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影视后期编辑技术基础知识
人类文明发展之初，人们主要通过绘画来记录生活画面。
此后，摄影、电影、电视等技术的出现，使得记录形式逐步由静态图像转变为动态影像，并实现了忠实记录和回放生活片段的愿望。
随后，美国人E·S·鲍特尝试通过剪接、编排电影胶片的方式为电影增加戏剧效果，影像编辑的概念由此产生。
随着数字技术的兴起，影片编辑早已由直接剪接胶片演变至借助计算机进行数字化编辑的阶段。
然而，无论是通过怎样的方法来编辑视频，其实质都是组接视频片段的过程。
不过，要怎样组接这些片段才能符合人们的逻辑思维，并使其具有艺术性和欣赏性，便需要视频编辑人员掌握相应的理论和视频编辑知识。
为此，本章将对电视制式、数字视频、常见的音视频格式，以及非线性编辑的系统构成与制作流程等内容进行讲解，此外还介绍了蒙太奇效果在影视作品中的使用方法及技巧等内容，以便用户都能够在短时间内了解并熟悉视频编辑，从而为学习PremiereProCS4打下良好的基础。
本章学习要点：
Ø了解数字视频
Ø熟悉电视制式
Ø非线性编辑知识
Ø影视编辑蒙太奇
Ø常见音视频格式
在现阶段，视频（Video）泛指一切将动态影像静态化后，以图像形式加以捕捉、记录、储存、传送、处理，并进行动态重现的技术。
本节将对视频原理、电视制式以数字视频等知识进行讲解。
1.1.1视频画面的运动原理
视频的概念最早源于电视系统，是指由一系列静止图像所组成，但能够通过快速播放使其“运动”起来的影像记录技术。
也就是说，视频本身不过是一系列静止图像的组合罢了，那么它又是怎样带给观众动态的视觉感受呢？
事实上，早在电视、电影出现之前，古时的人们便发现燃烧的木炭在被挥动时会由一个“点”变成一条“线”，如图1-1所示。
根据该现象，人们发现了“视觉滞留”原理：
当眼前物体的位置发生变化时，该物体反映在视网膜上的影像不会立即消失，而是会短暂滞留一定时间。
如此一来，当多幅内容相近的画面被快速、连续播放时，人类的大脑便会在“视觉滞留”原理的影响下认为画面中的内容在运动。
视觉滞留现象
通常来说，物体影像会在视网膜上滞留0.1~0.4秒。
导致影像滞留时间不同的原因在于物体的运动速度和每个人之间的个体差异。
1.1.2数字视频的概念
现如今，数字技术正以异常迅猛的速度席卷全球的视频编辑与处理领域，数字视频正逐步取代模拟视频，成为新一代视频应用的标准。
然而，什么是数字视频？
它与传统模拟视频的差别又是什么呢？
要了解这些问题，便需要首先了解模拟信号与数字信号以及两者之间的差别。
1．模拟信号
从表现形式上来看，模拟信号由连续且不断变化的物理量来表示信息，其电信号的幅度、频率或相位都会随着时间和数值的变化而连续变化，如图1-2所示。
模拟信号的这一特性，使得信号所受到的任何干扰都会造成信号失真。
长期以来的应用实践也证明，模拟信号会在复制或传输过程中，不断发生衰减，并混入噪波，从而使其保真度大幅降低。
在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输过程中及时对衰减的信号进行放大，这就使得信号在传输时所叠加的噪声（不可避免）也会被同时放大。
随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致传输质量严重恶化。
2．数字信号
与模拟信号不同的是，数字信号的波形幅值被限制在有限个数值之内，因此其抗干扰能力强。
除此之外，数字信号还具有便于存储、处理和交换，以及安全性高（便于加密）和相应设备易于实现集成化、微型化等优点，其信号波形如图1-3所示。
由于数字信号的幅值为有限个数值，因此在传输过程中虽然也会受到噪声干扰，但当信噪比恶化到一定程度时，只需在适当的距离采用判决再生的方法，即可生成无噪声干扰且和最初发送时一模一样的数字信号。
3．数字视频的本质
在对模拟信号与数字信号有了一定的了解后，什么是数字视频便很容易解释了。
简单地说，使用数字信号来记录、传输、编辑和修改的视频数据，即称为数字视频。
1.1.3帧、场与扫描方式
帧、场和扫描方式这些词汇都是视频编辑中常常出现的专业术语，它们之间的共同点是都与视频播放息息相关。
本节将逐一对这些专业术语以及与其相关的知识进行讲解。
1．帧
视频是由一幅幅静态画面所组成的图像序列，而组成视频的每一幅静态图像便被称之为“帧”。
也就是说，帧是视频（包含动画）内的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格影像，以往人们常常说到的“逐帧播放”指的便是逐幅画面地查看视频，如图1-4所示。
上面的8幅图像便是由一幅8帧GIF动画逐帧分解而来的，当快速、连续地播放这些图像时（即播放GIF动画文件），人们便可以在屏幕上看到一只不断奔跑的兔子。
在播放视频的过程中，播放效果的流畅程度取决于静态图像在单位时间内的播放数量，即“帧速率”，其单位为fps（帧/秒）。
目前，电影画面的帧速率为24fps，而电视画面的帧速率则为30fps或25fps。
要想获得动态的播放效果，显示设备至少应以10fps的速度进行播放。
2．隔行扫描与逐行扫描
扫描方式是指电视机在播放视频画面时采用的播放方式。
电视机的显像原理是通过电子枪发射高速电子来扫描显像管，并最终使显像管上的荧光粉发光成像。
在这一过程中，电子枪扫描图像的方法分为两种：
隔行扫描方式与逐行扫描方式。
电视机在工作时，电子枪会不断地快速发射电子，而这些电子在撞击显像管后便会引起显像管内壁的荧光粉发光。
在“视觉滞留”现象与电子持续不断撞击显像管的共同作用下，发光的荧光粉便会在人眼视网膜上组成一幅幅图像。
隔行扫描
隔行扫描是指电子枪首先扫描图像的奇数行（或偶数行），当图像内所有的奇数行（或偶数行）全部扫描完成后，再使用相同方法逐次扫描偶数行（或奇数行），如图1-5所示。
隔行扫描示意图
逐行扫描示意图
逐行扫描
顾名思义，逐行扫描便是在显示图像的过程中，采用每行图像依次扫描的方法来播放视频画面，如图1-6所示。
早期由于技术的原因，逐行扫描整幅图像的时间要大于荧光粉从发光至衰减所消耗的时间，因此会造成人眼的视觉闪烁感。
在不得已的情况下，只好采用一种折衷的方法，即隔行扫描。
在视觉滞留现象的帮助下，人眼并不会注意到图像每次只显示一半，因此很好地解决了视频画面的闪烁问题。
然而，随着显示技术的不断增强，逐行扫描会引起视觉不适的问题已经解决。
此外由于逐行扫描的显示质量要优于隔行扫描，因此隔行扫描技术已被逐渐淘汰。
3．场
在采用隔行扫描方式进行播放的显示设备中，每一帧画面都会被拆分开进行显示，而拆分后得到的残缺画面即称为“场”。
也就是说，视频画面播放为30fps的显示设备，实质上每秒需要播放60场画面；而对于25fps的显示设备来说，其每秒需要播放50场画面。
在这一过程中，一幅画面内被首先显示的场被称为“上场”，而紧随其后进行播放的、组成该画面的另一场则被称为“下场”。
“场”的概念仅适用于采用隔行扫描方式进行播放的显示设备（如电视机），对于采用胶片进行播放的显像设备（胶片放映机）来说，由于其显像原理与电视机类产品完全不同，因此不会出现任何与“场”相关的内容。
需要指出的是，通常人们会误认为上场画面与下场画面由同一帧拆分而来。
事实上，DV摄像机采用的是一种类似于隔行扫描的拍摄方式。
也就是说，摄像机每次拍摄到的都是依次采集到的上场或下场画面。
例如，在一个每秒采集50场的摄像机中，第123行和125行的采集是在第122行和124行采集完成大约1/50秒后进行。
因此，将上场画面和下场画面简单地拼合在一起时，所拍摄物体的运动往往会造成两场画面无法完美拼合。
1.1.4分辨率与像素宽高比
分辨率和像素都是影响视频质量的重要因素，与视频的播放效果有着密切联系。
本节将针对该方面的各项知识进行介绍，使用户能够更清楚地认识和了解视频。
显示设备表面的像素分布与分布
结构示意图
1．像素与分辨率
在电视机、计算机显示器及其他相类似的显示设备中，像素是组成图像的最小单位，而每个像素则由多个（通常为3个）不同颜色（通常为红、绿、蓝）的点组成，如图1-7所示。
至于分辨率，则是指屏幕上像素的数量，通常用“水平方向像素数量×垂直方向像素数量”的方式来表示，例如720×480、720×576等。
显示设备通过调整像素内不同颜色点之间的强弱比例，来控制该像素点的最终颜色。
理论上讲，通过对红、绿、蓝3个不同颜色因子的控制，像素点可显示出任何色彩。
像素与分辨率对视频质量的正面影响在于：
每幅视频画面的分辨率越大、像素数量越多，整个视频的清晰度也就越高。
这是因为，一个像素在同一时间内只能显示一种颜色，因此在画面尺寸相同的情况下，拥有较大分辨率（像素数量多）图像的显示效果也就越为细腻，相应的影像也就越为清晰；反之，视频画面便会模糊不清，如图1-8所示。
在实际应用中，视频画面的分辨率会受到录像设备和播放设备的限制。
例如在传统电视机中，视频画面的垂直分辨率表现为每帧图像中水平扫描线的数量，即电子束穿越荧屏的次数。
至于水平分辨率，则取决于录像设备、播放设备和显示设备。
例如，老式VHS格式录像带的水平分辨率为250线，而DVD的水平分辨率则为500线。
2．帧宽高比与像素宽高比
帧宽高比即视频画面的长宽比例，目前电视画面的宽高比通常为4:
3，电影则为16:
9，如图1-9所示。
至于像素宽高比，则是指视频画面内每个像素的长宽比，具体比例由视频所采用的视频标准所决定。
不同宽高比的视频画面
不过，由于不同显示设备在播放视频画面时的像素宽高比也有所差别，因此当某一显示设备在播放与其像素宽高比不同的视频时，就必须对图像进行矫正操作。
否则，视频画面的播放效果便会较原效果产生一定的变形，如图1-10所示。
一般来说，计算机显示器使用正方形像素来显示图像，而电视机等视频播放设备则使用矩形像素进行显示。
1.1.5视频色彩系统的应用
色彩本身没有情感，但它们却会对人们的心理感产生一定的影响。
例如红、橙、黄等暖色调往往会使人联想到阳光、火焰等，从而给人以炽热、向上的感觉；至于青、蓝、蓝绿、蓝紫等冷色调则会使人联想到水、冰、夜色等，给人以凉爽、宁静、平和的感觉，如图1-11所示。
在色彩的应用中，冷暖色调只是相对而言。
譬如说，在画面整体采用红色系颜色，且大红与玫瑰红同时出现时，大红就是暖色，而玫瑰红则会被看作是冷色；但是，当玫瑰红与紫罗兰同时出现时，玫瑰红便是暖色。
在实际拍摄及编辑视频的过程中，尽管每个画面内都可能包含多种不同色彩，但总会有一种色彩占据画面主导地位，从而成为画面色彩的基调。
因此，在操作时便应根据需要来突出或淡化、转移该色彩对表现效果的影响。
例如，在中国传统婚庆场面中，便应当着重突显红色元素，以烘托婚礼中的喜庆气氛，如图1-12所示。
现如今，数字技术正以异常迅猛的速度席卷全球的视频编辑与处理领域，数字视频开始取代模拟视频，并逐渐成为新一代的视频应用标准。
1.2.1电视制式
在电视系统中，发送端将视频信息以电信号形式进行发送，电视制式便是在其间实现图像、伴音及其他信号正常传输与重现的方法与技术标准，因此也称为电视标准。
电视制式的出现，保证了电视机、视频及视频播放设备之间所用标准的统一或兼容，为电视行业的发展做出了极大的贡献。
目前，应用最为广泛的彩色电视制式主要有3种类型，下面便对其分别进行介绍。
在电视技术的发展过程中，陆续出现了黑白制式和彩色制式两种不同的制式类别，其中彩色制式由黑白制式发展而来，并实现了黑白信号与彩色信号间的相互兼容。
1．NTSC制式
NTSC制式由美国国家电视标准委员会（NationalTelevisionSystemCommittee）制定，主要应用于美国、加拿大、日本、韩国、菲律宾，以及中国台湾等国家和地区。
由于采用了正交平衡调幅的技术方式，因此NTSC制式也称为正交平衡调幅制电视信号标准，优点是视频播出端的接收电路较为简单。
不过，由于NTSC制式存在相位容易失真、色彩不太稳定（易偏色）等缺点，因而此类电视都会提供一个手动控制的色调电路供用户选择使用。
符合NTSC制式的视频播放设备至少拥有525行扫描线，分辨率为720×480电视线，工作时采用隔行扫描方式进行播放，帧速率为29.97fps，因此每秒约播放60场画面。
2．PAL制式
PAL制式是在NTSC制式基础上研制出来的一种改进方案，其目的主要是为了克服NTSC制式对相位失真的敏感性。
PAL制式的原理是将电视信号内的两个色差信号分别采用逐行倒相和正交调制的方法进行传送。
这样一来，当信号在传输过程中出现相位失真时，便会由于相邻两行信号的相位相反而起到互相补偿的作用，从而有效地克服了因相位失真而引起的色彩变化。
此外，PAL制式在传输时受多径接收而出现彩色重影的影响也较小。
不过，PAL制式的编/解码器较NTSC制式的相应设备要复杂许多，信号处理也较麻烦，接收设备的造价也较高。
PAL制式也采用了隔行扫描的方式进行播放，共有625行扫描线，分辨率为720×576电视线，帧速度为25fps。
目前，PAL彩色电视制式广泛应用于德国、中国、中国香港、英国、意大利等国家和地区。
然而即便采用的都是PAL制式，不同国家和地区的PAL制式电视信号也有一定的差别。
例如，我国采用的是PAL-D制式，英国、中国香港、中国澳门使用的是PAL-I制式，新加坡使用的是PAL-B/G或D/K制式等。
3．SECAM制式
SECAM意为“顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制”，是由法国在1966年制定的一种彩色电视制式。
与PAL制式相同的是，该制式也克服了NTSC制式相位易失真的缺点，但在色度信号的传输与调制方式上却与前两者有着较大差别。
总体来说，SECAM制式的特点是彩色效果好、抗干扰能力强，但兼容性相对较差。
在使用中，SECAM制式同样采用了隔行扫描的方式进行播放，共有625行扫描线，分辨率720×576电视线，帧速率则与PAL制式相同。
目前，该制式主要应用于俄罗斯、法国、埃及、罗马尼亚等国家。
1.2.2高清概念全解析
近年来，随着视频设备制造技术、存储技术以及用户需求的不断提高，“高清数字电视”、“高清电影/电视”等概念逐渐流行开来。
然而，什么是高清，高清能够为用户带来怎样的好处却不是每个人都非常的了解，因此接下来将介绍与“高清”相关的名词与术语。
1．高清的概念
高清是人们针对视频画质提出的一个名词，英文为HighDefinition，意为“高分辨率”。
由于视频画面的分辨率越高，视频所呈现出的画面也就越为清晰，因此“高清”代表的便是高清晰度、高画质的视觉享受。
目前，将视频从画面清晰度来界定的话，大致可分为“普通清晰度”、“标准清晰度”和“高清晰度”这3种层次，各部分之间的标准如表1-1所示。
视频画面清晰度分级参数详解
项目名称
普通视频
标清视频
高清视频
垂直分辨率
400i
720p或1080i
1080p
播出设备类型
LDTV
普通清晰度电视
SDTV
标准清晰度电视
HDTV
高清晰度电视
播出设备参数
480条垂直扫描线
720～1080条可见垂直扫描线
1080条可见垂直扫描线
部分产品
DVD视频盘等
HDDVD、Blu-ray视频盘等
HDDVD、Blu-ray视频盘等
目前，人们在描述视频分辨率时，通常都会在分辨率乘法表达式后添加p或i的标识，以表明视频在播放时会采用逐行扫描（p）还是隔行扫描（i）。
2．高清电视
高清电视又叫HDTV，是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。
一般所说的高清，通常指的就是高清电视。
目前，常见的电视播放格式主要有以下几种。
D1480i格式，与NTSC模拟电视清晰度相同，525条垂直扫描线，480条可见垂直扫描线，帧宽高比为4：
3或16：
9，隔行/60Hz，行频为15.25kHz。
D2480p格式，与逐行扫描DVD规格相同，525条垂直扫描线，480条可见垂直扫描线，帧宽高比为4：
3或16：
9，分辨率为640×480，逐行/60Hz，行频为31.5kHz。
D31080i格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，帧宽高比为16：
9，分辨率为1920×1080，隔行/60Hz，行频为33.75kHz。
D4720p格式，是标准数字电视显示模式，750条垂直扫描线，720条可见垂直扫描线，帧宽高比为16：
9，分辨率为1280×720，逐行/60Hz，行频为45kHz。
D51080p格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，帧宽高比为16：
9，分辨率为1920×1080，逐行扫描，专业格式。
其他此外还有576i，是标准的PAL电视显示模式，625条垂直扫描线，576条可见垂直扫描线，帧宽高比为4：
3或16：
9，隔行/50Hz，记为576i或625i。
其中，所有能够达到D3/4/5播放标准的电视机都可纳入“高清电视”的范畴。
不过，只支持D3或D4标准的产品只能算做“标清”设备，而只有达到D5播出标准的产品才能称为“全高清（FullHD）”设备。
行频也称水平扫描率，是指电子枪每秒在荧光屏上扫描水平线的数量，以kHz为单位，属于显示设备的固定工作参数。
显示设备的行频越大，其工作越稳定。
1.2.3数字视频压缩技术
数字视频压缩技术是指按照某种特定算法，采用特殊记录方式来保存数字视频信号的技术。
目前，使用较多的数字视频压缩技术有MPEG系列技术和H.26X系列技术，下面将对其分别进行介绍。
1．MPEG
MPEG（MovingPicturesExpertsGroup，动态图像专家组）标准是由ISO（InternationalOrganizationforStandardization，国际标准化组织）所制定并发布的视频、音频、数据压缩技术，目前共由MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等多个不同版本。
其中，MPEG标准的视频压缩编码技术利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图像空间冗余度，并在数据表示上解决了统计冗余度的问题，因此极大地增强了视频数据的压缩性能，为存储高清晰度的视频数据奠定了坚实的基础。
MPEG-1
MPEG-1是专为CD光盘所定制的一种视频和音频压缩格式，采用了块方式的运动补偿、离散余弦变换（DCT）、量化等技术，其传输速率可达1.5Mbps。
MPEG-1的特点是随机访问，拥有灵活的帧率、运动补偿可跨越多个帧等；不足之处在于压缩比还不够大，且图像质量较差，最大清晰度仅为352×288。
MPEG-2
MPEG-2制定于1994年，其设计目的是为了提高视频数据传输率。
MPEG-2能够提供3～10Mbps的数据传输率，在NTSC制式下可流畅输出720×486分辨率的画面。
MPEG-4
与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4不再只是一种具体的数据压缩算法，而是一种为满足数字电视、交互式绘图应用、交互式多媒体等多方面内容整合及压缩需求而制定的国际标准。
MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具，从而建立起一种能够被多媒体传输、存储、检索等应用领域普遍采用的统一数据格式。
2．H.26X
H.26X系列压缩技术是由ITU（国际电传视讯联盟）所主导，旨在使用较少的带宽传输较多的视频数据，以便用户获得更为清晰的高质量视频画面。
H.263
H.263是国际电联ITU-T专为低码流通信而设计的视频压缩标准，其编码算法与之前版本的H.261相同，但在低码率下能够提供较H.261更好的图像质量，两者之间存在如下差别。
ØH.263的运动补偿使用半像素精度，而H.261则用全像素精度和循环滤波。
Ø数据流层次结构的某些部分在H.263中是可选的，使得编解码可以拥有更低的数据率或更好的纠错能力。
ØH.263包含4个可协商的选项以改善性能。
ØH.263采用无限制的运动向量以及基于语法的算术编码。
Ø采用事先预测和与MPEG中的P-B帧一样的帧预测方法。
ØH.263支持更多的分辨率标准。
此后，ITU-T又于1998年推出了H.263+（即H.263第2版），该版本进一步提高了压缩编码性能，并增强了视频信息在易误码、易丢包异构网络环境下的传输。
由于这些特性，使得H.263压缩技术很快取代了H.261，成为主流视频压缩技术之一。
H.264
H.264是目前H.26X系列标准中最新版本的压缩技术，其目的是为了解决高清数字视频体积过大的问题。
H.264由MPEG组织和ITU-T联合推出，因此它即是ITU-T的H.264，又是MPEG-4的第10部分，因此无论是MPEG-4AVC、MPEG-4Part10，还是ISO/IEC14496-10，实质上与H.264都完全相同。
与H.263及以往的MPEG-4相比，H.264最大的优势在于拥有很高的数据压缩比率。
在同等图像质量条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是原有MPEG-4的1.5～2倍。
这样一来，观看H.264数字视频将大大节省用户的下载时间和数据流量费用。
1.2.4流媒体技术
所谓流媒体技术，是指将连续的影像与声音信息经过压缩处理后，可以让用户边下载边观看，而无须等待整个视频文件全部下载至计算机上才可观看的网络传输技术。
目前，主流的流媒体技术共有以下几种，分别是RealNetworks公司的RealSystem、Microsoft公司的WindowsMediaTechnology、Apple公司的QuickTime以及Adobe公司的FlashVideo技术等。
不过，无论是哪种流媒体技术，其原理都是先在使用者的计算机上创建一个缓冲区，然后通过不断播放和更新缓冲区中的数据来实现持续不断的边下载边播放。
现阶段，人们在使用影像录制设备获取视频后，通常还要对其进行剪切、重新编排等一系列处理，然后才会将其用于播出。
在上述过程中，对源视频进行的剪切、编排及其他操作统称为视频编辑操作，而当用户以数字方式来完成这一任务时，整个过程便称为数字视频编辑。
1.3.1线性编辑与非性线编辑
在电影电视的发展过程中，视频节目的制作先后经历了“物理剪辑”、“电子编辑”和“数字编辑”3个不同发展阶段，其编辑方式也先后出现了线性编辑和非线性编辑。
下面将分别介绍这两种不同的视频编辑方式。
1．线性编辑
线性编辑是一种按照播出节目的需求，利用电子手段对原始素材磁带进行顺序剪接处理，从而形成新的连续画面的技术。
在线性编辑系统中，工作人员通常使用组合编辑手段将素材磁带顺序编辑后，以插入编辑片段的方式对某一段视频画面进行同样长度的替换。
因此，当人们需要删除、缩短或加长磁带内的某一视频片段时，线性编辑便无能为力了。
在以磁带为存储介质的“电子编辑”阶段，线性编辑是一种最为常用且重要的视频编辑方式，其特点如下。
技术成熟、操作简便
线性编辑所使用的设备主要有编辑放映机和编辑录像机，但根据节目需求还会用到多种编辑设备。
不过，由于在进行线性编辑时可以直接、直观地对素材录像带进行操作，因此整体操作较为简单。
编辑过程烦琐、只能按时间顺序进行编辑
在线性编辑过程中，素材的搜索和录制都必须按时间顺序进行，编辑时只有完成前一段编辑后，才能开始编辑下一段。
为了寻找合适素材，工作人员需要在录制过程中反复地前卷和后卷素材磁带，这样不但浪费时间，还会对磁头、磁带造成一定的磨损。
重要的是，如果要在已经编辑好的节目
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