DVD 基础知识 - 屏幕纵横比解说

作者：Doom9
屏幕纵横比

DVD视频流的解析度是720x480，但720/480=1.5，决不是电影的纵横比。那么全荧幕、宽荧幕、变形是怎么回事呢？

很多人对这些机制并不熟悉，也不确定如何去调整大小。本文尝试着解释这些问题。

DAR - 如何使DVD看起来是正确的比例

每一个MPEG-2视频流都有一个DAR(Display Aspect Ratio显示纵横比)标志位。这个标志位告诉播放其视频流中编码的图像是什么种类。有四个值：1:1，4:3，16:9，2.11:1。第一个和最后一个并不重要，因为没有电视是这种纵横比。一个DAR是16:9的视频流是为16:9的电视准备的，但这并不意味着它不能在4:3的电视上显示，而DAR是4:3的视频流反过来也一样。

现在我们来看一个实例： Austin Powers: International Man of Mystery, R1。这是一张NTSC制式，720x480分辨率的碟（PAL制式的是720x576，但是本文的所有内容都适用于这些视频流，除了调整大小时高度不一样），这张盘内包括两种版本的电影：宽荧幕版和标准版。标准版（又称全屏版）是4:3电视的标准，图像充满整个屏幕，而宽荧幕是16:9。实际上有两种宽荧幕模式：加框式(Letterboxed)和变形式(anamorphic)，在这里我们简单解释一下。在rip出VOB文件之后你可以在 DVD2AVI中载入宽荧幕版的VOB，你将会看到这样的情形：



看起来很奇怪，这是720x480的分辨率，纵横比是1:1.5而实际上影片的纵横比是1:1.85。

按下F5进行预览，统计窗口会显示这是16:9的视频流。

当你用播放器观看的时候你会看到这样的情形:


这看起来好多了。人不再是被压缩拉长，和在影院里看起来一样。

这里发生了什么？制片厂进行了变形式的宽荧幕转换。他们从摄像机中提取整个帧（如左图所示），然后把它横向压缩使得它符合DVD的分辨率（第一幅画面）。然后他们再设置16:9的DAR标志位告诉播放器解缩画面。

从数学角度看是这样的：一个720x480的MPEG-2视频流，将纵向分辨率乘以纵横比（480*16/9=853 =~850）就得到一个以正常比例拉伸的电影的横向分辨率。因此720x480的视频流将会被横向拉伸为850x480播放。这就能充分利用DVD的纵向分辨率以得到最高质量。

当你转压成PC上的格式（比如DivX）时你需要首先解缩换面然后再把它调整到你需要的分辨率（这相当于让播放器播放一个DAR是1:1的视频流）。VCD和SVCD这些给影碟机用的格式的原理不同（这里比较的是VCD与DivX，因为VCD和DVD在这方面是相同的--译者注），他们也有一个DAR标志位（4:3/16:9，后者不能在所有的播放器上都工作正常）。所以让我们看看在这里要做些什么。第一步是在DVD的分辨率下得到正确的纵横比。因此我们需要把图像变形，如下所示：


对比第一张和第二张图片，你会看到本图和第一张的分辨率相同，但同时他的纵横比和第二张一样，是正确的。这个选取一帧图像并调整大小到DVD分辨率同时又保持正确的纵横比的过程叫做加框(Letterboxing，也就是上下加黑边)。如你所见，我们并没有使用所有的垂直分辨率。这对于4:3的电视来说很合适，因为只要你的播放器对16:9的DVD进行了加框转换（虽然会带来一点质量损失）你就能看到正确的图像。但是如果你没有正确设置你的DVD播放器（4:3 TV = 设置电视模式为4:3或者4:3加框，16:9 TV设置电视模式为16:9）就不会进行加框操作，图像看起来就被压扁了。

这里很重要的一点就是注意到你的播放设备在4:3的电视上播放16:9的盘的时候会进行加框。我们如果想把VCD或者SVCD视频流编码的话这一步也是需要进行的，但是目前唯一能从输入视频流中选择DAR的程序是TMPG（在高级设置中设置源纵横比，加上video arrange mode to full screen来保持纵横比）。如果你不用TMPG也有别的方法来正确加框。一种方法用VirtualDub，调整大小使之小于你所需要得到的分辨率，然后加黑条（CCE指南中大小调整的这些参数第一眼看起来很怪）。

有些4:3 DAR的DVD中包含宽荧幕图像，实际上应该说是加了框的宽荧幕。这些DVD正是按以上方法处理的。当你在16:9的电视上观看这些DVD的时候图像在横向和纵向上都被拉伸，而实际上本来只需要一个横向拉伸就够了（这样图像更好）。早期这种DVD很流行，尤其是在美国的一些制片厂里。不过欧洲16:9的电视更流行一些。16:9很早就已经成为标准。幸运的是现在大部分DVD都是16:9德了，只有一些顽固的导演和廉价的制片厂才会拒绝16:9的调整。

你可能知道VCD/SVCD也不是4:3，虽然他们的视频流DAR是4:3。不过SVCD的分辨率是480x480，如果你按4:3算的话(480*4/3= 680)输出分辨率是640x480(4:3)。注意图像是被横向压缩保存在盘上的，播放的时候会解缩。所以如果你从(S)VCD中提取出一帧，它并不会有正确的纵横比，和DVD是一样的情形。

要记住很重要的一点：Windows Media Player通常并不知道视频流的DAR（这取决于你安装了哪种MPEG-2 filter）因此它很可能会以480x480的分辨率播放你的SVCD MPG，看起来压扁了。别担心，支持SVCD的播放器会正确的拉伸它，得到正确的纵横比。

Pan & Scan 转换

现在让我们来看看视频技术历史上悲伤的一章：由于现今很多电视依然是4:3的，很多电影依然以"Pan & Scan"的拷贝发行，或者说，他们会充满整个屏幕。16:9的电视的拥有者们痛恨4:3的电影。我希望你在看完这篇文章以后也不要再去购买这种令人讨厌的东西。这是视频技术的倒退。幸运的是在DVD时代这种转换方式已经很少见了，DVD已经成为市场主流，进入租赁市场。

我们再看看我们的原始帧。


在pan & scan转换中，原始帧的一部分以1:1.33或4:3的纵横比被切割出来，在图像上我们用红框标出。这个窗口是可变的。当演员移动到窗口右边的时候这个窗口跟着他移动，这就是pan&scan中的pan的部分。在特定的例子中这个窗口在图像上进行缩放，这就是scan的部分。

如你所见，在pan&scan转换的截图中原始图像的很多部分都丢失了，毁坏了导演希望这影片所要达到的视觉效果。