非線性編輯在數(shù)字影視節(jié)目中的計算機應用

　　在20世紀后期,隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展,非線性編輯被廣泛應用于影視的后期制作。非線性編輯主要指以各種類型計算機為中心構(gòu)成的視音頻信息編輯工作;是指將節(jié)目采集到計算機后直接從計算機的硬盤中以幀或文件的方式迅速、準確地存取素材進行編輯的方式;是能夠隨機訪問任意素材,不受素材存放時間、區(qū)間限制的編輯。從廣義上來說,數(shù)字影視節(jié)目的非線性編輯技術(shù)可以包括:視頻素材的獲得、視頻對象的合成、視頻素材的編輯、視頻特技的生成、繪畫和顏色調(diào)整、字幕的疊加等六個方面。在非線性編輯系統(tǒng)中,最為重要的是加入了動畫模型、數(shù)字特技和多層合成等功能,從而使得非線性編輯系統(tǒng)成為影視制作者充分發(fā)揮其創(chuàng)造力和想像力的技術(shù)平臺論文下載。

　　1 非線性編輯系統(tǒng)的構(gòu)建

　　非線性編輯系統(tǒng)主要應用于廣播電視及各類廣告制作單位。它主要是由計算機平臺(含視音頻處理卡、專業(yè)顯卡、三維特技卡等)、大容量的高速硬盤、音視頻輸入輸出設(shè)備、監(jiān)視器等硬件設(shè)備,并配以相應的非線性編輯軟件組成。

　　1.1 系統(tǒng)硬件 20世紀90年代中期,非線性編輯開始在我國出現(xiàn)并得到應用。在非線性編輯系統(tǒng)中,最本質(zhì)的一點是系統(tǒng)處理的是數(shù)字信號,如非數(shù)字信號輸入系則需進行A/D轉(zhuǎn)換,采用數(shù)字技術(shù)存入計算機硬盤中,并利用節(jié)目制作編輯軟件在計算機上進行運算、操作。由于非線性編輯系統(tǒng)數(shù)據(jù)硬盤的存儲容量有限,而非壓縮的廣播電視信號數(shù)據(jù)十分龐大,如果采用QPSK調(diào)制,所需傳輸帶寬在100 MHz以上,故應根據(jù)圖像質(zhì)量需求對原始信號進行相應壓縮。壓縮比越大,可輸入的圖像信號越多,但圖像質(zhì)量也就越差。

　　1.2 系統(tǒng)軟件 非線性編輯系統(tǒng)的軟件為非線性編輯系統(tǒng)提供GUI(圖形用戶界面)和網(wǎng)絡(luò)骨理等功能,也可用來完成視頻剪輯、字幕疊加、三維動畫、數(shù)字特技、音頻制作、顏色渲染等復雜編輯工作?，F(xiàn)在世界上非線性編輯軟件種類很多,依其功能可以把它們分為兩類:第一類:專用型軟件,針對硬件的設(shè)置而專門開發(fā)的,它們可以直接調(diào)用非線性卡內(nèi)設(shè)置的硬件特技或?qū)ｉT的特技卡內(nèi)的硬件特技而形成實時特技或短時間的生成特技,從而大大加快了節(jié)目的編輯速度。第二類:通用型軟件,通用型軟件大都不能直接與非線性編輯板卡掛靠進行輸入輸出,但可以對已進入了硬盤陣列的視音頻素材進行加工、處理和編輯,或者制作自己的二維或三維圖像與那些視頻素材合成,再由輸入輸出軟件輸出。

　　2 非線性編輯技術(shù)及其應用

　　2.1 視頻素材的獲得 三維掃描儀或攝像機將不同角度拍攝的物體照片作為三維模型參數(shù)輸入到Image Modeler軟件中,該軟件會通過計算得到物體的多邊形網(wǎng)格框架;然后用戶根據(jù)此框架制作出三維模型;在三維模型建好之后,光學捕捉系統(tǒng)(MotionAnalysis)從實際拍攝的場景中提取出運動參數(shù),輸人到Match Mover軟件從而實現(xiàn)三維動畫的效果;最后,為了使效果更逼真,采用Phoenix Tools for MAYA軟件對整個動畫進行渲染。

　　2.2 視頻圖像的合成 數(shù)字視頻包括以下4個方面的技術(shù):

　　2.2.1 多層疊加 將多層視頻對象(圖像、文本、圖形和動畫等)疊加到一起,疊加方式可以是不透明或部分透明。在多層疊加中,每一層視頻對象的優(yōu)先級別不同,屏幕上顯示的最外一層的優(yōu)先級別最高,越往里優(yōu)先級別越低。每層視頻對象還可進行各自的特技處理,如旋轉(zhuǎn),縮放,濾波等。

　　2.2.2 色鍵 色健效果首先是將前景中的視頻對象從某一單色中摳出(一般為蘭色),這一過程稱為遮罩(Mask)生成過程。在遮罩上,視頻對象內(nèi)部各像素a=1,外部各像素a=0,通過a值將前景和背景合成,在a=1處顯示前景中的視頻對象,在a=0處顯示背景,從而產(chǎn)生將前景中的視頻對象摳出和背景合成的效果,這一技術(shù)可用于虛擬演播室。

　　2.2.3 外鍵 用于選擇視頻圖像的某一部分進行疊加。此時將遮罩單獨存為一個圖像文件,并將該圖像作用到任意視頻圖像上,然后選擇a值,在a=1處顯示一個視頻圖像,在a=0處則顯示另一個視頻對象。

　　2.3 視頻素材的剪輯和視頻特技的生成 采用非線性編輯軟件,可以對視頻素材進行剪接、劃像、移動、替換、插入和覆蓋等操作,在此過程中,制作人員可以根據(jù)需要加入視頻特技。最常用的視頻特技有淡入淡出、劃像,飛像,卷頁,翻頁等。隨著計算機圖形學的發(fā)展,三維特技也越來越多地被采用。它主要是通過模擬自然的光照,采用表面陰影法、透明、光線追蹤等方法,產(chǎn)生圖像的紋理,從而使二維的圖像產(chǎn)生三維的效果。

　　2.4 顏色校正和字幕疊加 顏色校正即對數(shù)字圖像的色度信號進行處理。字幕疊加則分硬件和軟件兩種方式。軟件字幕是利用作圖軟件的原理把字幕作為圖形處理,將其調(diào)入編輯軌對某一層圖像進行摳像貼圖,完成字幕功能;硬件字幕通常由一個圖形加速器和一個圖文幀存組成,圖形加速器主要用于對單個像素、專用像素和像素組等圖形部件的管理,它具有繪制線段、圓弧和顯示模塊等高層次圖形功能。疊加字幕的過程是將漢字從硬盤的字庫中調(diào)到計算機內(nèi)存中,以線性地址寫入圖文幀存,經(jīng)屬性描述后輸出到視頻混合器中,將視頻圖像合成后輸出。

　　2.5 數(shù)字視頻的輸出 目前的非線性編輯軟件都是在數(shù)字視頻無壓縮的情況下進行處理的,數(shù)據(jù)量巨大。因此,很多非線性編輯軟件都具有視音頻壓縮編碼功能,將經(jīng)過編輯的節(jié)目快速壓縮為MPEG-1/2/4,M-JPEG等編碼格式輸出,從而大大降低了存儲的數(shù)據(jù)量,以適應不同場合的應用。

　　3 非線性編輯技術(shù)的新發(fā)展

　　演播室制作中涉及大量對編碼壓縮節(jié)目的處理,如不同節(jié)目間的拼接,在畫面上加字幕、臺標等效果。目前,由于演播室非線性編輯系統(tǒng)多采用對沒經(jīng)過壓縮的視頻信號進行編輯的方式制作節(jié)目,這就需要在存儲的壓縮圖像和編輯非壓縮圖像之間進行格式轉(zhuǎn)換。不僅增加了計算量,還會導致由于編解碼和量化而產(chǎn)生的圖像降質(zhì)。在這種情況下,人們需要考慮直接在壓縮域?qū)?shù)字視頻進行編輯,從而加快電視節(jié)目的制作、分配、存儲、傳輸和播出一體化的進程。

　　4 結(jié)語

　　數(shù)字化電視系統(tǒng)發(fā)展的步伐日趨加快,計算機技術(shù)逐步滲透到廣播電視的各個領(lǐng)域。非線性編輯技術(shù)經(jīng)歷了多年的發(fā)展,其軟硬件技術(shù)日趨成熟。既能滿足高端的電影特技制作逼真炫目的需要,又能滿足低端的新聞剪輯制作。非線性編輯系統(tǒng)功能將更加完善,在廣播電視行業(yè)占據(jù)的地位也會越來越重要,作為一項朝陽技術(shù),其應用一定會迎來一個輝煌時代。