如何自主4K高清数字修复（电影画魂修复历程）

《画魂》首次自主4K高清数字修复版
      都说电影是留住时光的艺术，但胶片能留住的时光也未必永恒。事实上，老电影会不会永远消失，得看修复的速度，能不能赶得上胶片腐烂的速度。胶片的特殊性使得电影修复变得尤为重要，若不做修复，不但老电影不能重焕生机，更有可能是那些老电影将不复存在。      也正因为如此，每年全世界各大电影节的经典电影修复单元都会成为“重头戏”，今年的戛纳电影节就因为修复了50周年纪念版的《2001太空漫游》引来包括诺兰在内的各路大神前往“朝圣”，每年的上海国际电影节的4K修复单元，也是影迷必争之地。值得一提的是，今年的“向大师致敬”单元将致敬谢晋导演的《芙蓉镇》、《舞台姐妹》、《大李小李与老李》和《红色娘子军》等电影。《芙蓉镇》和《画魂》的4K高清HD修复版本作为上海电影技术厂第一次自主修复的成果，经过3个月的紧张修复，即将在本次电影节接受观众的鉴定。

《画魂》4K修复前

《画魂》4K修复后
[首次自主4K修复，过程困难重重]
      过去几年，虽有《舞台姐妹》、《英雄本色》等影片亮相，但都是与意大利博洛尼亚电影修复实验室合作修复的结果，此次修复4K版《画魂》、《芙蓉镇》两部电影，也是上海电影技术厂首次进行自主4K修复工作。上海电影节把这次修复工作称为“自己人办事”。      影片修复并非易事，工作内容分为物理修护、数字修复、大荧幕鉴定三个部分。物理修复主要是对老胶片进行接补、清洁，便于数字扫描，这步操作一般由厂里经验丰富的五六位老师傅完成；数字修复是在胶片修补之后，将老电影扫描为2K或4K高清数字版，再对数字版画面、声音、颜色等各个方面进行调整，进行后期修复降噪、消除抖动刮痕、进行数字调色；最后进行大银幕的放映鉴定，因为修复工作是在电脑上进行，在银幕上播放后问题又会凸显出来，一遍两遍不断修改直到满意为止。      上世纪70年代就进入上影的吴云岳老师傅和胶片打了一辈子交道，退休后又返聘回上海电影技术厂，主持老电影的修复工作。吴老师傅告诉记者，一部经典电影的修复过程，需要常人难以想象的耐心和毅力。“我们的工作如同修图，一帧画面就是一幅图，需要一帧一帧进行修补，电影每秒拍摄24帧，就是24幅图，一部片子平均有15万帧，相当于要修15万张图。”这就是电影修复真实的工作内容。4K的分辨率高达4096*3112，修复的工作量相当于“2K”修复影片的4倍，其单帧文件的大小就有48MB。      据透露，此次修复的谢晋导演的《芙蓉镇》，褪色比较严重，而且拿不到拷贝的原底素材，因为今年出台了原底素材不能出电影资料馆片库的规定，所以本次是直接在翻正素材基础上修复的。      而电影《画魂》的修复中也出现了一些问题。吴云岳记得，物理修复时，片子素材的保存度、褪色情况和胶片损伤都还不错，但是在数字扫描之后问题就出现了，影片不清晰甚至噪点很大，分析其原因是影片根据摄影师需求而使用了不同型号的胶片，“不同型号的胶片拥有不同的感光度，经过数字化扫描之后的结果也大不相同，其中一种型号扫描后出现了较多噪点。”另外，在整部素材中有部分镜头经过了翻正和翻底，对影片的层次、颜色、还原度和饱和度都有大大地损坏，虽然当时的技术已经将损失降低到最小，但是影片出现了层次感差、噪点多、色彩还原度欠佳的情况。      值得一提的是，此次修复的过程中，还邀请了电影《画魂》的摄影师吕乐进行现场指导，其对于影片人物环境的熟悉度对电影修复工作提供了很大的帮助。吕乐也非常珍惜这次的机会，不仅仅指导如何修复电影，力图还原当时拍摄的色彩和场景气氛，还对影片的画面进行二次创作，“因为当时这部电影就是他拍的，他说如今的技术可以弥补当时因胶片局限性而留下的遗憾。”

[胶片修复“梦之队”，24小时连轴转]      成立于1957年的上海电影技术厂迄今已有近六十年的历史，隶属上影集团，是国内最早建成的专业化电影洗印基地，也曾是中国年产量较高的影片技术加工基地。随着数字技术的发展，柯达、富士等胶片大头陆续停产，不断听到“胶片已死”的声音，其中作为核心部门的洗印部门也在2017年关闭了最后一条胶片生产线。自去年关闭胶片生产线之后，技术厂的胶片电影老手艺人们还依旧坚守电影事业，只不过将工作重心从胶片电影后期制作转移为经典电影修复，凭借着自身对于胶片电影的经验和熟悉度，为电影继续贡献力量。      吴云岳很自豪地介绍，自己手下带着的，是“全国最好的电影物理修复团队”，虽然只有4位工作人员，但每一位都拥有至少20年以上和胶片打交道的经验。物理修复并不难，却极其需要耐心和经验，“胶片上有一粒灰尘，如果物理修复没有清理掉，数字修复时就需要想尽办法去修复，甚至还会留下痕迹，所以物理修复尽可能做到完美，小到一点一滴的灰尘、油渍、脏斑甚至划痕，都要尽全力修复。”

《画魂》4K修复前

《画魂》4K修复后
      为了此次电影节的展映，技术厂的工人们已经连续加班熬夜三个月。吴师傅在采访中谈起这几个月的工作状态，“自3月份接到上海电影节电影修复任务以来，40多个工作人员参与到修复工作，每天的工作量开始剧增，就是没有双休日24小时连轴转，两班倒夜以继日修复，工作人员经常因为坐地铁睡着而过站。”      而最令吴师傅动容的，是谈起物理修复的工作环境时，他所表现出的对工人们的心疼。“物理修复的工作环境真的非常艰苦，你到那个车间去看一看，你眼泪都要掉下。”如果对一个1950年代片子进行物理修复，由于醋酸片基的长时间挥发，整个工作间都充满了酸臭味，“就算戴着防毒面具，酸味都可以透过去。不仅是酸味，还有霉味和灰尘，所以每个工作台上都装有一个大功率的抽油烟机，希望能让他们工作的时候好过一点。”      吴师傅还说起一个幕后修复的小故事，曾经一卷意义重大的底片，因为齿孔损坏而无法扫描，我们的一位女同志，从其他的废旧底片上剪了齿孔的边缘，五十几个齿孔，一个个齿孔逐一修补了整整一个星期，最终通过了扫描。“没有人能做这种事，他们总是说电影有什么幕后英雄，这些人真的是电影的幕后英雄！

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“4K”修复首先要把胶片数字化扫描为分辨率4096*3112的序列帧图像文件，再通过“4K”数字中间片制作方式对影片进行修复。而谈到“4K”修复，首先要了解“2K”修复技术，“2K”分辨率是2048*1556，单帧（一秒钟为24帧）文件为12MB。“4K”修复的工作量相当于“2K”修复影片的4倍，而“4K”修复单帧文件为48MB。

一部“4K”修复电影的图像文件数据量约在6TB，在修复过程中很多环节需要进行实时（Real time）处理，因此需要很先进的图像处理器才能满足修复需求。



《黄土地》“4K”修复后图像与“2K”图像对比

“4K”分辨率是目前胶片还原的最佳状态

年代久远的电影胶片，往往存在着灰尘、污垢、霉斑、掉色、图像抖动、划痕、闪烁、噪声、变色、模糊等各种问题，因此需要采用数字电影修复及处理技术对其进行处理，获得更高的图像质量。修复的用意一方面是“修旧如旧”，借助数字修复技术，让老胶片上被损耗的影像尽可能地恢复到影片最原始的“味道”。

另一方面是让老影片焕发新生，能够再次进入影院。原始胶片相当于“6K”分辨率5460*4250，但随着时间岁月侵蚀，胶片片基质量会发生化学反应，在现有技术条件下，“4K”分辨率是胶片还原的最佳状态。

“4K”修复版影片均采用原始底片画翻正进行修复，原始素材基础画质通透、色泽较为饱满，为高分辨率修复工作提供了较好的基础条件。



“十年积累”与“追求完美”缺一不可

中国电影资料馆已积累了10年老电影“2K”数字化修复经验，共修复了398部的“2K”国产经典影片，修复成果被世界同行广为认可，仅2017年就有33 部修复影片在国外参加展映。

2017年，中国电影资料馆对“2K”精致修复机房进行了突破性技术升级，更新了高精度4K数字胶片扫描仪，提高了数字化扫描的质量和效率，并使手动修复系统具备了流畅的超大数据处理能力，实现“4K”数字中间片的全流程制作条件，硬件水平达到世界领先地位，是全世界屈指可数的精致修复机房。

2017年也是中国电影资料馆启动影片的“4K”修复工作的元年。为了实现对影片的“完美”修复，资料馆修复团队还要应对修复技术与艺术上的各种挑战。

以“修”字来说，“4K”分辨率在“2K”分辨率的基础上增加了4倍的画面信息，因此每一帧的画面都要由修复师再放大4倍才能看清楚画面损伤的情况，比较复杂的损伤甚至要提取一部分损伤素材到鉴定影厅仔细观察分析，再决定如何进行修复、用什么软件修复。对一些特殊损伤的画面，修复师必须把单帧画面抽取到后期特效软件，借助特效功能实现画面的“4K”修复。



以“复”字来说，修复中最大的挑战是影片的色彩复原。尊重原创，追逐胶片的味道，让修复后每一个镜头的颜色都代表创作者当时所想表达的含义，是资料馆修复团队的第一原则。

因此，他们细致到去追求“一件衣服的颜色”或是“演员皮肤的颜色”的真实复原，并且仔细观察、反复雕琢每个桌椅的阴影、每个人脸的面部细节以及每个镜头的景深，以保持胶片的立体感。

在修复环节中，还要一个极大的难题是处理胶片独特的噪点，这要求修复团队尝试各种修复技术来实现最佳的原始状态。“4K”分辨率的提升会使噪点也随之加重，严重影响影片的修复质量。而噪点是随着亮度的变化而变化的，在处理上十分复杂，全局性的降噪只能让影片成为一部加载着美丽滤镜的“水墨画”。

为了尽可能解决这个难题，对影片进行局部处理后，还要再一遍遍调整、一遍遍在大银幕上审看，每一个细微的瑕疵都要回到修复环节再次解决，力求使全部画面都达到均匀的颗粒感。



在对《盗马贼》的“4K”修复中，资料馆首次采用了先进的高帧率制作技术，将影片从每秒24帧提升到了每秒48帧，这也是全球首次将视频高帧率技术移植到胶片数字化修复当中。

在提升过程中，不断的调整算法，基于多维度、多尺度的运动场景分析，从视频每幅图像的各个部分找出最贴近真实的运动，以此作为运动向量进行插帧，得到了极为准确的高帧率视频，弥补了大量动态缺失镜头信息，形成更加震撼的视觉效果。