计算机多媒体艺术导论-05

计算机多媒体艺术导论第5章视频非线性编辑的设计与制作不了解视频编辑的朋友通常会对“视频”这两个字产生一种望而却步的感觉。其实，在数码时代到来之前，要对拍摄的电影素材进行编辑，除非是专门培训过的专业人员，一般人只能对着那些昂贵设备和复杂的专业技术望而兴叹。现在随着计算机技术的迅速发展，数字电影已逐渐走进人们的生活，充分利用数码相机、数码摄像机、视频采集卡或者数码化的视频文件素材，差不多任何一台计算机都可以做出完美的视频作品。在多媒体创作中，最让人激动的是合成数字电影。如今，要将电影或软件制作的动画、图片之类的素材进行影视特技编辑，只要在人们的PC电脑上装Adobe公司开发的Premiere或AfterEffects软件，一切都变得容易而简单。视频的非线性概念源于电影剪辑：从狭义上讲，非线性编辑是指剪切、复制、粘贴素材无需在存储介质上重新安排，即不需要像传统的录像带编辑素材那样以顺序存放，必须反复搜索，并在新的带中重新安排。从广义上讲，非线性编辑是指计算机可以将内容、形式、格式均不相同的素材放置于同一平台上进行编辑，同时还能实现诸多处理效果，如电脑特技效果等等。Premiere和AfterEffects软件均为Adobe公司的推出的非常优秀的视频编辑软件，是影视制作的经典软件。能对视频、声音、动画、图片、文本进行编辑加工，并最终生成电影文件。在将视频、音频信号进行非线性编辑的同时，还能实现诸多的处理效果，它可以由影片、二维动画、三维动画、图像、音乐、文字等组成，实现真正意义上的多媒体制作。利用Premiere和AfterEffects软件可以使同学们从影视制作、多媒体爱好者步入数码新天地，成为名副其实的数码影视设计制作的高手。利用Premiere和AfterEffects的非线性编辑，将计算机和电视电影紧密的集合在一起，每个读者都可以建造自己的影视工作室，体味“电影大师”的感觉。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作55.1软硬件配置要求要想实现专业的非线性编辑，在硬件方面有些特殊的要求：计算机、视频卡、或IEEE1394火线采集卡、声卡、高速AV硬盘、专用板卡（特技卡）、多媒体存储设备（CD刻录或DVD刻录）、多媒体输入/输出设备扫描仪、数字手套、数码影像、数字头盔、触摸屏、手写板、液晶显示器、图形加速卡、通信传输设备宽带网等。它集录音机、切换台、数字特技机、编辑机、图文编辑、二维三维动画制作系统、多轨录音机、调音台、MIDI创作等设备于一身，几乎包括了所有传统的影视后期制作。目前高集成度的视频卡越来越普及，其广泛的使用使得多媒体在广播电视电影界的地位越来越重要。目前国内流行的视频卡基本上都支持上述两中软件，这为DV的普及铺就了道路。如果操作对象只是业余的非线性编辑爱好者，现在所使用的计算机速度及配置基本上均能完成简单的编辑制作。具体的硬件配置参照第一章的硬件配置。软件方面：需要非线性编辑软件（Premiere,AfferEffects）二维三维动画软件(Flash,3DMAX)、平面图像图形处理（Photoshop,CorelDraw）软件等构成。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作55.2电影、动画及图片的美妙结合5.2.1利用Premiere进行片断的组织管理Premiere的特点是融视频、音频处理于一体，功能十分强大，其核心技术是将视频文件和音频文件以帧为精度逐帧展开进行编辑。在设计思想上，Premiere以普及、通用的纯软件的面目出现。Premiere软件的基本操作比较简单，和传统的编辑方式相比，整个非线性编辑过程非常简单、方便。同时操作界面与工具设置趋于和Adobe公司的其它软件如photoshop等软件一致，便于初学者掌握。Premiere配合计算机上的视频、音频卡可以实现模拟的音频、视频信号，进行实时采集，并转换为数字信号。而对于数字视频、音频信号可进行真正无损编辑处理。Premiere具有99轨视频和99轨音频，可精确实现声、画同步，并以帧的精度进行编辑，同时具有大量的转换、视频、音频等特效方式、运动处理功能、多种叠加方法、多层画面同屏显示等。同时字幕的制作有专用窗口，可以用轨迹加以引导字幕的变化，及设置字幕的上下左右等移动方式非常方便。以Premiere首创的时间线编辑、素材项目等管理概念，已经成为事实上的行业标准。许多影视制作者、多媒体爱好者都从Premiere开始，步入了数字影视的新天地，创作出了许多新颖的数字影视作品。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作5下面对数字影视制作的基础知识概念进行解读。1.Premiere软件支持的文件格式：Premiere均采用开放式的体系结构，支持众多的文件格式如：TIF、JPG、TGA、GIF、FLC、WAV、AVI等，可以和许多软件配合使。同时它和photoshop软件一样，支持插件软件，因此便具备了强大的扩展功能。2.影片的制式：Premiere软件既然是作为影视制作的软件，其作品大多数可直接用于电脑的播放器播放或在电视中播放等。如果用于电视播放就要考虑电视制式方面的因素，电视的传输、存储等方面的问题，可惜在此没有统一的国际标准。目前我国和欧洲用的是PAL制式、美国和日本用的是NTSC制式、法国等国家用的是SECAM制式。尽管制式不一样，但基本原理是一样的，在制作时一定要注意使用的国度。3.影片帧和帧速率：最初的视频信号是将二维的图像信号转换为一维的电信号需要在图像上快速移动单个感测点，当感测点移动时，输出变化的电信号以响应扫描图像的亮度和色彩变化，这样图像就变成一系列在时间上延续的值。扫描是从图像的左上角开始，水平向移动向右下角，完成一次为一帧，PAL制式为每帧625行扫描；NTSC制式为每帧525行扫描。和电影一样，在视频中同样要利用人们眼睛的视觉暂留特性而产生运动影像，因此对于每秒钟扫描多少帧有一定的要求，这就是帧速率。对于PAL制式的电视系统帧速率为25帧。而对于NTSC制式的电视系统帧速率为30帧这样的帧速率还没有高到足以使视频显示避免闪烁的程度。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作54.隔行扫描和逐行描：用一个以上的垂直扫描场再现一个完整的帧为隔行扫描。在电视系统中一般采用两个垂直扫描场表示一个完整的帧；奇数帧和偶数帧，即隔行扫。对于PAL制式虽然以每秒25次速度刷新，但整个图像是以每秒50次的速度刷新。所以肉眼感觉不到闪烁。此方法只适合远距离观看的电视，对于近距离观看的计算机的显示器如采用隔行扫，对眼睛的危害极大，因此一般均采用逐行扫描，其刷新频率均在60HZ以上。目前的显示器均在80HZ左右。5.帧宽度比与像素宽度比：图像在拍摄与重现过程中，一个主要参数就是帧的长宽比。一般常用的电视模式有两种16:9和4:3。对于视频而言即使采用相同的帧长宽比，也有可能产生不同的像素长宽比。以PAL制式，每帧的行扫描625线除去垂直消隐8%损失，实际为625×92%=576线，按4：3比例，如果像素是方的一帧图像在水平方向就应该有576×4/3=798个像素点，如果将图像看成栅格它将由768×576像素组成。如果像素是正方形，调整为16：9，就会出现变形如图5.1所示的变形。目前比较专业的涉及影视制作的软件，其像素的长宽比基本上都是可以调整的，以适应不同的需要。图5.1帧长宽比示意图计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作56.影片的时间码：在编辑影视片段时，该片段的长度及每一帧的时间位置，需要精确的控制，这就需要给每一帧的时间段进行编号，称之为时间代码。国际标准称为：SMPTE时间代码。在电影和视频中应用的时间编码为：“h:m:s:f,”即“小时:分钟:秒:帧,”如00:05:40:15的视频片断将播放5分40秒15帧。在30帧的帧速率下播放5分40.5秒。7.数字视频：模拟视频信号的强弱是由电压值的大小不同而产生。而数字信号则为0和1组成。这两者之间要想相互通用必须进行转换。模拟信号在时间和幅度上都是连续的；而数字信号在时间和幅度上都是不连续的。为了将连续的模拟信号转换成不连续的数字信号。采取幅度值用一个整数值表示，称为量化；时间用一系列按时间轴等步长的整数距离值表示，称为采样。这两个转换的过程称之为数模转换(A/D)。大多数视频处理系统均采用YUV分量格式，分三路进行模数转换，目前有4∶4∶4模式、4∶2∶2模式、4∶1∶1及4∶2∶0模式其中4∶4∶4为三个信号采样的速率相同，以此类推，其它几种模式是以人们肉眼对亮度信号敏感而对色度信号不敏感的特点而降低色差信号速率。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作58.Alpha通道：Alpha通道是高质量视频处理软件的重要标志，它是数字图像基色通道之外，决定图像每一个像素透明的一个通道。也称为α通道。Alpha通道使用不同的灰度值表示透明程度的大小，一般白色为不透明，黑色为纯透明，具有256个色级的透明区域。主要作用于：合成不同的图像、实现混合叠加处理、用于选择图像某一区域、利用通道的影响，制作丰富多彩的视觉效果等。一般只有TIF文件位图本身才包含有Alpha通道。9.音频信号：音频（Audio）即声音的电信号。音频信号一般包括声音文件、MIDI文件和模块文件。对于声音大家都不陌生，它实际上就是一种波。频率在20Hz～20KHz的波，被称之为音频波。计算机中的音频是利用声卡将所需要的声波转换成数字信号并进行处理。影响声波质量的主要因素是采样频率、采样精度和通道数。同时音乐合成发音功能、混音器功能和数字声音效果处理器功能、模拟声音信号的输入和输出功能称为声波的三个基本功能。声音又可细分为讲解声音（11KHz）、音乐（22KHz）和效果也称高保真（44.1KHz）三种形式。音频文件通常采用的格式为WAV、AIF、MP1\MP2\MP3、VOC、MID等。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作5具体音频数字标准数据如下表所示：采样速率/kHz量化位数大小/KB声音质量11.025811广播、一般语言22.05822广播音乐44.11688.2CD音乐481696数字音频磁带（DAT）通常CD——Audio采样为16比特44.1KHz，DVD——Audio的采样精度为24比特96KHz。后者在一般的常用机器中无法分辨，而同样长度的文件却成数倍级的增大。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作510.DV信号：DV有很多含义，主要是指一种数字视频格式。目前使用率最高的DV数字摄像机就是以这种各式记录视频数据的。对于PAL制式来讲，它采用4:2:0的采样格式，固定的5:1压缩比，记录速率25MB/s，音频可用32KHz采样16比特双声道立体声，也可用12比特四声道方式。亮度信号可达6MHz，色差信号带宽也分别达到1.4MHz和3MHz，因此质量非常高。DV在5:1的压缩的同时采用自适应，因此质量得到保证。一般DV摄像机都带IEEE1394卡座，如果计算机也装有IEEE1394卡（火线采集卡），通过连线就可以将拍摄的DV信号毫无损耗的转换到计算机上。注意：在使用Premiere软件制作片头、家庭影带、电子相册等娱乐媒体文件时，首先要考虑播放媒体的介质，对于音频而言要注意音频的品质频率，视频要考虑尺寸和长宽比，在不同播放器中按需要而设定，图片也需要进行适当的裁剪。对于帧的速度也要符合具体的要求。计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作55.2.2Premiere软件框架结构Premiere软件的生产厂家为Adobe公司，因此在很大程度上和Photoshop软件有着同工异曲的功效，对于熟悉Photoshop软件的读者，学习起来会很方便。比如工具部分、菜单部分等有很多相同之处。打开Premiere软件，其界面如图5.2所示：图5.2Premiere软件界面结构图计算机多媒体艺术导论视频非线性编辑的设计与制作5其界面由工程项目窗口、监视器窗口、时间线窗口和下拉式菜单等组成。1.工程项目窗口。主要用于放置需要编辑的素材，如影片、动画、图片、文