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贡献者：angelazhang 浏览：880次 创建时间：2014-12-25
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Digital Video
目录
1简介
2技术信息
Digital Video - 简介
Digital Video 数字视频
数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质（如录像带）。播放时,视频信号被转变为帧信息，并以每秒约3 0幅的速度投影到显示器上，使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒24帧。如果用示波器（一种测试工具）来观看，未投影的模拟电信号看起来就像脑电波的扫描图像，由一些连续锯齿状的山峰和山谷组成。为了存储视觉信息，模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字／模拟（D /A）转换器来转变为数字的"０"或 "１"。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉（或采集过程）。如果要在电视机上观看数字视频，则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号，才能进行播放。
Digital Video - 技术信息
MPEG-1用于传输1．5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100-1／2 00，音频压缩率为1／6.5。MPEG-1提供每秒30帧352*240分辨率的图像，当使用合适的压缩技术时，具有接近家用视频制式（VHS）录像带的质量。 MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。
MPEG-2主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率为10Mbps，与MPEG-1兼容，适用于1.5-60Mbps甚至更高的编码范围。 MPEG-2有每秒30帧704*480的分辨率，是MPEG-1播放速度的四倍。它适用于高要求的广播和娱乐应用程序，如： DSS卫星广播和DVD，MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辨率的两倍。
DAC
即数／模转装换器，一种将数字信号转换成模拟信号的装置。 DAC的位数越高，信号失真就越小。图像也更清晰稳定。
·AVI
AVI是将语音和影像同步组合在一起的文件格式。它对视频文件采用了一种有损压缩方式，但压缩比较高，因此尽管面面质量不是太好，但其应用范围仍然非常广泛。A VI支持256色和RLE压缩。AVI信息主要应用在多媒体光盘上，用来保存电视、电影等各种影像信息。
·RGB
对一种颜色进行编码的方法统称为"颜色空间"或"色域"。用罴虻サ幕八担?澜缟先魏我恢盅丈??quot;颜色空间"都可定义成一个固定的数字或变量。RGB（红、绿、蓝）只是众多颜色空间的一种。采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示-红色绿色以及蓝色的强度。记录及显示彩色图像时，R GB是最常见的一种方案。但是，它缺乏与早期黑白显示系统的良好兼容性。因此，件多电子电器厂商普遍采用的做法是，将RGB转换成YUV 颜色空同，以维持兼容，再根据需要换回RGB格式，以便在电脑显示器上显示彩色图形。
·YUV
YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL）。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。与R GB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。其中"Y"表示明亮度（Lumina nce或Luma），也就是灰阶值；而"U"和"V"表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。"亮?quot;是通过R GB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。"色度"则定义了颜色的两个方面-色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。其中，C r反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。
·复合视频和S-Video
NTSC和PAL彩色视频信号是这样构成的--首先有一个基本的黑白视频信号，然后在每个水平同步脉冲之后，加入一个颜色脉冲和一个亮度信号。因为彩色信号是由多种数据"叠加"起来的，故称之为"复合视频"。S -Video则是一种信号质量更高的视频接口，它取消了信号叠加的方法，可有效避免一些无谓的质量损失。它的 功能是将RGB三原色和亮度进行分离处理。
·NTSC、PAL和SECAM
基带视频是一种简单的模拟信号，由视频模拟数据和视频同步数据构成，用于接收端正确地显示图像。信号的细节取决于应用的视频标准或者"制式"--NTSC（美国全国电视标准委员会，National Television Standards Committee）、PAL（逐行倒相，Phase Alternate Line）以及SECAM（顺序传送与存储彩色电视系统，法国采用的一种电视制式，SEquential Couleur Avec Memoire）。 在PC领域，由于使用的制式不同，存在不兼容的情况。就拿分辨率来说，有的制式每帧有625线（50Hz），有的则每帧只有525线（60 Hz）。后者是北美和日本采用的标准，统称为NTSC。通常，一个视频信号是由一个视频源生成的，比如摄像机、VCR或者电视调谐器等。为传输图像，视频源首先要生成-个垂直同步信号（V SYNC）。这个信号会重设接收端设备（PC显示器），保征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出VSYNC信号之后，视频源接着扫描图像的第一行。完成后，视频源又生成一个水平同步信号，重设接收端，以便从屏幕左侧开始显示下一行。并针对图像的每一行，都要发出一条扫描线，以及一个水平同步脉冲信号。
另外，NTSC标准还规定视频源每秒钟需要发送30幅完整的图像（帧）。假如不作其它处理，闪烁现象会非常严重。为解决这个问题，每帧又被均分为两部分，每部分2 62.5行。一部分全是奇数行，另一部分则全是偶数行。显示的时候，先扫描奇数行，再扫描偶数行，就可以有效地改善图像显示的稳定性，减少闪烁。目前世界上彩色电视主要有三种制式，即N TSC、PAL和SECAM制式，三种制式目前尚无法统一。我国采用的是PAL-D制式。
·Ultrascale
Ultra6cale是Rockwell（洛克威尔）采用的一种扫描转换技术。可对垂直和水平方向的显示进行任意缩 放。在电视这样的隔行扫描设备上显示逐行视频时，整个过程本身就己非常麻烦。而采用 UltraScale技木，甚至还能像在电脑显示器上那祥，迸行类似的纵横方向自由伸缩。
数字化影视基础
以下是对影视数字化以及桌面电影制作的一些基本概念的概括和介绍。
数字化(Digitizing)
模拟视频信号（以模拟摄象机拍摄的信号或者由胶片转换成的模拟视频信号）必须被转换成数字信息，也就是被数字化，才能够在电脑中对其进行操作。
视频捕捉卡(The Video Card)
视频捕捉卡需要占用电脑的一个扩充槽，视频信号通过它由放像设备被捕捉入电脑。一般来说，视频捕捉卡都附带一个扩展坞，上面提供用以连接放像设备的各种插口。
数字化的视频信号所占硬盘空间都非常大，所以很多捕捉卡在采集视频信号的同时对信号进行压缩，以避免在CPU、数据桥（连接捕捉卡和电脑）以及写入硬盘时可能出现的瓶颈。所谓的瓶颈，就是指当以上之中任何一个环节来不及处理输入的信号，最直接的后果一般就是部分视频内容（帧）的丢失。
当视频流被捕捉入电脑时，它将会被存储为一个视频文件。你可以通过你的视频捕捉软件指定一个帧速度，比如15帧，视频捕捉软件就会通过捕捉卡以每秒种1 5幅静止画面的速度将输入的视频信号保存到缓存中，然后将视频文件写入硬盘。
最容易出现瓶颈的地方是硬盘。所以，安装一个持续吞吐量尽可能高的硬盘非常重要，要知道，硬盘要连续处理的数据甚至比你想象的还要大。那些制作广播级影视作品的人一般都使用磁盘阵列- -通过几个硬盘的协作获得最大的吞吐量。
屏幕长宽比(Aspect Ratio)
在电影和电视中，屏幕长宽比指的是屏幕的宽度和屏幕的高度的比例。大多数桌面电脑、普通电视系统的长宽比都是4:3。
AVI
Audio/Video interleave（音频/视频隔行扫描）的缩写。AVI是Windows下的指定视频文件格式，也是PC系统中使用最为广泛的视频文件格式，同QUICK TIME和MPEG并称为电脑的三大主流视频技术。简单说，AVI以隔行扫描的视频和音频不断交错的方式工作。
分量视频信号(Component Video)
将画面按三个颜色通道(RGB)分成红、绿和蓝(附加亮度信号)三个单独信号通道。产生的画面质量较高，一般在广播级视频设备中被采用。
合成视频信号(Composite Video) }
将彩色信号、亮度信号和同步信号混合在一个信号通道内，在家用视频设备中被大量采用。
压缩(Compression)
压缩是制作数字电影的一个重要感念。视频和音频在数字化过程中都可以通过电脑进行压缩。当声音和画面被压缩后，他们可以更高效的得到C PU的处理并减少视频及音频文件占用的硬盘空间。压缩也是视频在网络上传播的关键，必须将文件大小压缩至带宽允许的程度才可以被用户下载。
压缩比(Compression Ratio)
图象文件原始大小和经压缩后图象文件大小的比例。信号编解码器(Codec) 压缩/解压缩的运算法则。也就是压缩与解压缩所使用的压缩标准（例如JPEG或者Cinepak）。一般的编码包括将模拟视频信号转换到压缩视频文件（比如M PEG）或将模拟声音信号转变为数字化声音（比如RealAudio）。
CPU
中央处理器(Central Processing Unit)。简单的说就是电脑的"大脑"，是最重要的微处理芯片，和主板及系统内存协同工作。
数字化(digitize)
将模拟信号转变为数字信号的过程。
信号丢失(Dropout)
由于磁带金属磁粉掉落引起的问题，一般是因为存放时间过长或误操作引起的。信号丢失会造成画面噪音、拖影以及不同步等问题。
MPEG
Moving Pictures Experts Group(运动画面专家小组)的缩写。MPEG是一种运动画面及声音的压缩标准。MPEG-1标准的视频/音频流的数据流量是150千比特每秒，和单倍速C D-ROM的传输率相同。它通过设定关键帧并只改变临近帧画面中的不同区域工作。
网络用户总线是Macintosh电脑内部扩展槽的标准接口(专指视频及音频扩展卡)。新的Mac电脑均开始使用Intel的超级PCI标准，所以你只能在老的M ac机种上看到网络用户总线的插槽。如果你计划购买视频或音频扩展卡，并有一台老式的Mac电脑，请先确认你的电脑拥有什么样的插槽。网络用户总线是由德州仪器公司( Texas Instruments)设计的。
NTSC
国家电视标准委员会(National Television Standards Commitee)的缩写。是中北美洲及日本通用的电视制式，与欧洲的PAL制式和法国的SECAM只是相对。他的垂直分辨率有525线，帧速为30(2 9.97)FPS。
PAL
逐行倒相(Phase Alteration Line)的缩写，是中国及欧洲大多数国家通用的电视制式。具有更高的垂直分辨率(625线)，但是帧速相对慢于NTSC(25FPS)。
PCI
外接设备连接总线(Peripheral Component Interconnect)的缩写，PCI是奔腾电脑系统所使用的相当优秀的内置扩展接口(现在Apple公司的PowerPC也使用了这一总线)。
SECAM
顺序传送彩色与记忆制(Systeme Electronique Pour Couleur Avec Memoire)的缩写。是法国、俄罗斯和部分东欧及非洲国家采用的电视制式。它和PAL制式有着相同的垂直分辨率和帧速，但是SECAM置是的色彩是调频信号调制的。
VCD光盘的结构
VCD是多轨结构，第一轨是资料轨叫IndexTrack，属于CDROMXAMode2Form1，每个sector(扇区)可存2048bytes资料。不论怎样的VCD，这个轨都存在。接下来的轨叫ImageTrack，用于存储VCD音像，属于CDROMXAMode2Form2，每个sector可存2324bytes资料。把VCD放到电脑中看，我们可以看到必有MPEGAV和SEGMENT这两个目录，其中MPEGAV目录中存放的是以轨形式存放的MPG音像文件，其中每个DAT文件就是一个ImageTrack轨。SEGMENT目录中存放的是不以轨的形式存放的音像文件，如高清晰度静止画面等。其余还有一些目录是在制作中系统自动生成的。
从制作的方法我把VCD分成两种：一种是市场上出售的VCD，是工厂压片生产的属DAO模式。另一种就是我们自己用VideoPack4.0等VCD制作软件自制的VCD，由于目前常用的VCD制作软件只支持TAO模式刻录，所以这类VCD属TAO模式，复制这两种VCD是有差别的。
模拟视频的世界
视频，简单来说，用摄像机交将已经录好的视频进行无线广播或从录像带进行回放，像电流一样在外界连续录像（模拟信号），能看见各听见视频的内容都包含在这个信号内，通过某种制备按照一定的标准进行解码。最普通的设备是一台电视机各最普通的标准是NTSC（国家电视标准委员会）和PAL（逐行倒相制式）。在北美的NTSC主要用于工业，而在一些亚洲国家，欧洲国家和太平洋南岸在正常情况下都按照PAL标准，不同的标准说明了为什么不能在英国的电视上看到的视频却在美国正好相反，原因是缺少专业对口的设备。
标准的视频信号定义颜色有两个系数。亮度和色度，亮度是黑白两种颜色，适用控制图像的对比度和亮度。NTSC各PAL标准两者都运用亮度和色度，使他们与任何视音频信号混合一起，这类信号被叫做复合信号.如同将视频的各个方面结合起来一样，中一部分就是信号类型，成分各区分亮度和度度，并且通过控制颜色的不同值来达到更好的视频质量。
我们看到的图像是电视显像管内发出的一系列连续的线，线数的多少决定了视频的质量，NTSC为525线。PAL为625线。视频信号慢公认的，它刷新这些线进行浏览，象扫描那样完全通过，如果它反过和升级后浏览，在显示器重复的结果是60次/秒为NTSC。和50次/秒为PAL制。在模拟视频世界中，视频表现为一系列连续波动的信号。
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