DJI Ronin 4D 誕生背後:追一個電影夢,我們用了5 年

DJI PRO

創作一部《2001太空漫遊》
需要庫柏力克4年時間。
創造一台大疆電影機
需要時針轉動3650圈。
在時光流轉中,
DJI工程師將 Ronin 4D 打磨到極致,
見證了一個電影夢的誕生與實現。
這背後,都歷經了哪些故事?

01.

為什麼是Ronin 4D

多年來DJI在專業影像領域的積澱為我們埋下了電影夢的種子,我們希望為未來的影像創作帶來更多可能。我們想研發出這樣一款產品,既能夠符合專業影視拍攝需求,又比之前的產品更易用、更可靠,以此降低門檻,讓更多用戶拍出電影級影像,成就更多好作品。從2016年底 lnspire 2 發布後,Ronin 4D 就立項了。這個產品經歷了5年的研發和打磨,才有了現在最終的形態。

在過去幾年的研發過程中,這款產品經歷了幾個關鍵節點。

2016年這款機器的第一版原型機其實就像是 lnspire 2 的地面版,相機用的還是 X7。當時它沒有內置 ND 濾鏡,僅支持 DL 卡口鏡頭,機身僅支持錄製功能和最基礎的手動對焦,新加入的第四軸也只能應對有限的幾種使用場景,在產品開發過程中,圖傳技術也急需更新換代。總的來說,當時的原型機只適用於少數電影拍攝場景,離我們對這款產品的願景還非常遙遠。

隨著我們對市場需求的理解加深,我們也慢慢明確了技術方案,對這個產品形態也越來越有信心,因為我們看到了它成為跨時代電影攝影機的潛力。經過不斷的測試和迭代,在2019年底,整個產品脫胎換骨。

其中一個關鍵事件,就是我們針對專業影像的自研芯片取得突破,圖像處理能力大幅提升。在先進算法的加持下,我們搭建出一套全新的影像系統,還為相機定制了採用 16K 像素設計的 8K 傳感器,讓整體畫質和規格全面升級,並支持內錄 AppIe ProRes RAW 視頻,滿足專業影視行業創作需求。

到 2020 年底,Ronin 4D 的核心功能已經基本完成。我們為四軸喼定係統預留了充分的電機餘量,同時加入了各種控制模式,豐富了使用場景;還集成了全新的 LiDAR 激光跟焦系統;並針對地面拍攝的實際情況優化了圖傳系統,把無人機上的遠距離、抗干擾的雲台構圖和相機調參控制帶到了地面端的電影拍攝中。接下來的一年時間,我們都在耐心打磨產品的各個細節和綜合體驗,Ronin 4D 也逐步進化成了現在大家所看到的樣子。

一體化機身

新加入的第四軸佔據了 Ronin 4D 機身的很大一部分。這不是一個輕鬆的決定,但我們從一開始就相信第四軸的用戶價值和體驗,所以我們決定把它的優先級提高。而如果我們一直那麼在乎重量,那麼一個好用的主動增穩第四軸就永遠不會出現。

另外,當你從 Ronin 4D 裝上各個模組後能實現的功能來看,會發現它用一體化機身實現了從影像質量、相機運鏡、跟焦控制、團隊協作等方方面面的特性,且更加方便。而其它相機要實現同樣的功能往往體積和重量會更龐大。

高集成,模塊化

我們也思考過,輕和小最終是為了帶來什麼?我們不想玩不問實際價值的數字遊戲,為了減輕體積而犧牲對更多功能的探索不是DJI想做的。我們嘗試去走一條升維的路線,不把重量當作枷鎖,一切都是為了最終的體驗服務。

02.

重重困阻 迎難而墅

高集成設計意味著我們將面臨方方面面的挑戰。在產品開發的過程中,也確實遇到了很多技術難題。

第一個挑戰是第四軸。 Ronin4D在跑步、上下樓梯、近距離平移、狹窄空間運鏡、車拍等各種場景下都能拍出穩定流暢的畫面。業界一般是用斯坦尼康來拍攝這些場景,相比於斯坦尼康的被動機械增穩,Ronin 4D 的主動控制四軸增穩系統實現原理複雜很多。由於輕巧,攝影師手持Ronin4D的姿態也更具有隨機性,控制系統會面臨更加複雜的工況,這就對喼定器的傳感器合、調校和算法適配帶來了很大挑戰。借助DJI多年的技術積累,我們結合各種不同場景的實際情況,通過下視 ToF 傳感器、前視和下視雙目視覺傳感器、機內IMU和氣壓計及全新增穩算法,最終讓這套四軸穩定係統能輕鬆拍出此前難以想像的畫面。

第二個挑戰是 8K/75fps 。我們期望 Ronin 4D 的規格參數能夠滿足未來的行業發展空間,因此,在立項之初我們就把 DCI 8K/60fps下的高規格專業編碼和電影級畫質定為目標,在拍攝2.39:1項目時,可以進一步達到 75fps。但在目前的產業環境中,從傳感器、芯片、功耗、圖像處理算法、存儲性能、軟件開發等各個方面來看,這一指標都為我們帶來了巨大挑戰。

為此,我們定制了一塊採用 16K 像素設計、支持 8K 輸出的高速、高動態傳感器,同時保持了低功耗特性,進而能集成進體積尺寸有限的禪思 X9 雲台中;還採用了 DJI 自研、集成了業內先進算法的圖像處理芯片,並且打造了新一代性能更強大、體驗更優秀的 DJI PROSSD 1TB。但這還遠遠不夠,強大的硬件只是提供了一個堅實的基礎,我們花費了大量精力去優化鏈路設計和算法,多次重構軟件系統,而每一次的重大調整,都意味著之前很多的開發和測試工作都要推倒重來。但也只有這樣,才能充分發揮硬件的強悍性能,將出眾的體驗呈現給用戶

8K定制傳感器

第三個挑戰就是內置的 ND 濾鏡。 DL 卡口的法蘭距只有 16.84 毫米,哪怕與各類微單卡口相比也是比較短的,這就意味著給機械傳動裝置留下的空間非常小。另外我們還採用了可更換卡口設計,空間被進一步壓縮,這對設計、加工、生產都提出了非常高的要求。我們突破性地集成了三層推拉的光學機械結構,每塊 ND 鏡片厚度僅為 0.3 毫米,通過不同 ND 鏡片的組合,實現 9 檔 ND 鏡的效果。且這套 ND 濾鏡經過嚴格把關,在不同檔位之間實現了一致的色彩表現。

內置ND濾鏡

03.

重新定義[黑科技]

LiDAR 激光測距這個概念來源於片場環境,膠片時代的老一輩跟焦員具備豐富的目視測距經驗,可以不借助監看畫面完成所有的跟焦工作。即使如今越來越多的跟焦員更依賴於監看畫面,跟焦器上面的標尺依然是建立跟焦手感的重要工具。

一開始,我們只想著做一個強大的氵則距工具。我們研究了市面上一些性能很強的測距器,發現它們的交互邏輯只能為那些經驗豐富的跟焦員服務。

而我們想用一種更形象更直觀的方式把距離數據呈現給用戶。如果只有一個測距點,你可以直接把它標在跟焦器的標尺上,告訴用戶焦點距離。但我們的測距器有 43200 個測距點,如何把它們都標在標尺上?我們最終想到了通過俯視視角來呈現,在傳統跟焦器標尺的基礎上,最大限度還原了場景中各個主體的距離信息,這就是大家現在看到的 LiDAR 示波器。

LiDAR示波器

在數字時代,由於主流攝影機傳感器畫幅變得更大,分辨率變得更高,行業對跟焦員的要求也越來越苛刻,在部分場景的拍攝中,自動跟焦開始成為一種有力的補充。我們開始思考,如何將自動對焦和手動對焦更完美地結合在一起,兼具兩者在拍攝中的優勢?

因此,我們獨創了手自一體跟焦模式,在精準靈活的手動跟焦的基礎上,讓這套跟焦系統兼具自動跟焦的高效便捷。這是業內首次將電子云台的高精度無刷電機及其控制技術引進到跟焦器中。當自動跟焦工作時,跟焦輪能隨之同步轉動以實時和焦點標尺位置保持一致,方便焦點員在任意時機無縫介入手動控制。同時,我們通過高精度無刷電機模擬出了細膩的阻尼手感,絲毫不受環境溫度的影響,即便是寒冷的戶外拍攝也能順暢控制。未來我們還會針對手自一體功能進行持續的測試和體驗優化

所有這些努力,在降低創作的技術門檻的同時,也充分尊重創作者的主觀意志。事實也證明,我們這樣的功能設計,不僅易於新人上手,也得到了專業跟焦員的認可。

手自一體跟焦

我們認為,電影之所以能奪得人類藝術之巔的桂冠,正是因為它充分發揮了劇組中每一個職業在藝術表達中的思想和價值。我們設計這些智能功能,也充分考慮了人在創作中的主觀能動性,幫助人們將精力從解決技術問題的困局中解放出來,集中在創作表達上。

Ronin 4D 的智能跟隨 Pro 功能,可以理解為是運鏡的一個非常好的補充。在大部分的跟隨拍攝場景中,攝影師只用關注走位即可,不用再擔心跟丟主體,還能手動介入調整構圖。攝影指導們非常喜歡這項功能,因為它在提高拍攝成功率的同時,賦予了他們更多的創作主動權。

手自一體功能也一樣,在輔助跟焦的同時給予了跟焦員絕對的主動權。我們相信,通過這些先進技術,電影創作者的表達權利和價值在未來不僅不會被限制,反而會上升到全新的高度。

智能跟隨Pro

04.

集於一身 開拍未來

在產品本身,它將會通過固件升級支持更豐富的編碼規格和更齊全的升降格模式,以及機身 SDI 輸出、時碼同步、卡儂接口麥克風、圖傳高亮監視器獨立錄製和回放、鏡像控制模式及體感控制等功能。此外,雲台分體、肩扛及車拍等各種拍攝解決方案也將陸續推出。

鏡像控制模式

從 2014 年發布第一代 Ronin 穩定器開始,我們就對專業影像市場非常重視,大家的需求和期望對我們來說非常重要。在過去七年時間裡, DJI 一直和全球多位攝影指導保持緊密合作,並製造出能滿足各類拍攝需求的產品,讓他們的工作流程變得越來越簡單。我們會繼續和攝影指導之間的合作,用我們對市場的理解以及擅長的技術,推出更多令市場驚喜的產品,不斷推動行業進步,探索未來的影像語言。