以非球面透鏡實現高品質的影片串流

不論是最新的 Netflix^®節目、 YouTube^® 的發燒影片，還是 Disney+^®的經典作品，全世界對影片串流的飢渴程度正達到史上最高峰。這種如大胃王般狼吞虎嚥的影片內容消費方式，對網際網路頻寬造成沈重壓力，導致網路很難跟上需求。電影攝影師以淺景深巧妙拍攝的影片，可加強壓縮並提升影片串流品質，不過這需要使用特殊的電影鏡頭。這類電影鏡頭內部的高階非球面透鏡元件，是在淺景深情況下維持品質的必備元件，讓全球觀眾在 Netflix 享有最理想的追劇體驗。

什麼是電影鏡頭？

電影鏡頭是特殊設計的鏡頭組件，專門量身打造因應製片嚴苛的影片品質需求。這類鏡頭在體積和成本方面，都遠超過機器視覺或商業攝影使用的鏡頭組件。

使用淺景深可節省 10% 頻寬¹

各界對高品質影片的需求正達到史上最高峰。全球影片串流市場出現爆炸性成長，在 2019 年達到 426 億美元的規模，並預期在 2020 年到 2027 年之間達到 20.4% 的年複合成長率 (CAGR)。²

電影攝影師以淺景深 (DOF) 的拍攝手法，巧妙創造為串流量身打造的各種內容；景深是指物體在不重新對焦的情況下，能夠維持特定程度分辨率的最近點與最遠點之間距離 (圖 1)。使用淺景深手法時，只有拍攝的主要關注點會對焦，背景則為模糊狀態。這通常用於吸引觀眾注意拍攝畫面的某個部分，不過也有利於壓縮及串流影片。

圖 1：低 f/# 的「快速」鏡頭可產生小景深，物體在其中處於對焦狀態。

影片檔案相當大，必須壓縮將檔案縮小才能串流。壓縮演算法運用智慧功能，僅編碼各個畫框之間變化的資訊，而不是編碼每個畫框的每個像素。淺景深在整體壓縮影像品質方面較為寬容，因為模糊背景一般在各個畫框之間不會有所變化。壓縮演算法可保留影片對焦區域的更多細節，同時增加對模糊背景的壓縮，不會太引人注意。一般而言，使用低景深可節省約 10% 的頻寬，不過仍需視背景繁忙度及確切的景深而定。¹

非球面透鏡元件讓一切成真

用於淺景深電影拍攝的電影鏡頭，必須能以低 f/# 或陡峭的對焦角度提供高品質影像。鏡頭對焦光線的角度越陡峭，球面像差就會越大，或是在鏡頭孔徑出現更大的焦距變化。淺景深電影鏡頭最初的設計障礙，就是對抗球面像差問題。因此體積較大的電影鏡頭會採用高階非球面透鏡元件，以對抗此項問題 (圖 2).

圖 2： 傳統球面透鏡（左）與非球面透鏡（右）的球面像差比較。

非球面透鏡具有更複雜的表面形狀，可盡量減少像差造成的影響。製造非球面透鏡比球面透鏡更複雜困難，因此為了淺景深而採用非球面透鏡的電影鏡頭價格較高。所以為了拍攝資料量較少的影片，需要使用價格更高的鏡頭；這種說法聽起來好像有點違背直覺。不過一切都要感謝現代電影鏡頭之中的高階非球面透鏡，我們才能在週末於 Netflix 觀看一整季最喜愛的節目。

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