从数字电影标准角度来看电影数字化技术的发展

此格式仅需要一个相对简单 的方法来 实现所需 的 功 能 。ＤＣ Ｐ基 本 上 是 一 个 硬 盘 上 的 文 件 夹 ，其 中
包 含 了一 套 素 材 交 换 格 式 （ Ｆ）和 可 扩 展 标 记 ＭＸ
语 言 （ ＭＬ Ｘ ）文 件 。
ＭＸ Ｆ是 Ｍａｅｉ Ｘｃａｇ ｏｍａ ｔｒ ｌｅ ｈｎ ｅＦ ｒ ｔ的 简 称 ， ａ 是类 似 ＱｕｃＴｉ ｉ ｍｅＭＯＶ 或 ＷｉｄｗｓＡＶＩ ｋ ｎｏ 文件 的
一
文件都参考使用 内部标识符 （ 即通用唯一标识 符 ＵＵＩ ，而不是 文件 名 。 Ｄ）
３ １ 图像和声 音 ．
个 所谓 包 装 或 容 器 格 式 。ＭＸ Ｆ是 由 Ｓ Ｔ 和 ＭＰ Ｅ
欧 洲广播 联 盟 （ Ｂ Ｅ Ｕ） 为专 业 电视 应 用而 开 发 的 ， 是 一个 即 非 常 强 大 又 很 复 杂 的格 式 ，它 可 以用 来 存储 图像 或 声 音 数 据 （ 称 为 基 本 ） 和 元 数 据 。 也 ＭＸ Ｆ本 身 与 编解 码 器 无 关 ，而 一个 ＭＸ 文件 可 Ｆ 以用 单个 通 用 文件 格 式 来 包 含 各 种 不 同 系 统 中压
像素为 ２４ ×１８ ０ ８ ０ ０和 ４ Ｋ像素为 ４９ ×２ ６ 。当 ０６ １０
然 ，只有 少数 电影 以这 些 容 器 的原 始 宽 高 比 （ 即
２ Ｋ部 分 ，而忽 略 了 ４ 图像 的 其 它 信 息 。也 可 以 Ｋ 建立 仅为 ２ 的 ＤＣ Ｋ Ｐ，所 有 播 放 服 务 器 和 放 映 系
缩的图像或声音 ，甚至是未压缩数据 。 图ｌ 描述 了一 个 简单 的 内部 ＭＸＦ文件 结 构 和
包 装过程 ，右边所 产 生 的 ＭＸ Ｆ文 件 包 括一 个 元 数 据 文件 头和 包 含 基 本 的文 件 体 。Ｄ Ｐ只需 用很 简 Ｃ
单的 ＭＸ Ｆ文件 ，这些所谓的 “ 操作模式原子”文 件在每个文件 中存储 图像或 （ 多声道）声音数据 ， Ｄ Ｐ的 ＭＸ Ｃ Ｆ文件 只支持非常基本 的元数据。为了 减 少 Ｄ Ｐ 的存 储 空 间并 加 快 传 输 ，图像 使 用 Ｃ Ｊ Ｅ ００ Ｐ Ｇ ２０ 编码并以相当高质量进行压缩 ，声音用 非压缩存储 。字幕可 以被存储 为包含定时文本 的
收 稿 日期 ：０ ２ ３ １ ２ １ —０ —０
影 电视 工程 师 学 会 （ＭＰ ）采 纳 ，并 由国 际标 Ｓ ＴＥ
准化组织通过使用 特殊的 “ 快速工作 程序”转 化
成 Ｉ０ 国 际标 准 。 Ｓ
２ 基本技术和标准
目前大多数 国家所使用的数字 电影 系统是 用
Ｓ Ｔ ＭＰ Ｅ标准来定义的，该标准文件对系统 的基本
作者 简介： 傅惠￣ （９ ８ ） 女 ， ， １ ５ 一 ， 副教授 ， 就职 于上海第 二工业 大学 ，
Ｅ ｍａｌ ｙｕ ｙｕ １６ ｃｍ － ｉ ：ｈ ｆｈ ｆ＠ ２ ． ｏ
翁 山宝 （９ ６ ） 男 ， １５ 一 ， 高级工 程师 ， 职于上 海 电影技 术 就
厂 ， － ｉ ｗｅ ｇ ｈ ｎ ａ ２ ０ ＠ １ ３ ｃ ｍ。 Ｅ ｍａｌ ： ｎ ｓａ ｂ ｏ０ ９ ６ ．ｏ
的一个文件 ，而 Ｄ Ｐ是一套文件 ，其 中包含 图像 、 Ｃ
声音 、字 幕 和 其 它 控 制 播 放 及 内 容 加 密 的 文 件 。
图像和声音存 储 在被称 为轨 文件 的单独 文件 中， 且可分成几卷 。一 套完整 的 图像 、声 音和 字幕数 据也可分割 成任意持续时 间的几个文件 ，播放顺 序由一个合成播放列表 （ Ｐ ）所控制 ，这个列表 ＣＬ 包括 图像 、声音和字幕文件 的引用 。例如 ，可建 立一个多种语言 的 Ｄ Ｐ Ｃ ，它 只包含一个 图像轨文 件及几 个 音 轨 文 件 。一 种 语 言 归 在 一 个 音 轨 文 件 中，每一个 Ｃ Ｌ包含共享的图像轨文件和每种语 Ｐ 言音轨 文件 的引用 。
１ 引言
在 近 几 年 中 ，数 字 技 术 在 电影 和 电 视 摄 制 、
电影中 图像 和声 音将 以数 字计 算 机文 件 的 形式 存档。 在近几年数字 电影 的发展 中，虽然世 界不 同
后期制作和展览诸多方面已经取得 了相 当的成功， 尤其是在 ２ １ 年上海世博会各国场馆 中的数字放 ００ 映更是表现得淋漓尽致 。这种技术上 的根本性变 化对 电影 的制 作 和 存 档 也 有 很 大 的 影 响 。一 方 面
１８６： ）放映的 ，对 于其它 的宽高 比、分辨率 ．９ １
统 ，不管是 ２ Ｋ或 ４ Ｋ，都必须支持播放 ２ Ｋ和 ４ Ｋ
的 Ｄ Ｐ Ｃ 。
应扩展到水Biblioteka Baidu平或垂 直分 辨率 的最 高值 。实际 上， 个 ４ 容 器 中宽 高 比为 ２３ Ｋ ．９的影 片应 有 ４９ × ０６
一
在 ２ 和 ４ 的 Ｄ Ｐ中 ，Ｊ Ｅ ００图像所 允 Ｋ Ｋ Ｃ Ｐ Ｇ ２０ 许 的最 大数据 速率 为 ２０ ｉ ｓ ５Ｍｂｔ／。实 践 经验 表 明 ，
摘
要 ：数字 电影系统是 用 Ｓ Ｔ ＭＰ Ｅ标 准来定义 的， 由国际标 准化组 织通过使用 特殊 的 “ 快速工 作程序” ，
将这 些标准再转化成 ＩＯ 国际标准。标 准化数 字电影 的 目标 之一是确保 获得高 质量 的图像 和声 音，这 个 目标体 Ｓ 现在 图像压缩 、空 间分辨率和色彩保 真度标准 的技术 细节上。Ｄ Ｐ是一个 整体 ，它包含 所有 图像 、声音和 字幕 Ｃ 轨 文件 、及合成播放列表、打包 列表 、资产 映射和一个 可选 的容积指 数。数 字电影 的技 术标 准 已认 定 ：２ ４ Ｋ／ Ｋ 必须采用 Ｊ Ｅ ０ ０ 式进行 图像编码 ，声音用 非压 缩存储 ，Ｄ Ｐ采用 ＭＸＦ和 Ｘ Ｐ Ｇ２０ 格 Ｃ ＭＬ文件格 式 ，ＭＸ Ｆ轨 文件 的加 密使用 １ ８比特 密钥 的 ＡＥ ２ Ｓ系统 ，这个 系统是一个对称的加 密系统，单 一密钥用来 加密和解 密文件 ，并 要 求内容 密钥置于 密钥传送消息 （ Ｍ）中以安全方 式传送至授权影院并放映 。本 文较详 细的叙述 了数字 电影的 ＫＤ
组成部分是十分有效 的，而系统 的附加功能 和扩 展仍在做标准化工作 ，如最近发布 的增补 帧速 率
墨＿
信怠记录材糕 ２ １ ０ ２年 第 ３ 卷 繁 ２麓
行姚 标 准
（ Ｆ ）标准文件 ，介绍 了与 ２ ＡＲ ４和 ４ Ｆ Ｓ 同的 ８Ｐ 不 其它帧速率 ，许多 Ｓ Ｔ ＭＰ Ｅ的数字影院标准也 已被 ＩＯ 的 ＴＣ ６技术 委员 会所 采纳 。 Ｓ ３
Ｃ ￡ ｌ Ａｌ Ｓ ＤＡ鬏Ｄ ｜Ｍ Ｃ Ａ
从数 字 电影 标 准 角 度来 看 电影数 字化 技 术 的发 展
傅 惠玉 ，翁 山宝 ，李保 民。
（．上海第二工业大学 ，上 海 １ ２ １０ ；２ ０ ２ ９ ．上海电影技术厂 ，上海 ２０ ７ ；３ ０ ０ １ ．中国乐凯胶片集团公司 ，保 定 ０１５） ７ ０ ４
标准化数 字影院 的 目标 之一是确保所放 映的 图像和声 音具有相 当高 的质量 ，这个 目标体 现在 图像压缩 、空 间分辨率 和色彩保真度标 准的技 术
细节 上 。
在标 准 中 ，２个 基 本 分 辨 率 容 器 定 义 为 ：２ Ｋ
—１
Ｃ｜ Ｅ ｌ Ｉ １ＡＮ＿ＡＲ ｛ Ｍ ＣＡｌ 、 Ｉ Ｓ ） Ｄ
Ｘ ＭＬ文件 或 子 图像 ，定 时 文本 是 指 字 幕 文 本 与时
间码存储在一起 的文本 ，时间码控制在一个 Ｘ ＭＬ 文件 中以控制文 字何 时在银幕上 出现，文字复现 存放在放 映系统 中并 和图像相结合 ，一个子 图像 是具透明度 的并复 现前面 的字幕 图像 ，它在播放 时与电影中 的图像 相结合 ，在这种情况下 ，时 间 也是由 Ｘ ＭＬ文件所控制。
巨 ～ 兽 区 嚣
图 １ 图像 、声 音和元数 据包 装成 一个 单一 文件
Ｆ ｇ Ｗ ｒ ｐ ｉ ｇ ｏ ｍａ ｅ ，ｓ ｕ ｄ ａ ｄ ｍ ｅａ ａ ａ ｉｌ ａ ｐ ｎ ｆｉ ｇ ｓ ｏ ｎ ｎ ｔ ｄ ｔ
３ 数字 电影打包
Ｄ Ｐ的主要 目的是在一个高质量水平上作为 Ｃ
地区使用的是 不同的替代系统和解决 方案，但在 大多数商业制作 中使 用的是数 字影院倡导者联盟
（ Ｃ ）的系统 ，Ｄ Ｉ ＤＩ Ｃ 是美 国六大 电影制作公 司的 个合资企业 ，他们为数字影 院系统制定 了一个 规 范 的标 准 。这 个 标 准 的许 多 部 分 已经 被 美 国 电
一
存档不仅可在数字 电影 上实 现，而且可 以把传统 电影扫描成数字格式进行数字修 复，并且可 以用 移动硬盘 实施数字发行 ，在未来的几年 中我 国数 字 电影拷 贝将 实现 通 过 卫 星传 输 发 行 ；另 一方 面 ， 存档必须改变现有 的程 序或引进新工艺 ，因为数
字存储材料与胶 片或 录像 带是不同的载体 ，数字
基本技 术、标准和 Ｉ ： Ｘ Ｐ制作等。
关键词 ：数 字电影标准 ；数字电影打包 ；合成播放 列表 ；密钥传送消息 ；打包列表 ；存档
中图分类号 ：Ｔ ８ ３ Ｂ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ —５ ２ ０ ９ ６４一（０ ２ ２ ０ ８— ６ ２ １ ）０ —０ ５ ０
１１ 有效像素 的图像分辨率才能达到容器 的最高 ７６
水平分辨率 。在标准 中，不允许 使用 变形 的放映 镜头 ，因其会导致宽银幕影 片 比其 它宽高 比更低
的 总体 空 间分辨率 。
在 ４ （ 的情况下 ，就 自然图像而言 ，总数据率 Ｋ Ｄ 中只有一个相对较小百分 比是用来存储 ２ Ｋ和 ４ Ｋ 分辨率 的 差异 ，为 了实现 这 一传 输 速率 ，Ｊ Ｅ ＰＧ ２０ 必须使用有损 压缩模 式，这意味着 ，在压缩 ００ 过程中丢失的图像信息是无法挽 回的，但 是这种 差异通常一个观众是感觉不到 的，但 如果数据传 输速率设置得太低 ，图像会变得模糊和压缩失真。 在实践 中，８Ｍｂ ／ 和 １０ ｉ／ 之间的数据传 ０ ｉ ｓ ５Ｍｂ ｓ ｔ ｔ 输速率是可接受 的， 通常使用低于最大 ２０ ｉ／ ５Ｍｂ ｓ ｔ 的数据传输速率 以节 省存储 空间，如 以最大数据 速率 ２ Ｏ ｉ ｓ ５Ｍｂ ／，则一个 小 时 的电影 将产 生大 约 ｔ ｌ５ Ｂ大小 的 Ｄ Ｐ ｌＧ Ｃ 。在 Ｄ Ｐ中 ，Ｊ Ｅ ２０ Ｃ Ｐ Ｇ ０ ０通 常 使用每帧可变 比特率来实施压缩 。 Ｊ Ｅ ００ Ｐ Ｇ ２０ 还支持数学上的无损压缩模式 ，它
在 过去 的几 年 中 Ｓ ＴＥ发 布 的标准 已转 化 成 ＭＰ ＩＯ 国际 标 准 的有 ：数 字 影 院 发行 母 版 （ Ｃ Ｍ ， Ｓ Ｄ Ｄ Ｓ ＴＥ４ ８ＩＯ ２４ ８ 、数 字 电 影 打 包 （ Ｃ ＭＰ ２ ／Ｓ ６ ２ ） Ｄ Ｐ， Ｓ ＴＥ４ ９ＩＯ ２４ ９ 、数字 影 院运 营 （ 括对 ＭＰ ２ ／Ｓ ６ ２ ） 包 加 密包 的密 钥管 理 ，Ｓ ＴＥ ４０ ＩＯ ６ ３ ） ＭＰ ３／Ｓ ２４ ０ 、数 字影 院质 量 （ＭＰ ３ ／Ｓ ６３ ） Ｓ ＴＥ４ １ＩＯ ２ ４ １ 、数 字 源处 理 （ＭＰ ３ ／Ｓ ６ ３ ） 和 数 字 影 院一 Ｓ ＴＥ ４ ２ＩＯ ２４ ２ ＸＭＬ 数据 类型 （ 仰 ＴＥ４ ３ Ｓ ２４ ３ 。 ３ ／ＩＯ ６３ ） Ｄ ＩＳ Ｔ Ｃ ／ ＭＰ Ｅ数 字 电 影 系 统 以 数 字 电 影 打 包 （ Ｃ ）为 中心 ，Ｄ Ｐ是压 缩 格 式 ，它 以这 种 格 式 Ｄ Ｐ Ｃ 传送 到授 权 影 院并 放 映 。数 字 电影 基 本 上 是 单 独
一
ｉｔ ｉｇｅｆ ｅ ｎ ｏａｓｎ ｌ ｉ ｌ
个灵 活 、安 全 的 数 字 电影 交 付 和 放 映 的 格 式 ，
在包含基本 文件之外 ，Ｄ Ｐ还包含一些其 它 Ｃ
的Ｘ ＭＬ文 件 ，最 重 要 的是 打 包 列 表 （ ＫＬ） Ｐ ，它 包 含一 个 属 于 Ｉ Ｐ的所 有 文 件 清单 和 一个 或 多个 ） Ｃ 控 制播放 ＤＣ Ｐ基 本 的合成 播放 列 表 （ Ｐ ） Ｃ Ｌ 。文 件 名理 论上 可 以 任 意 选 择 ，因 为 在 播 放 过 程 中所 有