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  解码和播放

  我们已经把录像录在磁带(或记忆卡)上了。接下来我要做的是播放视频。实际上,演奏是一个与“摄像编码”完全相反的过程,叫做“解码”。下图是解码过程。首先,将磁带上压缩的帧信息解压缩成YUV帧图像。显像管把RGB信息投射到屏幕上,画面就出来了。相当程度上和我们常见的视频播放基本是一回事。

  先来看减压。我们已经知道压缩有两种方式,相应的,解压也有两种方式。I帧压缩的解压缩过程与其压缩过程正好相反。如图,简单的理解就是把每个压缩帧放大到原来的大小,非常好理解。

   LGOP的解压相对复杂。因为LGOP是一个一个压缩的,所以解压的时候也是一个一个解决。如图,这是“15帧LGOP”的解压过程。

  首先,I帧把保留下来的“无用”信息传递给P帧,然后P帧把信息传递给B帧,这样你给我一些,我给你一些,丢弃的信息又回到每个B帧和P帧,15帧的完整画面就出来了。

  正如我们前面提到的,视频压缩是有损压缩。从这两张图可以看出,那些在压缩过程中被“扔掉”的部分,都是通过“补”回来的。

  帧压缩的解压缩,信息的不足是从自己的帧来弥补自己。

   LGOP缺失的信息是从下一帧开始弥补,互相帮助弥补。

  然而,被补充的信息实际上并不是压缩前的“原始”信息,而只是某种类似于替换它的东西。这时候我们就会发现,这种“打补丁”的能力才是解压质量的关键。如果修补得好,“修补”后的图像将接近“原始”图像。如果修补不好,图片将与“原始”图片不同。因此,这种“解压缩”的质量直接影响最终图像生成的质量。为什么玩Hi-Fi的人要单独买一个解码器,而不是DVD机自带的解码器?就是这个原因。同时我们也知道,如果对一张解压缩后的图片进行第二次压缩,得到的图片质量必然会下降更多。

  我们完成解压后,得到了YUV的采样图。但是我们要先把“采样的YUV”转换成“完成的YUV”,再把YUV转换成RGB,电视才能重现画面。

  前面讲到色度采样时,我们已经知道色度采样后的YUV是色度分量不完整的YUV。色度不完整的YUV如何转换成完整的YUV?其实道理和压缩解压差不多,就是把废弃的部分“补”起来,再填回去。下图是4:2:2采样YUV恢复的方法,让那些“保留”的色度分量自我复制,填补那些“牺牲”同学的空缺。

  同样,4:1:1和4:2:0也是同样的方法。见图:

  现在你知道为什么4:2:2的颜色比例是4:2:0和4:1:1了吧。因为4:2:2中抛出的色彩信息较少,所以色彩还原程度较高,而在4:2:0和4:1:1中,因为抛出了大量的色彩信息,大部分“添加”的色彩都不是“本来的”,所以4.2.2中色彩还原程度很低。

  以上,这是放大的彩条图的细节。注意两个色块的边界。看到了吧,在颜色变化剧烈的边缘,高色度采样表现出了很强的优势。

  比如图中绿色的部分是绿幕,其他部分是演员,我们就要在后期扣除绿幕。这时候你会发现,4:2:0素材的画面在过渡边缘容易“起毛”,没有4:2:2素材那么“干”。那些后期想上CG的素材往往要求4:2:2,就是这个道理。有时候,即使4:2:0和4:2:2的材料用肉眼无法准确区分,用手一捏就能分开,机器也没那么好骗。

   “玩”完了。很简单,就是解压和恢复两个过程,都是在“解码器”里完成的。回放质量由解码器决定。

  接下来,我们将把磁带上的素材导入电脑进行编辑,也就是俗称的“非编”。

  封装文件

  在电脑上编辑视频文件并不是什么新鲜事。然而,了解视频编辑系统中视频格式的变化是有帮助的。

   “格式是视频制作的核心。”我们已经知道了前期拍摄中格式的重要性,那么后期制作中应该如何理解这句话呢?

  在说后期制作之前,先介绍一个重要的概念:容器格式文件。这个词听起来好奇怪。但如果我问,你听说过MP4文件吗?拜托,不要问这么弱的问题。是的,玩视频剪辑的都不知道MP4文件。MP4文件是容器文件之一。之所以称之为“容器”,是因为它包含了要播放的视频和音频的内容。

  文件有完整的容器结构,像锅,而数据像菜,在锅里炒。所有的菜我们一目了然,想吃什么就吃什么。这种可以随意挑选的读写方式被称为“非线性”。但是这个锅一旦坏了,里面的菜就一个都保不住了。所以文件的数据安全性不如磁带,需要数据备份来提高文件的安全系数。而“非线性”的读写效率远高于磁带,所以“非线性”一定是视频剪辑的最佳方式。

  文件是视频内容的载体;视频以容器文件的形式在计算机系统中存储、处理和传输。以下是一些常见的容器文件。首先,AVI,全称是Audio Video Interleave,是微软在1992年开发的一种多媒体容器格式,现在是PC平台上的主要视频文件类型。MOV文件是苹果公司开发的容器文件,应用于苹果平台。OMF文档是Avid公司的容器文件。它只包含视频,不包含音频,音频是由另一个文件加载的。

  正因为编解码编码中有解压缩和压缩的步骤,所以存在解压缩质量和压缩质量的问题,也就有了所谓的“编码质量”。

  编码作为数据处理的过程,可以分为“硬件编码”和“软件编码”两种。硬件编码是由一块硬件进行编码,比如一块卡或者一个设备,需要硬件的支持。软件编码只是用计算机软件编码。只要你有一台电脑,安装了编码软件,就可以对软件进行编码。

  通常最常用的是微软的DV编解码器,免费的。只要安装了Windows,这个代码就可以使用。比较常见的DV代码有MainConcept、Canopus、Matrox和Pinnacle。大部分都不是免费的,需要购买,还有一部分代码是硬件代码,需要购买硬件才能使用。

  如何判断一个代码的好坏?如果是专业的评测方法,一般被测代码编码一个标准的彩条图,然后用监控设备(如矢量示波器、波形示波器)看代码如何还原彩条图,并与其他代码的还原能力进行比较。

  编码质量在哪里?我们知道,非编辑软件处理的AVI文件是容器文件,其中的内容是由编解码器编码的。对画面的任何调整(如画面叠加、字幕叠加、明暗调整、颜色匹配等。)必须重新编码,一旦调整,就要重新编码。经过多次重编码,画质必然会变差。此时,当编码质量高时,画面劣化程度较轻,而当编码质量不高时,画面劣化程度较重。总之,好的编码更耐久。

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