眾所周知，電影是以 24fps 為時基，我們從拍攝到最終的DCP母版都是以 24fps 作為標準。但是最終發行的時候，也會需要製作不同幀率的版本。
最近的電影軟體技術革新，已經讓我們可以再以更高的要求，來完成這個母版，得到更好的結果。
本文我們來講解一下如何轉換得到相對高質量的 25fps 電影版本。
通行的方法是以一部電影為單位完成轉換，而本文討論的方法以鏡頭（運動元素）為單位。
背景知識幀率
我們通常所說的幀率就是在一秒鐘時間裡傳輸圖片的個數，通常用 fps (Frames Per Second) 表示。
每秒鐘幀數(fps)愈多，所顯示的動作就會愈流暢 。
常見的幀率有 24、25、30、60、120 等等
24fps（電影拍攝）
20世紀20年代末的電影公司以24幀作為行業標準，以這個標準拍攝電影不僅成本能達到最低而且還能帶來不錯的觀影體驗。
現在大多數電影也都基本按這個標準來進行拍攝，較低的幀率能捕捉到更多的運動模糊，讓動作顯得更為真實和流暢。
美國電視的制式自古以來是30fps，對應的廣播電視實際是29.97fps-NTSC。
這裡選擇30(29.97)fps是為了與美國電力標準60赫茲同步方便，這個格式常被叫做NTSC。
在歐洲部分國家（比如法國）和中國等，電力系統是50赫茲，所以他們選擇是25fps-PAL標準。
網絡視頻一般是30fps，或者60fps。
50fps和60fps非常適合運用在快速動作的拍攝上。
拍攝完成之後你還可以通過後期製作進行幀速率轉換，讓較高的幀速率慢慢降低到30fps，然後變成一個慢動作視頻。
超高的幀率能夠讓慢動作鏡頭產生極端的效果，根據你的攝影機參數設置的上限可以拍攝120fps或240fps的慢動作。
當一部電影需要在其他的平臺或媒介（如電視）放映時，我們通常會收到如下的製作物料清單，需要我們將原本為24fps的素材，變換為25fps、30fps甚至更高幀率。
通常的製作方法有兩種：
保證幀數不變我們稱之為conform（符合），可以直接使用Cinema Tools軟體完成。
這種方法的結果是
1個小時電影長度，24fps 的視頻文件有86400幀，而25fps的視頻文件有90000幀。
核心就是用什麼樣的方法產生這多出來的 3600幀。
本文討論的問題，就是如何在保持時間不變，聲音不變的情況下，結合不同幀率插值方法，得到一個相對質量較好的不同幀率文件。
如上圖，膠片的形式很好的詮釋了畫面與聲音的關係，
畫面作為幀的存在是離散的，聲音文件是連續的。
最高效和最簡單直接的處理方法。
工作原理：在加速的時候去掉臨近幀，在慢速的時候覆制臨近幀。
優點：切點的位置不會出現融合幀，能保證都有乾淨的切點
缺點：在24幀轉25幀的過程中，每一秒都有兩幀畫面是完全一致的，而這會導致部分運動鏡頭在視覺上的卡頓。
總結：如果一部電影大部分鏡頭是固定鏡頭，我們可以通過這個方式完成24到25幀的轉換，且並不需要電腦進行大量複雜運算。
幀融合插值
是一種較為高效的處理方式，可以產生更平滑流暢的效果
工作原理：將相鄰的重複幀融合（Dissolve）在一起，使快速或減速的運動效果更加柔和平順。
在24幀轉25幀的過程中，多出的一幀並不是直接複製，而是通過與臨近幀溶解混合的方式添加出來。
當使用光流法產生偽影時，幀混合可以提供更好的結果。
光流插值
比較新的軟體，提供了光流算法，包括DaVinci Resolve，baselight和mistika都可以找到對應的模塊。
光流算法是最繁雜但質量最高的變速處理方法。
工作原理：通過運動評估，從源素材幀生成新幀，從而生成慢速或快速運動效果。
優點：當鏡頭中的運動是線性時，呈現的效果會非常平滑自然。
缺點：當兩個移動元素在不同方向上交叉或者鏡頭運動不符合常規變得不可預測時，便可能會導致偽影。
下圖是一個典型的光流插值算法的運動評估
通過一個將文字旋轉的測試視頻，我們用三種不同的插幀方式變速，可以直觀看到不同方法的原理，以及可能產生的結果。
插值算法新幀適合鏡頭不適合鏡頭鄰近插值乾淨的幀相對固定的鏡頭運動鏡頭，推拉搖移等水平或者縱深連續運動幀融合插值前後幀疊加中近景運動鏡頭大全景。處理完成的融合結果，不太符合典型的電影感訴求光流插值計算出的幀以上兩種算法不能使用的鏡頭部分線條區域，會產生運動偽影（向左滑動查看全部內容）
了解了不同的算法之後，我們根據主觀判斷，對每個鏡頭選定不同的插值方法選擇，得到插值的幀。
項目實際操作需要準備的素材達文西項目設置
進入DaVinci Resolve以後：
由於這部電影大部分鏡頭不是運動的鏡頭，所以這次上面三種方法，我們選擇將整條時間線的插幀方式設為最近(Nearest)。
創建一條時間線，將24幀原素材與屬性被改為25幀的視頻素材分列兩軌。
為方便後面的鏡頭替換，25幀視頻素材在導入之前要先進行場景分割（scene cut detection）。
接著導入聲音素材。
鏡頭替換首先要知道哪些鏡頭需要替換，這個過程是一個主觀判斷的過程。
逐一對每一個鏡頭進行檢查，當使用 Nearest方法有明顯頓感的時候，更換成其他的插值方法。
一般來說，固定機位，且畫面調度沒有明顯移動主體的鏡頭，通過工程設置中的最近(Nearest)方式，就可以得到一個很好的結果。
對推、拉、搖、移和本身畫面內主體有明顯運動的鏡頭，是檢查的主要對象。
完成轉換之後，需要再額外檢查一遍主要聲音點與畫面的同步情況。
常見問題和應對方案
Q1：使用光流(Optical Flow)時，鏡頭的首尾幾幀經常會出現臨近鏡頭的畫面與該鏡頭畫面重疊且變形的情況
A：這是算法本身導致的，解決方法是拉長變速（如改為95%、94%），使鏡頭可以長到跳過重疊的畫面。
Q2：長鏡頭，變速會導致聲畫不對位
A：要解決長鏡頭的問題，首先要對長鏡頭進行分析：
如果這個鏡頭只有部分有鏡頭運動，那麼只需截取運動的部分進行替換；
如果鏡頭一直在運動，我們需要把這個鏡頭分成幾段，並採取不同的變速方法。
如果出現替換鏡頭和原鏡頭銜接不連貫，可以以疊化的方式過度更自然柔和。
Q3：光流不適用於當前鏡頭
A：可以選擇變速的方式（Retime Process）中的另外兩種方式：最近（Nearest）或幀混合（Frame Blend），然後通過播放對比選擇最佳方案。或者就像上一條提到的長鏡頭的處理方式一樣，在一個鏡頭內再做細分，分截成幾段，每段採用不同的處理方式。
Q4：通過改變變速方式（Retime Process）無法獲得更好的畫面效果
A：時域降噪（Temporal NR）也是一個可行的方法。
其他：DaVinci Resolve中已經內置Fusion，可以使用Fusion進行難點鏡頭處理，比如Fusion中的光流引擎對畫面時間域做均化，使用TimeBlend 等其他算法。
本文作者+項目製作人：張馨心（24DI電影後期團隊）
中國傳媒大學攝影系畢業 大學期間赴香港浸會大學交換學習
2018年加入24DI團隊，在此之前從事攝影的工作，熟悉前期拍攝的理論知識和實踐流程，能夠切實理解導演和攝影師的創作意圖。在團隊的帶領與悉心指導下快速成長，完成了多部影視劇和綜藝的調色工作。
調色作品有：
參與綜藝《歌手》、《樂隊的夏天》、《明日之子》、《王牌對王牌》、《演員的誕生》等；
參與電視劇《天坑鷹獵》、《無主之城》、《外星女生柴小七》等；
參與電影《夢境之源》、《燃點》、《六欲天》