第4章视频素材的剪辑与制作精选文档.ppt
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1、第第4章视频素材的剪辑与制章视频素材的剪辑与制作作本讲稿第一页,共一百三十页视视频频和和基基于于计计算算机机的的动动画画已已成成为为多多媒媒体体系系统统的的基基本本媒媒体体并并且且是是多多媒媒体体计计算算机机的的关关键键技技术术之之一一。计计算算机机能能处处理理生生动动的的图图形形、图图像像和和动动画画使使得得多多媒媒体体计计算算机机更更具具有有影影响响力力。在在多多媒媒体体应应用用中中视视频频图图像像的的处处理理也也是是最最困困难难的的部部分分。所所谓谓视视频频信信号号的的处处理理主主要要包包括括视视频频图图像像的的获获取取、压压缩缩和和存存储储,各各种种编码技术、变换技术和传输技术等。编码
2、技术、变换技术和传输技术等。本讲稿第二页,共一百三十页4.1视频信息处理基础视频信息处理基础由由于于人人眼眼的的惰惰性性,在在亮亮度度信信号号消消失失后后约约1/20秒秒内内仍仍然然保保留留着着图图像像。活活动动图图像像正正是是根根据据这这一一特特性性产产生生的的。多多幅幅连连续续的的图图像像以以每每秒秒25帧帧的的速速度度均均匀匀地地播播放放,我我们们就就会会感感到到这这是是一一幅幅真真实实的的活活动动图图像像。电电影影和和电电视视都都是是根根据据这这一一原原理理来来设设计计的的,计计算算机机的的活活动动图图像像也也是是如如此此。活活动动图图像像一一般般分分为为动动画和视频两类。画和视频两类
3、。本讲稿第三页,共一百三十页用用计计算算机机实实现现的的动动画画与与电电影影动动画画片片的的制制作作一一样样,分分造造型型动动画画和和帧帧动动画画两两种种。造造型型动动画画是是先先对对活活动动对对象象分分别别造造型型,然然后后用用对对象象组组成成画画面面。帧帧动动画画是是由由一一幅幅幅幅连连续续的的画面组成的图形序列。画面组成的图形序列。本讲稿第四页,共一百三十页视视频频主主要要指指影影像像视视频频。它它也也由由连连续续的的画画面面组组成成,但但画画面面是是自自然然景景物物或或实实际际人人物物的的图图像像。在在计计算算机机中中处处理理时时必必须须全全部部数数字字化化。但但它它终终归归是是脱脱胎
4、胎于于电电视视技技术术,处处处处受受到电视的影响。到电视的影响。多多媒媒体体应应用用中中的的一一个个关关键键技技术术是是要要解解决决视视频频信信息息的的获获取取、压压缩缩、播播放放及及通通信信等等问题。问题。本讲稿第五页,共一百三十页动画动画多多媒媒体体系系统统中中说说的的动动画画是是特特指指基基于于计计算算机机的的动动画画。意意即即我我们们通通过过计计算算机机图图形形工工具来实现的动画。具来实现的动画。计算机动画的制作分为以下几个步骤。计算机动画的制作分为以下几个步骤。(1)通通过过绘绘图图程程序序绘绘制制图图形形或或光光学学扫描输入图形扫描输入图形/图像并进行后处理。图像并进行后处理。(2
5、)加加入入前前景景和和背背景景为为最最终终的的动动画画构成单个的动画帧。构成单个的动画帧。本讲稿第六页,共一百三十页(3)在在运运动动画画面面的的一一个个关关键键位位置置到到另另一一个个关关键键位位置置的的变变化化过过程程中中加加入入一一些些中中间间过过渡渡的的帧帧。主主要要技技术术包包括括线线性性插插值值法法和和样样条条函函数数法法等等。后后者者的的平平滑滑效效果果要要好好于于前前者者。如如图图4.1所所示示是是一一个个用用线线性性插插值值法法在在物物体上抛动画中插入中间帧的示例。体上抛动画中插入中间帧的示例。为为了了能能在在计计算算机机上上显显示示,动动画画帧帧在在显显示示前前必必须须被被
6、转转换换为为位位图图且且图图像像的的传传送送时时间间不能超过不能超过100ms。本讲稿第七页,共一百三十页本讲稿第八页,共一百三十页视频技术视频技术1模拟视频模拟视频(1)扫描原理(2)同步(3)分辨率(4)彩色电视(5)彩色电视制式本讲稿第九页,共一百三十页2数字视频数字视频计计算算机机多多媒媒体体技技术术中中要要把把前前述述模模拟拟视视频频技技术术应应用用于于计计算算机机图图像像处处理理中中,它它们们之之间间的的差差别别在在于于扫扫描描模模式式的的不不同同;电电视视亮亮度度和和色色度度为为复复合合编编码码,而而计计算算机机的的图图像像工工作作在在RGB空空间间;电电视视显显像像管管和和计计
7、算算机机显显示示器器的的分分辨辨率率多多不不相相同同。电电视视数数字字化化的的方方法法有有两种。两种。本讲稿第十页,共一百三十页(1)先先从从彩彩色色电电视视图图像像中中分分离离出出彩彩色色电电视视信信号号,然然后后数数字字化化。即即先先分分离离成成YUV、YIQ或或RGB彩彩色色空空间间中中的的分分量量信信号号,然然后后用三个用三个AD转换器分别对它们进行数字化。转换器分别对它们进行数字化。(2)先先对对彩彩色色电电视视信信号号进进行行数数字字化化,然然后后在在数数字字域域中中进进行行分分离离,以以获获取取所所希希望望的的YUV、YIQ或或RGB分分量量信信号号。用用这这种种方方法法对对电电
8、视视图图像像数数字字化化时时,用用一一个个高高速速A/D转换器即可实现视频信号的发送与接收。转换器即可实现视频信号的发送与接收。计计算算机机彩彩色色视视频频信信号号发发送送与与接接收收的的原原理如图理如图4.4所示。所示。本讲稿第十一页,共一百三十页本讲稿第十二页,共一百三十页3VGA显示显示PC机机通通过过显显示示器器来来输输出出图图形形和和图图像像。其其原原理理和和电电视视基基本本相相同同,但但也也存存在在一一些些差差异异。电电视视机机的的每每帧帧图图像像行行数数为为625行行,每每秒秒25帧帧。而而显显示示器器为为每每帧帧480行行,每每秒秒60帧帧,有有的的甚甚至至能能达达到到每每帧帧
9、1024行行。显显示示器器要要通通过显示卡才能工作。过显示卡才能工作。本讲稿第十三页,共一百三十页早早期期为为PC机机配配套套的的显显示示器器有有两两种种:单单色色显显示示器器(MDA)和和彩彩色色图图形形显显示示器器(CGA),MDA只只能能显显示示黑黑白白信信息息而而CGA分分辨辨率率又又较较低低(320200),许许多多场场合合不不能能满满足足要要求求。后后来来又又相相继继推推出出了了增增强强型型图图形形显显示示器器(EGA)和和视视频频图图形形阵阵列列显显示示器器(VGA)。特特别别是是VGA显显示示器器在在分分辨辨率率、颜颜色色、容容量量、速速度度等等方方面面有有了了明明显显地地改改
10、进进和和提提高高,目目前前已已成成为为国国际际市市场场上上个个人人计算机的一种标准。计算机的一种标准。本讲稿第十四页,共一百三十页显显示示卡卡向向显显示示器器发发出出的的信信号号有有两两类类,即即同同步步信信号号和和亮亮度度信信号号。同同步步信信号号分分行行同同步步与与帧帧同同步步两两种种。亮亮度度为为红红绿绿蓝蓝(RGB)三三色色的的亮亮度度分分量量,三三色色亮亮度度信信号号分分别别用用来来控控制制各各自自的的电电子子束束的的电电压压强强度度,显显示示器器上上的的一一个个点点实实际际由由三三色色元元素素点点构构成成,不不同同色色的电子束只通过相应的颜色元素点。的电子束只通过相应的颜色元素点。
11、本讲稿第十五页,共一百三十页亮亮度度信信号号是是从从0至至最最高高电电位位范范围围之之间间的的电电平平值值,标标准准VGA规规定定亮亮度度分分为为64级级。每每一一个个亮亮点点由由三三个个色色点点组组成成,则则某某一一时时刻刻该该点点可可能能显显示示的的颜颜色色和和亮亮度度可可用用三三原原色色分分量量R,G,B来来表表示示。0,0,0时时为为黑黑,63,0,0时时为为红红,0,63,0时时为为绿绿,0,0,63时时为为蓝蓝,63,63,63时为白等等。时为白等等。本讲稿第十六页,共一百三十页显显示示卡卡上上有有一一块块与与屏屏幕幕显显示示位位置置相相对对应应的的存存储储区区,简简称称为为显显存
12、存。对对于于一一个个640480的的显显示示器器来来说说,在在256色色时时,显显存存中中的的每每一一字字节节中中存存放放的的值值对对应应于于一一个个点点的的显显示示颜颜色色,这这就就需需要要640480=307200个个字字节节的的显显存存,相相当当于于300KB。一一般般VGA显显示示卡卡上上配配备备512KB显显存存可可以以满满足足要要求求。当当需需要要显显示示65536色色时时,显显存存中中每每两两个个字字节节对对应应于于 一一 个个 点点 的的 颜颜 色色,这这 就就 需需 要要6404802=614400个个字字节节,相相当当于于600KB,此此时时必必须须有有更更大大的的显显存存
13、才才行行。这这就就要要增增加硬件复杂性和成本。加硬件复杂性和成本。本讲稿第十七页,共一百三十页4.1.1视频必备的硬件视频必备的硬件-视频采集卡视频采集卡由由于于多多媒媒体体视视频频技技术术所所覆覆盖盖的的范范围围是是如如此此广广泛泛,它它涉涉及及的的算算法法是是如如此此的的复复杂杂,因因而而很很难难有有单单个个视视频频产产品品能能包包罗罗所所有有的的功功能能。生生产产厂厂家家根根据据不不同同需需要要而而生生产产了了各各种种不同的视频产品。不同的视频产品。本讲稿第十八页,共一百三十页1视频采集卡视频采集卡此此类类卡卡中中的的佼佼佼佼者者是是新新加加坡坡Creative公公司司的的视视霸霸卡卡(
14、VideoBlaster)。它它可可以以捕捕捉捉、保保持持、控控制制及及输输出出激激光光视视盘盘、录录像像机机和和照照像像机机的的图图像像,并并把把视视频频数数字字化化。其其主主要功能有如下几个。要功能有如下几个。能能在在一一个个可可移移动动、可可变变尺尺寸寸的的窗窗口口中显示活动的数字化视频信号。中显示活动的数字化视频信号。本讲稿第十九页,共一百三十页 可可接接收收来来自自录录像像机机、视视盘盘、摄摄像像机机和和电电视视图图像像信信号号在在微微机机上上播播放放、定定格格、存存储、处理。储、处理。计计算算机机VGA输输出出的的图图形形、文文字字可可以以加到视频图像上。加到视频图像上。视频的尺寸
15、可变。视频的尺寸可变。视视频频的的色色调调、饱饱和和度度、亮亮度度和和对对比比度可以调节。度可以调节。本讲稿第二十页,共一百三十页 内内含含数数字字化化的的立立体体声声调调音音台台,每每个个通道的音量及总音量均可采用程序控制。通道的音量及总音量均可采用程序控制。支持支持Windows操作系统。操作系统。Creative公公司司的的SEl00视视霸霸卡卡主主要要用用于于捕捕获获处处理理单单帧帧画画面面,分分辨辨率率为为800600,256色。色。Creative公公司司的的RT300视视霸霸卡卡主主要要用用于于捕捕获获处处理理一一段段动动态态影影像像,实实时时分分辨辨率率为为320240,含含图
16、图像像处处理理及及编编辑辑软软件件,可可升升级级为为PC3000桌面视频会议系统。桌面视频会议系统。本讲稿第二十一页,共一百三十页2压缩卡压缩卡所所谓谓压压缩缩卡卡就就是是实实时时地地把把图图像像及及音音频频捕捕捉捉下下来来,进进行行编编辑辑、处处理理,最最后后压压缩缩成成符符合合MPEG规规格格的的文文件件。此此类类产产品品中中具具有有代代表表性性的的有有REALMagicPRODUCER压缩卡。压缩卡。本讲稿第二十二页,共一百三十页此此卡卡是是以以32位位PCI总总线线运运行行的的压压缩缩卡卡,能能够够实实时时地地把把NTSC制制及及PAL制制的的图图像像及及音音频频捕捕捉捉并并压压缩缩成
17、成可可编编辑辑的的AVl文文件件。用用此此卡卡所所带带的的ADOBEPREMIERE4.0软软件件可可编编辑辑此此AVl文文件件,经经过过编编辑辑后后,再再把把完成后的文件压缩成完成后的文件压缩成MPEG规格的文件。规格的文件。该该卡卡可可应应用用在在互互动动式式多多媒媒体体展展示示上上,还还可可应应用用在在教教育育、训训练练、游游戏戏及及各各类类工工商业的介绍上。商业的介绍上。本讲稿第二十三页,共一百三十页3解压卡解压卡如如果果计计算算机机上上有有CD-ROM,那那么么再再加加上上一一块块解解压压缩缩卡卡就就可可以以欣欣赏赏VCD电电影影、卡卡拉拉OK及其他及其他CD-ROM音像产品了。音像
18、产品了。本讲稿第二十四页,共一百三十页解解压压卡卡按按播播放放方方式式可可分分成成两两类类:一一类类是是采采用用视视频频叠叠加加方方式式,可可以以同同时时看看到到画画面面和和控控制制界界面面,容容易易调调节节,当当然然也也可可以以放放满满屏屏。在在解解压压卡卡的的窗窗口口中中放放电电影影的的同同时时,可可以以打打开开别别的的窗窗口口如如Windows的的游游戏戏等等,一一边边玩玩,一一边边看看,也也可可用用WORD录录入入文文件件,还还可可以以编编程程序序。典典型型的的有有REALMAGIC卡卡。另另一一类类是是切切换换式式的的播播放放,控控制制画画面面与与电电影影画画面面二二者者只只能能显显
19、示示一一个个,选选择择看看电电影影就就干干不了别的。不了别的。本讲稿第二十五页,共一百三十页REALMAGIC卡卡具具有有一一些些独独特特之之处处。首首先先它它符符合合MPEG标标准准,可可以以使使MPEG成成为为交交互互式式的的,该该卡卡的的升升级级性性能能也也较较好好,可可由由软软件件直直接接升升级级。还还可可提提供供Windows的的驱驱动动程程序序。它它对对计计算算机机系系统统的的硬硬件件配配置要求不高。置要求不高。本讲稿第二十六页,共一百三十页4视频输出卡视频输出卡若若在在计计算算机机中中加加入入电电视视编编码码器器(TV-Coder),就就可可以以把把PC机机中中的的文文字字、图图
20、形形、动动画画转转换换成成视视频频信信号号,可可以以在在普普通通的的带带AV输输入入口口的的电电视视机机上上观观看看或或者者将将其其录录入入录录像像带带中中。若若将将TV-Coder和和视视频频卡卡加加在在一一起起,便便可可以以把把PC机机升升级级为为一一个个真真正正的的桌桌面面视视频频系统。系统。TV-Coder分分内内置置和和外外置置两两种种,使使用用起起来很方便。来很方便。本讲稿第二十七页,共一百三十页5电视接收卡电视接收卡若若在在计计算算机机中中插插入入一一块块电电视视卡卡,一一台台普普通通计计算算机机就就具具备备了了全全频频道道、全全制制式式彩彩电电所所有有的的功功能能,甚甚至至包包
21、括括增增补补频频道道。除除了了可可以以用用计计算算机机处处理理各各种种事事务务、开开发发各各种种软软件件外外,还还可可以以收收看看各各个个频频道道的的节节目目。由由于于计计算算机机显显示示器器分分辨辨率率高高、色色彩彩纯纯、显显示示颗颗粒粒细细,所所以以计计算算机机上上播播放放的的电电视视画画面面清清晰晰、稳稳定定、无无闪闪烁烁,长长期期观观看看对对视视力力的的影影响响比比电电视视机机要要小小。有有了了电电视视卡卡,可可以以一一边边工工作作,一一边边听听电电视视节节目目,关关键键时时刻刻再再切切换换到到电电视视画画面面,当然也可把视频信号接入计算机看录像。当然也可把视频信号接入计算机看录像。本
22、讲稿第二十八页,共一百三十页6多合一视频卡多合一视频卡目目前前市市场场上上的的多多合合一一卡卡主主要要指指电电视视、视视频频捕捕捉捉及及处处理理、解解压压缩缩、制制式式转转换换等等功功能能 的的 多多 合合 一一 卡卡。具具 有有 代代 表表 性性 的的 有有VIDEOSTAR90001V型型电电视视、视视频频、解解压压、制式转换四合一卡等。制式转换四合一卡等。本讲稿第二十九页,共一百三十页4.1.2视频制式标准视频制式标准所谓电视制式,实际上是一种电视显示的标准。不同的制式,对视频信号的解码方式、色彩处理的方式以及屏幕扫描频率的要求都有所不同计算机系统处理的视频信号的制式与连接的视频设备的制
23、式不同,在播放时,图像的效果就会有明显下降,甚至根本无法播放。本讲稿第三十页,共一百三十页1.NTSC制式制式NTSC是 Notional Television System Committe的缩写,译为国家电视制式委员会。它是1953年美国研制成功的一种兼容的彩色电视制式。它规定每秒30帧,每帧526行,水平分辨率为240400个像素点,隔行扫描,扫描频率60Hz,宽高比例4:3。北美、日本等一些国家使用这种制式。本讲稿第三十一页,共一百三十页2.PAL制式制式PAL是phase Alternate Line的缩写,译为相位逐行交换。它是前联邦德国1962年制定的一种电视制式。它规定每秒25
24、帧,每帧625行,水平分辨率为240400个像素点,隔行扫描,扫描频率50Hz,宽高比例4:3。我国和西欧大部分国家都使用这种制式。本讲稿第三十二页,共一百三十页3.SECAM制式制式SECAM是Sequential Color Memory System的缩写,译为顺序传送彩色存储。它是法国于1965年提出的一种标准。它规定每秒25帧,每帧625行,隔行扫描,扫描频率为50Hz,宽高比例4:3。上述指标均与PAL制式相同,不同点主要在于色度信号的处理上。法国、俄罗斯、非洲地区使用这种制式。本讲稿第三十三页,共一百三十页4.HDTVHDTV是High Definition TV的缩写,译为高清
25、晰度电视。它是目前正在蓬勃发展的电视标准,尚无完全统一,但一般认为:宽高比例16:9,每帧扫描在1000行以上,采用逐行扫描方式,有较高扫描频率,传送信号全部数字化。本讲稿第三十四页,共一百三十页4.1.3视频文件的格式视频文件的格式1.AVI文件格式:AVI是Audio Video Interleaved的缩写2.MOV文件格式:MOV文件格式是Quick Time视频处理软件所选用的视频文件格式3.MPG文件格式:是采用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像文件格式4.DAT文件格式:是VCD和卡拉OK CD数据文件的扩展名,也是基于MPEG压缩方法的一种文件格式本讲稿第三十五页,共一百三十
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