第01章 数字媒体非线性编辑技术概述

第1章数字媒体非线性编辑技术概述本章学习目标

1．了解数字媒体的基础知识2．了解非线性编辑与合成的基本概念3．熟悉非线性编辑系统的功能与作用第1章数字媒体非线性编辑技术概述数字媒体非线性编辑技术是一门新的综合性技术，它涵盖了电视技术、数字媒体技术和计算机技术的主要领域，其关键技术主要包括电影与电视编辑技术、数字视频与音频处理技术、数字图形与图像处理技术、数据压缩技术、数字存储技术、多媒体网络技术以及计算机硬件技术等等。随着关键技术的不断发展，非线性编辑系统不但在电视台、电影厂和音像出版社得到了越来越广泛的应用，而且还在多媒体资源制作、网络流媒体制作等计算机传媒领域得到了广泛的应用。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像数字媒体中的图形与图像主要是指静态的数字媒体形式，它不仅包含着诸如形、色、明、暗等外在的信息显示属性，而且从产生、处理、传输、显示的过程看，还包含着诸如颜色模型、分辨率、像素深度、文件大小、真/伪彩色等计算机技术的内在属性。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像1.图形与图像的区别与联系一般来说，图像所表现的显示内容是自然界的真实景物，或利用计算机技术逼真地绘制出的带有光照、阴影等特性的自然界景物。而图形实际上是对图像的抽象，组成图形的画面元素主要是点、线、面或简单立体图形等，与自然界景物的真实感相差很大。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像有时为了更好地利用计算机数字化的特性，图形也可以用图像来表示，图像也可以抽象提取特征转化为图形来表示（这种抽象过程，会使原型图像丢失一些显示信息）。如下图所示。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像2.图形与图像的像素像素是数字图形与图像中能被单独处理的最小基本单元。从像素的视觉属性看，它是一个最小可视单位。从像素的量值属性看，它的数据结构应同时包含有显示地址、色彩、亮度等数据，这些数据就称为像素值。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像3．图形与图像的颜色模型（1）RGB模型RGB模型也称为加色法混色模型。它是以RGB（红、绿、蓝）三基色光互相叠加来实现混色的方法，因而适合于显示器等发光体的显示。F(物体颜色)=R×（红色的百分比）+G×（绿色的百分比）+B×（蓝色的百分比）第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像（2）CMY模型CMY模型（Cyan，Magenta，Yellow）是采用青、品红、黄色3种基本颜色按一定比例合成颜色的方法。CMY模型又称为减色法混色模型，因为色彩的显示不是直接来自于光线的色彩，而是光线被物体吸收掉一部分之后反射回来的剩余光线所产生的。光线都被吸收时成为黑色，当光线都被反射时成为白色。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像（3）YUV与YIQ模型YUV适用于PAL和SECAM彩色电视制式，而YIQ适用于NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee,国家电视系统委员会）彩色电视制式。其中Y是亮度信号，U和V则是两个色差信号，分别传送红基色分量和蓝基色分量与亮度分量的差值信号，在NTSC彩色电视制式中使用YIQ模型，其特性与YUV模型相近。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像（4）HSI颜色模型HSI〔Hue-Saturation-Intensity(Lightness),HSI或HSL〕颜色模型用H、S、I三个参数描述颜色特性，其中H定义颜色的波长，称为色调；S表示颜色的深浅程度，称为饱和度；I表示强度或亮度。这些正是颜色的三要素。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像4．图形与图像的基本属性（1）分辨率分辨率是一个统称，分为显示分辨率、图像分辨率等。显示分辨率是指某一种显示方式下，显示屏上能够显示出的像素数目，以水平和垂直的像素数表示。图像分辨率是指组成数字图形与图像的像素数目，以水平和垂直的像素数表示。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像（2）颜色深度颜色深度是指图像中每个像素的颜色（或亮度）信息所占的二进制数位数，记作位/像素（bitsperpixel，bpp）。常见颜色深度种类有：4位：这是VGA标准支持的颜色深度，共16种颜色。8位：这是数字媒体应用中的最低颜色深度，共256种颜色。16位：在16位中，用其中的15位表示RGB三种颜色，每种颜色5位，用剩余的一位表示图像的其他属性。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像24位：用三个8位分别表示RGB，称为三个颜色通道，可生成的颜色数为16777216种，约16M种颜色，这已成为真彩色。32位：同24位颜色深度一样，也是用三个8位通道分别表示RGB三种颜色，剩余的8位用来表示图像的其他属性。（3）Alpha通道使用32位颜色深度时，用一个8位来表示图像的透明度信息，这个8位通道称为Alpha通道。Alpha通道分为两种类型：Straight和Premultiplied通道。StraightAlpha通道将像素的透明度信息保存在独立的Alpha通道中，它也被称为不带遮罩的Alpha通道。PremultipliedAlpha通道不但保存Alpha通道中的透明度信息，而且同时保存RGB通道中的相同信息，因而它也被称为带有背景色遮罩的Alpha通道。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.1数字图形与图像第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像5．图形与图像的基本类型位图是由许许多多的像素组合而成的平面点阵图。其中每个像素的颜色、亮度和属性是用一组二进制像素值来表示的。矢量图是用一系列数学公式来描述或处理一幅图的，描述的对象包括一幅图中所包含的各图元的位置、颜色、大小、形状、轮廓和其他一些特性，也可以用更为复杂的形式表示图像中的曲面、光照、阴影、材质等效果。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像6．图形与图像的处理（1）图形处理数字图形处理包括二维平面及三维空间的图形处理两种。现在图形处理的具体内容主要包括：几何变换，如平移、旋转、缩放、透视和投影等；曲线和曲面拟合；建模或造型；隐线、隐面消除；阴暗处理；纹理产生；配色，等等。（2）图像处理数字图像处理是指将客观世界中实际存在的物体映射成数字化图像，然后在计算机上用数学的方法对数字化图像进行处理。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.1数字图形与图像（3）图形处理与图像处理的区别图形处理与图像处理的区别在于，图形处理着重研究怎样将数据和几何模型变成可视的图形，这种图形可能是自然界中根本不存在的，即人工创造的画面。图像处理侧重于将客观世界中原来存在的物体映像处理成新的数字化图像，关心的问题是如何压缩数据、如何识别、提取特征、三维重建等内容。实际上，图形与图像在处理与存储时均按各自的特定格式和方法进行，而在屏幕上显示时，二者都是以一定的分辨率和颜色深度在屏幕上以点阵的形式显示出来。1．动态图形与图像的视觉原理

人眼具有“视觉暂留”的时间特性，人眼对光像的主观亮度感觉与光像对人眼作用的时间并不同步,主观感觉亮度是逐渐下降的,如图1-2所示。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频图像亮度视觉t亮度

t

△t图1-2动态图像之间在视觉亮度上的时间重叠特性曲线因而，动态图形与图像是由多幅连续的、内容相关而又彼此独立的画面序列构成的一种离散型时基媒体形式。非线性编辑系统也正是利用了动态图形与图像序列的这种离散时基特性对序列进行剪切、抽取、插入等操作，但仍然保持新序列的图像之间在视觉亮度上的时间重叠特性，从而完成新的序列编排。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频1．动态图形与图像的视觉原理2．视频与动画(注意二者的区别)动态图形与图像序列根据每一幅画面的产生形式，又分为两种不同的类别。当每一幅画面是人工绘制或计算机生成的画面时，称为动画；当每一幅画面是由各种设备实时获取的自然界景物图时，称为动态影像视频，简称视频。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频3．视频信号的描述（1）视频扫描特性实际上，每秒24幅图像的刷新率虽不会出现停顿现象，但仍会使人眼感到画面的闪烁，要消除明显的闪烁感就要使画面刷新率提高一倍，即每秒48次以上（如图1-3所示）。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频图像亮度视觉t亮度

t

△t图1-3画面刷新率每秒48次以上的视觉亮度上的时间重叠特性曲线3．视频信号的描述（1）视频扫描特性视频信号是采用了一种扫描技术来进行传输与呈现的。电视技术中是把一帧图像的每一个像素按从左到右，从上到下的顺序逐点扫描传送的。在PAL制中1帧图像分625个扫描行，为消除视觉闪烁感，又将原来一帧625扫描行的图像按奇数、偶数扫描行分离为“奇”、“偶”两幅（又称为场）画面，这样，每场画面采用隔行交织扫描方式，共312.5行。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频信号发送时先发送奇数场，然后再发送偶数场，在接收端先接收到奇数场光栅，将整幅图象大致呈现所示），然后再接收偶数场，并将偶数场图象镶嵌在奇数场图像中，从而得到了精细的整幅图象，如图1-4所示。

图a图b图c第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频（a）奇数场图像（b）偶数场图像（c）奇、偶数场镶嵌图1-4隔行扫描图像再现示意图除了上述隔行扫描的方式之外，还有逐行扫描的方式，它是计算机屏幕画面显示的基础，具有更好的动态显示效果。作为计算机显示基础的逐行扫描方式已被吸纳到数字高清晰度电视标准中来，电视第一次在大动态画面和高清晰静止画面两方面的显示都达到了较好的平衡。

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1.1.2数字视频与音频（2）视频扫描格式目前扫描格式主要有两大类：525/59.94和625/50，即：每帧的行数/每秒的场数。NTSC制的场频准确数值是59.94005994Hz，行频是15734.26573Hz；PAL制的场频是50Hz，行频是1562Hz。在数字技术中经常用水平、垂直像素数和帧频来表示扫描格式。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频目前数字视频可以分为三种不同的标准：①ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee,广播行业组织，美国高级电视系统委员会)标准

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1.1.2数字视频与音频②DVB（TheDigitalVideoBroadcastingProject，数字视频广播节目）标准（是以欧洲为典型的数字视频标准）

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1.1.2数字视频与音频③ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting，综合业务数字广播)标准它是由欧洲的DVB-T衍生出来的集中在日本的数字视频标准，可以说是经修改的欧洲方案。与DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能，是一种标准化的复用方案，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。它可以接收的扫描格式与DVB系统相近。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频

（3）像素与帧的宽高比像素比是指图像中的一个像素的宽度和高度之比，帧宽高比则是指图像一帧的宽度和高度之比。在非线性编辑工作中建立新项目时，根据最终作品的要求都需要设置项目视频画面的帧宽高比，当导入的视频素材使用了与项目设置不同的帧宽高比时，就必须确定如何协调这两个不同的参数值。像素的宽高比为1时是方形像素，其它类型是矩形像素，这主要取决于不同标准的视频图像的水平与垂直像素数目的比值与其帧宽高比是否相同。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频（4）场及其顺序视频素材从扫描的形式上看，可以分为交错式和非交错式。在交错视频中，每一帧由两个场(Field)构成，称为奇场（OddField）和偶场(EvenField)，在Premierepro中称为上场（UpperField）和下场（LowerField），这些场依顺序显示在NTSC或PAL制式的监视器上。在非交错视频中，扫描线是按着从上到下的顺序全部显示的，而计算机图形图像软件是以非交错式显示视频的。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频（5）SMPTE时间码SMPTE将以小时:分钟:秒:帧的形式确定每一帧的地址。有几种不同的SMPTE时间码标准，用于不同的帧率。PAL制采纳的是25fps的标准，而NTSC制采纳了29.97fps的标准。但NTSC时间码仍采用30fps的帧速率，这就造成了实际播放和测量的时间长度有0.1的差异。为了定位，制定出一个被称为DropFrame（掉帧）的格式。多数视频编辑系统既装有掉帧，也装有不掉帧时间码格式。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频4．视频信号的数字化数字化过程包括视频信号的采样、量化与编码3个步骤，一般习惯称其为数字化三步曲。以适当的时间间隔读取模拟信号波形幅值的过程叫“采样”，将采样时刻的信号幅值归整定量的过程叫“量化”，将量化后的一连串整数用一个二进制数码序列来表示叫做“编码”。图1-5是数字化过程的示意图。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频幅109.7输入波形值988.877.1665.8554.94322.311.40t（a）采样量77输入波形化66级55数44444322110t（b）量化（3bit）脉1001100111110100100101100010冲0t（c）编码图1-5采样、量化、编码示意图

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1.1.2数字视频与音频采样编码量化5．数字音频技术能够被人的听觉感知并且被人们接受的声音信号是一种模拟信号,因为它在时间上和幅值上都是连续（不间断）变化的信号。同模拟视频处理一样，想要将模拟音频在计算机内进行编辑处理，也要通过数字化转换把模拟信号转换为数字音频信号。数字化转换过程，同样由采样、量化和编码构成。由于人耳能听到的声音最高频率为20kHZ，也就是音频的最大带宽为20kHZ，因而根据采样定理要想不失真地重构音频信号，则采样频率必须高于被采样信号所含最高频率的两倍，即采样率只要高于40kHZ就可，这与视频采样速率比较起来低得多。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.2数字视频与音频

数字化后的视频与音频信号由于其所具有的庞大的信息量，还难于直接用在非线性编辑的实时处理工作中，因此数字化后的视频与音频信号还必须要经过编码压缩。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.3数字压缩编码1．视频信号的压缩编码在保持信号质量的前提下，设法降低码率及数据量，才能使数字视频标准得到应用。而这种降低码率的过程，被称为压缩编码，或信源编码。信源之所以可以压缩是因为视频图像信息内存在着大量的规律性，或称相关性。由于图像是以块和轮廓组成的，在同一帧内（帧内）或相邻帧之间（帧间）存在着大量相同的内容，在传输的前一个样值中也包含了后一个样值或后一帧中相关位置或相关频率的样值内容，这就是冗余内容。要去除信息中的相关性，去除冗余码，使样值独立，从而提高熵值，降低信息码流。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.3数字压缩编码

从视频图像压缩后的质量角度看，压缩方法基本可分成无损压缩和有损压缩两类。在无损压缩中，当数据被压缩之后再进行解压，得到的重现图像与原始图像基本相同。其压缩率通常很小，并不实用。在有损压缩中，有较高的压缩比，，虽然解压后得到的重现图像相对于原始图像质量降低了，但引起的微小误差，不足以使人眼察觉。因此，有损压缩是视频处理中更有实用价值的方式。

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1.1.3数字压缩编码1．视频信号的压缩编码常用的压缩标准是国际标准化组织推荐的JPEG和MPEG。JPEG是一种针对静止的连续色调的图像压缩方法，它属于帖内压缩（只在本帧范围内去除冗余量）。它可按大约20:1的比率压缩图像，而不会导致太大图像质量和彩色数据的误差，它的压缩和解压是对称的，这样压缩和解压可以使用相同的硬件或软件，而且压缩和解压时间大致相同。

非线编系统中经常使用的压缩格式是在JPEG基础上制定的Motion-JPEG标准，它实现了对视频图像的实时压缩和解压缩。使用Motion-JPEG方式捕获的视频在编辑过程中可以随机编辑任意帧，而与其他帧不相关。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.3数字压缩编码1．视频信号的压缩编码MPEG是一种不对称的压缩算法，压缩的计算量比解压缩大得多，所以压缩常用硬件来执行而解压缩则用软件、硬件均可执行。由于MPEG压缩形成的数字视频不具有帧的定位功能，因此无法对帧进行编辑处理。在视频制作过程中，往往是非线性编辑系统先采用通用的格式进行编辑，最后再转换成MPEG文件。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.3数字压缩编码1．视频信号的压缩编码第1章数字媒体非线性编辑技术概述

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1.1.3数字压缩编码2．数字音频的压缩编码音频数据压缩的方案可以有三方面的考虑，一是降低采样频率，二是降低量化位数，三是去除音频编码中的冗余信息。根据数字信号采样定理的要求，根据音频信号的带宽等因素，人们一般将音频采样频率确定为44.1kHz，不可能再降低了，其目的是确保声音的高质量还原。数字音频的压缩可以从量化方面入手，可以减少每位样本所需要的量化位数，然而这种量化位数的降低应是建立在确保音频质量的基础之上的，过于低的量化位数会导致信息的损失，降低音频质量。

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1.1数字媒体基础

1.1.3数字压缩编码

更多的考虑是去除音频编码中的冗余信息。数字音频的压缩可以考虑两个心理声学模型，即绝对听阈和掩蔽效应，以此来确定哪些成分在音频信号内可能是冗余的。图1-6反映了人的绝对听阈的情况。

140(db)120120方

100SPL

8080方604040方20

00方绝对听阈曲线-20

20401002004001k2k4k10k20kf(Hz)图1-6等响度曲线第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.3数字压缩编码掩蔽阈值/db80强音处掩蔽效应60原绝对听阈曲线4020001246810121416频率/kHz图1-71kHz声音的掩蔽效应图1-7反映了声音的掩蔽效应。人耳对频域中绝对听阈曲线以下部分的声音无法察觉，因而大量的在绝对听阈曲线以下的音频信号对人耳来说是毫无意义的，因此不必记录或传输。被强音掩蔽了的弱音也无法被人耳察觉，因此同样不必记录或传输。另外可以将音频信号中那些对人耳较不敏感的频率段用较粗的量化步长量化，以便舍去一些次要信息，而对于人耳听觉较敏感的频段则设立较小的量化步长，使用较多的码位来传送，以确保必要的声音信息。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.3数字压缩编码数字压缩编码技术是实现非线性编辑的基石。当前的非线性编辑系统中核心的部分就是视频与音频的压缩与解压缩硬件和软件子系统，它在进行非线性编辑的过程中，自始至终担当着对视频与音频信号的压缩与解压缩工作，以达到令人满意的实时处理的视频画面和听觉效果。

第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.1数字媒体基础

1.1.3数字压缩编码第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

非线性编辑严格意义上说应该称为数字媒体非线性编辑，是数字媒体技术进入广播电视领域的表征。数字媒体技术给传统影视制作带来的变化是巨大的，这不仅表现在技术手段的数字化上，而且也表现在新的理论和概念上，非线性编辑概念的出现，就是这一变化的体现

1．物理剪辑方式1956年，安培公司发明了磁带录像机，可以利用电视观看编辑的节目了。但节目编辑形式仍沿用了电影的剪辑方式。这种编辑方式对磁带有损伤，节目磁带不能复用，编辑时也无法实时查看画面。

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1.2非线性编辑基础

1.2.1影视编辑发展历程2．电子编辑方式1961年，录像技术和录像机功能不断完善，电视编辑进入了电子编辑时代，可以利用标准的对编系统，实现从素材到节目的转录。电子编辑避免了对磁带的损伤，在编辑过程中也可以查看编辑结果，及时修改。电子编辑的编辑精度不高，无法逐帧重放，带速不均匀造成的接点处出现跳帧现象。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.1影视编辑发展历程第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.1影视编辑发展历程3．时码编辑方式1967年，美国电子工程研制出了EECO时码系统，1969年，使用SMPTE/EBU时码对磁带位置进行标记的方法实现了标准化，利用基于时码设备的编辑技术和手段不断涌现，编辑精度和编辑效率有了大幅度的提高。但是电视编辑仍无法实现实时编辑点定位功能，磁带复制造成的信号损失也没有彻底解决。。

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1.2非线性编辑基础

1.2.1影视编辑发展历程4．非线性编辑方式1970年，美国造出了第一台非线性编辑系统，这种早期的模拟非线性编辑系统将图像信号以调频方式记录在磁盘上，可以随机确定编辑点。80年代出现了纯数字非线性编辑系统，但当时压缩硬件还不成熟，磁盘存储容量也很小，因而视频信号并不是以压缩方式记录的，系统也仅限于制作简单的广告和片头。90年代以后，随着数字媒体技术和存储技术的发展、实时压缩芯片的出现、压缩标准的建立以及相关软件技术的发展，使得非线性编辑系统进入了快速发展时期。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

1．线性编辑与非线性编辑在影视编辑领域，“线性”与“非线性”的概念主要是从视音频信息存储的方式出发来区别的,一般来说，将存储信息的顺序与接受信息的顺序相关或一致的方式称为“线性”，将存储信息与接受信息的顺序不相关或不一致的方式称为“非线性”。

人们用“线性“这个词描述磁带存储视音频信号的方式，这是因为磁带存储信息的顺序与接收信息的顺序相关，所以人们也就将基于磁带存储的编辑方式称为线性编辑方式。人们用“非线性“这个词描述数字硬盘、光盘等介质存储数字化视音频信息的方式，这是因为数字化存储信息的位置是按照盘操作系统规则(Softwareroutine，一个软件程序)进行分配的，存储信息与接受信息的顺序可以完全不相关。这样，基于数字硬盘或光盘存储的编辑方式也就被称为非线性编辑方式。

第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

1．线性编辑与非线性编辑第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

2.脱机编辑与联机编辑

“脱机(Off--l1ne)编辑”，即采用较低的分辨率和较大压缩比（如100：1）将所用原始素材捕获到计算机中，按照脚本计划进行编辑操作，完成编辑后输出EDL（EditDecisionList）表。该表又称为编辑决策表，它记录了视音频编辑的完整信息。“联机(On-line)编辑”，即先将EDL表文件输入到编辑控制器内，然后控制广播级录象机以较小压缩比（如2：1）按照EDL表自动进行广播级成品带的编辑及叠加实时特技(硬件特技)等，最终输出为高质量的成品带。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性视音频信息存储的不同特性从根本上决定了线性与非线性不同的编辑方式。为了对非线形编辑过程有更清晰的认识，首先要对线性编辑过程作一了解。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

基于磁带存贮介质进行编辑时，要受到磁带存储特性的制约。首先要在各素材带上对所需的素材片段以时间码的编号分别顺序寻找，然后将找到的各个素材片段按时间码的顺序分别记录在录象机节目磁带上，形成成品带，这就是线性编辑过程。显然，线性编辑过程就是一个内容复制的过程，而且这个复制过程很繁琐。

以两个素材带为例（如图1-8所示），各素材带上所需的多个片段的顺序与复制到节目带上的顺序并不相同，根据场景与剧情排列顺序的需要，必须反复进行正走带4次、倒带3次、磁带间转换5次和复制7次，耗费了大量的时间。这种方式也带来了对已编好的节目进行修改或插入新片段的困难。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

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1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性素材带1走带2次，倒带2次两磁带间转换5次素材带2走带2次，倒带1次

编辑节目带复制操作7次

图1-8线性编辑过程0

ABCDEFGHA’B’C’D’E’F’G’H’CD’BC’GEG’

ABCDEFGHA’B’C’D’E’F’G’H’CD’BC’GEG’走带方向数字硬磁盘的优异的存储特性决定了视音频素材的非线性编辑方式。硬磁盘保存的所有数据都有地址，因而数据的存取可按地址直接进行，与数据的排列顺序无关，而且其按已知地址寻找数据所用的时间极短，所以，硬盘中素材片段相互位置的关系可以理解为是并列平行的、没有顺序的，所编辑的素材片段之间的转换也可以视为为不需时间的、直接跳跃的。

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1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

还以两个素材带为例，分析非线性编辑的工作过程，如图1-9所示，将素材带上所需的素材数字化后，压缩并存储到磁盘上，形成一系列文件，这个过程称为素材上载或视音频捕获过程。上载时两个素材磁带只需依次正走带，不需反复倒带，素材带之间只需转换一次，也不需考虑素材片段存储到硬盘中的位置和顺序。系统可以对素材文件进行非线性编辑，并用EDL文件引导素材文件在编辑中跳转。

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1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

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1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

素材带1走带1次

数字硬磁盘素材间的跳跃

素材带2走带1次图1-9非线性编辑过程ABCDEFGHCEBG硬磁盘素材间C’DD’G’A’B’C’D’E’F’G’H’走带方向走带方向非线性编辑的全过程实质是对各素材片段地址指针移动顺序的编排过程，编辑时可以随意改变素材片段地址指针而与其存储的物理位置无关，因而素材片段间的连接在地址指针的指引下是以一种跳跃方式进行的，而且这种跳跃所用的时间几乎为零。跳跃转换是非线性编辑的重要特点，从而也带来了精确、高效、容易修改的优点。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（1）基本条件之一━━数字化存储特性

选择合理的码率压缩方式是实现非线性编辑过程的又一基本条件。这不仅是因为数字化后的高质量视音频信号仍然具有非常高的传输与存储码率，更重要的是非线性编辑过程为了达到令人满意的质量和效果，需要同步进行素材捕获与存储，需要精确到帧的编辑，需要对素材信号叠加转场、运动、滤镜等特效，需要合成字幕、图形和动画等等，这些工作无一不需要对视音频信号进行精确地实时处理，那么，当前解决这一问题的最主要方法就是对视音频信号的合理码率压缩。

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1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（2）基本条件之二━━合理的码率压缩方式

选择合理的码率压缩方式，首先需要考虑的是压缩方式必须满足对视音频信号的非线性编辑精确到帧的工作要求，不适于采用那种帧间压缩过大的码率压缩方式。其次要考虑采用的码率压缩方式生成的视音频压缩文件应是流行的标准化文件，应具有很好的兼容性。再需考虑的是采用的码率压缩方式要有合适的算法和硬件压缩编码处理器的支持。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础

1.2.2非线性编辑概念

3．实现非线性编辑过程的基本条件

（2）基本条件之二━━合理的码率压缩方式数字合成第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念1.数字合成的基本概念数字合成概念与数字编辑不同，它是通过各种操作把两个以上的源视频图像合并成为一个单独的图像的过程。这个过程要通过各种操作使源图像适合于合成，要通过各种手段使多个源图像合并到一起。这个过程包含许多技术手段，又包含许多艺术方面的规律。

数字合成技术给影视制作带来了巨大变化。例如，将真实拍摄的人物与特技效果合成，就是最常见的数字合成技术的应用。图1-11所示的是“魔鬼终结者Ⅱ”中无所不能的“液态金属人”。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念1.数字合成的基本概念图1-11“魔鬼终结者Ⅱ”中“液态金属人”第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念1.数字合成的基本概念也可以通过两个毫不相干的视频影像的合成，诞生出一个让人信以为真的故事。图1-12所示的就是“阿甘正传”中扮演阿甘的演员跟肯尼迪与尼克松总统握手或拥抱的逼真场面。图1-12“阿甘正传”中的逼真场面也可以将真实世界根本不可能发生的或者很危险的事件展现给观众。图1-13就是在《精灵鼠小弟》和《勇敢者游戏》中，创作者运用电脑动画技术制作了逼真的动物形象，并且将其与真实拍摄的环境场景合成的效果。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念1.数字合成的基本概念图1-13电脑动画与真实拍摄的场景合成

从处理内容的角度来说，数字合成过程更倾向于对图像画面中的元素进行各种变形、调色、跟踪、抠像、修饰等处理；对不同的元素进行逻辑关系的调整、叠加、组合、替换等处理；对不同的图像画面完成绘图、拚接、融合、模拟各种自然效果（烟雾、下雨、火光、闪电等）等处理；在图像画面中加入文字动画；特技效果叠加等等。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程从处理过程的角度来说，数字合成技术是通过以上各种操作把两个以上的源图像（视频）合并为一个单独的图像（视频）。这里包含着这样的过程：要通过各种操作使源图像适合于合成；要通过各种操作实现各源图像的合成。

（1）图像的调整在图像合成之前，要对图像进行调整操作，使之适合于合成。

①较色一般指的是修改图像中各个像素的颜色。合成前的较色，主要是对前景和背景画面较色，以保持色调的一致，便于合成。②几何变换几何变换指的是移动像素在图像画面中的位置。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程③滤镜特效滤镜特效实质上是利用画面一定范围内相邻的像素进行计算，得出新的像素值，从而产生画面的变化。④关键帧动画如果使以上操作所产生的效果随时间变化，就会形成动画效果。在某些关键帧上设置各种参数值，通过计算机自动算出其它帧上相应的值，从而产生连续的变化，这种方式就是关键帧动画。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程（1）图像的调整

（2）图像的合成图像的合成有很多常见的方式，有的合成软件可以提供数十种合成两个画面的方式，高档的软件还允许创作者自己写一个简单的数学表达式来控制对两个画面的合成操作，一般可以用以下几个符号来表示运算中的变量：A表示合成前景；B表示合成背景；M表示单独的Alpha通道值；O表示合成的结果；Am表示A自带的Alpha通道；Bm表示B自带的Alpha通道。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程例如，覆盖是一种最常用的合成方式，其合成表达式可以写为：O＝A*M＋B*（1－M）。覆盖合成结果参见图1-15。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程（2）图像的合成

前景Alpha通道图1-15背景合成结果

又如，混合也是一种最常用的合成方式，其合成表达式可以写为：O＝A*mv＋B*（1－mv）。混合是直接把两个图像画面按一定的比例混合在一起。mv就是用来表示混合比例的。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程（2）图像的合成

图1-16两个图像画面的混合

（3）通道提取实际拍摄的图像画面是没有Alpha通道的，为了合成的需要，利用计算机技术从图像画面中提取通道，这是数字合成的重要功能。从合成结果的角度讲，可将通道提取法称为抠像合成。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程

图1-16抠像合成

（4）复制合成有时由于作品内容的需要，图像画面的某些部分可能需要与画面的另一部分取相同的、近似的、镜像的、或旋转的内容，这在真实拍摄上是比较困难的。通过数字复制合成以及辅助一些其它图像调整的方法，就可以实现这一目标。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程图1-16源图像画面镜像复制合成复制部分添加滤镜（5）运动跟踪与稳定数字合成图像画面是由几个来源不同的影视画面叠加而成的，当需要表现摄影机镜头运动的情景时，需要这些图像画面有完全一致的镜头运动效果，否则合成效果很不真实，数字合成中的跟踪技术可以在一定程度上解决这个问题。

第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程

选择合成前一个主要源图像画面上的一个跟踪点，这会由合成工具软件自动分析得到一系列的移动数据。然后把另外一个源图像画面中的主要物体按照这一系列的移动数据贴到源跟踪点的画面上，使得这个物体与跟踪点画面同步运动，从而产生两个合成画面有完全一致的镜头运动效果。也可以反向利用这一系列的移动数据，把跟踪图像画面反向移动相应距离，以抵消源画面镜头的运动，使得镜头好像是与物体相对静止的一样，这种方法被称为“稳定”。

第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程（5）运动跟踪与稳定（6）手工修补与增强数字合成图像画面之后，总会有些无法用合成软件自动处理的问题，因而手工修补和增强就是不可避免的了。手工修补是与自动处理相对应而言的，这些工作大都可以在计算机中手工完成，其主要工作就是数字绘景和抹除工作。数字绘景是对已拍摄的图像画面内容的补充，抹除工作是抹除一些图像画面中不该出现的东西，或拍摄时造成的画面上的划痕、污点、毁迹等。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.3数字合成概念2.数字合成基本过程随着数字媒体技术的高速发展，以其为基础的数字编辑技术和数字合成技术也在不断地发展。值得注意的一个发展趋势是：二者的硬件及软件工具的工作模式之间兼容性越来越强、功能互补性越来越明显。从发展的角度看，数字媒体非线性编辑的概念已被进一步扩展，它已具有了数字编辑与数字合成的双重含义。数字编辑与数字合成软件和谐地统一于数字媒体非线性编辑系统之内也已成为一种趋势，二者和谐地结合使用，发挥各自的优势与特长，实现最佳效果，这是将数字影视媒体制作推向一个新境界的良好方式。第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.4数字编辑与合成的关系在这种发展趋势下，数字编辑与数字合成软件工具开发商也已越来越多地注意到二者之间的兼容性与互补性。以Adobe公司出产的非线性编辑软件Premiere和数字合成软件AfterEffects为例，它们二者各司其职、互为补充、互为增强，是Adobe公司中一对姊妹软件。两种软件本身就提供了在数据交换上的基本方法，AfterEffects提供了打开Premiere项目文件的方法，可以方便地将在Premiere中制作的影片及其效果导入AfterEffects的合成系统中，在Premiere中也可以将AfterEffects制作的合成项目文件导入进来，进行相应的后续编辑操作。这两个典型软件的使用将是本书讨论的重点第1章数字媒体非线性编辑技术概述

1.2非线性编辑基础1.2.4数字编辑与合成的关系非线性编辑系统（Non-linearEditingSys