1.2 数字视频基础
在Premiere中编辑的视频属于数字视频，下面来了解一下数字视频的基础。
1.2.1 视频记录的方式
视频记录方式一般有两种：一种是以数字信号（Digital）的方式记录，另一种是以模拟信号（Analog）的方式记录。
数字信号以0和1记录数据内容，常用于一些新型的视频设备，如DC、Digits、Beta Cam和DV-Cam等。数字信号可以通过有线和无线的方式传播，传输质量不会随着传输距离的变化而变化，但必须使用特殊的传输设置，在传输过程中不受外部因素的影响。
模拟信号以连续的波形记录数据，用于传统影音设备，如电视、摄像机、VHS、S-VHS、V8、Hi8摄像机等，模拟信号也可以通过有线和无线的方式传播，传输质量随着传输距离的增加而衰减。
在视频编辑中，通常用时间码来识别和记录视频数据流中的每一帧，从一段视频的起始帧到终止帧，其间的每一帧都有一个唯一的时间码地址。根据动画和电视工程师协会SMPTE（Society of Motion Picture and Television Engineers）使用的时间码标准，其格式是：小时∶分钟∶秒∶帧，或hours∶minutes∶seconds∶frames。例如，一段长度为00∶01∶25∶15的视频片段的播放时间为1分钟25秒15帧，如果以每秒30帧的速率播放，则播放时间为1分钟25.5秒。
根据电影、录像和电视工业中使用的不同帧速率，各有其对应的SMPTE标准。由于技术的原因，NTSC制式实际使用的帧率是29.97fps而不是30fps，因此在时间码与实际播放时间之间有0.1%的误差。为了解决这个误差问题，设计出丢帧（drop-frame）格式，即在播放时每分钟要丢2帧（实际上是有两帧不显示而不是从文件中删除），这样可以保证时间码与实际播放时间的一致。与丢帧格式对应的是不丢帧（nondrop-frame）格式，它忽略时间码与实际播放帧之间的误差。
1.2.2 数字视频量化
模拟波形在时间上和幅度上都是连续的。数字视频为了把模拟波形转换成数字信号，必须把这两个量纲转换成不连续的值。幅度表示成一个整数值，而时间表示成一系列按时间轴等步长的整数距离值。把时间转化成离散值的过程称为采样，而把幅度转换成离散值的过程称为量化。
1.2.3 视频帧速率
如果手头有一卷动态图像的胶片，那么将它对着光就可以看到组成此作品的单个图片帧。如果看得仔细点，就会发现动作是如何创建的，即动态图像的每一帧都与前一帧稍微不同。每一帧中视觉信息的改变创造了这种动态错觉。
若拿一卷录影带对着光，是看不到任何帧的。但是，摄像机确实已经将这些图片数据存储为单个视频帧了。标准DV NTSC（北美和日本标准）视频帧速率是每秒29.97帧；欧洲的标准帧速率是每秒25帧。欧洲使用逐行倒相（Phase Alternate Line, PAL）系统。电影的标准帧速率是每秒24帧。新高清视频摄像机也可以以每秒24帧（准确地说是23.976帧）录制。
在Premiere Pro中帧速率是非常重要的，因为它能帮助测定项目中动作的平滑度。通常，项目的帧速率与视频影片的帧速率相匹配。如果使用DV设备将视频直接采集到Premiere Pro中，那么采集速率会设置为每秒29.97帧，以匹配Premiere Pro的DV项目设置帧速率。虽然想让项目帧速率与素材源影片的速率相同，但如果准备将项目发布到Web中，可能会以较低的速率导出影片。以较低帧速率导出作品，能使作品快速下载到Web浏览器中。
1.2.4 隔行扫描与逐行扫描
刚刚接触视频的电影制作人或许想知道，为什么不是所有的摄像机都以每秒24帧录制和播放影片。答案就在早期电视播放技术的要点中。视频工程师发明了一种制作图像的扫描技术，即对视频显示器内部的荧光屏每次发射一行电子束。为防止扫描到达底部之前顶部的行消失，工程师们将视频帧分成两组扫描行：偶数行和奇数行。每次扫描（称作视频场）都会向屏幕下前进1/60秒。在第1次扫描时，视频屏幕的奇数行从右向左绘制（第1、3、5行等）。第2次扫描偶数行，因为扫描得太快，所以肉眼看不到闪烁。此过程称作隔行扫描。因为每个视频场都显示1/60秒，所以一个视频帧会每1/30秒出现一次。因此，视频帧速率是每秒30帧。视频录制设备就是这样设计的，即以1/60秒的速率创建隔行扫描域。
许多更新的摄像机能一次渲染整个视频帧，因此无需隔行扫描。每个视频帧都是逐行绘制的，从第1行到第2行，再到第3行，依此类推。此过程称作逐行扫描。某些使用逐行扫描技术进行录制的摄像机能以每秒24帧的速度录制，并且能生成比隔行扫描品质更高的图像。Premiere Pro提供用于逐行扫描设备的预设。无疑，未来我们将会看到更多逐行扫描设备的视频作品。在Premiere Pro中编辑逐行扫描视频后，就可以将其导出到类似Adobe Encore DVD的程序中，在其中可以创建逐行扫描DVD。
1.2.5 画幅大小
数字视频作品的画幅大小决定了Premiere Pro项目的宽度和高度。在Premiere Pro中，画幅大小是以像素为单位来进行衡量的。像素是计算机监视器上能显示的最小图片元素。如果正在工作的项目使用的是DV影片，那么通常使用DV标准画幅大小为720像素×480像素。HDV视频摄像机（索尼和JVC）可以录制1280像素×720像素和1400像素×1080像素的画幅。更昂贵的高清（HD）设备能以1920像素×1080像素进行拍摄。
小技巧
高清摄像机可以录制隔行扫描视频或者逐行扫描视频；有些摄像机则两者都可以录制。在视频规范中，720p表示1280像素×720像素画幅大小的逐行扫描视频。1920像素×1080像素的高清格式可以是逐行扫描，也可以是隔行扫描。在视频规范中，1080 60i表示画幅高度为1080像素的隔行扫描视频。数字60表示每秒的场数，因此表示录制速率是每秒30帧。
在Premiere Pro中，也可以在画幅大小不同于原始视频画幅大小的项目中进行工作。例如，即使正在使用DV影片（720像素×480像素），也可以使用用于iPod或手机视频的设置创建项目。此项目的编辑画幅大小将是640像素×480像素，但它将会以240像素×480像素的QVGA（1/4视频图形阵列）画幅大小进行输出。也可以以其他画幅大小进行编辑，以创建自定义画幅大小。
1.2.6 非正方形像素和像素纵横比
在DV出现之前，多数台式机视频系统中使用的标准画幅大小是640像素×480像素。计算机图像是由正方形像素组成的，因此640像素×480像素和320像素×240像素（用于多媒体）的画幅大小非常符合电视的纵横比（宽度比高度），即4∶3（每4个正方形横向像素，对应有3个正方形纵向像素）。
但是在使用720像素×480像素或720像素×486像素的DV画幅大小进行工作时，计算不是很清晰。问题在于：如果创建的是720像素×480像素的画幅大小，那么纵横比就是3∶2，而不是4∶3的电视标准。如何将720像素×480像素压缩为4∶3的纵横比呢？答案是使用矩形像素，比宽度更高的非正方形像素（在PAL DV系统中指720像素×576像素，像素长度大于宽度）。
如果对正方形与非正方形像素的概念感到迷惑，那么只需记住，640像素×480像素能提供4∶3的纵横比。查看由720像素×480像素画幅大小所带来问题的方式是想想720像素的宽度如何转换为640像素的。这里要用到一点中学数学知识：720乘以多少等于640？答案是0.9，即640是720的0.9倍。因此，如果每个正方形像素都能削减到原来自身宽度的9/10，那么就可以将720像素×480像素转换为4∶3的纵横比。如果正在使用DV进行工作，可能会频繁地看到数字0.9（即0.9∶1的缩写），这称作像素纵横比。
在Premiere Pro中创建DV项目时，可以看到DV像素纵横比设置为0.9而不是1（用于正方形像素），如图1-1所示。此外，如果向Premiere Pro中导入画幅大小为720像素×480像素的影片，那么像素纵横比将自动设置为0.9。
图1-1
小技巧
计算图像的纵横比可以使用这个公式：帧高度/帧宽度×纵横比宽度/纵横比高度。因此，对于4∶3的纵横比，480/640×4/3=1。对于720/480，更精确地说是704/480×4/3=0.9。对于PAL系统，计算结果是576/704×4/3=1.067。注意704像素代替了720，因为704是实际活跃的图片区域。
在Premiere Pro中创建DV项目时，像素纵横比是自动选取的。Premiere Pro也会调整计算机显示器，使得在正方形像素的计算机显示器上查看非正方形像素影片时不会造成变形。尽管如此，理解正方形与非正方形像素的概念还是很有帮助的，因为可能需要将DV项目导出到Web、多媒体应用程序、手机或iPod（它们都显示正方形像素，因为是在逐行扫描显示器上查看）。还可能在工作的项目中，素材源同时包含正方形像素和非正方形像素。如果向DV项目导入的影片是由模拟视频卡数字化的（使用正方形像素数字化），或者将由使用正方形像素的计算机图形程序创建的图像导入包含DV影片的DV项目中，那么在视频区中就会有两种类型的像素。为防止变形，可以使用Premiere Pro的“解释素材”命令合理设置导入图形或影片的画幅大小。
新手练习：将像素纵横比转换回方形像素
● 素材文件：素材文件/第1章/01.Prproj
● 案例文件：案例文件/第1章/新手练习——将像素纵横比转换回方形像素．Prproj
● 视频教学：视频教学/第1章/新手练习——将像素纵横比转换回方形像素．flv
● 技术掌握：将像素纵横比转换回方形像素的方法
扫码看视频
在Premiere Pro中，使用“解释素材”命令可以将像素纵横比转换为方形像素，以校正变形图像，具体操作步骤如下。
【操作步骤】
01 打开配套资源中相对应的素材文件“01.Prproj”，然后在项目窗口中选择需要校正为方形像素的对象“01.jpg”，如图1-2所示。
图1-2
02 在该图像文件名称上单击鼠标右键，然后从弹出的菜单中选择“修改→解释素材”菜单命令，如图1-3所示。
图1-3
03 在弹出的“修改素材”对话框的“像素纵横比”区域中，选中“符合为”命令，然后在下拉列表中选择“方形像素（1.0）”选项，如图1-4所示。单击“确定”按钮，项目窗口中的列表即可表示图像已经被转换为方形像素。
图1-4
1.2.7 RGB色彩和位数深度
计算机屏幕上的彩色图像是由红色、绿色和蓝色荧光粉混合创建而成的。使用不同数量的红、绿、蓝色组合可以显示百万种颜色。在数字图像程序中，如Premiere Pro和Photoshop，红色、绿色和蓝色成分通常称作通道。每个通道可以提供256种颜色（28，通常称作8位色彩，因为一个字节是8位），256种红色×256种绿色×256种蓝色的组合可以生成约1760万种颜色。因此，在Premiere Pro中创建项目时，可以看到大多数色彩深度选项设置为数百万种色彩。几百万种色彩的色彩深度通常称作24位色彩（224）。某些新式高清摄像机能以10位每像素进行录制，可以为每种红色、绿色和蓝色像素提供1024种颜色。这远远大于红、绿、蓝色通道的256种颜色。尽管如此，多数视频仍然以8位每像素进行采样，所以10位色彩也许并不比8位色彩更有制作优势。
知识窗：避免显示变形
当在计算机显示器（显示方形像素）上查看未更改的非方形像素时，图像可能会出现变形。当在视频监视器上而不是计算机显示器上查看影片时，并不会出现变形。幸运的是，Premiere Pro会在计算机显示器上调整非方形像素的影片，因此，在将影片导入DV项目中时并不会使非方形像素影片变形。此外，如果使用Premiere Pro的“导出”命令将项目导出到Web，那么可以调整像素纵横比以防止变形。尽管如此，如果在方形像素程序（如Photoshop 7）中创建720×480（或720×486）的图形，然后将它导入NTSC DV项目中，那么图形在Premiere Pro中显示时可能会出现变形。图1-5显示了在Photoshop中以720×480创建的方形中包含一个圆形的图像。注意，此图像显示在Premiere Pro的素材源监视器面板中时会出现变形。图形变形是因为Premiere Pro自动将它转换为非方形的0.9像素纵横比。
图1-5
如果在方形像素程序中以720×576创建了一个图形并将它导入到一个PAL DV项目中，那么Premiere Pro也会将它转换为非方形像素纵横比。会发生变形是因为Premiere Pro将以DV画幅大小创建的数字素材源文件都定义为非方形像素数据。这一文件导入规则是由一个名为“Interpretation Rules.txt”的文本文件指定的，此文件包含了关于如何编辑定义规则的指导，位于Premiere Pro的Plug-ins文件夹（在en_US文件夹）中并且是可编辑的，这使Premiere Pro可以定义不同的图形和视频文件。
在Photoshop CS2或更高版本中创建图形，就可以避免图形变形。使用Photoshop CS2及更高版本可以在视频监视器上预览图形并显示视频预设，如720×480 DV设置在文件中所提供的像素纵横比是0.9。如果使用此预设，就可以在将图形导入到DV项目中之前预览图形。
如果安装Premiere Pro的计算机中也安装了Photoshop CS版本，就可以通过选择“文件→新建→Photoshop文件”菜单命令，在Premiere Pro中创建一个Photoshop文件，此文件将会配置为匹配Premiere Pro项目的像素纵横比。
如果使用Photoshop CS或更高版本，甚至可以将一幅图像的像素纵横比设置为匹配Premiere项目的像素纵横比。首先选择“图像→图像大小”菜单命令，设置画幅大小与Premiere项目相匹配，然后选择“图像→像素长宽比”菜单命令，选择与项目匹配的像素纵横比即可。
但是，如果不使用Photoshop CS版本，则应该以720×534（DV/DVD）、720×540和768×576（PAL）的大小为DV项目创建全屏图形。对于宽银幕项目，则选择864×480（DV/DVD）或1024×576（PAL）。创建图形之后，在项目面板中选定它们，然后选择“素材→视频选项→缩放为当前画面大小”菜单命令，将它们导入Premiere Pro中，这将压缩图形以适配DV项目并且不会产生变形。
如果在方形像素程序中以720×480创建了一个图形文件，并将它导入到一个Premiere Pro DV项目中，则可能会发生变形，因为Premiere Pro将它视为使用非方形像素创建的文件来进行显示。幸运的是，使用Premiere Pro的“解释素材”命令可以“修复”图像。注意，如果使用此技巧，Premiere Pro必须对其添加内容（给图像添加大约10%的像素），使它看起来不如以前锐利。
1.2.8 数字视频编码压缩
由胶片制作的模拟视频、模拟摄像机捕捉的视频信号都可以称为模拟视频。而数字视频的出现带来了巨大的变化，在成本、制作流程、应用范围等方面都大大超越了模拟视频。但是数字视频和模拟视频又是息息相关的，很多数字视频都是通过模拟信号数字化后而得到的。
模拟视频被数字化后，具有相当大的数据率，为了节省空间和方便管理，需要使用特定的方法对其进行压缩。根据视频压缩方法的不同，主要可以分为如下3种类型。
● 有损和无损压缩
在视频压缩中有损（Loss）和无损（Lossless）的概念与对静态图像的压缩处理基本类似。无损压缩即压缩前和解压缩后的数据完全一致。多数的无损压缩都采用RLE行程编码算法。有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致；要得到体积更小的文件，就必须通过对其进行损耗来得到。在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢失的信息不可恢复。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩，这样才能达到低数据率的目标。丢失的数据率与压缩比有关，压缩比越小，丢失的数据越多，解压缩后的效果一般越差。此外，某些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式，这样还会引起额外的数据丢失。
● 帧内和帧间压缩
帧内（Intraframe）压缩也称为空间压缩（Spatial compression）。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。许多视频或动画前后两帧间有相关性或信息变化小的特点，即视频的相邻帧之间有冗余信息，帧间（Interframe）压缩基于此特点，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩（Temporal compression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩，对帧图像的影响非常小，所以帧间压缩一般是无损的。帧差值（Frame differencing）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
● 对称和不对称压缩
对称性（symmetric）是压缩编码的一个关键特征。对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合于实时压缩和传送视频，如视频会议应用就以采用对称的压缩编码算法为好。而在电子出版和其他多媒体应用中，都是先把视频内容压缩处理好，然后在需要的时候播放，因此可以采用不对称（asymmetric）编码。不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好地实时回放，即需要不同的速度进行压缩和解压缩。一般地说，压缩一段视频的时间比回放（解压缩）该视频的时间要多得多。例如，压缩一段3分钟的视频片段可能需要十多分钟的时间，而该片段实时回放时间只有3分钟。
1.2.9 SMPTE时间码
在视频编辑中，通常用时间码来识别和记录视频数据流中的每一帧，从一段视频的起始帧到终止帧，其间的每一帧都有一个唯一的时间码地址。根据动画和电视工程师协会SMPTE（Society of Motion Picture and Television Engineers）使用的时间码标准，其格式是小时∶分钟∶秒∶帧，或hours:minutes:seconds:frames。一段长度为00∶02∶31∶15的视频片段的播放时间为2分钟31秒15帧，如果以每秒30帧的速率播放，则播放时间为2分钟31.5秒。
根据电影、录像和电视工业中使用的不同帧速率，各有其对应的SMPTE标准。由于技术的原因，NTSC制式实际使用的帧速率是29.97fps而不是30fps，因此在时间码与实际播放时间之间有0.1%的误差。为了解决误差问题，从而设计出丢帧（drop-frame）格式，即在播放时每分钟要丢2帧（实际上是有两帧不显示而不是从文件中删除），这样可以保证时间码与实际播放时间的一致。与丢帧格式对应的是不丢帧（nondrop-frame）格式，它忽略时间码与实际播放帧之间的误差。