数字影视制作基础知识.docx

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数字影视制作基础知识

色彩基础知识

了解图像的色彩模式对于后面编辑工作的学习有着非常重要的作用。

对于一个致力于计算机图像图形设计的人来说，熟练掌握色彩的继承知识，是做好工作的前提条件。

色彩模式

显示世界中的对象如果在计算机中表现出来，必须依靠不同的配色方式来实现。

下面，将介绍几种常用的配色方式。

1．色彩模式

RGB是由红、绿、蓝三原色组成的色彩模式。

图像中所有的色彩都是由三原色组合而来。

所谓三原色，即指不能由其他色彩组合而成的色彩。

三原色并不是固定不变的，例如红、黄、蓝也被称为三原色。

三原色每个都可包含256种亮度级别，三个通道合成起来就可显示完整的彩色图像。

我们的电视机或监视器等视频设备，就是利用三原色进行彩色显示的。

在视频编辑中，RGB是唯一可以使用的配色方式。

在RGB图像中的每个通道可包含2的8次方个不同的色调。

我们通常所提到的RGB图像包含三个通道，因而在一幅图像中可以有2的24次方（约1670万）种不同的颜色。

如果以等量的三原色光混合，可以形成白光。

三原色中红和绿等量混合则成为黄色；绿和蓝光等量混合为青色；红和蓝等量混合为品红色。

在Premiere中调节对象色彩，可以通过对红、绿、蓝三个通道的数值进行调节，来改变图像的色彩。

三原色中每一种都有一个0~255的取值范围。

当三个值都为0时，图像为黑色，当三个值都为255时，图像为白色。

2．灰度模式

灰度图像模式属于非彩色模式。

它只包含256级不同的亮度级别，只有一个Black通道。

用户在图像中看到的各种色调都是由256种不同强度的黑色所表示的。

灰度图像中的每个像素的颜色都要用8位二进制存储。

3.CMYK色彩模式

CMYK是指青色（cyan）、品红（magenta）、黄色（yellow）和黑色（black）。

它是用于制作高质量彩色出版物的颜色模式。

CMYK是一种减色配色方式。

当几种颜色合起来时，将得到黑色。

这与RGB模式正好相反。

4.LAB色彩模式

Lab是一种图像软件用来从一种颜色模式向另外一种颜色模式转变的内部颜色模式。

例如在Photoshop中将CMYK图像转变为RGB图像。

系统首先将CMYK转变为Lab，然后将Lab转换为RGB。

Lab色彩模式由三个通道组成。

每个通道包含256种不同的色调。

Lab颜色通道由一个亮度（Lightness）通道和两个色度通道A和B组成。

其中A代表从绿到红，俗称红绿轴。

B代表从蓝到黄，俗称蓝黄轴。

Lab色彩模式是一种独立的模式。

用户在显示器上看到的Lab颜色应该和彩色打印机或其他印刷工具输出的颜色相同。

Lab色彩模式的数据量略大于RGB模式。

Lab色彩模式作为一个彩色测量的国际标准，是基于最初的CIE1931色彩模式的。

1976年，这个模式被定义为CIELab。

Lab模式解决了彩色复制中由于不同的显示器或不同的印刷设备而带来的差异。

Lab色彩模式是在与设备无关的前提下产生的。

因此，它不考虑用户所使用的设备。

5.HSB色彩模式

HSB色彩模式基于人对颜色的感觉而制定。

它即不是RGB的计算机数值，也不是CMYK的打印机百分比，而是将颜色看作由色相、饱和度和明亮度组成的。

Hue（色相）：

色谱是基于从某个物体返回的光波，或者是透过某个物体的光波。

人眼中看到的光谱中的颜色，称为可见光谱颜色。

所谓可见光谱，是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫系列色彩，俗称七彩色。

色相是区分色彩的名称。

黑白及各种灰色则是属于无色相的。

Saturation（饱和度）是指示某种颜色浓度的含量。

饱和度越高，颜色的强度也就越高。

Brightness（明亮度）则是对一种颜色中光的强度的表述。

明度高则色彩明亮，明度低则色彩暗。

同一颜色中也有不同的明度值，如白色明度值较大，灰色明度值适中，黑色则明度值较小。

图形、像素和分辨率

计算机图形可分为两种类型：

位图图形和矢量图形。

1.位图图形

位图图形也叫光栅图形、点位图像，通常也称之为图像。

它由大量的像素组成。

位图图形是依靠分辨率的图形，每一幅都包含着一定数量的像素。

用户在创建位图图形时就必须制定图形的尺寸和分辨率。

数字化后的视频文件也是由连续的图像组成的。

2.矢量图形

矢量图形是与分辨率独立的的图形。

它通过数学方程式来得到。

由叫作矢量的数学对象所定义的直线和曲线组成的。

矢量根据图形的几何特性来对其进行描述。

在如图1-4-1所示的矢量图形中，所有内容是由数学定义的曲线（路径）组成，这些路径曲线放在特定位置并填充有特定的颜色。

移动、缩放图片或更改图片的颜色都不会降低图形的品质。

矢量图形与分辨率无关，可以将它缩放到任意大小和以任意分辨率打印在输出设备上，都不会遗漏细节或损伤清晰度。

因此，矢量图形是文字（尤其是小字）和粗图形的最佳选择，这些图形（比如徽标）在缩放到不同大小时都能保持清晰的线条。

矢量图形还具有文件数据量小的特点。

3.像素

像素是构成图形的基本元素，它是位图图形的最小单位。

像素有以下三种特性：

像素与像素间有相对位置

像素具有颜色能力，可以用bit（位）来度量

像素都是正方形的。

像素的大小是相对的，它依赖于组成整幅图像像素的数量多少。

4.分辨率

分辨率是指图像单位面积内像素的多少。

分辨率越高，则图像越清晰。

例如，一副4平方英寸的图像，若分辨率是8像素/英寸，则图像中共有320个像素，如图1-5左图所示；若分辨率为15像素/英寸，则图像中共有600个像素，如图1-5中图所示；若分辨率为72像素/英寸，则图像中共有2880像素，可以得到较好的图像质量，如图1-4-2右图所示。

5．颜色深度

图像中每个像素可显示出的颜色数被称做颜色深度。

它和数字化过程中的量化数有紧密联系。

量化比特越高，每个像素可显示出的颜色数目越多。

通常情况下，有以下几种颜色深度标准：

24位真彩色：

采用8比特量化，每个像素所能显示的颜色数为24位，也就是2的24次方，约有1680万种颜色。

人眼无法识别真彩色以上的颜色。

16位增强色：

增强色为16位颜色，每个像素显示的颜色数为2的16次方，有65536种颜色。

8位色：

每个像素显示的颜色数为2的8次方，有256种颜色。

6．像素宽高比

PexelAspectRatio选项用于设置影片的像素宽高比。

像素宽高比是指图像中一个像素的宽度和高度之比，帧宽高比则是指图像的一帧的宽度与高度之比。

某些视频输出使用相同的帧宽高比，但使用不同的像素宽高比。

例如，某些NTSC数字化压缩卡产生4:

3的帧宽高比，使用方像素（1.0像素比）及640×480分辨率，D1NTSC采用4:

3的帧宽高比，但使用矩形像素（0.9像素比）及720×486分辨率。

分别为4:

3帧长宽比和16:

9帧长宽比。

如果在一个显示方形像素的显示器上不作处理的显示矩形像素，则会出现变形现象。

一般情况下，选择UsePixelAspectRatiofromFile，使用影片素材的原始像素宽高比。

你也可以在Conformto下拉列表中重新指定像素宽高比。

7．Alpha通道

可以在Alpha栏中对素材的Alpha通道进行设置。

在PremierePro中导入入带有Alpha通道的文件时，会自动识别该通道。

视频编辑除了使用标准的颜色深度外，还可以使用32位颜色深度。

32位颜色实际上是在24位颜色深度上添加了一个8位的灰度通道，为每一个像素存储透明度信息。

这个8位灰度通道被称为Alpha通道。

在一般情况下，Alpha通道分为两种类型，分别为Straight和Premultiplied通道。

StraightAlpha通道将素材的透明度信息保存在独立的Alpha通道中，它也被称做UnmattedAlpha（不带遮罩的Alpha通道）。

StraightAlpha在高标准、高精度颜色要求的电影中产生较好的效果，但它只有在少数程序中才能产生。

PremultipliedAlpha通道保存Alpha通道中的透明度信息，同时它也保存可见的RRGB通道中的相同信息，因为它们是以相同的背景色被修改的。

PremultipliedAlpha也被称为MattedAlpha（带有背景色遮罩的Alpha通道）。

它的优点是有广泛的兼容性，大多数的软件都能够产生这种Alpha通道。

如果素材的Alpha通道解释错误的话，有时候会出现一些问题。

选择IgnoreAlphaChannel选项，会忽略素材Alpha通道。

InvertAlphaChannel选项可以反转Alpha通道效果。

视频基础知识

1．模拟/数字

模拟录像带格式包含VHS和S-VHS、U-matic、Hi-8以及BetacamSP等。

视频信号以模拟波形的形式储存在录像带上，要将模拟视频输入D3-Edit编辑，您首先需要将模拟信号转换为数字信号，使它可以作为数字文件储存在硬盘上。

此转换过程通过视频采集卡或外部转换设备完成。

完成编辑后，就可以通过视频采集卡或外部设备将编辑的节目转录回录像带。

于是，存储在硬盘上的数字视频文件就转换回摄录机或编辑机能够识别的模拟信号。

模拟录像带的主要缺点是复制损耗或视频质量随时间推移而降低。

复制模拟录像带时，副本的质量会略有降低。

如果重复此过程几次，然后使用此副本制作更多副本，录像带就可能会因为累计的质量损耗而不能观看，反复回放也会加快原始素材带的磨损而影响回放质量。

数字视频含义非常宽广，例如DVD影片，家用DV格式录像带或网络上的数字电影片断，这些都是以数字储存的视频，只是储存格式不同。

数字视频格式包括DV和以SonyDigitalBetacam、BetacamSX或者PanasonicDVCPRO/DVCPRO50，以及JVCDigitalS为代表的广播级录放设备（其余还有D1、D2、D3、D5、D6、D7、D8、D9等格式），与模拟视频不同的是，数字视频信号以一系列1和0储存在录像带上，D3-Edit软件可以利用多种数字接口将视音频从数字录像带中直接输入到磁盘当中。

由于这些视频信号已经是数字信号，输入也就是数据拷贝过程，因此不会产生任何复制损耗。

您可以制作任何数量的副本，而且这些副本的质量与原视频毫无差别。

1．扫描格式

视频标准中最基本的参数是扫描格式，主要包括图像在时间和空间上的抽样参数、即每行的像素数、每秒的帧数，以及隔行扫描或逐行扫描。

扫描格式主要有两大类：

525/59.94和625/50，前者是每帧的行数，后者是每秒的场数。

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15625Hz。

在数字域经常用水平、垂直像素数和帧率来表示扫描格式，如480×70×30、1080×1920×30等。

对ATSC标准来说，共有28种扫描格式，其中常规清晰度电视（SDTV）为480×704×F和480×640×F，帧频F可以是23.976、24、29.97、30、59.94和60Hz。

高清晰度电视（HDTV）为1080×1920×F，帧频F是23.92、30和29.97Hz；或720×1280×F，帧频F为23.976、24、29.97、30、59.94和60Hz。

对DVB标准来说，25Hz帧频的SDTVIRD可以接收扫描格式为720×576×25、544×576×25、352×576×25的图像；30Hz帧频的SDTVIRD可以支持30000/1001Hz的帧频，可以接收扫描格式为720×480×30、544×480×30、480×680×30、352×480×30和352×240×30的图像。

对25Hz的HDTVIRD，可以接收扫描格式为1152×1920×F和1080×1920×F的图像。

2．帧速率

无论是电影或者电视，都是利用动画的原理是图像产生运动。

动画是一种将一系列差别很小的画面以一定速率连续放映而产生出运动视觉的技术。

根据人类的视觉暂留现象，连续的静态画面产生运动。

物体在快速运动时，人眼对于时间上每一个点的物体状态会有短暂的保留现象，例如在黑暗的房间中挥舞一支香烛。

由于时间暂留现象，看到的不是一个红点沿弧线运动，而是一道道的弧线。

这是由于香烛在前一个位置发出的光还在人的眼睛里短暂保留，它与当前香烛的光芒融合在一起，组成一段弧线。

构成动画的最小单位为Frame（帧），即组成动画的每一幅静态画面。

一帧即为一幅静态画面。

时间暂留的时间非常短，为10-1数量级。

所以为了得到平滑连贯的运动画面，必须使画面的更新达到一定标准。

即每秒中所播放的画面要达到一定数量。

这就是帧速率。

PAL制影片的帧速率是25帧/秒，NTSC制影片的帧速率是29.97帧/秒，电影的帧速率是24帧/秒，二维动画的帧速率12帧/秒。

选择UseFrameRatefromFile则使用影片的原始帧速率。

你也可以在Assumethisframerate栏中输入新的帧速率。

下方的Duration显示影片的长度。

改变帧速率，影片的长度也会发生改变。

在非线性编辑软件（如PremierePro）中可以用FrameRate设置影片的帧速率。

3.宽高比

视频标准中的第2个重要参数是宽高比，可以用两个整数的比来表示，也可以用小数来表示，如4:

3或1.33。

电影、SDTV和HDTV具有不同的宽高比。

SDTV的宽高比是4:

3或1.33；HDTV和扩展清晰度电视（EDTV）的宽高比是16:

9或1.78；电影的宽高比从早期的1.333到宽银幕的2.77。

由于输入图像宽高比不同，便出现了在某一宽高比屏幕上显示不同宽高比图像的问题。

4．彩色信息的表述

视频标准中另一个重要问题是彩色信息的表述。

原始彩色信号是红绿蓝三原色，也称R、G、B信号；也有称为GBR的，因为同步在绿信号上。

对一种颜色进行编码的方法统称为“颜色空间”或“色域”。

用最简单的话说，世界上任何一种颜色的“颜色空间”都可定义成一个固定的数字或变量。

RGB（红、绿、蓝）只是众多颜色空间的一种。

采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示—红色、绿色以及蓝色的强度。

记录及显示彩色图像时，RGB是最常见的一种方案。

但是，它缺乏与早期黑白显示系统的良好兼容性。

因此，件多电子电器厂商普遍采用的做法是，将RGB转换成YUV颜色空同，以维持兼容，再根据需要换回RGB格式，以便在电脑显示器上显示彩色图形。

YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL）。

YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。

与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。

其中“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。

“亮度”是通过RGB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。

“色度”则定义了颜色的两个方面—色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。

其中，Cr反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。

而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。

还可以把两个色差信号U、V合并形成一个彩色信号C，以Y/C格式进行记录。

这种格式被称为彩色降频方式。

它对应于录像机上的S-Video。

亮度、彩色和同步信号的合成被称为复合信号（CCVS）。

形成复合信号的处理过程被称为编码。

彩色信号和亮度信号经过编码，很难再完全分开而又没有损失，结果造成色串亮和亮串色。

因此，应尽量减少合成和分离的环节。

5.NTSC、PAL

基带视频是一种简单的模拟信号，由视频模拟数据和视频同步数据构成，用于接收端正确地显示图像。

信号的细节取决于应用的视频标准或者“制式”--NTSC（美国全国电视标准委员会，NationalTelevisionStandardsCommittee）、PAL（逐行倒相，PhaseAlternateLine）以及SECAM（顺序传送与存储彩色电视系统，法国采用的一种电视制式，SEquentialCouleurAvecMemoire）。

在PC领域，由于使用的制式不同，存在不兼容的情况。

拿分辨率来说，有的制式每帧有625线（50Hz），有的则每帧只有525线（60Hz）。

后者是北美和日本采用的标准，统称为NTSC。

通常，一个视频信号是由一个视频源生成的，比如摄像机、VCR或者电视调谐器等。

为传输图像，视频源首先要生成—个垂直同步信号（VSYNC）。

这个信号会重设接收端设备（PC显示器），保征新图像从屏幕的顶部开始显示。

发出VSYNC信号之后，视频源接着扫描图像的第一行。

完成后，视频源又生成一个水平同步信号，重设接收端，以便从屏幕左侧开始显示下一行。

并针对图像的每一行，都要发出一条扫描线，以及一个水平同步脉冲信号。

另外，NTSC标准还规定视频源每秒钟需要发送30幅完整的图像（帧）。

假如不作其它处理，闪烁现象会非常严重。

为解决这个问题，每帧又被均分为两部分，每部分262.5行。

一部分全是奇数行，另一部分则全是偶数行。

显示的时候，先扫描奇数行，再扫描偶数行，就可以有效地改善图像显示的稳定性，减少闪烁。

6.SMPTE时间码

视频素材的长度和它的开始、结束帧，是由一种称为时间码单位和地址来度量的。

时间码区别录像带的每一帧，以便在编辑和广播中控制。

在编辑视频时，时间码可精确地找到每一帧，并同步图像和声音元素。

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。

如电影、视频和电视工业。

PAL制采纳的是25fps的标准。

而NTSC制由于广播电视的技术原因，采纳了29.97fps的标准，而非早期黑白电视使用的30fps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，由SMPTE时间码测量播放时间与实际播放时间之间的差异，开发出一个叫做DropFrame（掉帧）的格式。

多数视频编辑系统既装有调帧，也装有不调帧时间码格式。

无论使用哪种格式，应当注意，用什么样的格式记录视频资料，就该用相同的格式编辑录像带，以便知道时间码所代表的真实时间。

7．时间基准（Timebase）：

电影、电视等活动影像该指标决定Timeline窗口片断时间位置的基准。

一般情况下，电影胶片选24，PAL或SECAM制视频选25，NTSC制视频选29.97，其他可选30。

每一个素材都有一个时基，时基决定了Premiere如何解释被输入的素材，并让软件知道一部影片的一秒是多少帧。

时基虽然是用比率来表示，但是跟影片的实际回放率无关。

时基影响素材在项目、监视器和时间线等窗口的表示方式。

例如，时间线窗口中时间标尺上的可对会反映出时基的值。

8．逐行扫描与隔行扫描

在将光信号转换为电信号的扫描过程中，扫描总是从图像的左上角开始，水平向前行进，同时扫描点也以较慢的速率向下移动。

当扫描点到达图像右侧边缘时，扫描点快速返回左侧，重新开始在第1行的起点下面进行第2行扫描，行与行之间的返回过程称为水平消隐。

一幅完整的图像扫描信号，由水平消隐间隔分开的行信号序列构成，称为一帧。

扫描点扫描完一帧后，要从图像的右下角返回到图像的左下角，开始新一帧的扫描，这一时间间隔，叫做垂直消隐。

对于PAL制信号来讲，采用每帧625行扫描。

对于NTSC制信号来讲，采用每帧525行扫描。

大部分的广播视频采用两个交换显示的垂直扫描场构成每一帧画面，这叫做隔行扫描场。

隔行扫描视频的帧由两个场构成，其中一个扫描帧的全部奇数场，称为奇场或上场；另一个扫描帧的全部偶数场，称为偶场或下场。

场以水平分隔线的方式隔行保存帧的内容，在显示时首先显示第1个场的交错间隔内容，然后再显示第2个场来填充第一个场留下的缝隙。

计算机操作系统是以逐行扫描的形式显示视频的，它的每一帧画面由一个垂直扫描场完成。

电影胶片类似于以逐行扫描视频，它每次是显示整个帧的画面。

9．Fieldsettings场设置：

该选项指定编辑影片所使用的场方式。

NoFields应用于逐行扫描场影片。

在编辑隔行扫描场影片时，要根据相关视频硬件显示奇偶场的顺序，选择UpperFieldFirst或者LowerFieldFirst。

场是个非常重要的概念。

在使用视频素材时，会遇到隔行视频场的问题。

它严重影响着最后的合成质量。

随着视频格式、采集和回放设备的不同，场的优先顺序也是不同的。

如果场顺序反转，运动会变得僵持和闪烁。

在编辑中，如果改变了片段的速度，输出胶片带，反向播放片段活冻结视频帧，都有可能遇到场处理问题。

在视频编辑中，正确的场设置是非常必要的。

正确的场设置非常重要。

场设置错误。

此时画面中会出现严重的毛刺效果。

正确的场设置下，毛刺效果可以消除。

在进行场设置的时候，我们是要选择场的优先顺序的。

下面我们列出一般情况下，各种视频标准录像带的场优先顺序：

格式

场顺序

DV

下场

640X480NTSC

上场

640X480NTSCFull

下场

720X480NTSCDV

下场

720X480NTSCD1

通常是下场

768X576PAL

上场

720X576PALDV

下场

720X576PALD1

上场

HDTV

上场或者下场

在选择场顺序后，应该播放影片，观察影片是否能够平滑的进行播放。

如果出现了跳动的现象，则说明场的顺序时错误的。

对于采集或上载的视频素材，一般情况下我们都要对其进行场分离设置。

另外，如果要将计算机中完成的影片输出到用于电视监视器播放的领域。

在输出时也要对场进行设置。

输出到电视机的影片是具有场的。

我们可以对没有场的影片来添加场。

例如，使用三维动画软件输出的影片，在输出的时候没有输出场，录制到录像带在电视上播出的时候，就会出现问题。

这时候我们可以为其在输出前添加场。

可以在素材解释和渲染设置中进行场设置。

一般情况下，在新建项目的时候，就要指定正确的场顺序。

这里的顺序一般要按照影片输出设备来设置。

在General对话框Fieldsettings下拉列表指定编辑影片所使用的场方式。

NoFields应用于逐行扫描场影片。

在编辑隔行扫描场影片时，要根据相关视频硬件显示奇偶场的顺序，选择UpperFieldFirst或者LowerFieldFirst。

在输出影片的时候，也有类似的选项设置。

如果编辑过程中，得到的素材场顺序都有所不同，必须使其统一，并符合编辑输出的场设置。

可以在序列中右键单击素材，选择菜单命令“FieldOptions”，弹出FieldOptions对话框。

Reversefielddominance：

反转场控制。

如果素材场顺序与视频采集卡场顺序相反选该项。

None：

不处理素材场控制。

InterlaceConsecutiveFrames：

隔行扫描场处理。

将隔行扫描场转换为逐行扫描场。

AlwaysDeinterlace：

逐行扫描场处理。

将逐行扫描场转换为隔行扫描场。

FlickerRemoval：

消除闪烁。

该选项消除细水平线的闪烁。

当该选项没有被选择时，一个只有一个像素的水平线只在两场中的其中一场出现。

当回放时会导致闪烁。

选择该选项将使用扫描线的百分值，增加或降低以混合扫描线，以使一个像素的扫描线在视频的两个场中都出现。

在Premiere中播出字幕时，一般都要将该项打开。

数字视频基础

数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质（如录像带）。

播放时,视频信号被转变为帧信息，并以每秒约30幅的速度投影到显示器上，使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。

电影播放的帧率大约是每秒24帧。

如果用示波器（一种测试工具）来观看，未投影