第六章 非线性编辑

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 非线性编辑,概述及分类,硬件结构,非编技术,视频监控,视频剪辑,一、概述及分类,非线性编辑这个名称是为了与传统的线性编辑相区别而产生的。在非线性编辑系统中，视音频素材存放在盘体表面同心圆状的磁道中，磁头在二维的极坐标环境中定位和读写。对于存储在盘上的任意位置的素材，磁盘与磁头二者的联动一般用几,ms,就可以找到，找点时间基本上没有差别，所以称为非线性编辑。因此，通常把基于磁带的编辑系统称为“线性编辑系统”，而把基于磁盘的编辑系统称为非线性编辑系统。,一、概述及分类,分类,（一）基于工作站平台的系统,该系统大多建立在,SGI,图形工作站基础上，一般图形、动画和特技功能较强，但价格昂贵，软硬件支持不充分。,一、概述及分类,（二）基于,MAC,平台的系统,该系统在非线性编辑发展的早期应用得比较广泛，未来的发展在一定程度上受到苹果硬件平台的制约。,一、概述及分类,（三）基于,PC,平台的系统,这类系统以,Intel,及其兼容芯片为核心，型号丰富，性价比高，装机量大，发展速度也非常快，是当今的主导型系统。另外，这类非线性编辑系统正在向网络化发展，大大提高了电视台内部的制作播出效率。,二、硬件结构,非线性编辑系统技术的重点在于处理图像和声音信息。这两种信息具有数据量大、实时性强的特点。实时的图像和声音处理需要有高速的处理器、宽带数据传输装置、大容量的内存和外存等一系列的硬件环境支持。普通的,PC,机难于满足上述要求，经压缩后的视频信号要实时地传送仍很困难，因此，提高运算速度和增加带宽需要另外采取措施。,二、硬件结构,在电视系统处于数字岛时期，帧同步机、数字特技发生器、数字切换台、字幕机、磁盘录像机和多轨,DAT(,数字录音磁带,),技术已经相当成熟，而借助当前的超大规模集成电路技术，这些箱级的数字视频功能已可以在标准长度的板卡上实现。非线性编辑系统板卡上的硬件能直接进行视音频信号的采集、编解码、重放，甚至直接管理素材硬盘，计算机则提供,GUI,（图形用户界面）、字幕、网络等功能。,二、硬件技术,视音频处理子系统通常是以板卡的形式实现的。它有单通道、双通道和多通道形式。在非线性编辑中，通常应用的是双通道系统，,其视音频子系统包括：外部视音频输入模块、压缩采集和解压缩重放模块、图文产生模块、二维数字特技模块、三维数字特技模块、多层叠加模块、预览输出及主输出模块。,视频信号输入后有一路进入数字混合器，可有一路活动背景信号在数字混合器中与其他存储在硬盘中的视频文件混合。,二、硬件技术,需要压缩保存的视频信号进入压缩,/,解压缩通道，经压缩后变为标准的视频文件，存放在硬盘中。音频信号经,A/D,变换后存入硬盘。使用应用程序将视音频文件从硬盘中调出，可有两路视频信号通过解压缩进入视频混合器，由视频效果控制,DSP,运行，对进入混合器的视频信号进行二维、三维特技变换，在混合器中完成扫换、叠化、键控等效果。当重放时，由,32bit RGB&Alpha,图文帧存产生的图文在混合器中作实时混合处理，完成图像和图文字幕的叠加。音频信号经数字音频处理后输出。,三、非编技术,1,、视频压缩技术,2,、数据存储技术,3,、图像处理技术,4,、图文字幕叠加技术,三、非编技术,1,、视频压缩技术,（,1,）,M-JPEG,压缩格式,M-JPEG,（,Motion-Join Photographic Experts Group,）技术即运动静止图像（或逐帧）压缩技术，广泛应用于非线性编辑领域可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外,M-JPEG,的压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。,三、非编技术,（,2,）,DV,体系,1993,年，包括索尼、松下、,JVC,以及飞利浦等几十家公司组成的国际集团联合开发了具有较好质量、统一标准的家用数字录像机格式，称为,DV,格式。但,M-JPEG,只对帧内的空间冗余进行压缩。不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。,从,1996,年开始，各公司纷纷推出各自的产品。,DV,格式的视频信号采用,420,取样、,8bit,量化。,三、非编技术,（,3,）,MPEG,压缩格式,MPEG,是,Motion Picture Expert Group,（运动图像专家组）的简称。开始时，,MPEG,是视频压缩光盘（,VCD,、,DVD,）的压缩标准。,MPEG-1,是,VCD,的压缩标准，,MPEG-2,是,DVD,的压缩标准。,MPEG-2,系列已经发展成为,DVB,（数字视频广播）和,HDTV,（高清晰度电视）的压缩标准。,MPEG-2,压缩格式与,Motion-JPEG,最大的不同在于它不仅有每帧图像的帧内压缩（,JPEG,方法），还增加了帧间压缩，因而能够获得比较高的压缩比。,三、非编技术,2,、数据存储技术,（,1,）大容量硬盘,以广播级,PAL,制电视信号为例，压缩前，,1s,视音频信号的总数据量约为,32MB,，进行,31,压缩后，,1min,视音频信号的数据量约为,600MB,，,1h,视音频节目需要约,36GB,的硬盘容量。近年来硬盘技术发展很快，一个普通家用电脑的硬盘就可以达到,40GB,，通常专业使用的硬盘容量在,100GB,左右，因此，现有的硬盘容量完全能够满足非线性编辑的需要。,三、非编技术,（,2,）,SCSI,接口技术,数据传输率也称为“读写速率”或“传输速率”，一般以,MB/s,表示。它代表在单位时间内存储设备所能读写的数据量。,SCSI,是,SmallComputerSystemInterface,（小型计算机系统接口）的简称。目前,SCSI,总线支持,32bit,的数据传输，并具有多线程,I/O,功能，可以从多个,SCSI,设备中同时存取数据。对非线性编辑系统来说，硬盘是目前最理想的存储媒介，尤其是,SCSI,硬盘。,三、非编技术,（,3,）,RAID,管理技术,网络化的编辑对非编系统的数据传输速率提出了更高的要求。处于网络中心的在线存储系统通常由许多硬盘组成硬盘阵列。系统要同时传送几十路甚至上百路的视音频数据就需要应用,RAID,管理电路。该电路把每一个字节中的位分配给几个硬盘同时读写，提高了速度，整体上等效于一个高速硬盘。这种,RAID,管理方式不占用计算机的,CPU,资源，也与计算机的操作系统无关，传输速率可以做到,100Mbit/s,以上，并且安全性能较高。,三、非编技术,3,、图像处理技术,在非线性编辑系统中，我们可以制作丰富多采的“数字视频特技”（,DigitalVideoEffects,，,DVE,）效果。有两种方式：,软件方式以帧或场为单位，经计算机的中央处理器（,CPU,）运算获得结果。,硬件方式制作数字特技采用专门的运算芯片，每种特技都有大量的参数可以设定和调整。,电视节目镜头的组接可分为混合、扫换（划像）、键控、切换,4,大类。,三、非编技术,4,、图文字幕叠加技术,在传统的电视节目制作中，字幕总是叠加在图像的最上一层。字母机是串接在系统最后一级上的。在非线性编辑中，插入字幕有硬件和软件两种方式。,软件字幕是利用作图软件的原理把字幕作为图形键处理，生成带,Alpha,键的位图文件，将其调入编辑轨对某一层图像进行抠像贴图，完成字幕功能。,硬件字幕的硬件构成通常由一个图形加速器和一个图文帧存组成。,四、视频监控,1,、显示范围的安全与控制,产生显示范围安全问题的原因在于电视接收还原设备在显示视频信号时存在“过扫描”（,Overscan,）现象。所谓“过扫描”，简单地理解是指电视机中的扫描系统，在进行图像扫描再现时，场扫描和行扫描的幅度过大，超过了电视机画框的范围，从而使画面周围被截去一圈的现象。,专业监视器的过扫描幅度是经过严格控制的，一般认为普通电视机的过扫描幅度应控制在,5,以下。,四、视频监控,2,、信号安全监控,视频设备的动态范围是一定的，将信号的最小和最大幅度维持在限定范围内可以确保视频信号电平不会超出量化器的工作范围，保持正确的画面彩色平衡、对比度和亮度，可以保证画面中的亮部与暗部细节及色彩能够得到正常的还原。因此，我们必须将视频信号幅度控制在传输允许并能有效地转换到其他视频格式的极限之内，尤其是在信号需要进行调制后再传送的情况下。,四、视频监控,3,、信号安全控制与校正,大部分专业非线性编辑软件都提供了广播级标准的信号控制与色彩校正功能，它们在使用方法上可能有所差异，但控制与校正的参数基本是相同或相似的。,五、视频剪辑,1,、采集,当用,DV,把影像拍好了之后一般有二种保存的方法：,用,DV,带保存，可以在,DV,机上回放，也可以通过视频线接到电视上回放。,用,1394,卡把,DV,片子采集到电脑里进行编辑，然后再刻成,VCD,、,DVD,进行保存。,五、视频剪辑,2,、编辑,视频编辑是比较有创意的一个环节，是指使用编辑软件进行镜头的剪辑和组接过程，不同的人做出的效果与意境也会不尽相同。,常用的软件：,Premiere,、会声会影、,Vegas,、,Edius,等。,五、视频剪辑,3,、压缩输出,编辑完以后就得压缩输出了，一般有以下几种输出方式，一是输出到,DV,带，能直接在,DV,机上看到编辑后的效果，其有一个好处就是通过回录到,DV,带可以直接在电视上回放，并且效果非常好。二是输出成,AVI,格式，输出,AVI,格式的优点是视频质量高，缺点是占用磁盘空间大，输出时间长，并且不能直接刻录。三是输出生成,MPEG,格式再刻录。,五、视频剪辑,4,、刻盘,把编辑好的视频文件生成,MPEG,格式后就可以直接用刻录机刻成,VCD,或者,DVD,了，用得最多的软件就是,NERO,了，在像会声会影、,DVD,制片家、,V9,等一般的编辑软件都已集成了刻录功能，在编辑好了以后可以直接刻录成光盘。,