，它在做什么呢？好吧，我很高兴你问。例如，如果您以 24 fps 和 180° 快门角度拍摄，那么一半的时间相机正在捕捉图像，一半的时间没有。因此，ARRI 所做的就是利用摄影机未拍摄图像的时间让摄影机拍摄第二张图像。然后，他们只是将应用于第二张图像的降噪并将其与第一张图像的噪讯相结合，以减少实际记录的图像的噪讯。然后第二帧被丢弃，因为不需要处理它。这听起来可能很复杂，但它实际上是一种非常聪明的降噪方式，不会以过度负面的方式影响图像。

降噪的问题是，如果你只有一帧，正在使用的算法可能很难区分精细的图像细节和噪讯。因为噪点是随机的，所以当你有两帧时，区分噪点和精细图像细节变得容易得多。

上面您可以从摄影机元数据中看到，使用增强灵敏度模式时，平均帧数被列为 2 而不是 1 。这并不意味着正在合并两帧的图像数据，而只是图像噪讯。在此过程中不影响运动模糊。

现在，使用增强灵敏度模式时有一些注意事项，因为没有免费的午餐。因为这是一种时间降噪的形式，所以在图像的快速运动中可能会看到一些微弱的鬼影痕迹。在某些图像发生剧烈变化后，降噪可能需要几帧才能做出反应。ARRI 对此非常坦率，因为他们希望客户非常了解这些潜在问题。

当我在 6400 ES 拍摄并跟随火车穿过一座桥时，我确实注意到了这条微弱的鬼影踪迹。

在帧速率方面也存在限制，因为摄影机必须以两倍的帧速率运行。上图你可以看到，使用 180° 快门角度拍摄 ARRIRAW 时每秒的最大帧数下降到 60fps，拍摄 4.6K 3:2 Open Gate ProRes 时为 30fps，拍摄 4.6K 16:9 时为 48fps，其他所有模式下为 60fps ProRes 录制模式。

您还需要注意，快门角度需要为 180° 或更小才能使增强灵敏度模式工作。

色彩科学全新升级

拥有额外的动态范围、更好的对比度和更好的噪讯抑制只是难题的一部分。图像处理是下一个重要步骤，这最终对确定图像的外观大有帮助。

在过去的几年里，ARRI 色彩科学家一直在仔细研究图像处理，并花费了大量时间与摄影指导、调色师和后期主管交谈，以更好地了解可以改进的地方。

这导致了 ARRI 新的Reveal Color Science的诞生。是的，这只是一个营销术语，但它实际上是在整体形象塑造中非常重要的一步。

那么什么是Reveal Color Science，它有什么作用呢？Reveal Color Science发生在摄影机中。ARRIRAW 通过Reveal Color Science管道，然后创建 ProRes 记录，各种输出可以显示在取景器、SDI 输出中。现在，如果您拍摄 ARRIRAW，您将在监看设备看到使用Reveal Color Science处理的图像，但繁重的工作将在稍后完成。然后，您可以利用新的ARRI 参考工具 (ART)软件或 DaVinci Resolve、FilmLight、Colorfront 等程序，通过Reveal处理您的图像。

那么它到底是什么？好吧，Reveal Color Science由很多不同的过程组成。第一个是称为 ADA-7 的新 ARRI Debayer 算法，它将 ARRIRAW 转换为摄影机原生 RGB 图像数据。ADA-7 是一种比过往更强大的算法，现在在处理绿色或蓝色抠像时可以提供更清晰的图像和更清晰的边缘。

当 ARRIRAW 被 Debayered 转换为 RGB 图像数据时，它实际上只是一组颜色值点，代表传感器对光谱的哪些部分敏感。您还不能对这些信息做任何事情，因为这只是第一步。

下一步的处理就必须转换到适当的色彩空间。理想情况下，您希望将其放入能够很好地表示人眼所见内容的色彩空间中。

ARRI 所做的是提出了他们所说的ARRI Color Engine ACE4。和传统的矩阵不同，该色彩引擎能够更准确地重新创建细微差别的颜色。它还可以在不同的曝光水平上实现更好的肤色再现和更好的色度跟踪。如果您的图像曝光不足或过度曝光，经过后期校正之后，色彩仍会保持真实而不会发生偏移和变化。

它还有助于在拍摄霓虹灯、车灯或其他颜色非常强烈的物体时创建更深饱和的颜色。通常，当您使用数字摄影机拍摄时，这些东西看起来总是不太对劲。

另一个好处是，如果您在阴天等低调场景中拍摄，您可以获得更好的色彩和更好的色彩区分。

RGB 图像数据被放置在一个名为 ARRI Wide Gamut AWG4 的新色彩空间中。如果您不熟悉色彩空间是什么，它是一种将色彩信息数字化的方法，以便存储、处理和显示图像。有两种不同类型的色彩空间，“场景参考”色彩空间和“显示参考”色彩空间。您可能熟悉的显示参考色彩空间是 Rec.709、P3 和 Rec.2020。场景参考色彩空间不受显示技术的限制。它们是捕获更多颜色信息的最佳选择。“场景参考”色彩空间是像 ARRI Wide Gamut 和 ACES 这样的空间。

你会认为场景引用的色彩空间越大越好，但事实并非如此。“场景参考”颜色空间的问题在于它们包含人类光谱之外的“虚拟”颜色，我们实际上看不到它们。“虚拟”颜色的另一个问题是它们会产生负值，一些后期制作程序会看到这些负值，然后将它们设置为零值，这会导致色域裁剪。这就是为什么捕捉“虚拟”颜色并不理想的原因。更大并不总是更好。

现在，如果我们看一下 ARRI Wide Gamut AWG4，您会发现它比 Rec.2020 略大，但不会太大，因为太大的话会引入了太多人眼看不到的“虚拟”色彩。此外，您不希望捕获人眼可以看到的太多额外的蓝色/绿色信息，因为这会使调色师更难对素材进行分级。人眼不是摄影机，摄影机也不是人眼。他们看到的是不同的，这是一个很好的平衡行为，以获得对双方都有效的良好折衷方案。

ARRI Wide Gamut AWG4 被 ACES 色域完整的容纳并兼容。用于所有以前的 ALEXA 摄影机的ALEXA Wide Gamut，并没有被 ACES 完全容纳，因而需要额外的处理步骤来防止不正确的色彩处理。

摄影机可捕捉到真正准确的色彩。我发现在很多情况下，我只需要应用 Rec 709-D65 LUT 即可获得漂亮的图像。

因为 ALEXA 35的传感器可以捕捉更大的动态范围，所以 ARRI 需要提出一个新的log曲线 (LogC4)。有趣的是，一开始很难理解的是，LogC4 的中间灰色为 29%，远低于 LogC3（当前版本的 LogC）的 38%。是的，如果您正在查看 LogC4，图像看起来很暗，但是一旦您应用了我将在下一节中进一步讨论的新 LUT 之一，图像就会看起来正确曝光。我通常使用 LUT 进行监控，但偶尔我想快速查看一下 Log 图像。这需要一些时间来适应 ALEXA 35，因为图像看起来很暗，可能会被误认为曝光不足。

不同的ASA 设置对于现有的 LogC 曲线形态会有差异。现在，使用 LogC4，所有 ASA 设置的曲线都相同。

具有新log曲线／新色彩空间中的图像需要新的 LUT。用于 LogC4 的新 ARRI LUT 能够充分利用新传感器的动态范围、色彩空间和 Log 曲线，为摄影师和调色师提供最佳结果。LogC4 LUT 比以前的 LogC3 LUT 具有更高的饱和度和对比度。

这些新的 LUT 是免费的，它们可用于各种不同的色彩空间变换。ARRI 强烈建议您使用这些新的 LUT，因为如果您尝试对 LogC4 图像进行调色而不首先进行色彩转换，您会遇到问题。它与使用 LogC3 图像不同。

用于 ARRI LogC3 的旧 3D LUT（例如用于 ALEXA、AMIRA、ALEXA Mini、ALEXA LF 和 ALEXA Mini LF）不应与 ARRI S35 4K 素材一起用于后期制作工作流程。

因为这是一个全新的传感器，ALEXA 35 不会与现有的 ARRI 摄影机完全匹配。但是，如果您正在拍摄 ARRIRAW，您可以使用 ALEXA LF 和 Mini LF 拍摄这些素材并利用新的Reveal Color Science。这样，您的素材可以像 ALEXA 35 一样处理。然后您可以利用新处理的所有优势，包括相同的debayer技术、ARRI Wide Gamut AWG4、LogC4 和新的 LUT。需要明确的是，这样做不会获得的额外动态范围或其他好处，但是，如果将 ALEXA LF 和 Mini LF 与 ALEXA 35 一起使用，这一切都有助于将它们与 ALEXA 35 匹配.。

纹理控制

ARRI 新增了一项名为Textures的新功能，ALEXA 35 的用户可以在其中从各种不同的图像设置中进行选择。

一个 ARRI 纹理文件是 30 种图像设置的组合。可以在相机内选择 ARRI 纹理，例如外观文件或胶卷。ALEXA 35 预装了几个 ARRI Texture 文件。

不同的拍摄场景有不同的纹理。这些范围包括拍摄肤色、复古外观、高对比度外观和夜景等选项。

使用纹理时需要注意的是，它是一个摄影机内处理，它们总是被烘焙到 ProRes 和 ARRIRAW 文件中。

您可以在前期制作中测试和选择 ARRI 纹理，方式与使用演出 LUT 完全相同。

默认纹理称为 K445。如果您不想使用纹理功能，这是您选择的。纹理只是一个选项，它们不是你必须使用的东西。

新的外观风格处理

ALEXA 35 还具有新的外观（look）处理功能。