拉斯维加斯 Sphere 巨型球幕是一个巨大的 16K LED 显示设备。它所需要的图像质量可谓“前无古人”。这种图像质量的必要性促成了 Big Sky 摄影机的问世 —— 一款专为 Sphere 沉浸式视觉体验而设计的大画幅电影摄影机。一份近期公布的专利文件（US 12,219,231）深度揭秘了为这套革命性摄影机系统赋能的技术。本文将详细拆解此专利，分析其对大传感器摄影机技术的意义，并探索它对影视制作未来的启示。
Big Sky 电影摄影机专利
理解专利：核心技术
此专利文件描述了一款新一代超高分辨率大传感器摄影机，而其开发目的是为了满足如拉斯维加斯 Sphere 超宽、高分辨率沉浸式显示设备的独特需求。这套技术最引人注意的性能包括：
1. 巨型图像传感器
此专利文件概述了一个巨大的3.16亿像素 CMOS 传感器——其尺寸接近9.92cm×8.31cm，比 65mm 尺寸传感器更高，具有极致的分辨率性能。这使得这款摄影机可以拍摄高达 18K 分辨率的图像。为了让大家有个概念：像 ARRI ALEXA 65 和 RED V-RAPTOR XL 8K 这样的高端电影摄影机用的就是大传感器，但它们的分辨率相形见绌。甚至连 Sony VENICE 2 摄影机最高才 8.6K 分辨率，而 Big Sky 摄影机的分辨率接近它的两倍。
这是 Big-Sky 摄影机的传感器
Big-Sky 传感器规格表图源：国际图像传感器研讨会（IISW2023）
2. 极致的动态范围和帧率性能
这款摄影机可实现14.5档动态范围，确保了卓越的阴影与高光呈现 —— 这对于大屏幕投影至关重要。这套摄影系统还支持高达 120 FPS 的帧率，可实现丝滑的运动捕捉、慢动作回放，能与 Sphere 的高刷新率显示设备无缝集成。
3. 惊人的数据输出，达每秒32G
这项专利最有突破性的方面之一就是这款摄影机处理超大数据传输速率的能力。这套系统的录制数据率可达庞大的32 Gbps，因此需要专门的数据管线、存储解决方案和后期制作工作流。
Big Sky 电影摄影机：一些有意思的信息
4. 为超宽投影定制的镜头和光学元件
这项专利还描述了一套专为超宽、沉浸式投影格式而设计的光学系统。它包括：
●定制的球面镜头，可将镜头畸变最小化
●高分辨率镜片，可解析18K 图像
●自适应对焦机制，可在整个画面上保持图像清晰
5. 高级降温和供电管理
考虑到高分辨率传感器和巨大的数据吞吐量，这款摄影机含有一套液冷式热管理系统以防止过热。此外，它还运用了模块化供电来有效应对极端处理负荷。
6. 专有图像处理管线
专利文件详细说明了为处理18K图像而量身定做的一种高级图像信号处理器（ISP）。它包括：
●实时解拜耳和 HDR 处理
●AI降噪与锐化算法
●针对大格式投影优化的色彩科学
7. 高速存储和数据传输
由于数据传输率达32 Gbps，传统存储解决方案是不够的。这项专利描述了一种直接集成到机身当中的高带宽 SSD 阵列，还有一套光纤数据传输系统，可将素材丝滑地装载到外接存储。
8. 模块化、可拓展式设计
专利文件还强调了模块化特性，让用户可以置换：
●不同的镜头卡口（PL、EF 和专有的宽格式卡口）
●多种录制格式，包括 RAW、ProRes 和专有的超高比特率编解码器。
●自定义传感器读取模式，可处理不同画幅和分辨率
Big Sky 电影摄影机专利
仅通过给图像传感器包中邻接组件使用具有极其相似热膨胀系数的材料，通常不足以维持各种组件的集成度，难以确保图像传感器包的最优运作。邻接组件不同热膨胀率带来的问题在大画幅摄影机系统中尤其普遍，因为各组件尺寸较大，而一个组件任何潜在的热膨胀都会对邻接组件产生更重大的影响。因此，需要额外的机制来顾及运行过程中邻接组件不同的热膨胀率。
Big Sky 电影摄影机专利
大传感器电影技术的启示
此专利文件中描述的技术表明大传感器电影摄影机取得了重大飞跃。我们一起来看看它如何开拓高端电影制作新疆界。
高分辨率电影制作新标准
目前为止，IMAX 摄影机一直是大画幅电影摄影的黄金标准。然而，Big Sky 摄影机在分辨率、帧率和动态范围方面都超越了 IMAX 摄影机，这使之成为沉浸式电影的新标杆。
《来自地球的明信片》（Postcard from Earth）幕后英雄：Big Sky 摄影机
现场活动与演唱会拍摄制作的未来
Big Sky 摄影机曾用于拍摄 U2 乐队在 Sphere 的驻场演唱会，这个演唱会为现场活动摄影开创了一个新的先例。这款摄影机拍摄极致分辨率和帧率的能力可以让现场活动以无与伦比的细节被投影出来。
V-U2：Big Sky 电影摄影机拍摄的一场沉浸式演唱会
重新设想电影的未来
这份专利同时还一瞥了沉浸式环境中电影叙事的未来。最近，有一些项目朝着 16K 和 18K 电影制作推进，比如《绿野仙踪》（The Wizard of Oz）16K Sphere 项目，它们探索着这种新格式的可能性。
《绿野仙踪》（16K）Sphere 项目 —— 前沿技术助力重塑观影体验
总结
Big Sky 摄影机背后的专利代表的是大传感器电影技术最重要的进步之一。凭借其巨大的3.16亿像素传感器、18K 分辨率、120 FPS 性能、超高数据率和模块化设计，这款摄影机正在重新书写高端电影摄影的规则。随着拉斯维加斯 Sphere 这样的场馆变得越来越普及，对这种前沿摄影机系统的需求只会不断增长。这一发展标志着电影制作新纪元的开端，超大传感器和极致像素将成为新纪元的新常态。随着技术的进步，我们可以期待更多传感器设计、数据管线和光学系统方面的创新，而这一切的驱动力都是对沉浸式、新一代电影体验的需求。
出处：Y.M.CINEMA MAGAZINE
翻译：LorianneW | 盖雅翻译小组
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