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数码电影包

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数码电影包Digital Cinima Package,DCP),又称数字电影数据包[1][2],是一组用来储存数码电影的图像、声音和其他数据流的数码文件集。

DCP最早由数码电影倡导联盟英语Digital Cinema Initiatives(DCI)所推广,该联盟最初建议将其用于打包数码电影。[3]然而,业界更倾向于将DCP作为打包不同“成分”[4](composition,这里指同一DCP中不同的单一媒体文件,例如广告片、预告片和正片)的方式。一个DCP可能包括一个成分的部分文件(例如单一的图像或音频),也可能包括完整的一个成分(例如完整的一部电影),也可能包括多个完整的成分(例如广告片+预告片+电影正片)。

一个成分包括一个以XML格式储存的成分播放列表(Composition Playlist,CPL),其指定了一系列不同轨道文件的播放顺序。而这些轨道文件经过编码,包含着音像信息,以高清晰度电视节目素材交换格式英语Material exchange format[5](MXF)被包装。根据电影电视工程师协会(SMPTE)ST429-2标准“数码电影包装”[6],一个成分至少要包含两个轨道文件,一个轨道文件包含图像,而另一个包含声音。这个完整的,包含播放列表和相关轨道文件的成分,被打包入DCP进行分发。一个成分通常是一个完整的作品,而DCP则并不一定。尽管如此,业界仍习惯用DCP来代表一个完整的影片,因为DCP需要被方便地交付到每个电影院。

图像轨道文件使用JPEG 2000进行编码压缩,音频轨道文件则是24位线性PCM未压缩多通道WAV文件。DCP也可以进行加密以保护其免受未经授权的使用(例如盗版电影),加密通过CBC模式下的128位AES进行。

在实际使用当中,应用了两个版本的成分模式。原始的版本称为“互操作DCP”(Interop DCP)[7],现在已较少使用,但仍被部分商业放映服务器支持。而SMPTE在2009年发布的SMPTE DCP标准(SMPTE ST 429-2),则逐渐取代了前者,并成为了业界推荐使用的DCP标准。[8][9]

技术规范

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DCP根文件夹包含了一系列文件,一些用来存储音视频内容,另一些则用来存放播放列表。[10]

图像MXF文件

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图像内容可以被存放在不同的(reels)中,以对应一个或多个MXF文件。根据所选编码方式不同,每一个卷以JPEG 2000或MPEG-2编码来储存图像内容。但MPEG-2已不再符合DCI规范,所以JPEG 2000是现在唯一可用的压缩编码。

  • 支持的帧率:
    • SMPTE(JPEG 2000)
      • 24, 25, 30, 48, 50, 60 帧 @ 2K
      • 24, 25, 30 帧 @ 4K
      • 24, 48 帧 @ 2K 3D
    • MXF Interop (JPEG 2000)(过时)
      • 24, 48 帧 @ 2K (也可以25帧编码,但不保证兼容性)
      • 24 帧 @ 4K
      • 24 帧 @ 2K 3D
    • MXF Interop(MPEG-2)(过时)
      • 23.976, 24 帧 @ 1920 × 1080
    • 最大帧大小 2K - 2048 × 1080 4K - 4096 × 2160 常见制式有:
      • SMPTE(JPEG 2000)
        • 遮幅(Flat),1998 × 1080 或 3996 × 2160,宽高比 1.85:1
        • 宽幅(Scope),2048 × 858 或 4096 × 1716,宽高比约 2.39:1
        • HDTV,1920 × 1080 或 3840 × 2160,宽高比 16:9 ≈ 1.78:1(DCI规范中无明确定义,但符合DCI规范 第8.4.3.2节中的规定)
        • 全幅(Full,Full Container),2048 × 1080 或 4096 × 2160,宽高比约 1.9:1 (不被影院广泛接受)
      • MXF Interop(MPEG-2)(过时)
        • 全幅(Full Frame),1920 × 1080
      • 像素每色12位色深(共36位)
      • CIE 1931色彩空间(XYZ'色彩空间,伽马值2.6编码)
      • 最大比特率 250 Mbit/s (24帧时每帧1.3MB

声音MXF文件

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声音内容也按照其所对应的图像内容被存储在不同的卷中。在有多个不同语言音轨的情况下,不同的语言音轨被存储在不同的卷中来对应不同的语言。

  • 采样率 48,000 Hz 或 96,000 Hz
  • 采样位深度 24位
  • 线性映射(无压缩)
  • 最多16个独立声道

资产映射文件(Assest map file)

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DCP中所有文件的列表。(XML格式)

播放列表(CPL)文件的组成

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规定了放映时的文件播放顺序,以XML格式存储。每个音视频卷都通过UUID来区分。在下面的例子里,一个卷同时包括了图像和声音。

<Reel>
  <Id>urn:uuid:632437bc-73f9-49ca-b687-fdb3f98f430c</Id>
  <AssetList>
    <MainPicture>
      <Id>urn:uuid:46afe8a3-50be-4986-b9c8-34f4ba69572f</Id>
      <EditRate>24 1</EditRate>
      <IntrinsicDuration>340</IntrinsicDuration>
      <EntryPoint>0</EntryPoint>
      <Duration>340</Duration>
      <FrameRate>24 1</FrameRate>
      <ScreenAspectRatio>2048 858</ScreenAspectRatio>
    </MainPicture>
    <MainSound>
      <Id>urn:uuid:1fce0915-f8c7-48a7-b023-36e204a66ed1</Id>
      <EditRate>24 1</EditRate>
      <IntrinsicDuration>340</IntrinsicDuration>
      <EntryPoint>0</EntryPoint>
      <Duration>340</Duration>
    </MainSound>
  </AssetList>
</Reel>

封装清单(Packing list file)或封装密钥列表(Package key list,PKL)

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一个成分里的所有文件都会被计算出哈希值,而这些哈希值就会以XML格式被存储在该文件中。该文件通常被放映服务器用来验证DCP文件是否损坏或被篡改。以下是一个MXF影像卷部分的PKL例子,通过<asset>标签来标记:

<Asset>
  <Id>urn:uuid:46afe8a3-50be-4986-b9c8-34f4ba69572f</Id>
  <Hash>iqZ3X7TdAjAqniOxT2/hj66VCUU=</Hash>
  <Size>210598692</Size>
  <Type>application/x-smpte-mxf;asdcpKind=Picture</Type>
</Asset>

这里的哈希值是SHA-1算法计算后再经Base64编码得到的,可以通过下列命令计算:

openssl sha1 -binary "FILE_NAME" | openssl base64

驱动器索引文件

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一个DCP可能会被存储在不同的驱动器上(例如多块硬盘),该文件VOLINDEX被用来标记一个驱动器的序号。

3D DCP

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DCP格式也可以被用来存储立体(3D)内容,用来放映3D电影。这时,每秒钟会有48帧,24帧是左眼,24帧是右眼。

取决于放映系统的不同,左右眼的图像可能会在48帧下交替播放(主动快门3D),或者是同时以24帧播放(如IMAX 3D),这时则需要佩戴偏光式3D眼睛。

由于DCP的最大比特率是250 Mbit/s,播放3D影片时一侧眼睛的最大比特率就下降到了125 Mbit/s。尽管如此,这所带来的画质损失通常肉眼是无法注意到的。

DCP的制作

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大多数电影制作者和发行商利用数码电影编码设备来制作DCP,并完成相应的质检工作。这些设备通常遵循严格的DCI技术规范来确保制作的DCP兼容市面上所有的数码影院放映设备。对于更大的电影制作商,在DCP制作前,通常会先制作数码电影发行母版(DCDM)。

DCDM是电影后期制作中,排在DCP制作之前的一个步骤。这时的影片图像为XYZ TIFF格式,而且音像均未经过MXF封装。DCDM可以直接被编码为DCP,这使得影片存档和制作多语言电影版本变得格外方便。对于较小的电影制作商,制作DCDM这一步通常被省略,DCP则直接从数码源母版(DSM)编码得到。由于DSM可能有多种格式和色彩空间,因此在编码时需要格外注意色彩空间转换的问题,有时甚至需要使用3D LUT英语3D Lookup Table来对不同版本的DCP和实体赛璐珞胶卷进行色彩一致性调整,以获得统一的观影体验。

要求较低的DCP从HDCAM SR等磁带格式中编码而来。对DCP的质检工作在经过校准的影院中进行,通常由调色师、导演、混音师等人员参加,用来确保成品DCP的图像与声音正确。

诸如OpenDCP,DCP-o-matic的软件使得在个人电脑上自行制作DCP成为可能。

参考来源

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  1. ^ 数字电影数据包(DCP) - 中国电影科技网 (中文). 
  2. ^ 放映規格 Screening Format. 国家电影及影视文化中心. [2024-07-13] (中文(台湾)). 
  3. ^ Digital Cinema System Specification V1.0 (PDF) (英语). 
  4. ^ Whittlesey, Jim. InterOP vs SMPTE DCP (PDF). [2024-07-13]. (原始内容 (PDF)存档于2016-08-26). 
  5. ^ 高清晰度电视节目素材交换格式. 国家标准 - 全国标准信息公共服务平台. [2024-07-13]. (原始内容存档于2024-07-13) (中文). 
  6. ^ Composition. Cinepedia. 
  7. ^ Interop DCP. Cinepedia. [2024-07-13]. (原始内容存档于2024-05-26) (英语). 
  8. ^ Karagosian, Michael. What's Wrong With the DCP?. Digital Cinema Report. 2015-03-06. 
  9. ^ SMPTE DCP Authorizing Guidelines v1 (PDF). ISDCF. [2024-07-13]. 原始内容存档于2022-12-17. 
  10. ^ Digital Cinema Initiative Distribution Package (DCP), Version 1.0. [2024-07-13]. (原始内容存档于2017-03-20).