畫質、效率與相容性:ProRes 與 ProRes RAW 使用指引

ProRes對於影音人士來說,是耳熟能詳且被廣泛採納的格式,尤其對於電影工作流程,該格式具備了高品質、理想的儲存大小以及流暢的回放特性。

而”ProRes RAW”則是延續了ProRes的特性,並將RAW元數據保存整合至ProRes編碼。話至此也許不少人仍搞不懂其中的差異,本文簡單介紹一下兩種格式的差異和用途。

 

ProRes

ProRes是一種檔案格式,也可說是一種編碼(codec),2007年由蘋果公司所推出。什麼叫作”codec”? 就是編碼器(coder)與解碼器(decoder)的縮寫:co/dec。

當時正逢HD快速普及之際,剛要脫離傳統磁帶的生態,而高品質數位化的趨勢,隨之而來的便是龐大的傳輸需求,但在頻寬和儲存空間都構不上的時代,必須藉由壓縮影像以「節流」,於是得仰賴編碼器針對影片進行幀間壓縮(inter-frame),所謂的「幀間壓縮」意思就是:只保留小部份的完整畫格,其餘畫格只紀錄有變化的像素,以達到減少檔案大小的效果。(請參考: ALL-I還是IPB? 單眼錄影眉角 )

但一般的影像壓縮編碼器(如H.264),雖然有跨平台、容量小等優勢,但僅適合終端大眾「播放」使用,對於數位非線性的電影剪輯而言,品質不但不敷使用,其複雜的解碼運算也拖累了剪輯效能。

ProRes格式誕生的目的,是為搭配Apple Final Cut Pro進行影音專業製作,同時兼具了「高品質」與「高效能」的特點。和一般的編碼相較,ProRes將每一畫格(幀)都保存下來,壓縮方式採「幀內壓縮」(intra-frame),針對每一格的資訊獨立去做減少冗餘資訊的處理,所以每一畫格的獨立完整性仍高,剪輯時節省效能,因為不用做幀間運算。

ProRes同時還有一特點,就是至少有10-bit的色彩深度紀錄,相較於一般像是H.264 8-bit的格式而言,色彩數量豐富了四倍以上,有效的減少了漸層的斷階。(請參考: 10bit、8bit色彩深度,究竟差多少? )

 

ProRes 格式種類

ProRes編碼的檔案採用了.mov為檔案容器。

即使已屬高品質格式,ProRes仍有種類之分,譬如ProRes 4444和ProRes 422,主要差別在於像素採樣的處理,在二級調色或VFX等去背處理時,較能感覺差異。(請參考: 色彩深度與色彩取樣 )

像素採樣差異(來源:蘋果白皮書)

 

而ProRes的編碼也有VBR的特性(浮動資料流量),畫面複雜時會降低壓縮力道、提高資料流量。

浮動的壓縮率/資料流量 (來源:蘋果白皮書)

 

以下介紹各種ProRes格式,所提及的最高資料流量(bitrate)皆以1920*1080 30p的規格為基準,實際上ProRes支援4K或更高的解析度。

ProRes 4444 XQ

2014年與Final Cut Pro X一起推出,目前最高品質採樣的ProRes版本,除了4:4:4的像素完整採樣,第4個”4″則表示「透明通道」資訊(alpha channel),該編碼支援至12bit的RGB色彩、16-bit的透明通道資訊(alpha channel),資料流量最高為500Mbps。可說是至今ProRes家族中最頂規的格式,帶透明資訊的特性,極適合後期特效合成處理。

存取頻寬要求也是最大,所以對於儲存與效能的要求也是最高,對於一般中階專案來說可能吃不消。

 

ProRes 4444

特性與ProRes 4444 XQ相同,推出時間較早,資料流量較低,最高330Mbps。

 

ProRes 422 HQ

紀錄品質佳,和ProRes 4444的差異在於採樣僅有4:2:2,但在視覺上仍難以察覺到品質的落差,即使在不同的後期作業中重新輸出、轉換,仍能保持相當高的原始品質,是不少廣告、商業案的首選格式,最高資料流量為220Mbps。

 

ProRes 422

最常見且實用的ProRes格式,和ProRes 422 HQ的差異在於僅有66%的資料流量。

ProRes 422之所以普遍,因為在後期的剪輯回放流暢性即佳,且在品質與容量上取得了最多人認可的平衡點,資料流量為147Mbps。

 

ProRes 422 LT

比ProRes 422再低一些規格的格式,資料流量為102Mbps。

 

ProRes Proxy

ProRes中最低的格式,但同樣也有10-bit和422的採樣,主要差別是資料流量僅有45Mbps,故名思義,該格式通常是給參考或需要快速進行剪輯的專案使用,因為資料流量極低,所以對於效能的消耗最少。

雖然是「效率首選」的格式,缺點在於:大部份支援ProRes的攝影機,在錄製時僅能選擇一種ProRes格式,多數情況下仍會選擇ProRes 422,輸出後再進行轉換ProRes Proxy方便快速編輯。但不少人認為ProRes 422已具備了高品質與方便編輯的特點,所以從來不會去選擇ProRes Proxy。

 

 

針對1920*1080圖像,未壓縮的檔案與ProRes壓縮之後的容量差異。圖片來源:Apple ProRes 白皮書

 

RAW 原理

接下來來講講RAW。

影像是由成千上萬的感光單元(photosites)、也就是像素所組成,而這些像素分別紀錄了三種光線顏色的強度(紅、綠、藍)。

但一個感光單元一次僅補捉一種顏色的光線,在輸出影像時,再將彼此的色彩、亮度相互合併、轉換為我們可視的圖像,這個過程稱之為「去拜爾化」(debayering)。

使用一般的影片格式錄影時,去拜爾的程序在相機內就已完成,接著才儲存到你的記憶卡中。而所謂RAW的格式則是省略了去拜爾化的過程,直接將感光單元的數據保存到你的記憶卡中,也就是說:「去拜爾」的工作將在後期由電腦進行

雖然「去拜爾」這個工作,也仰賴一定程度的電腦效能才能有效率的進行,但在後期時卻能提供最大的彈性調整空間,且可再針對ISO或白平衡進行變更,換個方法說:RAW格式才能在後期發揮攝影機感光元件100%的性能。

來源:蘋果ProRes RAW白皮書

 

什麼是 ProRes RAW?

ProRes RAW是在2018年由蘋果公司發表。承襲了ProRes的特性,也就是高品質與高效率,加上保存了感光元件的RAW數據。不過嚴格說起來,ProRes RAW比起ProRes,更注重的是保存程度而非性能

和RED或是Canon的RAW格式相較,身為平台/軟體提供商的蘋果表示:ProRes RAW在回放與運算時的效能表現更出色。

 

ProRes RAW 格式種類

ProRes RAW和原先的ProRes,一樣也有等級上的差別,也就是不同的壓縮率、不同的檔案大小。ProRes在編碼時有所謂的浮動資料流量調整(VBR),而ProRes RAW的浮動調整範圍更大。

 

ProRes RAW HQ

ProRes RAW格式中最高品質,其資料流量一般介於ProRes 422 HQ和ProRes 4444之間,判斷圖像資訊大時,資料流量接近ProRes 4444。

 

ProRes RAW

壓縮率較高的RAW格式,資料流量一般介於ProRes 422和ProRes 422 HQ。

 

ProRes RAW和ProRes的資料流量比較

 

ProRes 成功的原因

ProRes之初,主要開發的目的是為了應付後期剪輯專案的格式。在推出時,ProRes的「視覺無損」品質為影視的後期帶來了革命性的改變,其幀內壓縮仍保持品質的特性,幾乎無懼多道處理輸出的摧殘,也因此迅速成為了電影產業中的檔案交換標準,和一般消費性產品的影音播放格式作出了清楚的區隔。

在此同時,高階攝影機的製造商也看中了ProRes的優勢,於是也推出了對應的硬體產品。Arri Alexa就是第一台可以直接輸出ProRes的攝影機。之後SONY、Canon和Blackmagic也分別推出了支援ProRes內錄的攝影機。

相較於其它「電影編碼格式」的競爭對手(如Avid的DNxHR/HD),蘋果是唯一掌握了作業系統與剪輯軟體的狠角色。

 

ProRes RAW 不同的出發點

和ProRes不太一樣的是:ProRes RAW生來就是為了拍攝使用,所以主打保留感光單元數據

但礙於需要極高的頻寬,目前仍只有少數的攝影機可以「內錄ProRes RAW」,比如DJI Zenmuse X7。現階段要錄製ProRes RAW的格式,仍須搭配像是Atomos的外錄器才能夠達成,同時相機/攝影機也必須支援輸出RAW訊號的功能。

所以即使ProRes與ProRes RAW都具備了前期(拍攝)與後期再輸出的能力,但開發的理念還是略有差別。

 

平台相容性與通用性

以蘋果的角度來看,不論是ProRes或是ProRes RAW,最好都能搭配自家的Mac和Final Cut Pro使用,實際上確實也是如此,原生支援總是最好。FCPX的1/2解析度解碼,甚至可以讓ProRes速度快至2倍以上(如下圖)。

 

但隨著ProRes的快速普及,已可在Windows上進行播放或編輯ProRes格式的檔案。不過在Windows上,Adobe Premiere Pro是目前能唯一輸出ProRes格式的軟體。雖然DaVinci Resolve在PC上可以編輯ProRes的檔案,但礙於蘋果授權,仍無法輸出ProRes格式。

此外,開放源碼的FFmpeg提供了反向工程演算ProRes格式的方案,但該做法未獲正式授權,不論是品質或可靠性,都是不建議採用的。

而ProRes RAW的通用性,一旦脫離了Final Cut Pro X,比起ProRes更加受限。在Mac上的Premiere Pro,僅在採用Metal硬體加速時才能編輯ProRes RAW素材。如果是在Windows上,則需先安裝Apple ProRes RAW解碼器。Premiere Pro目前也僅支援ProRes RAW的曝光和色彩空間轉換調整,不像FCPX能夠完全解放RAW性能。至於未來DaVinci Resolve對ProRes RAW的支援可能,估且不論FCPX的主人蘋果願不願意放行,Blackmagic為了自己的Blackmagic RAW,支援的可能性極低,一個要保護自家的剪輯軟體,一個要保護自家的攝影產品。

從另一個角度看,這也是為何在大部份的電影產業中,都臣服於身為平台商同時又是ProRes創造者的蘋果,幾乎選擇採用Mac的平台,而非PC。

 

兩者的優缺點

也許你會認為對於所有後期工作來說,RAW是不二選擇,畢竟保存了最佳的感光數據。對於頂尖的製作團隊來說,肯定是非RAW不用,這點並沒有錯。

然而現實是:ProRes仍是目前最廣泛被採用的格式,不論是電影或電視產業皆是如此。極易交付的檔案格式,在不同單位之間相互交換時,ProRes總是最佳首選。不止是在製作流程中使用,在電影專案中,ProRes其實也是最終交付予客戶的理想格式。

ProRes屬於拍攝當下就已經去拜爾儲存的格式,所以可以在拍攝時選擇使用Log或是Rec.709之類的色彩進行儲存,也就是在拍攝當下就直接決定後期時能最方便調整或使用的色彩,直接省略掉去拜爾和轉換色彩空間的步驟,比起ProRes RAW,即時處理的效率更高,省下了不少人工處理和電腦每一次解碼的運算成本。

ProRes的優點是方便好編輯,不像ProRes RAW須多一道去拜爾化的運算 ; 缺點則是無法像ProRes RAW一樣動態範圍極大、色彩極緻,也無法再針對白平衡或ISO做原始的調整。

ProRes的另一好處是大部份專業攝影機都已可直接編碼保存。ProRes RAW在大部份情況下,仍須仰賴外部紀錄器。對於一般小型團隊或單槍攝影來說,為了ProRes RAW,需要多準備一項設備,精神、人力的耗費成本太高,此外還需面對更高的耗電量。

如果你是個效率至上的婚錄攝影師,拍攝完還要提供SDE快速剪輯的服務,那ProRes 422肯定最適合你。為了絕佳的品質選擇ProRes RAW,反而可能讓你深陷沼澤。

 

ProRes RAW 與 ProRes 4444 / ProRes 4444 XQ 的抉擇

兩者的紀錄方式和單位都不同,ProRes採用的是像素保存,而ProRes RAW則是保存了更原始、未對應色彩空間的感光單元數值,後者可調整的彈性理論上更高。但這就像98分和99分的差距,比較品質不如比較用途,還比較有意義。

以最高資料流量來看,ProRes 4444/ProRes 4444 XQ皆會比ProRes RAW高,理論上對硬碟的吞吐速度要求也會較高。但ProRes RAW須仰賴電腦進行去拜爾化,對於顯示卡有一定程度的要求。

倘若想比較兩者的編輯回放效能,得先考慮硬碟吞吐速度和顯示卡運算能力,不同規格的電腦所得到的結果也都會不同。

如果你是Final Cut Pro X的使用者,ProRes RAW可選擇”Better Quality”或是”Better Performance”,後者對於效率剪輯十分有利,同樣也是採用降低即時解碼量的方式,但速度提升的倍數遠超過前面提到的ProRes 1/2,這很有可能會成為未來的ProRes RAW的強勢原因之一。

來源:蘋果白皮書

 

此外,ProRes 4444/ProRes 4444 XQ還包含了透明通道,講淺白就是多了一個透明圖層(或說是透明背景),所以在後期檔案交換上更適合視覺特效團隊使用。但對於不夠規模的製作團隊,若想為了透明圖層而採用ProRes 4444,可能得先統整一下自己有多少儲存設備。

 

結論

ProRes和ProRes RAW都是高階的影片編碼格式,而後者的誕生並非為了取代前者,至少在未來幾年內不會。

挑選影片格式時,品質從來都不該是佔100%的因素,實用性與通用性也是得充份考慮的面向。盲目的追求RAW,那是億萬導演的權利。

 

參考來源:蘋果白皮書Videomaker

You may also like

One comment

發表迴響

0
    0
    您的購物車
      計算運費
      套用折扣

      立刻追蹤杰客森林,關注更多攝影資訊