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第二章数字视音频原理 电视节目的内容包括视频和音频两个重要部分 无论早期较为原始简单的电视口播新闻还是当今让人眼花缭乱 目不暇接的综艺节目 我们都离不开对视音频信息的处理 但是 真正意义上的电视音 视频编辑系统诞生在磁带录像机出现之后 随着数字技术的发展和在电视节目制作领域的广泛应用 音 视频编辑系统的质量不断提高并日臻完善 电视节目制作的水平也跃上新台阶 第一节数字视音频技术原理 一 数字技术简介 最早出现莫尔斯电码就是属于数字通信 1832年 美国人莫尔斯发明了电报 并在同事的帮助下架通了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路 l844年5月24日 在华盛顿举行的实验获得成功 莫尔斯收到其助手从64公里以外的巴尔的摩用点 划 空 隙 发来了一句简短的话 上帝创造了何等的奇迹 信号的数字化需要三个步骤 抽样 量化和编码 二 数字视频技术 1 人眼的视觉特性 Y 0 30R十O 59G十O 11B 二 数字视频技术 2 视频信号的产生 SDTV StandarddefinitionTV 标准清晰度电视HDTV HighdefinitionTV 高清晰度电视 水平分辨率达到1000线以上 分辨率最高可达1920 x1080 其图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平 3 数字电视信号的编码与传输 模拟视频一般采用分量数字化方式 即先把复合视频信号中的亮度和色度分离 得到YUV分量 然后用三个模 数转换器对三个分量分别进行数字化 4 1 1采样方式亮度 色差采样点分布图 DV格式数字摄像机 4 2 0采样方式亮度 色差采样点分布图 4 2 0的采样方式比较特殊 在每个连续的采样点上获取亮度Y的样本值 而色差U V则在垂直方向隔行采样 典型代表是SONY公司的DVCAM格式 4 2 2采样方式亮度 色差采样点分布图 最早诞生的数字视频D1格式 还有数字Betacam Betacam SX Digitial S DVCRPO50等 4 4 4采样方式亮度 色差采样点分布图 在使用非线性编辑系统进行电影剪辑和复杂持技制作时 可采用4 4 4 数字视频的量化 量化即是以有限个幅值来代替无限细分的幅值的过程 实际上就是按四舍五入的方式对原来模拟信号幅度的一种近似处理 根据存储器的字长数 量化级数可以有8比特 10比特 12比特等不同等级 如对视频信号的亮度进行8比特量化 也就是将亮度从明到暗分为256个灰度级别 把采样点的亮度值与之比较 根据四舍五入的原则确定采样点的亮度属于哪一级别 数字视频的编码 所以此信号数字编码后成为011 数字视频的压缩 全比特无压缩的D1 D5等数字分量录像机记录但是 视频信号数字化编码后数据量极大 以PCM格式为例 虽然PCM只能做到最大程度的无限接近 但其代表了数字化中最佳的保真水准 所以约定俗成PCM是无损编码 我们经常用码率来反映数字化过程中需要处理的数据量 码率 采样率值 量化值 单位为bps 一个采样率为13 5MHz 采样大小为8bit的视频信号 其亮度信号的码率 13 5M 8 108Mbps 也即每秒种要处理108M字节 此时对硬件设备的要求就太大 M JPEG压缩比 码率 存储时间与图象的关系 常用的DV格式即基于离散余弦变换DCT的5 1帧内压缩 数据率24 948Mbps M JPEG压缩比 码率 存储时间与图象的关系 二 数字音频技术 电视节目中的声音有三种类型 语音 人与人之间进行的信息交流绝大多数是通过语言交流实现 除极少数节目外 一般电视节目中包含有对白 旁白等语音信息 音乐 音乐包含声乐和器乐两个组成都分 电视节目中的音乐可以成为主要的表现对象 如音乐类的节目 也可作为背景来表现 渲染 烘托视频信息 音响 是人为或自然界产生的各种声音效果 例如鼓掌声 欢笑声 水声 风声等等 音频信号数字化文件大小比较 压缩音频文件数据表 3 数字音频格式 1 PCM编码格式PCM即脉冲代码调制编码 PulseCodeModulation 的缩写 它是数字音频的鼻祖 其优点主要是保真度高 具有很强的抗干扰性 在传输中混入的干扰及丢失的数码信号 在接收端通过检出错误和纠错 可把干扰剔除 补上丢失的部分 最终使信号恢复原状 数字音频压缩技术还可以在原有模拟频带中增加数字信号的传输路数 缺点就是文件体积大 采用PCM编码的音乐信息格式主要有AudioCD和DVD Audio AudioCD采样频率为44 1kHz 16位量化位数 一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息 DVD Audio的指标相当高 采样率最高可达192KHz 量化级最高可为24bit 是目前音质最好的一种数字音频格式 2 WAVE格式WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式 也叫波形声音文件 是最早的数字音频格式 由于Windows本身的影响力 这个格式已经成为了事实上的通用音频格式 WAV记录的是声音的本身 所以它占的硬盘空间很大 例如 16位的44 1KHZ的立体声声音一分钟要占用大约10MB的容量 WAV格式支持许多压缩算法 支持多种音频位数 采样频率和声道 采用44 1kHz的采样频率 16位量化位数 因此WAV的音质与CD相差无几 但WAV格式对存储空间需求太大不便于交流和传播 此外 WAV对音频流的编码没有硬性规定 除了PCM之外 ACM规范的编码都可以为WAV的音频流进行编码 3 MIDI格式MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的缩写 又称作乐器数字接口 是数字音乐 电子合成乐器的统一国际标准 MIDI文件本身只是一堆数字信号而已 不包含任何声音信息 它记录的是在音乐的什么时间用什么音色发多长的音等等 把这些指令发送给声卡 由声卡按照指令将声音合成出来 正因为这样 通常的MIDI文件都非常小 4 AIFF AU格式AIFF是苹果电脑中的标准音频格式 属于QuickTime技术的一部分 AIFF远不如WAV盛行 但由于苹果电脑在多媒体领域里的领导地位 所以 大部的音频编辑软件和播放软件都对它提供了支持 AU则是Unix平台下一种常用的音频格式 起源于Sun公司的Solaris系统 AU格式本身也支持多种压缩方式 但文件结构的灵活性就比不上AIFF和WAV 由于Unix平台应用较少 因而 它得到的支持也远不如AIFF和WAV 非线性编辑系统中还可以使用其它压缩音频格式 如MP3 WMA MD等 MP3全称是MPEG 1AudioLayer3 MP3是以高音质 低采样率对数字音频文件进行压缩的格式 它能够在音质丢失很小的情况下把WAV等大型音频文件压缩到很小的程度 WMA WindowsMediaAudio 是微软在互联网音频 视频领域的力作 WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的 其压缩率一般可以达到1 18 MD MiniDisc 是Sony公司推出的音频格式 它可以把CD唱片的音频压缩到原来数据量的大约1 5 而声音质量没有明显的损失 常用的其它压缩音频格式 第三章非线性编辑系统第一节非线性编辑与非线性编辑系统一 非线性编辑的相关概念二 非线性编辑系统的发展三 非线性编辑方式第二节非线性编辑系统的构成一 非线性编辑系统的结构和工作原理二 硬件平台三 存储介质四 视音频采集处理卡五 非线性编辑软件六 接口第三节非线性编辑网络一 非线性编辑系统网络化二 非线性编辑网络系统三 非线性编辑网络的功能 第三章非线性编辑系统第四节非线性编辑系统的分类一 按硬件平台分类二 按软硬件依赖程度分类三 按视音频信号编码方式分类四 按应用范围分类五 按视音频处理能力分类六 按是否联网分类七 按应用方式分类第五节非线性编辑系统的特点与性能一 非线性编辑系统的特点二 非线性编辑系统的性能 第一节非线性编辑与非线性编辑系统一 非线性编辑的相关概念非线性编辑的思想早在电影的胶片剪辑过程中就已经初现雏形了 但却一直没有提出 非线性编辑 这一概念 非线性编辑的真正出现 是在线性编辑发展了一段时间之后 非线性编辑方式是在线性编辑的发展基础上 总结经验 不断发展 完善的 相对于线性编辑 人们将后者称为非线性编辑 第三章非线性编辑系统 一 线性编辑 所谓线性编辑 即基于磁带的电子编辑 是指按节目的需要 对素材带中的镜头依次录制到磁带上 组成新的连续画面的节目制作方式 将节目素材磁带上的画面及声音 按照事先编排好的顺序 一个接一个地记录在母带上 串编成为一个完整的录像节目带 组合编辑 插入编辑在一个有节目磁带上的某一部分换入新节目 即将母带上不需要的部分用有用的素材替换下来 缺点 1 修改困难 2 素材选取不便 3 硬件设备繁多 4 硬件维护成本高 5 信号易损失 6 线性编辑能够实现的效果较少 复杂的特技实现复杂 也不能对单镜头进行多层特技的叠加 尽管如此 硬件性能的不断稳定和编辑技术的日趋成熟 使线性编辑制作的方便 快捷更加明显 许多短小的节目 尤其是一些实效性较强的节目都采用线性编辑方式 这些节目大多是新闻报道 为了强调真实性 及时性 无须复杂的编辑处理 这样 线性编辑就可以很快地对素材进行整理 使节目在最短的时间里播出 二 非线性编辑 非线性编辑的优势 1 信号处理数字化 无复制损耗 2 素材存取随机化3 编辑方式非线性4 合成制作集成化5 编辑手段多样化6 节目制作网络化 资源共享 降低设备投资和使用成本 提高工作效率和节目质量 流程化管理 充分发挥个人才能7 记录载体永久化 非线性编辑系统产生于20世纪70年代初 随着相关技术的发展 非线性编辑系统的构成 功能等也不断更新 目前我们所说的非线性编辑系统NLE NonlinearEditingSystem 是指用盘基媒体进行存储和编辑的数字化视音频后期制作系统 三 非线性编辑系统 二 非线性编辑系统的发展 一 基于胶片的手工剪辑阶段 1972年CMX 600的问世标志着非线性编辑系统登上历史舞台 CMX 600是由CMB公司自1970年开始研发的 CMX 600将磁盘作为自己的存储载体 将视频信息以模拟信号的形式存储在由12块硬盘上 每块硬盘的存储空间只有39MB 视频信号从磁带到磁盘的转换仍然停留在模拟信号的直接转移 而非模拟信号向数字信号的转换 所以 对图象的编辑需要在定位画面 生成编辑顺序表的基础上 通过录像机来生成母带 可见 CMX 600只能称为非线性 线性混合编辑系统 而并非纯正的非线性编辑系统 这种编辑系统在80年代就逐渐被淘汰了 二 基于早期磁盘的非线性编辑阶段 三 基于磁带的电子非线性编辑阶段 20世纪80年代 时码技术 计算机技术以及数字特技的应用推动了磁带编辑的发展 同时 出现了一系列基于磁带的电子非线性编辑系统 这种编辑系统是由多台放像机 一台录像机 一台编辑控制机和一台监视器组成的 每台放像机中都放有同样的素材拷贝 编辑人员在每台放像机中都设定镜头的入点和出点 将这些镜头的播放顺序进行排列 便形成了编辑决定表 EDL表 即EditDecisionList 实际上 每台放像机中镜头的访问仍是通过磁带的顺序查找 不是随机访问 电子非线性编辑系统之所以运用多台放像机 有的系统甚至用到多达几十台 就是为了克服磁带顺序查找的缺陷 实现随机访问 而事实上 放像机进带和倒带的速度限制了镜头素材的查找 无法实现真正的随机访问 四 基于光盘的电子非线性编辑阶段 五 基于硬盘的数字非线性编辑阶段 三 非线性编辑方式 一 按载体划分基于胶片的编辑基于磁带的编辑基于光盘的编辑基于磁盘 硬盘 的编辑 二 按视音频信号类型划分非线性编辑采用的视音频信号主要有三种 即样片 模拟信号 数字信号 可以将非线性编辑划分为物理剪辑 电子编辑和数字编辑 三 按编辑程序划分直接编辑间接编辑 直接利用素材带进行编辑或直接以成品质量标准上载信号进行编辑 一次完成成品的编辑 我们将这种编辑方式称为直接编辑 间接编辑与直接编辑相比 间接编辑兼顾了设备的档次和素材的质量 就存储容量 质量和效率来说 硬盘无疑比磁带强很多 但要考虑其成本 则磁带便略高一筹 以直接编辑方式进行非必须以大容量的硬盘为基础 因此 硬盘的存储量成为制约节目时间长度的主要因素 在编辑较长的节目时 制作人员不但要思考如何对画面进行组接处理 还要不时地下载节目上传素材 以免硬盘空间占满 这样给节目的后期制作增加了许多麻烦 为了解决这些困难 制作人员开始考虑使用间接编辑方式 脱机编辑不是对原素材的编辑 其输出结果也非最终的节目 脱机编辑首先利用低端编辑系统以高压缩比 低质量把全部的素材采集到硬盘中 进行非线性编辑 由于数据压缩程度高 减轻了硬盘的压力 从而使系统更能发挥非线性编辑的优势 编辑人员通过非线性编辑软件对素材进行调用 剪切 修改 效果添加等 计算机自动生成精确的编辑决定表 其中准确记录了所用的每段素材的长度及入点出点的位置 镜头组接的顺序 镜头间的过渡效果以及特技效果等信息 编辑决策表可以以数据方式用于控制自身编辑后输出的视音频信号 或输出控制信号以操作脱机编辑的录像机和录像机组 联机编辑是将编辑决定表和原素材放入系统 按照决定表内容生成最终节目母带 当然 联机编辑包括线性联机编辑和非线性联机编辑 非线性编辑系统继承了编辑控制器 特技台 调音台和字幕机等多种设备的功能 并同时控制多台放像机和一至两台录像机 非线性联机编辑与线性联机编辑相比 由于视音频都在计算机中进行数据处理 对信号的损失非常小 保证了画面的质量 但这对计算机的性能 图像质量提出更高的要求 致使该套高端设备的成本也相对较高 第二节非线性编辑系统的构成 一 非线性编辑系统的结构和工作原理 一 非线性编辑系统的结构 1 硬件结构 2 软件结构 1 基于板卡的非线性编辑系统 二 工作原理 2 基于软件的非线性编辑系统 当CPU从硬盘上读取压缩格式的视频数据后 软件编解码器将其解码成为基带视频数据 然后通过PCIEXPRESS总线发送至显卡上的GPU 软件合成器利用GPU运算 一次性完成二维 三维特技处理和视频数据的合成 合成完毕后的数据再次通过PCIEXPRESS总线回传给CPU CPU将数据通过PCI总线传输给I O板卡转换成基带信号输出 相对硬件型非编系统而言 CPU GPU I O的软件架构完全摆脱了对硬件板卡的依赖 突破了专用硬件结构的局面 利用通用的硬件系统资源 实现了视频的高性能编辑和处理 二 硬件平台 除极少数厂商将它们的系统建立在自有平台上以外 作为一个标准化的发展趋势 越来越多的系统采用的是通用硬件平台 一般是以PC机为主 还有部分非线性编辑系统所采用的工作站 非线性编辑系统的计算机硬件平台结构大体可以分为三部分 微处理器 系统主内存及I O接口 三者之间通过系统总线连接起来 外部设备通过I O接口与计算机连接起来 一 硬件结构和工作原理微处理器 非线性编辑系统的微处理器以CPU和FPU 协处理器 为核心 其中CPU负责管理整机 FPU专门执行大量图形 图像数据运算 以提高整机的图形 图像处理能力 2 系统主内存 在计算机中 主内存是所有软件工作的平台 计算机程序和数据都必须经过内存才能进行处理 3 总线 系统的总线是计算机内部及各种外设之间传输地址信号 数据信号 控制信号的公共通道 二 硬件平台的种类和特点Macintosh机苹果公司的Macintosh机具有良好的多媒体功能 图形功能也很强 因此 早期的非线性编辑产品大都是建立在Macintosh机平台上 但是Macintosh机的兼容性较差 是一个封闭的平台 因此其硬件配件的可选范围和软件种类都比较少 这一缺点也限制了Macintosh机在非线性编辑领域中的发展 Macintosh机本身也有高 中 低档之分 用Macintosh机为平台的非线性编辑系统有美国DataTranslation公司的Media 100 GVG公司的VideoDesktoP和Avid公司的MediaComPoser MC 9000系列产品等 图3 13mediacomposer编辑系统 图3 14avidmediacomposeradrenalinehd界面 2 SGI工作站国际上比较著名的工作站生产厂家有SGI SUN DEC和HP等 其中以SGI实力最强 SGI工作站是通用系统 可以处理电视 录像 三维动画 包括制作和编辑 SGI的产品有低价位的Indy 高档次的Indigo2和Onyx 为了不断创新 提高产品的竞争力 商家又推出一种高性能低价位的产品O2 3 PC机 PC机原来是为文本操作而设计的计算机 与Macintosh机相比 PC机在多媒体技术方面显得不是很突出 PC机得到广泛使用是由于其与另外两种平台相比有独特的优势 首先 PC机平台的价位与工作站比十分低廉 其次 PC平台的兼容性较高 因此可以支持多种软硬件 此外 PC机发展的同时 其操作系统 indows也不断发展 国内外的一些较著名公司如大洋 索贝 新奥特以及索尼 松下等公司 都曾用过或正在使用非线性编辑板卡和软件组成PC机非线性编辑系统 三 存储介质数字非线性编辑系统所要存储的是大量的视音频素材 数据量极大 因此需要大容量的存储载体 在目前情况下硬盘是一种最佳的选择 非线性编辑的特点对硬盘的容量和读写速度提出了更高的要求 影响硬盘数据传输率的因素一是磁头的读写速度 二是接口类型和总线速度 磁头的读写速度既取决于采用何种磁头技术 又取决于硬盘的主轴转速 SCSI SmallComputerSystemInterface 是小型计算机系统接口 也称为SCSI l 采用一种25线的接口 最早使用SCSI接口的是苹果系列电脑 后来才扩展到PC系列 目前SCSI接口主要还是用于较高级的计算机产品 如网络服务器等 这是因为它可以接入多个硬盘 形成大容量硬盘阵列 SCSI接口的硬盘存取速度快 价格较高 要比同容量的IDE硬盘高三分之一到一倍 此外 由于主板一般不带有SCSI接口 需要专门的SCSI适配卡 SCSI接口是视音频非线性编辑系统中素材硬盘与内部系统总线相连最常用的接口 SCSI接口得到广泛的接受在于它多方面的优越性 一是传输速度快 由于采用高速宽带方式 该接口的最高传输速度可达4OMB S以上 一是该接口作为一种智能化的系统接口 具有独立于物理设备具体特性的高级命令结构 允许多个I O 输入 输出 任务并行操作 具备独立的I O处理能力 由于视音频素材在硬盘上存储量大 需要经常进行存取处理 因此利用SCSI接口无疑会大大提高系统效率 硬盘作为非线性编辑系统中的最主要的存储设备 它的选择也是至关重要的 由于数字视频信号有数据量大的特点 要实时地存储高速的视音频数据 除了要求有高速的SCSI接口外 硬盘本身也应该是高速的 要保证视频信号的质量而采取低压缩比的情况下 一般计算机主板上所提供的IDE接口以及连接到该接口上的普通硬盘是难以胜任的 所以视音频非线性编辑系统中所使用的一般是SCSI接口的高速AV硬盘 就目前来看 单个AV硬盘的读写速度可达20MB S 虽然使用高速AV硬盘可在一定程度上解决高速视频信号的实时记录问题 但是如果使用单个高速硬盘 则存在着随着存储在硬盘上的数据单元长度的增加 存取某一特定素材的存取时间要增加 且一旦硬盘失效 则数据全部丢失这一问题 另外一个问题是单个高速硬盘的容量相对于大容量的视频信号来说总是显得很小 例如 9GB的高速AV硬盘要按照Motion JPEG压缩算法只能存储30余分钟的广播级质量的视频信号 为了较好地解决上述问题 现在较好的视音频非线性编辑系统都使用了RAID RedundantArraysofIndePendentDisks 独立硬盘冗余阵列 技术 四 硬盘阵列硬盘阵列RAID是具有冗余度的多重化磁盘阵列 它有独立的机箱和供电系统 不占计算机CPU资源与计算机操作系统无关 利用若干台小型硬盘加上控制器按一定的组合条件而组成一个大容量 快速响应的存储系统 从用户看是一个大硬盘 四 视音频采集处理卡视音频采集处理卡是非线性编辑系统的核心部件 视音频信号需经过处理卡后方可存入硬盘 因此 其处理能力对图像质量有非常重要的影响 avi 各种可编辑视频 Mpeg2 IDvcpro50M jpegDvcpro25DvcamDv 视音频处理卡有以下几方面的功能 第一 进行视音频信号的采集与输出 视音频采集处理卡将信号源中的模拟信号转换为数字信号 以文件为单位存储在硬盘中 相同 视音频采集处理卡也可以将编辑后的数字信号转换成模拟信号供记录或播放 作为连接模拟信号与数字信号的纽带 视音频采集处理卡既具备分量 S VIDEO这样的模拟信号接口 也具备IEEE 1394和SDI这样的数字接口 视音频处理卡有以下几方面的功能 第二 视音频采集处理卡实现了特技 字幕生成从软件到硬件的转变 由于计算机处理能力的限制 使用软件完成特技效果需要很长的时间 而且信号损失大 而视音频采集处理卡中的DVE特技板卡可以完成多路实时特技 提高了特技制作的效率 此外 视音频采集处理卡的核心内容是压缩与解压缩 无压缩的数字分量视音频信号传输率是216MB S 就算是无压缩的数字复合视音频信号也要达到142MB S 除了昂贵的工作站 没有其他平台可以负载如此庞大的数据流 这极大的限制了视音频信号的编辑处理 因此 视音频压缩处理的发展有着其必然性和必要性 一 压缩格式 小波变换Motion JPEGDV格式MPEG 2 二 视音频采集处理卡的工作原理视频采集是将输入的复合视频信号经过变换后 经数字滤波器分离为数字Y C信号 又经解码变为数字Y U V信号 利用DCT 量化 Z 字形扫描和编码 压缩技术进行压缩 压缩后形成一个视频文件存入硬盘 视频重放与采集过程相反 五 非线性编辑软件 非线性编辑软件的种类繁多 既有非线性编辑系统开发商针对其板卡开发的 又有其他软件公司研制的 从总体上看 非线性编辑软件主要分为两大类 一类是具有采集 输出功能的 它们都可直接挂在板卡上 因此被称为板卡软件 另一类则不具有采集 输出功能 既不是非线性编辑系统开发商也不是集成商研制的 而是由其他软件公司开发的 因此被称为第三方软件 一 板卡软件我们把能与非线性卡相连 直接进行视频的采集输入和输出的软件归入板卡软件这一类 这类软件大致又可分为专用型和通用型 其中 专用型的软件大都由非线性编辑系统开发商根据他们所选用的板卡的特点而专门开发的 目前在国内比较流行的进口产品有Canopus Avid系列等 专用型板卡软件中的国产产品有奥维迅 All Vision 大洋 DAYANG 索贝 Sobey 新奥特 NewAuto 等 其中 广播级产品大多是基于加拿大Matrox公司的Digisuite系列套卡上开发的 这就形成了硬件基本相同 软件开发各显其能 百花齐放的竞争格局 这对非线性编辑系统技术的发展是颇为有益的 全中文的非线性编辑软件立足于国内广电行业 在功能上尽量做到更好 能基本完成电视节目后期制作的大部分工作 具有较高的实用性 性价比高 EDIUS编辑界面 二 第三方软件所谓的第三方软件就是有除非线性编辑系统开发商以外的其他软件公司开发的 不能直接与板卡直接挂靠进行输入 输出 但可以对已存入了硬盘阵列的视音频素材进行编辑处理 或者制作自己的二维和三维图像再与那些视频素材合成 合成后的作品再由采集输出软件输出 其特点是可以不依赖硬件运行 安装在适当规格的电脑上就可以使用 这些软件种类繁多 功能十分强大 在很大程度上填补了非线性编辑系统在特技效果和多层画面合成能力上的不足 六 接口非线性编辑系统中的各个部件都是独立存在的 计算机内部接口将它们连接在一起 使视音频数据可以传输 同时 非编系统还需要通过外部接口 与外部设备进行数据交换 包括模拟信号和数字信号这两种接口 1 SDTI接口2 AES EBU及S PDIF数字音频接口3 FDDI光纤分布式数据接口4 遥控接口5 IEEE 1394接口 第三节非线性编辑网络一 非线性编辑系统网络化 1 实现网络素材共享 允许多用户同时对同一素材进行操作 2 实现网络资源共享 允许一个用户分享其它用户的计算机资源 3 实现网络操作共享 可以利用网络上的任何一台计算机来操作整个网络 在任何一台计算机上恢复刚才在另一台计算机上所中断的操作 可以将某台计算机所不擅长的操作交给其它的计算机去完成 4 实现网络信息共享 能够实现在远程异地了解网络的状态 所有的信息以各种方式发布到网络上 5 实现制播分离 非线性制作网络系统与播出网络系统要相互独立 实现节目制作与播出分离 两个系统互不干扰 保证节目播出的可靠性 二 非线性编辑网络系统 1 系统组件一般非线性视音频网络编辑系统是由存储器 网络集成器 专用网卡 线缆和非线性编辑工作站等基本元素构成的 1 大容量存储器 一般为磁盘阵列或磁盘塔 用来存储素材 2 网络集线器 是连接存储器和各个非线性编辑工作站的纽带 3 专用网卡 是插在各个非线性编辑工作站内部 与网络集成器相连接的SCSI接口的网卡 4 传输媒体 传输媒体指数据在网络中传输的介质 常用的通信介质有 双绞线 同轴电缆和光缆 在视频网络中 通常使用的是双绞线和光缆 双绞线用于10 100Mbps以太网的连接 光缆用于1000Mbps以太网和FC网络中站点与系统的连接 5 非线性编辑工作站 以高速以太网将几台甚至数十台非线编系统与一台或几台大容量存储器的数据服务器联接在一起 2 非线性编辑网络系统工作原理非线性编辑网络系统 是摄制 录制 编辑 播出全系统实现网络化 是把不同的专用非编计算机 工作站 连接成一个可以相互传输信息和可以共享资源与数据的网络 3 非线性网络编辑系统的系统构成 三 非线性编辑网络的功能1 资源共享2 提高工作效率3 实现节目的实时制作 播出4 提供全新的创作空间5 可以实现媒体资源管理6 推动传媒机构的全面数字化 第四节非线性编辑系统的分类 一 按硬件平台分类 按照硬件平台的分类将非线性编辑系统分为基于工作站的非线性编辑系统 基于MAC平台的非线性编辑系统和基于PC平台的非线性编辑系统 二 按软硬件依赖程度分类 基于板卡的非线性编辑系统 也称为第一代非线性编辑系统 基于软件的非线性编辑系统 也就是第二代非线性编辑系统 三 按视音频信号编码方式分类 对视频压缩常有以下几种分类 有损压缩 Lossycompression 和无损压缩 Losslesscompression 帧内压缩 intraframecompression 和帧间压缩 interframecompression 对称压缩 symmetriccompression 和不对称编码 asymmetriccompression 四 按应用范围分类非线性编辑系统的专用型和通用型的分类 与前面介绍过的非编软件的专用和通用是不同的 一 专用型非线性编辑系统专用非线性编辑系统是针对节目制作的某个特性开发的 在功能上和使用上具有特定作用的系统 电视节目的种类多种多样 不同种类的节目对编辑有不同的要求 以新闻节目的制作为例 新闻节目强调时效性和真实性 电视画面不需要过多的特技修饰 只要按照基本规律和组接原理对镜头进行组接 再套上对应的字幕和片头尾即可 因此 对于新闻节目的制作来说 非线性编辑系统只需要有剪接和转场过渡功能就可以了 二 通用型非线性编辑系统通用型非线性编辑系统实际是相对于专用型提出的 五 按视音频处理能力分类非线性编辑系统对视音频信号的处理能力主要表现在采集 压缩编码 效果渲染等方面 不同行业 领域对视频质量的要求是有差别的 根据这种差别 按照视频质量有高到低 我们将非编系统分成三个等级 即广播级非线性编辑系统 专业级非线性编辑系统和大众级非线性编辑系统 六 按是否联网分类七 按应用方式分类固定非线性编辑系统移动非线性编辑系统 第五节非线性编辑系统的特点与性能 一 非线性编辑系统的特点 一 视音频信号数字化处理 二 集成度高 三 编辑功能强大 四 拓展性强二 非线性编辑系统的性能 第四章非线性编辑制作流程 非线性编辑技术是综合性很强的技术 在强大的数据压缩技术 数字视音频技术 计算机图形技术支持之下 非线性编辑系统几乎集成了所有传统后期制作设备的功能 例如录象机 切换台 数字特技机 编辑机 多轨录音机 调音台 MIDI创作 时基校正器等等 技术上的特点一方面使得非线性编辑系统在视音频编辑方面体现出更为明显的优势 另一方面造成非线性编辑系统的制作流程与传统电子编辑方式有很大区别 第一节非线性编辑制作流程概述 从整体上来看 非线性编辑系统相当于由一套多媒体计算机硬件设备与集成配套的专用软件组成 由于涉及到视音频信号在模拟与数字格式之间的转换 在进行正式编辑前 对于传统的模拟视音频信号必须把源视频 即将来自于模拟摄象机 录像机等设备的视频信号通过视频采集压缩卡 声卡 经过模 数 A D 转换 才能变成数字信号 再经过数字压缩后形成数据流存储到系统硬盘中 这样的数字视音频信号才能供计算机进行数据处理也即编辑处理过程 而当编辑最终完成后 成品节目一般还需经过视频卡进行数字解压缩 即D A转换 送出模拟信号进行播出 或者输出到录象机记录在磁带上或输出到光盘进行存储 一 非线性编辑制作基本流程 影视编辑工作流程大致如下 1 原始视音频素材的捕获 2 创建项目工程 3 导入素材 4 编排和调整素材 5 添加特技效果 6 生成最终的节目文件 二 非线性编辑制作流程各环节的主要工作1 项目创建和素材采集阶段非线性编辑之所以称为 非线性 是指素材的编辑过程可以不按时间顺序进行 但是整个节目制作过程还是必须按一定的流程进行 第一步即是项目的创建阶段 2 音视频编辑阶段对素材进行音视频编辑就是选择素材 并且通过设置素材的入点与出点以选择素材中最合适的部分 并遵循镜头组接的技术和艺术的要求 最终形成完整和连续的影视作品的过程 简而言之 即是一个选择并按要求排列素材的过程 可以说 音视频编辑处理是整个非线性编辑过程中最重要的环节 3 特技与字幕处理阶段对于编辑人员而言 通过非线性编辑系统的强大功能和相对较为简单的操作 一部电视作品正在自己手中逐渐成型 让编辑工作成为一个比较惬意的过程 但是 这个编辑过程不是音视频素材的简单堆砌 而是多种素材的有机组合 除了在镜头的选择和编排上需要斟酌外 特技与字幕的处理与视音频编辑一样也是重要的环节 4 节目的输出阶段经过编辑人员和其他工作人员的共同努力 编辑完成并经过审看后的电视节目需要通过多种方式输出到其它的载体上以便更多的观众能够欣赏 理论上 任何编辑完成的电视节目可以直接在非编设备通过实时播放的方式供广大观众观看 但考虑到多种原因 如非编设备及硬盘的空间都不能长期占用 并且节目的播出 发行与交流需要与现有模式通用 所以在实际运用过程中 节目编辑完成的定稿后一般输出并存储到其它载体上 PremierePro是Adobe公司自1991年推出视频编辑软件以来的最重要升级版本 它被重新设计 能够提供强大 高效的增强功能和先进的专业工具 包括尖端的色彩修正 强大的音频控制和多个嵌套的时间轴 并专门针对多处理器和超线程进行了优化 能够利用新一代基于英特尔奔腾处理器 运行WindowsXP的系统在速度方面的优势 提供一个能够自由渲染的编辑体验 典型的非线性编辑软件 AdobePremierePro AdobePremierePro的安装 Premiere主程序的安装 需要激活 中文字体 方正 汉文 金鼎 adobe中文字体补丁常用Premiere插件 旧电影 下雨 雪花等 AdobePremierePro的启动 AdobePremierePro软件安装完毕后 选择开始 程序 AdobePremierePro命令 即可以运行该软件了 初始界面如图3 8所示 在这里我们选择 新建项目 便可以正式使用PremierPro了 PremierePro的工作界面 Project 项目窗口 Monitor 监视器窗口 Timeline 时间线窗口 控制面板 Project 项目 窗口项目窗口是PremierePro的最主要的工作窗口 编辑中调入窗口的所有素材片断和对素材片断所作的各种编辑和处理 都可以以项目文件的形式保存下来 在PremierePro项目窗口被分为两页 它将原来右下角的Effects窗口合并到了项目窗口 在特效选项卡中有四种效果分别是AudioEffects 音频特效 AudioTransitions 音频转换 VideoEffects 视频特效 和VideoTransitions 视频转换 PremierePro的主要工作窗口 Monitor 监视器 窗口监视器窗口为双窗口设置 左面窗口为源窗口 用来预览原始的素材剪辑 右面的窗口为节目窗口 是时间线窗口的预览窗口 实际上也是最终输出视频效果的预览窗口 PremierePro的主要工作窗口 Timeline 时间线 窗口Timeline 时间线 窗口是实施视频音频编辑的工作窗口 在PremierePro中多数的编辑工作都需要在时间线窗口中完成 PremierePro的主要工作窗口 原始视频与音频素材的捕获大量的原始视频与音频素材都来源于真实世界中 需要用某种方式将其记录 摄像机 下来并存储 录像带 下来 但是这些数据并不能直接应用于计算机编辑 所以还需将其转入到计算机中 并以视频与音频编辑软件可以编辑的方式进行存储 实现上述功能的方式便是捕获 创建项目工程建立项目工程是利用Premiere完成电视节目制作的首要工作 项目工程是所有其他工作的基础所在 可以通过以下步骤完成项目工程的建立 1 选择开始 程序 AdobePremierePro命令启动PremierePro 2 在初始的欢迎页面上选择NewProject 新建项目 3 设置接下来出现的NewProject对话框 在Location文本框中输入项目存储的路径 在Name文本框中输入项目的名称 之后单击OK按钮 则PremierePro会自动按预置格式创建一个空白项目 并在工作区中显示相应的窗口 导入素材Premiere自身是一个视频与音频后期编辑软件 重在于后期编辑 自身建立素材的功能非常有限 这样就要求用户在开始制作节目之前 将所需编辑的素材文件导入到项目窗口 编排和设置素材导入素材后 就可以着手进行节目的编辑工作了 而素材的编排和调整是节目编辑的开始工作 编排是指排放素材的在时间线窗口的先后顺序和叠放位置 而调整是指对素材的播放时间 速度以及内容进行相应的调整 以符合节目编辑的意图 对于素材的调整可以在两个窗口中进行 一是监视器窗口 二是时间线窗口 添加特技效果接下来的工作是对素材实施特技效果 主要包括转场特效 运动特效 视频与音频滤镜特效和文字字幕特效等 生成最终的节目用PremierePro进行数字电影的编辑 最终要生成一个电影节目文件 输出所需要的时间由计算机的硬件配置决定 配置越高 生成的速度越快 第二节项目创建与管理 项目 Project 是非线性编辑过程中经常提到的名词 就是指单独描述一部影视作品编辑过程所包含各类信息的文件 对于一个单独的电视节目我们必须创建一个项目 在此项目下 我们可以在时间线上编辑处理导入的素材 加入特技和字幕直到最后输出成品节目 由于不可避免需要反复修改 所以编辑也是一个精工细作的过程 一般不会立即完成 设置一个项目可以在关机时保存所有已编辑的信息 如时间线上已编排的音视频素材 特技轨上的特技设置 音频素材的特殊处理等等 下次开机时就可以直接打开项目继续编辑工作 非编系统还支持多项目操作 可以在同一套系统设备中存储多个项目 分别编辑不同的电视节目 一 项目创建 PremierePro的编辑界面大致可分为几个部分 菜单栏 界面正上方为菜单栏 非编软件的各项命令都可由此选择 项目 窗口 界面左上方为 项目 窗口 管理该项目下所有的素材 特效 时间线使用情况等信息 监视器 窗口 工具栏 位于屏幕的左下方 时间线 位于屏幕正下方 信息和历史操作窗口 二 项目设置位于菜单栏上的 项目 菜单含有多种命令 主要是用于项目参数设置 项目管理和选择何种输出节目样式的各种编辑命令 三 项目管理 项目创建与素材管理 学习目标1 了解项目创建的准备工作2 理解项目创建的基本设置3 掌握素材导入的基本方法4 掌握素材管理的基本方法 项目包含了制作者创建作品的所有参考信息和素材管理信息 诸如数字编辑与合成的工作模式设定 转场和特效的细节设定 素材捕获与管理的方式设定等等 素材 通常被认为是尚未进行编辑加工的数字媒体 是项目中的工作对象 因而 素材的导入以及对素材管理的设置是项目创建的同时要完成的一个重要任务 这已被视为项目创建工作中的一部分 1项目创建准备项目作品故事板 在新项目创建之前 首先应该根据作品的需要制作一个关于项目作品的规划 类似于影视创作中的分镜头脚本 在这里称为故事板 故事板应该包括作品的主要情节 主要场景及其音效配置 时段安排的简单描述 包括转场 滤镜 移动和合成等特技效果的技术要求 包括作品片头和结尾的处理方案等 项目作品故事板 调整天平平衡 教学片片段 故事板 2项目文件存储规划 文件存储的规划主要是为项目各类文件指定硬盘空间 1 平台系统文件非线性编辑平台的系统文件可以安装在操作系统所在的逻辑硬盘 同时该硬盘还可安装与项目和素材制作或作品播放相关的工具软件及第三方插件 2 项目文件与素材文件项目文件 在AdobePremierePro中为PrProj格式文件 般包含了一个项目的各项参数设置 素材管理和素材的剪辑 特效 运动和合成的应用等信息 是一个项目的主体文件 它在编辑状态时与硬盘的交互信息量不大 只是在保存文件的时候与硬盘发生较大的信息交互作用 但时间短暂 可以指定存储在一个普通的硬盘上 而不必与系统文件放在一起 2项目文件存储规划 2项目文件存储规划 3 暂存文件编辑与合成工作中会出现大量的暂存文件 其中包括实时捕获的视频和音频文件 实时生成的预览视频和音频文件以及在导入音频素材时转换成的符合高质量回放的AdobePremierePro规格的音频等 一旦为暂存文件指定了硬盘空间 它在生成后会自动地保存在指定的位置 4 作品文件非线性编辑系统可以将最终作品以多种形式输出 除用外部设备记录的文件外 应为这些作品文件指定一个硬盘空间 一般来说 尽管不同格式作品文件的存储量差别很大 但存储量最大的文件也只是与高质量预览视频与音频文件的存储量相当 因此 通常以预览视频与音频文件的存储量再叠加10 的冗余量来估算最终作品文件的存储量 2项目文件存储规划 2项目文件存储规划 在进行文件存储规划时 可以归纳为以下几点原则 文件存储性能优化的前提是计算机硬盘拥有多个物理意义上的分隔硬盘 在同一个硬盘上的分区对于优化是不起作用的 选择高转速的硬盘作为保存暂存文件以及捕获素材的目录硬盘 选择较慢的硬盘保存项目文件 音频和视频捕获文件分开保存 视频捕获最好单独使用一块硬盘 使用本地存储 避免使用网络存储以及移动存储设备 网络存储设备和移动存储设备的速度达不到实时存储的要求 项目创建初始设置 1 进入初始设置在WindowsXP操作系统下运行AdobePremierePro系统 这时出现一个项目文件选择对话框 单击NewProject按钮 进入新项目初始设置对话框 项目选择对话框 2 项目载入预设在项目初始设置对话框中 LoadPreset 载入预设 选项卡中包括了DV NTSC制式和DV PAL制式两种预设 每种预设中又各自包含了屏幕与音频的各种标准 选中某一标准后 将直接影响项目中视频编辑操作环境的基本模式 项目创建初始设置 项目初始设置对话框 项目创建初始设置 注 选中项目初始设置对话框中的CustomSettings 自定义设置 选项卡 就可以通过选择不同选项进行项目创建初始设置 参数设置对话框 3 项目文件常规参数设置选中General选项 进行常规参数设置 1 基础模式设置包括编辑模式 EditingMode 时基模式 Timebase 2 视频参数的设置视频参数设置是对所建立项目的视频进行设置 3 音频参数的设置音频参数设置是对所建立项目的音频进行设置 项目创建初始设置 项目创建初始设置 4 视频素材捕获设置捕获设置主要是针对用于捕捉的不同硬件设备而进行设置 5 关键帧和视频渲染的设置选择项目创建初始设置面板中左边的VideoRendering选项 进行关键帧和视频渲染设置 1 视频压缩 Compressor 对于视频压缩的设置其实就是对编码解码器 Codec 的选择 对于同一种格式的文件 可以采用不同的编码解码器进行视频与音频的编码与解码 项目创建初始设置 2 调整色彩深度 ColorDepth 色彩深度是指每一个像素可以显示的颜色数 基本上色彩深度用多少量化数 也就用多少位来表示 量化的比特数越高 每一个像素可显示的颜色数目就越多 3 优化静止图像 OptimizeStills 优化静止图像 该选项是AdobePremierePro为了提高序列中静止图像的处理效率而设定的 项目创建初始设置 6 序列参数的设置选择项目创建初始设置面板中的DefaultSequence选项 进行序列参数的设置 序列参数的设置包括对时间线窗口视频轨道数量的设置以及对音频轨道的设置 7 保存预设单击SavePreset按钮 弹出对话框 填写内容后 单击OK按钮就会存储一个当前的预设 再新建一个项目时 LoadPreset选项中就会出现这个存储过的预设 项目创建初始设置 8 项目文件的建立如果确认了所有设置 可以在Lcation文本框中填写项目文件的保存位置 在Name文本框中填写新项目文件名 单击OK按钮 项目文件即可建立 9 项目初始设置的修改当新项目创建完成之后或工作过程中 有时需要修改个别设置 可以选择菜单Project ProjectSettings命令 进行修改 项目优先项设置 选择主菜单的Edit Preference General命令 弹出优先项设置对话框 优先项设置对话框 1 常规选项 General 选中左边列表框中General名称 右边区域出现以下选项 1 In Outpointshowmediaoffset 入 出点偏移量 2 Preroll 预卷量 以秒为单位 3 Postroll 过卷量 以秒为单位 4 VideoTransitionDefaultDuration 缺省的视频转场时长 以帧为单位 项目优先项设置 项目优先项设置 5 AudioTransitionDefaultDuration 缺省的音频转场时长 以帧为单位 6 UserInterfaceBrightness 以滑块的移动来调节用户界面的明暗 2 音频选项 Audio 选中面板左边列表框中Audio名称 右边区域出现以下选项 1 AutomatchTime 自动匹配时间 以秒为单位 2 5 1MixdownType 5 1环绕混合模式 在其下拉菜单中有各种模式选项 3 Playaudiowhilescrub素材片段夹g 拖动时间线时是否播放音频 项目优先项设置 3 音频硬件选项 AudioHardware 选中面板左边列表框中AudioHardware名称 右边区域出现以下选项 1 Input OutputDevice 输入 输出设备 2 OutputChannelMappings 输出通道映像 3 L