解碼播放
視頻畫面我們已經拍好,並記錄進磁帶(或者存儲卡)。接下來我要做的事情就是把視頻播放出來了。其實播放就是一個和“攝像機編碼”完全相反的過程,稱為“解碼”(Decoding)。下圖就是解碼的過程,首先把壓縮在磁帶上的幀信息解壓成YUV的幀畫面,顯像管把RGB信息投影在熒光屏上,畫面就出來了。在相當程度上,和我們常見的視頻播放基本是一回事。

先來看解壓。我們已經知道壓縮有兩種方式,對應的,解壓也有兩種方式。I幀壓縮的解壓過程與其壓縮過程正好相反,如圖,簡單的理解就是把壓小的每幀放大成原來的尺寸,非常容易理解。

而LGOP的解壓就相對複雜一些。因為LGOP 是一組一組壓縮的,因此解壓的時候也是一組一組 地解。如圖,這是“15幀LGOP”的解壓過程。

首先,I幀把那些保留好的“沒用的”信息傳給P幀,然後P幀再把那些信息傳給B幀,這樣大家你給我一點,我給你一點,那些被扔掉的信息就又回到每個B幀和P幀里,15幀的完整畫面就出來了。
我們前面提到過,視頻壓縮都是有損壓縮。從這兩幅圖中我們就 可以看出來,那些在壓縮過程中“扔 掉”的部分都是通過“找補”的方式回 來的。
丨幀壓縮的解壓,缺少的信息是從各自的幀里找補,自己補自己的。
LGOP缺的信息是從旁邊的幀里找補,相互幫忙 補。
但那些找補回來的信息其實都不是壓縮之前“原版的”信息,只是找一些類似的來頂 替而已。這時我們就會發現,這個“找補”的能力是解壓質量的關鍵,補得好,“補出來的” 畫面就和“原版的”就比較接近,如果補得不好,出來的畫面就和“原版的”有差距。因此, 這個“解壓”的好壞直接影響最終畫面生成的質量。為什麼玩Hi-Fi的人都要單獨買個解碼 器,而不用DVD機自帶的解碼器就是這個道理。同時我們也就知道,如果對一個解壓 後的畫面再進行第二次壓縮,那所獲得的畫面其質量必然是更加下降。
我們完成解壓後,就得到了 YUV的採樣畫面。但我們還要將“採樣YUV”轉換成“完 整YUV”,再將YUV轉換RGB,電視機才能將畫面再現出來。
我們前面講色度採樣的時候已經知道,色度採樣後的YUV就是色度分量不全的 YUV,色度不全的YUV如何能轉換成完整的YUV呢?其實道理和壓縮解壓是類似的, 就是給那些扔掉的部分“找補”填回來。下圖是4:2:2採樣YUV還原的方法,讓那些“留住 的”色度分量複製自己去填那些“犧牲掉的”同學的空位。

同樣的,4:1:1和4:2:0也是這種方法,看圖:


現在知道為什麼4:2:2的色彩比4:2:0和4:1:1好了吧。因為4:2:2扔的色彩信息少, 因此色彩的還原度就高,而4:2:0和4:1:1因為扔了很多色彩信息,之後“補上的”色彩大 都不是“原版的”,因此色彩 4.2.2 的還原度就很低。

看上圖,這是一個放大的彩條畫面的細節,注意看 兩個色塊之間的交界部分。看出來了吧,在色彩急劇變化的邊緣部分,高色度採樣 就顯示出很強的優勢。
打個比方,如果圖中綠色部分是綠幕布,其他部分是演員,我們要在後期把綠幕布扣掉。這時你就會發現,4:2:0素材 扣出來的圖在過渡邊緣容易“起毛”,不如4:2:2素材扣出來的“乾爽”。那些在後期要上 CG的素材往往都要求4:2:2,就是這個道理。有時候,即便用肉眼無法準確分辨4:2:0 和4:2:2的素材,但一摳像,就能分出來了,機器可沒那麼好騙。
“播放”講完了,很簡單,就是解壓和還原兩個過程,這兩個過程都在“解碼器”中完 成。播放質量由解碼器決定。
下面,我們要把磁帶上的素材導進電腦里編輯,也就是俗稱的“非編”。
封裝文件
在電腦上編輯視頻文件早已經不是什麼新鮮事了。但了解一下視頻格式在視頻編輯系統中的變化,對理解後期製作還是很有幫助。
“格式是視頻製作的核心”,我們已經知道格式在前期拍攝中的重要性,那在後期制 作中該如何理解這句話呢?
在講後期製作前,我們先介紹一個重要概念:容器文件(Container format file)容器文件,這個詞聽起來好陌生啊。但如果我問,聽說過MP4文件嗎?拜託,不要問那麼 弱弱的問題好不好。是啊,哪個玩視頻編輯的不知道MP4文件啊。MP4文件就是容器文件中的一種,之所以叫“容器”,是因為這個文件里裝了要播放的視頻和音頻的內容。
文件有完整的容器結構,就像一口鍋,而數據就像菜,菜在鍋里炒,我們能一眼看完所有菜的情況,並且想吃哪塊就吃哪塊。這種可以任意挑揀的讀寫方式就叫“非線性”。可是一旦這口鍋破了,裡面的菜就一塊也保不住。因此文件的數據安全性是不如磁帶的,需要進行數據備份來 提高文件的保險係數。但“非線性”的讀寫效率比磁帶高太多了,因此“非線性”就必然是視頻編輯最佳的工作方式。
容器文件是承載視頻內容的載體;視頻內容就是以容器文件的形式在電腦系統內被保存、處理、傳送。這裡介紹幾種常見的容器文件。首先是AVI,它的全稱叫Audio Video Interleave,是微軟在1992年開發的一種多媒體容器格式,現在已經是PC平台上主要 的視頻文件類型。MOV文件是蘋果公司開發的容器文件,應用在蘋果平台上。OMF文 件是Avid公司的容器文件,它只裝視頻,不裝音頻,音頻由另外的文件來裝。
也正因為Codec編碼中有解壓和壓縮的步驟,因此就存在解壓質量和壓縮質量的 問題,於是就有了所謂的“編碼質量”。
編碼作為一種處理數據的過程,有“硬件編碼”和“軟件編碼”兩種。硬件編碼就是由一塊卡或者什麼設備之類的硬件來進行編碼,這種編碼需要硬件的支持;軟件編碼就是 純粹由電腦軟件進行編碼,你只要有電腦,安裝了編碼軟件,就可以進行軟件編碼。
我們平時最常用的是微軟的DV Codec,這個編碼是免費的,只要安裝了 Windows, 就有了這個編碼。比較常見的DV編碼還有MainConcept、Canopus、Matrox、Pinnacle, 它們大部分是不免費的,你需要購買,且有的編碼是硬件編碼,需要購買硬件才能使用。
那如何判斷一種編碼的質量高低呢?如果是專業的評測方式,一般是然被測編碼對 一個標準彩條畫面進行編碼,然後用監測設備(如矢量示波器和波形示波器)來看該編 碼對彩條畫面的還原情況,並和其他編碼的還原能力進行對比。
編碼質量高低表現在哪裡呢?我們知道,非編軟件處理AVI文件是容器文件,裡面 的內容是經過Codec編碼獲得的,而對畫面的任何調整(如畫面疊加、字幕疊加、調 整明暗、調色等等)都要對畫面進行重新編碼,調整一次就重編碼一次。經過多次重編 碼後,畫面質量必然會發生劣化。這時,編碼質量高其畫面劣化程度就比較輕,而質量 不高的編碼其劣化程度就比較重。一句話,好的編碼更經得起折騰。
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