1.1 视频处理基础知识
在学习使用Premiere Pro CC进行视频编辑处理之前,首先需要了解视频处理方面的各种基础知识,理解相关概念、术语的含义,方便在后面的学习中快速掌握各种视频编辑操作的实用技能。
1.1.1 线性编辑
从电影、电视媒体诞生以来,影视内容编辑技术就伴随着影视工业的发展不断地革新,技术越来越完善,功能效果的实现、编辑应用的操作也越来越简便。在对视频内容进行编辑的工作方式上,就经历了从线性编辑到非线性编辑的重要发展过程。
传统的线性编辑是指在摄像机、录像机、编辑机、特技机等设备上,以原始的录像带作为素材,以线性搜索的方法找到想要的视频片段,然后将所有需要的片段按照顺序录制到另一盘录像带中。在这个过程中,需要工作人员通过使用播放、暂停、录制等功能来完成基本的剪辑。如果剪辑时出现失误,或者需要在已经编辑好的录像带上插入或删除视频片段,那么在插入点或删除点以后的所有视频片段都要重新移动一次,因此编辑操作很不方便,工作效率也很低,并且录像带是易受损的物理介质,在经过反复的录制、剪辑、添加特效等操作后,画面质量也会变得越来越差。
1.1.2 非线性编辑
非线性编辑(Digital Non-Linear Editing,DNLE)是随着计算机图像处理技术发展而诞生的视频内容处理技术。它将传统的视频模拟信号数字化,以编辑文件对象的方式在计算机上进行操作。非线性编辑技术融入了计算机和多媒体这两个领域的前端技术,集录像、编辑、特技、动画、字幕、同步、切换、调音、播出等多种功能于一体,克服了线性编辑的缺点,提高了视频编辑的工作效率。
相对于线性编辑的制作途径,非线性编辑可以在计算机中利用数字信息进行视频/音频编辑,只需使用鼠标和键盘就可以完成视频编辑的操作。数字视频素材的取得主要有两种方式,一种是先将录像带上的片段采集下来,即把模拟信号转换为数字信号,然后存储到硬盘中再进行编辑。现在的电影、电视中很多特技效果的制作,就是采用这种方式取得数字视频,在计算机中进行特效处理后再输出影片。另一种是用数码视频摄像机(即通常所说的DV摄像机)直接拍摄得到数字视频。数码摄像机通过CCD(Charged Coupled Device,电荷耦合器)器件,将从镜头中传来的光线转换成模拟信号,再经过模拟/数字转换器,将模拟信号转换成数字信号并传送到存储单元保存起来;拍摄完成后,只要将摄像机中的视频文件输入计算机即可获得数字视频素材,然后即可在专业的非线性编辑软件中进行素材的剪辑、合成、添加特效以及输出等编辑操作,制作各种类型的视频影片。
Premiere是Adobe公司开发的一款优秀的非线性视频编辑处理软件,具有强大的视频和音频内容实时编辑合成功能。新的Premiere Pro CC除了在软件功能的多个方面进行了提升,还带来了全新的云端处理技术,为影视项目编辑的跨网络协同合作和分享作品提供了更多的方便。
1.1.3 视频编辑基本概念
在视频处理领域,经常会用到一些基本的概念术语,需要先来仔细地学习理解。
1.帧和帧速率
平常的电视、电影以及网络中流行的Flash影片中的动画,其实都是由一系列连续的静态图像组成的,在单位时间内的这些静态图像就称为帧。由于人眼对运动物体具有视觉残像的生理特点,所以,当某段时间内一组内容连续变化的静态图像依次快速显示时,就会被“感觉”是一段连贯的动画。
电视或显示器上每秒钟扫描的帧数即帧速率(也称作“帧频”)。帧速率的数值决定了视频播放的平滑程度。帧速率越高,动画效果越平滑,反之就会有阻塞、延迟的现象。在视频编辑中也常常利用这个特点,通过改变一段视频的帧速率,来实现快动作与慢动作的表现效果。
2.电视制式
简单来说,电视制式就是指电视信号的编码与解码的方式。在电视诞生后的很长一段时期,不同国家对电视影像制定的标准不同,其制式也有一定的区别,主要表现在帧速率、宽高比、分辨率、信号带宽等方面。1952年由美国制定的NTSC制式,解决了彩色黑白电视广播的兼容问题,但存在色彩不稳定的缺点;1966年法国研发成功了SECAM制式,用亮度信号每行传送、两个色差信号逐行依次传送的方式,得到了更好的彩色电视信号,但兼容性差,主要应用在东欧及法语系国家;1967年德国综合了NTSC技术成就改进得到PAL制式,用逐行倒相正交平衡调幅技术,得到误差更小的图像色彩,并让黑白电视也可以兼容播放。中国的电视技术发展较晚,直接应用了当时较为先进的PAL制式。
现在,主流的液晶电视机都实现了多种制式信号的兼容。在Premiere Pro CC中进行影视项目的创建时,仍然可以选择需要的视频制式创建项目,但也可以直接自定义画面尺寸比例、帧速率、像素高宽比等,创建符合播放需求的视频内容,如主流的1920像素×1080像素全高清视频,以及分辨率更好的4k超清视频项目。
3.压缩编码
视频压缩也称为视频编码。通过计算机或相关设备对胶片媒体中的模拟视频进行数字化后,得到的数据文件会非常大,为了节省空间和方便应用、处理,需要使用特定的方法对其进行压缩。
视频压缩的方式主要分为两种:有损压缩和无损压缩。无损压缩是利用数据之间的相关性,将具有相同或相似特征的数据归类成一类数据,以减少数据量;有损压缩则是在压缩的过程中去掉一些不易被人察觉的图像或音频信息,这样既大幅度地减小了文件大小,也能够同样地展现视频内容。不过,有损压缩中丢失的信息是不可恢复的。丢失的数据量与压缩比有关,压缩比越大,丢失的数据越多,一般解压缩后得到的影像效果就越差。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。
有损压缩又分为帧内压缩和帧间压缩。帧内压缩(Intraframe Compression)也称为空间压缩(Spatial Compression),当压缩一帧图像时,它仅考虑本帧的数据,而不考虑相邻帧之间的冗余信息。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。帧内压缩一般得不到很高的压缩率。帧间压缩(Interframe Compression)也称为时间压缩(Temporal Compression),是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性,或者说前后两帧信息变化很小(即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息)这一特性,压缩相邻帧之间的冗余量,可以进一步提高压缩量,减小压缩比,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。
4.视频格式
使用一种方法对视频内容进行压缩后,就需要用对应的方法对其进行解压缩来得到动画播放效果。使用的压缩方法不同,得到的视频编码格式也不同。目前,对视频压缩编码的方法有很多,应用的视频格式也就有很多,其中比较具有代表性的就是MPEG数字视频格式和AVI数字视频格式。下面介绍几种常用的视频存储格式。
● AVI格式(Audio/Video Interleave)
这是一种专门为微软Windows环境设计的数字式视频文件格式,这种视频格式的好处是兼容性好、调用方便、图像质量好,缺点是占用空间大。
● MPEG格式(Motion Picture Experts Group)
该格式包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。MPEG-1被广泛应用于VCD的制作和一些视频片段下载的网络,使用MPEG-1的压缩算法可以把一部120分钟长的非视频文件的电影压缩到1.2GB左右。MPEG-2则应用在DVD的制作方面,同时在一些HDTV(高清晰度电视)和一些高要求视频编辑、处理上也有一定的应用空间;相对于MPEG-1的压缩算法,MPEG-2可以制作出在画质等方面性能远远超过MPEG-1的视频文件,但是容量也不小,在4~8GB。MPEG-4是一种新的压缩算法,可以将使用MPEG-1压缩到1.2GB的文件,压缩到300MB左右,以供网络播放。
● FLV格式(Flash Video)
该格式是随着Flash动画的发展而诞生的流媒体视频格式。FLV视频文件体积小,同等画面质量的一段视频,其大小是普通视频文件体积的1/3甚至更小;同时以其画面清晰、加载速度快的流媒体特点,成为网络中增长速度较快、应用范围较广的视频传播格式。目前的视频门户网站都采用FLV格式视频,它也被越来越多的视频编辑软件支持导入和输出应用。
● ASF格式(Advanced Streaming Format)
这是Microsoft为了和现在的Real Player竞争而发展出来的一种可以直接在网上观看视频节目的流媒体文件压缩格式,即一边下载一边播放,不用储存到本地硬盘。由于它使用了MPEG-4的压缩算法,所以压缩率和图像的质量都非常不错。
● DIVX格式
该格式的视频编码技术可以说是一种对DVD造成威胁的新生视频压缩格式。由于它使用的是MPEG-4压缩算法,因此可以在对文件尺寸进行高度压缩的同时,保留非常清晰的图像质量。用该技术制作的VCD,可以得到与DVD差不多画质的视频,而制作成本却要低廉得多。
● Quick Time格式
Quick Time(MOV)格式是苹果公司创立的一种视频格式,在图像质量和文件尺寸的处理上具有很好的平衡性,无论在本地播放还是作为视频流在网络中播放,都是非常优秀的。
● REAL VIDEO格式(RA、RAM)
该格式主要定位于视频流应用方面,是视频流技术的创始者。它可以在56kbit/s MODEM的拨号上网条件下实现不间断的视频播放,因此必须通过损耗图像质量的方式来控制文件的大小,图像质量通常很低。
5.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: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31秒15帧,如果以每秒30帧的速率播放,则播放时间为2分31.5秒。
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。
提示 为了方便用户区分视频素材的制式,在对视频素材时间长度的表示上也作了区分。非丢帧格式的PAL制式视频,其时间码中的分隔符号为冒号(:),如0:00:30:00。而丢帧格式的NTSC制式视频,其时间码中的分隔符号为分号(;),如0;00;30;00。在实际编辑工作中,可以据此快速分辨出视频素材的制式以及画面比例等。
6.数字音频
数字音频是指一个用来表示声音强弱的数据序列,由模拟声音经采样、量化和编码后得到。数字音频的编码方式也就是数字音频格式,不同数字音频设备一般对应不同的音频格式文件。数字音频的常见格式有WAV、MIDI、MP3、WMA、MP4、Real Audio、AAC等。
1.1.4 Premiere中常用的概念
传统的视频编辑手段是源片进来后,对其进行标记、剪切和分割,然后从另一端出来,这种编辑方式被称为线性编辑。Adobe的Premiere是革新性的非线性视频编辑应用软件,所谓非线性编辑,就是以计算机为载体,通过数字技术,完成传统制作工艺中需要十几套机器(A/B卷编辑机、特技机、编辑控制器、调音台、时基校正器、切换台等)才能完成的影视后期编辑合成以及特技制作任务,而且可以在完成编辑后方便、快捷地随意修改而不损害图像质量。虽然非线性编辑是在计算机上用软件进行的,且在处理手段上运用了数字技术,但是它还是和传统的线性编辑密切相关。
在Premiere中进行视频编辑的操作中,常见的名词术语主要有以下几个。
● 动画:通过迅速显示一系列连续的图像而产生的动作模拟效果。
● 帧:在视频或动画中的单个图像。
● 帧/秒(帧速率):每秒被捕获的帧数或每秒播放的视频或动画序列的帧数。
● 关键帧(Keyframe):一个在素材中特定的帧,它被标记是为了特殊编辑或控制整个动画。当创建一个视频时,在需要大量数据传输的部分指定关键帧有助于控制视频回放的平滑程度。
● 导入:将一组数据置入一个程序的过程。文件一旦被导入,数据将被改变以适应新的程序,其数据源文件则保持不变。
● 导出:在应用程序之间分享文件的过程,即将编辑完成的数据转换为其他程序可以识别、导入使用的文件格式。
● 过渡效果:一个视频素材代替另一个视频素材的切换过程。
● 渲染:应用转场和其他效果之后,将源信息组合成单个文件的过程,也就是输出影片。