扫描格式是视频标准中最基本的参数,指图像在时间和空间上的抽样参数。主要包括图像每行的像素数、每秒的帧数以及隔行的扫描或逐行扫描。
扫描格式主要分为两类:
每帧的行数:525/59.94
每秒的场数:625/50
像素是图像编辑中基本单位。像素是一个个有色方块,图像是由许多像素以行和列的方式排列而成的。文件中包含的像素越多,所含的信息越多,文件越大,图像品质越好。
我们平常欣赏的电视、电影、Flash等,其实都是由一系列连续的静态图像组成的,在单位时间内这些静态图像称为帧。由于人眼对运动物体具有视觉残像的生理特点,所以,当某段时间内一组动作连续的静态图像依次快速显示时,就会感觉是一段连贯的动画。
电视或显示器上每秒钟扫描的帧数即是帧速率。帧速率的大小决定了视频播放的平滑程度。帧速率越高动画效果越平滑,反之就会有阻塞。在视频编辑中也常常利用这样的特点,通过改变一段视频的帧速率,来实现快动作和慢动作的表现效果。
视频素材分为交错式和非交错式。交错视频的每一帧由两个场构成,分别称为场1和场2,也称为奇场和偶场,在Premiere中则称为上场和下场,这些场的顺序显示在NTSC或PAL制式的监视器上,产生高质量的平滑图像。
场以水平分割线的方式保存帧的内容,在显示时先显示第1个场的交错间隔内容,然后再显示第2个场来填充第1个留下的缝隙
视频经过处理后就可以进行播放,最常见的是平时所看的电视节目。由于世界上各个国家对电视影像制定的标准不同,其制式也有一定区别。制式的区别主要表现在帧速率、分辨率、信号带宽等方面。
现行彩色电视制式有3种
视频记录方式一般分为数字信号和模拟信号方式记录。
数字信号以0和1记录数据内容,常用于一些新型的视频设备,如CD、Digits、Beta Cam和DV-Cam等。数字信号可以通过有线和无线的方式传播,传播质量不会随着传输距离的变化而变化,但必须使用特殊的传输设置,在传输过程中不受外部因素的影响。
模拟信号以连续的波形记录数据,用于传统影音设备,如电视、摄像机、VHS、S-VHS、V8、Hi8摄像机等,模拟信号也可以通过有线和无线的方式传播,传播的质量随着传输距离的增加而衰减。
在视频编辑中,通常用时间码来识别和记录视频数据流中的每一帧,从一段视频的起始帧到终止帧,其间的每一帧都有一个唯一的时间码地址。根据SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)动画和电视工程师协会使用的时间码标准,其格式为:小时:分钟:秒:帧,或hours:minutes:seconds:frames。例如一段长度为00:01:33:15的视频片段的播放时间为1分钟33秒15帧,如果以每秒30帧的速率播放,则播放时间为1分钟33.5秒。
根据电影、录像和电视工业中使用的不同帧速率,各有其对应的SMPTE标准。由于技术的原因,NTSC制式实际使用的帧率是29.97fps而不是30fps,因此在时间码与实际播放时间之间有0.1%的误差。为解决这个误差问题,设计出丢帧(drop-frame)格式,即在播放时每分钟要丢2帧(实际上是有两帧不显示而不是从文件中删除),这样可以保证时间码与实际播放时间的一致。与丢帧格式对应的是不丢帧格式,它忽略时间码与实际播放帧之间的误差。
模拟波形在时间和幅度上都是连续的。数字视频为了把模拟波形转换成数字信号,必须把这两个量纲转换成不连续的值。幅度表示成一个整数值,而时间表示成一系列按时间轴等步长的整数距离值。把时间转化成离散值的过程称为采样,而把幅度转化成离散值的过程称为量化。
标准DV NTSC(北美和日本标准)视频帧速率是每秒29.97帧;欧洲的标准帧速率是每秒25帧。欧洲使用逐行倒相系统(Phase Alternate Line,PAL)。电影标准帧速率是每秒24帧。新高清视频摄像机也可以以每秒24帧(准确说是23.97帧)录制。在Premiere Pro中帧速率是非常重要的,因为它能帮助测定项目中动作的平滑度。
隔行扫描的原理比较复杂,在这里简单来说,工程师将视频帧分成两组扫描行:偶数行和奇数行。每次扫描(称作视频场)都会向屏幕下前进1/60秒。在第一次扫描时,视频屏幕的奇数行从右向左绘制(第1、3、5行等)。第2次扫描偶数行,因为扫描得太快,所以肉眼看不到闪烁,此过程称为隔行扫描。因为每个视频场都显示1/60秒,所以一个视频帧会每1/30秒出现一次。因此,视频帧速率是每秒30帧。
许多更新的摄像机能一次渲染整个视频帧,因此无需隔行扫描。每个视频帧都是逐行绘制的,从第一行到第二行再到第三行以此类推,此过程称为逐行扫描。
数字视频作品的画幅大小决定了Premiere Pro项目的宽度和高度,在Premiere Pro中,画幅大小是以像素为单位进行衡量的。像素是计算机监视器上能显示的最小图片元素。如果正在工作的项目使用的是DV影片,那么通常使用DV标准画幅大小为720像素×480像素。HDV视频摄像机(索尼和JVC)可以录制1280像素×720像素和1400像素×1080像素的画幅。更昂贵的高清(HD)设备能以1920像素×1080像素进行拍摄。在视频规范中,1080 60i表示画幅高度为1080像素的隔行扫描视频。数字60表示每秒的场数,因此表示录制速率是每秒30帧。在Premiere Pro中,也可以在画幅大小不同于原始视频画幅大小的项目中进行工作。
在DV出现之前,多数台式机视频系统中使用的标准画幅大小是640像素×480像素。计算机图像是由正方形像素组成的,因此640像素×480像素和320像素×240像素(用于多媒体)的画幅大小非常符合电视的纵横比(宽度比高度),即4:3(每4个正方形横向素,对应有3个正方形纵向素)。
但在使用720像素×480像素或720像素×486像素的DV画幅大小进行工作时,计算不是很清晰。问题在于:这个纵横比就是3:2,而不是4:3的电视标准。如何将其压缩为4:3的纵横比呢?很简单,就是想办法把720像素的宽度转换成640像素。即720/640=0.9因此每个正方形像素都能削减到原来自身宽度的0.9,那么就可以转换为4:3的纵横比。使用矩形像素,比宽度更高的非正方形像素。
这里有个小技巧关于了解图片是什么像素纵横比的。计算图像的纵横比可以使用这个公式:帧高度/帧宽度×纵横比宽度/纵横比高度。因此,对于4:3的纵横比,480/640×4/3=1。对于720/480,更精确地说是704/480×4/3=0.9。对于PAL系统,计算结果是576/704×4/3=1.067。这里有一点需要注意,704像素代替了720,因为704是实际活跃的图片区域。
在Premiere Pro中创建DV项目时,像素纵横比是自动选取的,使得图像或影片不会变形。在创建的工作项目中,导入的素材源同时包含正方形像素和非正方形像素,所以视频区中就会有两种类型的像素。当然为了防止变形,我们可以使用Premiere Pro的“解释素材”命令合理设置导入图形或影片的画幅大小。
如图,在该图像文件名称上单击鼠标右键
这样我们就将像素横纵比转换为方形像素
计算机屏幕上的彩色图像是由红色、绿色、蓝色混合创建而成。使用不同数量的红、绿、蓝色组合可以显示百万种颜色。在数字图像程序中,如Premiere Pro和Photoshop,红绿蓝通常称为通道。每个通道可以提供256种颜色( 2 8 2^8 28通常称为8为色彩,因为一个字节是8位),256种红色×256种绿色×256种蓝色组合可以生成1677多万种颜色。因此,在Pr中创建项目时,可以看到大多数色彩深度选项设置为数百万种色彩。几百万种色彩的色彩深度通常称为24位色彩(224)。某些新式高清摄像机能以10位每像素进行录制,但多数视频仍用8位每像素进行采样,所以10位色彩有时并不比8位色彩更有优势。
现在先介绍这么多,好好吸收一下,下期我将讲数字视频编码压缩、音频格式等基础知识。下期再见!