Kdenlive/影片系統
數字影片具有從舊的模擬電視廣播系統中繼承的一些屬性和術語,以及新技術帶來的新屬性。有關這些屬性和系統的詳細資料超出了本手冊的範圍,但這裡有一些解釋可能有助於您使用剪輯和使用 Kdenlive 生成影片。
人眼是一種奇妙的機制,但它可以被欺騙。這就是 1800 年代電影成為可能的原理——如果快速顯示一系列略微不同的靜止影像,人眼無法區分單個影像,從而產生運動的錯覺。如果您用手指夾住一支筆,上下移動手指保持靈活,就會發生同樣的情況——這會使筆看起來像融化了一樣。
在影片語言中,序列中的每張圖片都稱為幀,為了產生運動錯覺,我們必須以一定的速度顯示幀。用於測量這種速度的度量是每秒幀數 (fps)。人眼無法區分以 14fps 的速率顯示的幀,儘管這可能看起來仍然笨拙。這是早期電影中使用的速度。稍微快一點的速度可以產生更平滑的運動錯覺。
當電視誕生時,遇到的一個問題是,除了以一定速率顯示幀外,還需要將接收器中的幀顯示與發射器的幀顯示同步。當時缺乏精確的電子電路和元件,導致工程師使用一個簡單的振盪器,該振盪器可用於牆壁——交流電網路的頻率。在一些國家,交流電以 50 Hz 的頻率產生,而在其他國家,交流電以 60 Hz 的頻率進入插座。當我們討論 NTSC 和 PAL 系統解釋時,這將更有意義。
長寬比基本上是螢幕寬度與螢幕高度的比例。
最常用的兩種長寬比是
- 4:3 - 這是模擬電視的標準格式,也稱為“全景格式”。
- 16:9 - 此格式源於電影,也用於所謂的寬屏電視。
當 16:9 的電影必須在 4:3 的螢幕上顯示時,必須在兩側裁剪,刪除列(和內容),或者可以在頂部和底部顯示黑色邊框,這將允許整個寬度適合更窄的螢幕。後一種顯示方法稱為信箱。
另一個屬性來自電視。直到 90 年代使用的映象管(或 CRT,陰極射線管)沒有足夠的速率在一秒鐘內在螢幕上寫一張完整的圖片 50 或 60 次。
找到的解決方案是將每張圖片分成兩個場——第一個由組成圖片的所有奇數行組成,第二個由偶數行組成。人眼無法區分顯示的場景,而且映象管螢幕中使用的材料無論如何都會在光線照射後保留一段時間的光線。以這樣的速度,兩個場的組合將是不可察覺的。
這就是隔行掃描。按照電視工程師選擇的頻率,每秒顯示 50 或 60 場,分別產生每秒 25 或 30 幀。
後來,更快的映象管允許完整顯示圖片,無需隔行掃描,而非隔行掃描影片可以提供更好的質量,特別是在凍結影像中。有時,將隔行掃描影片轉換為非隔行掃描影片或反之亦然是可取的。
在編輯影片時,我們經常需要一個特定影片點的參考——例如,某個場景從哪裡開始。自早期編輯機以來最精確的度量是時間碼,它與磁帶影片技術一起出現並保留在數字影片中。
記錄的時間碼嵌入在影片資訊中,它計算自記錄開始以來的時間。它通常以 hh:mm:ss:ff 的格式顯示,其中hh 是小時數,mm 表示分鐘,ss 是秒,ff 是每秒的幀數。
NTSC 是由美國國家電視標準委員會建立的一種電視廣播系統。儘管是模擬系統,NTSC 仍被用作數字影片的參考,用於螢幕尺寸和每秒幀數。它具有以下特點
- 352x240 畫素螢幕尺寸(DVD 為 720x480)
- 30fps。更準確地說,是 30000/1001fps 或 29,97fps。
NTSC 中奇怪的每秒幀數使得在 Kdenlive 等影片編輯器中使用通常稱為丟幀技術的必要性。每 2 分鐘,除了每 10 分鐘外,時間計數中都會簡單地忽略兩幀,因此影片看起來像是以 30fps 執行。沒有這種技巧,在某些分鐘內,以“真實 30fps”執行的音訊會略微與影片不同步。
PAL 系統由德國電子巨頭 AEG-Telefunken 建立,並在歐洲、南美洲、亞洲和非洲的許多其他國家得到廣泛採用。它的名字來源於相位交替線,這是一種由工程師發現的非常巧妙的方法,可以允許電視自動校正顏色——這導致 PAL 被描述為“圖片總是可愛的”,而 NTSC 被稱為“顏色永遠不會兩次相同”...
與 NTSC 一樣,PAL 也用作數字影片中影像大小和畫面速率的參考
- 352x288 畫素螢幕尺寸(DVD 為 720x576)
- 25fps
然而,為不同的國家建立了許多 PAL 變體,其中一些變體沒有遵循這些標準。例如,巴西和寮國採用的 PAL-M 系統保留了 PAL 的“色度訊號”和調製,同時採用了 NTSC 的圖片大小和每秒幀數屬性。
當彩色電視成為商業上的可能時,許多黑白電視機已經出現在人們的浴室裡,把它們扔掉毫無意義。此外,使用三種基本顏色(紅色、綠色和藍色,著名的 RGB)的不同訊號傳輸彩色電視的想法在實踐中是不可行的,因為模擬傳輸所需的頻寬太大。一個標準電視通道(寬 6 MHz)容納的資訊量太大。
工程師再次獲得了巧妙的解決方案,該解決方案從人眼的侷限性中獲益。他們建立了一個基於減法的顏色系統,稱為 YCC,與用於 RGB 的加法系統相反。
模擬彩色電視訊號的主要部分由亮度組成,它僅定義亮度,範圍從全黑到全白。這正是黑白電視需要的,因此那些舊的電視機只需忽略顏色資訊就可以繼續使用。除此之外,色度訊號以較少的頻寬被新增到其中,用於顏色。這些訊號由接收器使用一些顏色邏輯在本地處理。如果所有顏色的混合在全亮狀態下產生純白色——這也是亮度訊號可能達到的最大值——那麼您可以透過從亮度訊號中減去這些色度值來獲得顏色值。
準確地說,產生白色的混合比例為 30% 紅色、11% 藍色和 60% 綠色。因此,為了使所需的頻寬儘可能低,混合到亮度的兩個色度訊號是紅色 (Cr) 和藍色 (Cb) 的訊號。獲得畫素中的綠色量就像 G = Y - Cr - Cb 那樣簡單。藍色是 Y + (Cb - Y) 的結果,紅色來自 Y + (Cr - Y)。
然後,電視上的彩色影像一半由亮度訊號構成,另一半由色度訊號構成(比例為 4:2:2)。顏色資訊本身可以使用更少的頻寬,因為人眼對影像的亮度和輪廓比對顏色差異更敏感。你可以透過觀察只用顏色而沒有黑色或更深輪廓的圖畫來證明這一點。
雖然這種解決方案是為模擬電視而設計的,數字影片允許在更窄的頻寬中傳輸完整的顏色資訊,但 YCC 方案被保留下來以實現更好的壓縮。數字影片的 DV25 標準為顏色資訊使用了更少的頻寬,亮度/色度比例為 4:1:1——這會導致視覺偽影,例如將影像與其他影像合成,例如一個人在藍色背景前拍攝的畫面(著名的“色鍵”合成)。更專業的 DV50 標準預設使用 4:2:2 的顏色取樣。