专业30英寸4K监视器“DP-V3010”的 研发轶事

DP-V3010对于佳能来说是首款向市场投放的专业液晶监视器。当前的热门话题是“4K”分辨率，而DP-V3010是以电影行业制作现场为主要目标的4K监视器。

佳能为什么研发数字电影用的4K监视器？以色彩高度还原为首的高画质性能是如何实现的？

——DP-V3010是佳能首款专业监视器产品，它以数字电影制作现场为产品较初的主要目标，请问这是为什么？

内藤达也
这个产品的研发是在2011年正式开始的。当时社会上的热门话题是通过专用眼镜可以立体地看到的3D影像。而我们没有选择研究3D，而是选择了以高精细为特长的4K。

在产品研发开始之际，作为技术研发的一环，我们进行了4K监视器的试制。我们试着用试制品显示4K影像，结果发现尽管不是3D影像，但其立体感和深度感非常高，这让我们非常吃惊。当时就觉得，与其特意佩戴专用的眼镜来观看3D影像，还不如使用4K监视器来观看高精细的影像，这应该能让客户获得更加自然的3D体验。在2010年召开的佳能展会Canon EXPO上，我们向大众展示了这个4K监视器的试制品，4K影像所具有的立体感和深度感让到场的人们震撼不已、惊呼连连，获得了高度好评。

于是，为了进行商品化，佳能进行了专业监视器的市场调查，本着与佳能的摄像设备实现联动的目标，佳能决定进行影像制作现场所用监视器的研发。一言以蔽之是“影像制作现场”，但其实它的范围非常广，通过调查得知其中电影制作现场的工作人员对监视器的要求较高，他们对高画质性能提出了很高很高的要求。另外，当时调查得知，虽然电影制作领域已经开始向4K化进发，但是尚不存在能满足4K电影制作现场需要的高画质性能需求的监视器。

佳能在监视器领域是起步比较晚的。我们认为，佳能要想在监视器市场获得有利地位，需要以追求较高画质性能的顶级领域为目标，以便展现佳能的技术优势。

——那时电影领域需要的是什么样的监视器？

永嵨义行
在数字电影制作现场，“调色”这个工序担负着重要的角色。调色是指通过调整色调、色泽来营造作品的世界观，目前是使用电影专用投影仪在宽阔的空间内进行该作业。而另一方面，随着4K作业急速增多，想通过使用监视器而非电影投影仪以便在作业环境中节省作业空间的需求越来越多。但是，如果使用监视器进行的作业过程中的颜色与使用投影仪进行较终画质确认时的颜色有差异，那么就会出现返工，不得不再次重新进行调色作业。也就是说，调色作业所用的监视器必须与价格高昂的数字电影投影仪具有相同的色彩还原性。

——那么所需要的色彩还原性是怎样的呢？

“DP-V3010”及各种标准下的色域

永嵨
数字电影采用的是DCI（Digital Cinema Initiatives※1）规定的色域标准。与电视广播采用的色域标准相比，数字电影的色域范围更广，在4K监视器的研发中，我们把忠实地还原数字电影的色域作为我们的第一目标。

※1以好莱坞的电影制作公司为中心，以数字电影标准化为目标设立的一个团体

※2国际标准规定的电视广播的色域

※3印刷、照片等采用的色域

为了实现数字电影制作需要的高度的色彩还原性能，佳能研发了3项新技术。即：自主研发的监视器用影像引擎；自主设计的RGB LED背光系统和液晶面板；以及能较大限度地发挥这些性能的高画质算法。

——影像引擎发挥的是什么样的作用？

森下昌史
视频编缉软件不但可以调整色彩和明暗，而且还有各种能对画质进行细微调整的功能。你可以把“影像引擎”看作是将“视频编缉软件”的画质调整功能做成监视器用的专用芯片，这就比较容易理解了。

占部弘文
佳能研发过各种各样的影像引擎，但对于像素数众多的4K影像来说，要处理的数据量非常庞大。单纯从像素数来看，4K影像的像素数就是全高清的4倍。另外，影像制作现场使用的画质调整功能有很多，并且需要的精度也非常高，这就需要影像引擎具有这样的功能―能实时实现影像制作现场所用的专业级别的画质调整，因此我们研发了新的影像引擎。

影像引擎上搭载的东西包括：能对大量的图像数据进行批量处理的GPU（图像处理单元）；Linux等多个OS；以及应用程序。简单地说，就是把一台高性能的计算机整个装进了影像引擎。

※为进行硬件基本控制而嵌入机器的软件

——家用电视的背光等，其主流是白色LED，而DP-V3010搭载的是RGB LED，是吧？

永嵨
是的。如果是白色LED，那么与RGB LED相比，可显示的色域比较窄。因此，为了确保DCI标准所要求的色域，我们决定采用RGB LED背光系统。

森下
RGB LED背光系统通过对R（红）、G（绿）、B（蓝）三种颜色的LED进行组合的方式来生成白色。因此，与白色LED相比，LED的个数必然增多，这导致容易出现色彩、亮度不均匀，我们在这个问题的解决对策上颇费了一些心血。

例如，如果LED周边的温度不一样，那么仅此一点就会导致亮度发生变化。另外，如果RGB3个颜色LED的亮度各发生变化，那就无法生成白色了。因此，我们使用“热视图”（Thermo Viewer）※检查背光温度分布，然后在空气流动方面下功夫等等，较终实现了温度均等。

永嶋
背光灯的光较终会通过液晶面板进入用户的眼睛，对于这个液晶面板，我们也进行了专用设计，进行了色域的扩大。

 ※将温度分布显示为图像的装置

——在色彩还原方面，您说过采用的是新研发的算法（计算方法），请您详细介绍一下这种算法可以吗？

永嶋
背光灯的LED和液晶面板有一个固有的“习性”，那就是你即便输入相同的信号，显示出来的颜色也是有差异的。新研发的算法掌握了这些部件的习性，可对这一习性进行适当的校正，从而使机器可以将目标颜色显示出来。通过这种方式，不仅能覆盖数字电影采用的宽广色域，而且还能更加忠实地进行色彩还原，例如肤色的色泽、色调的微妙差异等。

要想忠实地进行色彩还原，单纯地提高各个技术要素是不够的。一个个部件的个体差异，随着时间流逝而发生的变化，组装时螺丝的拧法……，这些细小的因素会影响色彩的还原。为了实现专家认可的质量，研发团队绞尽脑汁，决不轻言放弃。

——研发中有哪些课题需要解决？

内藤

单是液晶面板固定螺丝的拧法这一项，就能导致颜色发生微妙的变化。研发人员亲手组装的试制品与工厂组装的产品，两者出现了微妙的差异，没想到在较后的较后竟然还吃了不少苦头。家用电视可能会允许一定程度的颜色不均，但是影像制作现场进行颜色加工时使用的专业监视器却决不允许发生哪怕如此细微的颜色不均现象。

永嶋
工厂在出货时，会对每台监视器单独进行精密的画质确认和调整，然后将测量结果写到机器内存中，以便进行正确的颜色显示，防止不同机器的颜色显示各不相同的情况。

内藤
除此之外，DP-V3010上还搭载了亮度和色彩的自动补偿系统。通过自主研发的系统，对色彩和亮度的变动以及随时间流逝而发生的变化自动进行补偿，从而可以长期维持正确的色彩和亮度。

——影像制作现场对这款机器有什么反馈？

永嶋
DP-V3010采用的是当前很高质量的液晶面板，可用1024个灰阶对RGB各色浓淡进行渲染。每个面板都有自己的习性，通过前面介绍的实现高画质的算法进行补偿的方式，可以防止灰阶崩溃或灰阶段差。如此一来，天空微妙的渐变，暗处微妙的颜色差异，也能很好地进行灰阶渲染，因此受到影像制作现场的技术人员的大力好评。

内藤
DP-V3010是佳能向市场投放的影像制作监视器头号机。常年培养起来的影像技术，再加上永远追求高画质的执著之心，我们研发组提出的口号是“没有较好，只有更好”。

忠实的色彩还原是DP-V3010的较大特征。除此之外，研发组在收集用户需求的基础上，还积极思考另一个问题，那就是“真正的易用性到底是什么”。

——4K数字电影标准的像素数为横4096×纵2160像素，但DP-V3010的纵像素数为2560像素。请问佳能选择这个像素数的理由是什么？

森下
如果是4096×2160像素，那么影像占据了整个画面，从而导致时间码和监视器调整菜单等只能以叠加到影像上的方式显示。我们咨询了一下影像制作现场的工作人员，得到的回复是如果影像信息之外的菜单等信息与影像重叠了，那么会妨碍作业，因此他们希望在确认画质时不要让这些信息妨碍影像。因此，在DP-V3010的研发上，我们就在纵向上加了400个像素的长度，以便满足上述要求。

高分辨率液晶面板画面的纵横比

将影像调整用的滑动条配置到不与影像重叠的位置

占部
本着通过“设置菜单”一眼就能掌握“当前的设置内容”等目的，我们在画面菜单显示的设计上也下了一番功夫。功夫不负有心人，实际使用该产品的客户高兴地说：用户界面非常好用。

——画质调整用的控制器也是标配吧？

森下
在影像制作现场，在作业开始之前，根据监视器的安置环境，首先需要对亮度等监视器画质进行细致的调整。为了进行这一画质调整，我们加上了监视器用的控制器。为了提高这个控制器的操作性，我们在按钮配置方面下了一番功夫，左端是各种功能的调用，正中间是画质的调整，右端是频道的切换，这样就可以进行直观的操作了。

另外，调色等画质调整作业基本都是在光线较暗的房间里进行的，因此我们把控制器按钮设计成可发光式的。但是，如果按钮过于明亮也会妨碍作业，因此为了能以适当的亮度发出稍弱点儿的光，我们还把按钮设计成可以调整亮度。

——控制器上有一个写着“CDL”的开关，这是个什么功能？

永嶋

它指的是在电影行业已逐渐被采用的一个标准，即ASC CDL（American Society of Cinematographers Color Decision List）。

例如，在拍摄现场会拍摄各种各样的场景，不同场景的日光会有变化，如果摄像机的白平衡不同，那么到后面再调整颜色就比较麻烦了。为了避免这种问题而出现了一个标准，这就是ASC CDL。ASC CDL功能用于对影像的颜色和灰阶表现进行调整，并对调整结果进行保存。通过使用该功能，对于拍摄时所调整的符合影像制作人员意图的颜色和灰阶表现，可以在拍摄后的影像加工过程中予以重现。

在DP-V3010中，对于根据ASC CDL进行画质调整的结果，可经由USB存储器导出至其他设备，或者从其他设备导入，这可以提高工作流程的效率。

占部
在企划阶段，得知ASC CDL正在制定过程中这一信息，我们就立刻决定尽早在产品中引入这一功能。但是，这个标准刚制定不久，当时无法知道ASC CDL能否真正普及。我们把这一功能实际搭载到产品中后，客户好评说“居然能支持ASC CDL”，这说明引入这一功能这个决定是正确的。

使操作变得舒适的监视器控制器

——DP-V3010这个项目今后将如何发展下去？

占部
说实话，DP-V3010上搭载的监视器引擎具有很高的功能，还潜藏着更大的可能性。我们会继续研发，目前尚未搭载的功能也有很多。

在新的演播室标准中，色域比DCI还要广，在这一方面，我们计划今后通过固件升级的方式来应对。

——可以在后面的固件升级中进行色域的扩展是吗？

森下
我们在硬件的性能扩展上确实是留有这个余地的。

占部
我想说的是DP-V3010还远没有显露出它的真本领呢（笑）。

DP-V3010具备的优秀的色彩还原性和操作性已在映像制作现场获得了很高的评价。

DP-V3010不仅单个产品的性能很优秀，而且它在影像制作的工作流程中也可以发挥很大的作用。目前，在数字电影拍摄现场，广泛使用EOS C500和EOS-1D C等佳能的CINEMA EOS SYSTEM的数字电影摄像机。DP-V3010配备了与这些CINEMA EOS SYSTEM摄像机中使用的“Canon Log※”相对应的专用模式。它可将EOS C500和EOS-1D C拍摄的影像转换成适当的灰阶，可以在拍摄现场进行原样确认。

影像输入设备“摄像机”，输出设备“监视器”。通过佳能推出的产品群，可从起点到终点实现更高水平的工作流程，并推动电影制作开始向下一个阶段迈进。

※ 实现宽阔动态范围带来的丰富灰阶的佳能数字电影摄像机特有的记录方式

采访与撰稿

山路 达也（Yamaji Tatsuya）
1970年出生。曾担任杂志社编辑工作，后独立成为自由撰稿人/编辑人。目前活跃在IT、科学、环境领域，从事采访和写作活动。
著书有《Apple、Google成为神的日子》（与他人合著）、《新超传导入门》、《Google的72小时》（与他人合著）、《弹言》（与他人合著）等。

此次“访谈”的研发人员