VCBStudio教程06VapourSynth基础与入门.docx
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VCBStudio教程06VapourSynth基础与入门
VCB-Studio教程06:
VapourSynth基础与入门
0.前言
BDRip压制的核心是批处理，会使用avs/vs对片源做预处理，是一个动漫ripper的入门。
历史上，AviSynth是最早成体系的，为动漫Rip设计的非编。
而VapourSynth在2014年初基本完善可用，现在逐步替代AviSynth。
想学习的人都会碰到这个问题：
如果我只学一个，我该学哪个？
如果我两个都学，我需要先学哪个？
解答这个问题就需要先对比一下avs和vs的优劣：
avs落后，vs先进；
avs教程多，vs教程少；
avs支持广，vs支持窄；
avs不规范，vs规范；
avs入门简单，深入难，vs入门难，深入简单
……
VCB-Studio系列教程选择先介绍VS，原因在于，VS是现在vcb-s的主要产能，而且vs的规范性使得介绍基础知识的时候，更容易让初学者理解和掌握。
VapourSynth主页：
官方使用文档：
在线词典：
1.简单的vs脚本
在之前的教程中，我们有给过例子：
importvapoursynthasvs
importsys
importhavsfuncashaf
importmvsfuncasmvf
core=vs.get_core（threads=8）
_cache_size=2000
source="00001.m2ts"
ripped="Symphogear"
src16=.LWLibavSource（source,format="yuv420p16"）
rip16=.LWLibavSource（ripped,format="yuv420p16"）
res=.Interleave（[src16,rip16]）
res=（res,full=False,depth=8）
_output（）
作为Python的一个扩展，vs脚本本质上是Python的脚本。
在最开始我们需要载入（import）各种库，除了必须的VapourSynth核心，还有mvf（maven'sVapourSynthfunctions）和haf（holy'sVapourSynthfunctions）
core=vs.get_core（threads=8）
_cache_size=2000
这两句是载入vs运行环境，并且指定最大使用线程数和内存（MB）
接下来的部分，vs主要依赖赋值语句完成。
一个赋值语句的格式为：
变量=表达式
比如source,ripped,src16,res等就是变量。
Python的变量不需要声明，自动会判断是视频系列（clip），整数（int），还是字符串（string）等类型。
表达式，则有多种形式：
.直接赋值，比如source="00001.m2ts",debug=True,res=dbed这种直接用值来给定的，值可以是具体的数值，值可以是具体的数值，也可以是其他的变量（比如res=dbed,dbed就是另一个变量）；
.简单运算，比如strength=80/100，output_depth=debug?
8:
10这样的运算；
这里详细讲一下表达式A?
B:
C的计算。
A叫做判断式，必须是一个布尔类型的表达式（只有True/False,或者1/0），B和C则是可能返回的值。
x=A?
B:
C等效于if（A）x=B;elsex=C;如果A成立，则x赋值为B，否则x赋值为C
比如说：
False?
0:
1返回的是1，因为判断式不成立，所以返回两个值中的后者
debug?
8:
10如果debug是True/1，则返回8，否则返回10
x<10?
10:
x<100?
100:
200是一个嵌套性的语句；拆开来看：
if（x<10）return10;
elseif（x<100）return100
elsereturn200
当x小于10的时候，返回10；当x在10-99的时候，返回100，否则，返回200
.函数赋值，res=.Interleave（[src16,rip16]），这句就是调用.Interleave（）这个函数，输入src16和rip16（严格来说，是它们用[]运算符，运算而出的结果，那就是它们的顺序组合），作为输入变量，来计算一个新的值。
最后，vs的输出，通过set_output（）来完成。
_output（）就是输出res这个值。
2.VS函数的调用
可以想象，vs脚本的本体是由大量的函数调用实现的。
函数的调用方式一般为：
n2…FunctionName（parameter1,parameter2,……）
domain是函数所在的库，比如.Interleave就是一层Core，二层std，下面才是函数名称Interleave。
或者（）,只有一层mvf.
parameters是函数输入的变量，数值不定。
函数的输入，一般doc中有非常明确的规定。
比如说根据LWLibavSource的doc:
LWLibavSource（stringsource,intstream_index=-1,intthreads=0,intcache=1,intseek_mode=0,intseek_threshold=10,intdr=0,intfpsnum=0,intfpsden=1,intvariable=0,stringformat="",intrepeat=0,intdominance=1,stringdecoder=""）
LWLibavSource一共可以接受source,stream_index,……decoder等14个输入；
这14个输入有着自己的类型要求，比如source要求是string,stream_index要求是int，等等；
这14个输入并非在调用的时候都需要有赋值。
除了source之外所有变量都有设定默认值/缺省值/defaultvalue，因此如果你不设定，这些输入自动设定为默认值。
在手动输入参数的时候，有两种方式：
1.赋值性传递/关键字传递（keywordargument），表现为A=B的形式，比如format="yuv420p16"。
这样的赋值，系统会先去找函数输入中有无一个叫做A的参数，如果有，把B的值给A；
2.直接传递/位置性传递（positionalargument），表现为直接放一个C。
比如：
filename="00001.m2ts"
src16=.LWLibavSource（filename,format="yuv420p16"）
这里函数内第一个输入的是filename，它没有以赋值性的语句输入，那么系统判定为直接传递，传递的内容是source这个表达式，表达式求值得出，filename是一个变量，值为"00001.m2ts"。
所以系统会把"00001.m2ts"传递给函数第一顺位的输入，也就是source。
以上的脚本还等同于：
src16=.LWLibavSource（"00001.m2ts",format="yuv420p16"）。
这种是直接把值作为表达式，而不是再用变量传递；
filename="00001.m2ts"
src16=.LWLibavSource（source=filename,format="yuv420p16"）
或者src16=.LWLibavSource（source="00001.m2ts",format="yuv420p16"）
这种就是用赋值性传递，来干相同的事情。
source="00001.m2ts"
src16=.LWLibavSource（source=source,format="yuv420p16"）
或者src16=.LWLibavSource（source,format="yuv420p16"）
这种写法也是合法的。
注意这里source=source的意义：
前一个source，系统会在函数输入中寻找对应，后一个source，系统会在当前脚本中做表达式求值。
同理，直接写一个source，系统会先计算source作为一个表达式的值，再去以直接传递的方式去传递给函数。
3.函数中参数传递的机制
vs关于函数变量传递，遵循着这样的机制：
1.所有直接传递，必须在变量性传递之前。
比如LWLibavSource（source,format="yuv420p16"）是可以的，而LWLibavSource（format="yuv420p16",source）在syntax上出错。
2.传递的过程中，先把所有变量性传递的参数给传递好，剩下没有被传递的参数，一个个按顺序，把直接传递的值给赋值过去。
比如说.MaskedMerge这个函数：
dMerge（clipclipa,clipclipb,clipmask[,int[]planes,bintfirst_plane=0]）
从doc看，这个函数输入5个input:
clipa,clipb,mask,planes,first_plane.其中前三个没有默认值，因此必须在调用的时候输入；后两个用[]裹起来，意思是可以不输入。
first_planes有默认值0，planes因为是需要一个整数数组，长度未知因此没有默认值（读了doc就知道它在调用时候，知道了数组实际长度后，默认的赋值。
）
假设我们已经算好了edge,nonedge,mask这三个clip：
.MaskedMerge（nonedge,[0,1,2],False,mask=mask,clipb=edge）
系统会先把mask代表的值，传递给函数中mask这个input，然后把edge代表的值，传递给clipb这个input；
剩下clipa,planes,first_plane这三个没有输入的input，系统把nonedge传递给clipa,[0,1,2]传递给planes,False传递给first_clip。
所以它等效为：
.MaskedMerge（clipa=nonedge,clipb=edge,mask=mask,planes=[0,1,2],first_plane=False）
或者.MaskedMerge（nonedge,edge,mask,[0,1,2],False）
如果传递的过程中，某一个input被输入了两次（这种情况只可能是重复用赋值性传递来输入，想想为什么？
），那么vs会报错；
如果传递完毕后，必须输入的变量（doc中没有默认值，也没有用[]框起来）并未完全赋值，那么vs也会报错；
传递过程中，如果输入值的类型跟变量定义类型不匹配，比如你把一个字符串给了整数类型的变量，vs也会报错。
从代码可读性和减少出错的角度说，应该永远鼓励赋值性传递。
VS函数传递，可以允许嵌套以及串联。
比如说：
src16=.LWLibavSource（source="00001.m2ts"）
res=.RemoveGrain（src16,20）
用嵌套的写法：
res=.RemoveGrain（.LWLibavSource（source="00001.m2ts"）,20）
就是直接将函数作为一个表达式
用串联的写法（必须是vs规范的函数，比如都是core下面的）：
res=.LWLibavSource（source="00001.m2ts"）.eGrain（20）
串联的时候，后续的core可以省略。
效果是将前面生成的clip，作为下一个函数，第一个直接传递的值。
4.一些简单的视频编辑
在本章中，我们讲述一些vs中常见的用法，方便大家学习和上手
4.1裁剪和缩放
裁剪靠的是el,缩放靠的是e36
doc分别为：
假设我们读入一个原生4:
3，通过加黑边做成1920x1080的视频，我们先把它切割成1440x1080（就是左右各240个像素），然后缩放成720p:
src=…
cropped=.CropRel（clip=src,left=240,right=240）
res=e.Spline36（clip=cropped,width=960,height=720）
_output（）
看doc就知道，恰好所有的输入都是滤镜要求的前三顺位，所以上述代码可以简化为（用串联写法）：
src=…
.CropRel（src,240,240）.e36（960,720）.set_output（）
4.2分割与合并
分割靠的是（）
合并靠的是（）
以下是整个vcb-s教程体系中，我们对帧数标号的规定：
在绝大多数场合下（除了mkvtoolnix），视频的帧数是从0开始标号的。
简单说，如果一个视频有1000帧，那么所有帧的标号为：
0,1,2…999
mkvtoolnix是从1开始标号的:
1,2,3…1000。
然而，除非指定了是mkvtoolnix，任何讨论都假设帧数从0开始标号。
无论从0还是1开始标号，总帧数=末号-首号+1
如果我们说从a帧到b帧，我们默认是包括首尾的。
比如20-100帧，就是20,21,…99,100帧，一共是100-20+1=81帧。
回到Trim的用法：
（clipclip[,intfirst=0,intlast,intlength]）
clip是必须输入的，first指定从哪一帧开始切割（默认是0），然后last和length两个指定一个。
（doc中告诉你如果两个都指定了会报错。
）如果不用赋值传递,比如（clip,20,100），那么输入的100会被判为last，因为last的序位在前
确定了first和last，Trim会切出clip从first到last的所有帧，注意是包括首尾的，总帧数为last-first+1;
如果是指定length，Trim会切出clip从first开始，一共length帧，这时候等效于指定last为length+first-1。
vs中有继承自Python的语法糖（SyntacticSugar）帮助你简单的写Trim:
video=clip[20:
101]
相当于video=.Trim（clip,20,101-1）
注意Trim里面写法是从x到y，语法糖写法是[x:
y+1]，然而这两个效果都是切出从x到y这y-x+1帧。
因为在avs里面，切割也是用trim这个函数名称，写法和规则也是从x到y，所以实际操作时候，分割视频建议不要采用语法糖写法，而是坚持用传统的用法。
不然容易造成队友的混淆（因为量产中需要队友自己改Trim参数）
合并的Splice比较简单：
longvideo=.Splice（[video1,video2]）
就是把video1和video2按照顺序前后合并。
这么写要求video1和video2的尺寸和像素类型（比如同为YUV420P8）必须一致，帧率等其他性质可以不一致。
如果你要强行把两个尺寸或者像素类型不同的视频合并，vs也能办到：
longvideo=.Splice（[video1,video2],mismatch=1）
不过实际操作中少有这样的例子就是了，毕竟不同尺寸和类型在一起加工限制很多，一般都需要你先转换统一格式，再合并。
如果要合并多个视频，只要增加数组就好了：
longvideo=.Splice（[video1,video2,video3]）
合并的写法更推荐用语法糖（avs里面就是这种写法）：
longvideo=video1+video2+video3
简单明确易懂。
这时候要求video1,video2和video3的尺寸和像素类型必须一致，帧率等其他性质可以不一致，相当于默认mismatch=False。
4.3简单的降噪，去色带和加字幕
降噪用的是eGrain（）,去色带用的是d（）,加字幕用的是nder（）
到这个点总该会自己去找doc了吧。
提示:
先从vsdoc主页右下方的search入手，找不到就Google关键字：
滤镜vapoursynth
src=…
nr=.RemoveGrain（src,[11,4]）
dbed=core.d（nr,12,32,24,24,0,0）
res=nder（dbed,""）
_output（）
尝试自己找到doc，对应着看看，每一个参数都是输入给哪个input，这个input的意义（至少在doc里字面意义）是什么。
5.VS里面对视频性质（clipproperty）和帧性质（frameproperty）的读取
vs里面可以直接读取一些关于视频和帧本身的性质，比如说视频的总长度，帧率，一帧的长宽，类型等。
这部分在中有详细解释，我们只列举最常用的几个：
_frames返回clip的总帧数。
所以要切掉视频的首帧（第0帧），可以这么写：
res=.Trim（clip,1,_frames-1）
t返回clip的宽和高。
比如我们想缩放到1/2大小：
res=e.Spline36（clip,//2,t//2）
#注意这里//2是做整数除法，出来的类型是int，否则/是浮点数除法，出来类型是float。
#而Resize类型滤镜要求输入int类型的数据。
顺道说一句关于Python的注释，#在Python中是注释掉后面一行字的作用，相当于C/C++中的//
如果想要大面积注释，类似/****/
可以用''''''
6.选择分支和Python中的缩进（indentation）
Python作为一个全能性编程语言，对很多现代编程中的概念都支持，最基础的选择分支和循环等自然不在话下。
这里我们举个列子：
src16作为源，res作为处理后准备输出的clip。
我们设置一个开关Debug，如果Debug=1/True则将src16和res交织输出，并转换为8bitRGB，否则将res转为YUV-10bit准备送给编码器：
Debug=0
ifDebug:
res=.Interleave（[src16,res]）#Interleave是将输入的视频一帧帧间隔显示
res=（res,full=False,depth=8）#ToRGB的作用是转为RGB，bitdepth已经指定为8
else:
res=.bitdepth（res,bits=10）#bitdepth是做精度转换
如果用类似C的伪代码写，大概风格为:
Debug=0;
if（Debug）{
res=.Interleave（[src16,res]）;
res=（res,full=False,depth=8）;
}else
res=.bitdepth（res,bits=10）;
可见，Python里面没有类似{}来把一段代码组合起来，Python用的是缩进。
不同缩进层次来区分不同组合。
比如说：
res=.Interleave（[src16,res]）
res=（res,full=False,depth=8）
这两句都是通过一个tab来缩进，所以这两个相当于被大括号给框住，成为一段。
如果是：
Debug=0
ifDebug:
res=.Interleave（[src16,res]）
res=（res,full=False,depth=8）
执行逻辑就截然不同了；res=（res,full=False,depth=8）这句是跟if并列的，一定会在if语句做完之后被执行。
Python对缩进非常严格，任何不匹配都会报错。
注意tab和空格不可等同，哪怕在你看来4个空格等于一个tab。
其他一些VS的高级用法，比如runtime机制，比如自定义函数，我们会在以后的教程中详细说。
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