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Canopus关于高清晰度视频（HDV）的指南(一)

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1^# 大中小发表于 2006-4-28 22:48 只看该作者

Canopus关于高清晰度视频（HDV）的指南(一)

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1．数字图像和图像化* k4 P1 N# R0 B- r: u
2．高清晰度视频（HDV）
3．全部围绕数据进行
4．通过压缩，将大部分内容挤出去
5．使用高清晰度视频（HDV）$ h" |! w7 [& K& x  r$ V
6. 全部集中到CODECS& V1 d7 r; m- w
7.  CANOPUS 的优势
8.  传送高清晰度视频（HDV）
9．连接设备
10. 隔行扫描与逐行扫描对比7 ?7 M, K) @/ m' `
11. 高清晰度视频（HDV）的实践应用$ I8 K; A  @! ?9 x; s

关于本指南0 X2 L2 B0 C" F  g+ z5 E' q4 y
8 ^( C- n8 @2 o. W  {  y" y4 T
高清晰度技术不再是一项未来技术，它即将走进我们的生活。- S0 t2 Y9 a' O+ i3 N
) O4 x: t# Z1 q1 i* ]: z# |
以与已经改革之后的DV格式标准相同的方式，新的高清晰度视频（HDV）格式伴随着高清晰度产品的革新而应运而生。但是这一革新同时也提出了一些问题。本指南的主要目的就是来解答这些问题。

关于作者4 h- o) g$ {8 R8 ?
# o$ n6 I# }  T0 ?+ Y
Dave Shapton 是一名作家，同时，他还是一位数字媒体咨询师。除了发表了120多篇论文之外，他还为英国《Camcorder User》杂志撰写未来技术（the Future Technology）专栏，另外，他还是《Sound on Sound》杂志的一位固定投稿人。Dave从事数字音频和视频工作已经有十八年了，近来他主要专注于高清晰度技术和媒体管理工作。
1 x  J" v2 d/ o
美国本地化由Canopus公司完成。
. e' F" G5 l+ X/ x# T. f! T! F
1．数字图像和图像化1 T* h3 L& l* s$ Q
* ?) k8 t% ~# N' V# z! d
大约八年前，当DV格式首次出现的时候，对VHS格式来说，这带来了技术上的巨大进步。它是一种数字视频技术，这意味着磁带噪音的消失，并且其图像如此之锐丽和清晰，以致于这些图像很容易被误认为是由当前非常昂贵的、“专业级”视频摄像机所拍摄的。

同样，在过去的八年里，我们也亲历了数字静止图像技术由出现、成长到成熟的过程。4 y5 O. G* z8 ^

在某些方面，数字静止图像技术上没有数字视频技术那样具有竞争力，因而你每次只能抓取一个单独的“帧”。使用数字视频技术，稍微有点类似每秒（也可能是一个小时）摄取二十五张静止的图像。从这个角度来说，视频技术的实现远比静止图像技术困难得多。4 F: l$ K. G- ^7 D. D

但是在其它方面，数字静止图像技术实现起来有巨大的困难。那是因为一帧视频帧具有固定的尺寸（美国标准是720×480像素），而静止图像的目标是摄取尽可能多的像素。) w: S) i+ m# d' j& A. S
) K' c! u6 Y# f) d* s! Z1 S& e
在数字静止图像技术早期，像素的数量不是主要问题。事实上，Sony的第一款数字静止照相机——MAVICA，是一个地地道道的单帧数字视频摄像机，这在当时确实达到了目的，因为MAVICA的主要思路就是，帮助你将图片显示在电视机上。
/ c. L0 h1 k* s  |& f
这种思路并没有太大的错，只要数字静止图像摄像者接受，电视质量的发展远远落后于电影的分辨率。0 s$ B7 L% B0 P) C' l
8 K7 ?! `% ]- A' u) q
2004年来临之际，你可以从大街上任何一家用户电器商店里面买到这样的照相机。与电影质量相比，这些照相机拍摄质量都有一拼，甚至超过电影的质量。- r4 e, N7 i4 ]/ \

当前数字静止照相机的分辨率之高令人惊喜，同样令人惊奇的是用于制造CCD的技术，所制造的CCD的分辨率高达六十四兆像素，在某些非常高端的照相机中你可以找到这样的CCD。只需要花费不到一千英镑的钞票，你就可以购买到分辨率达到八兆像素左右的数字静止照相机，对于非专业的需求来说，已经足够好了。

那么DV的分辨率与其相比会怎样呢？简单的回答是，真的很差。! p* s& D. ~- d6 T

这些比较计算起来很容易：

一个DV帧是720×480像素，将它们都计算到一起，就是145，600像素，这还不到半兆像素。' U, F4 `. G4 B. ?% ^( H  k

今天你可以买到的任何一款最便宜的数字静止照相机的分辨率，都远远高于半兆像素。那么基于DV标准的视频技术怎么会以如此之低的分辨率为基础呢？尽管与VHS相比，它看上去性能优良。

对于这个问题，有好几个答案。它们都可以帮助解释HDV与DV的重要区别。) L, z9 u! N) i3 |4 m$ c$ [1 i
2 m; L0 H# b3 h) H6 x" {7 m
当我们查看一幅图片的时候，从广义的角度来说，我们对其清晰度的印象，依赖于该幅图片为我们提供的信息量的多少。对于静止的图像，描述一个图片信息内容最简单的方法就是谈论其像素的数量，这种方法没有真正描述图片中的实际内容。这也正是DV败给数字静止照相机的地方。

但是与静止图像技术相比，视频技术有巨大的优势，因为对于移动的图像而言，展示给观赏者的信息数量取决于单帧的分辨率与每秒钟帧的数量！另一方面，视频技术不仅具有空间分辨率，而且还具有瞬间分辨率（换句话说，就是基于时间的分辨率）。视频每秒钟更新25次，这种方式极大地加强了我们对视频材料质量的印象。假如没有这个效果，那么VHS的质量将难以让人接受。
& `8 R8 `( [) }% i5 O
同样还有另外一个因素，我们并没有比视频质量更好的质量需求。我们习惯于观看电视，对于电视提供的质量，我们感到很舒服。大多数人从来都看不出标准清晰度的电视机能够带来更大的好处。将工作室中用的照相机拍摄的图片，放到一台昂贵的广播电视显示屏上播放，视觉效果绝对是极富魅力，尽管是在不到半兆的受限分辨率的情况下播放。

因此，标准分辨率的电视机同样能够达到好的视觉效果，而且，在今后较长的时间内，这种状况仍将持续下去。但是，仍然存在着一些理由，让我们期望比SD更好的东西。这有一个主要的期望：大屏幕。

大屏幕给标准清晰度的视频提出了挑战。你距离一台大屏幕越近，那么它看上去就越糟糕。其原因很容易理解。非常简单，对于一台大屏幕，你需要的是更多的像素，而不是更大的像素。+ {& ?$ H6 @# c  e2 Q, m- U" x% t4 @

而且这也正是标准清晰度存在的问题。问题不在于屏幕有多大，而在于显示的像素仍然是720×480，和过去一样。更大的屏幕并不意味着有更具体的细节，尽管它能够放大垃圾箱盖子的尺寸。9 Y! {" t0 S1 Q" ?

尽管我们目前的电视机标准有些问题，但是大屏幕仍然正在从商店中销售出去。假如你问大屏幕使用者，他们喜欢他们显示屏什么地方，他们会告诉你它们有多么平，它们占用较小的空间，他们看上去很大，但是，只有他们坐的地方距离显示屏有足够远的时候，他们才会谈论图像看上去有多好。% t2 d1 U; p* t: j- h
. ^$ [6 m$ f5 ~  G
对于标准分辨率的电视机来说，较大的显示屏是个问题，这不仅仅是上述尺寸引起的问题。因为人们已经习惯于在计算机屏幕上观看数字图像，所以，他们一定会问“为什么不能让我的电视看上去与计算机上显示的一样好呢？”
. H2 V9 q9 s  x; a6 V- ?
这是一个非常好的问题，为什么不提供较高分辨率的电视呢？
) k# Y9 i2 g6 v4 n- T: t
好消息是，应当且即将提供。

2．高清晰度视频（HDV）

事实上，高清晰度视频已经存在很多年了。在美国，你可以购买到高清晰度电视机，你还可以在所有主流的网络上观看高清晰度视频内容。广播公司现在正在采购高清晰度（HD）设备，因为他们很清楚，电视频道需要高清晰度的内容。同时，就消费者而言，对于任何一个想使用HD、但又难以承担支付专业级摄像机成千上万英镑费用的人，高清晰度视频（HDV）是一个不错的选择。7 ~5 q9 @/ U7 g

很显然，词串“HDV”是“HD”和“DV”的组合，这也正是HDV的真正含义：DV磁带之上的高清晰度视频。

集中部分制造商的智慧，HDV使用MPEG-2压缩技术来实现这个功能。这么做的原因是，在无需花费精力和费用设计新类型磁带及相应配套设备的情况下，他们就可以成功地推广一种重要的新视频格式。

HDV是一种令人惊奇的新格式。但是，为了全面了解它的优点，你需要深入了解高清晰度电视自身。HDV自身只是实现高清晰度电视的一种手段。" w. v) N# W0 u' T
* L, A  V# T  U2 W) Q4 J) C5 V
HD视频不只是有一丁点优点，与SD相比，它有很多优点。1 x1 u" C1 ]% X  K
$ Y6 c) f6 M: I, u3 d
记住：在美国，标准清晰度电视机的分辨率是720×480像素。最高的HD分辨率已经达到难以想象的1920×1080像素。这已经超过了两兆容量的像素，这意味着，已经达到数字静止照相机的质量水平。当然，这与高端数字静止照相机所具有的数十兆像素相比，还有差距。但是，你别忘了，每秒钟你可以得到二十五帧这样的图片。因而，总体效果是魅力实足的。4 o4 J7 y2 m: t9 A

为了理解HDV的工作方式，我们首先需要讨论一下数据传输速率的问题。5 |' l; s2 A+ q* I1 q! s4 [7 P2 e

当你首次见到数字视频的时候，很难理解怎样用数值来表示图片，更加难以理解计算机如何处理0和1。" \' r5 T2 V, s+ Y2 h# A, h+ t

此处没有必要过多地了解这些细节，当一幅图像被数值化的时候，就好像将一个形状比较规则的网格放到它上面去，并且为网格中每个“单元格”中的色彩分配一个数值，这个数值用来记录它的亮度和颜色属性，了解这些就足够了。正是这些数值组成了表示视频的数据。

现在就很容易理解，对于动态的视频而言，累加起来将产生大量的数据。
& F7 f, `6 @3 W, _8 |" D
3．全部围绕数据进行

HD的优点在于，具有数量上五倍于SD的像素，所呈现的图片具有美轮美奂的效果。同样，这个五倍的因素也带来了一些麻烦，这么大量的数据难以存储和移动。& e& E, F+ t/ W. g* m

为了正确地放置它，标准清晰度的视频每秒钟需要十五个左右软盘，用来存放每秒钟需要的数据！以纯文本的方式，你可以将战争与和平存放在一个单张软盘上。对于另外一个SD，你需要五倍于十五张软盘的磁盘来存储，你可以得出惊人的结论，每秒钟HD就产生了相当于七十五部战争与和平数量的数据。假如你读过战争与和平，你就能够了解，这些数据量是多么巨大。" Z1 C0 @4 I+ o% ?3 l9 \$ i- _& P

令人难以相信的是，计算机尽然能够处理未经压缩的HD，这些HD每秒钟差不多能够产生难以想象的一个吉位（Gigabit）的数据。但是，你必须拥有能够胜任这项工作的计算机，这台计算机具有空间足够大、速度极其快的存储设备。你也清楚，要使你的存储设备极其快，你就必须花费极其多的钞票。
( x2 m5 ?( }) ?2 S2 t/ R! K
但是对于我们当中的其他人来说，不想在一定存储设备上花费金钱，这些存储设备只够用来存储美国国会图书馆每六分钟的数据，一定还有别的更好的办法。确实有，这就是所谓的压缩技术。- V! t' M9 B6 K8 `5 g
+ S5 E* n* F8 J$ D8 G+ R2 \" Q
正如你所料想的那样，压缩技术是一个复杂的主题。用来负责压缩工作的软件被称为编解码器，大多数是由数学家来设计的。幸运的是，这些软件运行性能非常良好，以致于我们大多数人只是简单地忽视它们的工作方式。假如你所有想做的事情只是进行简单的视频编缉，那么只需要使用预先设置好的配置就可以了，而且可以放心地跳过下面这点内容。但是，如果你的打算远不止这些，想制作视频，并使用各种各样的媒体（DVD、网络等等）进行发布的话，你就需要知道稍微多一点的知识。4 o9 ?8 {  E% e; z. a
4 F4 N7 {2 w/ h' K9 D
正如我们所知晓的，当前摄像机所使用的最广泛的视频格式就是DV，伴随它的是它的近亲Panasonic的DVC和Sony的DVCam。我们通常将这三种格式统称为DV25，其中的25每秒钟的兆位数。

DV采用非常有用的因子五，对标准清晰度的视频进行压缩。它将数据速率降至一个点值，在这个速率上，你可以将一个小时左右的DV放进一个录影带中，并可以将几个小时内容的DV放进常用的桌面计算机的硬盘中。在过去五年左右的时间里，计算机得到了快速发展，并且硬盘也越来越大，以致于你可以在任何一台现代计算机上从事关于DV方面的工作。
3 K0 L2 V6 f( R& T# Y6 v
但是HD产生了五倍于SD的数据量。假如我们仍然像挤压SD那样压缩HD，那么我们只能将十二分钟的视频放进一盘DV磁带，我们只有让磁带以五倍的速度旋转，才可以将整个HD装进去。对于一个旋转头式的记录系统，这可不是一件简单的工程任务。
# s! I& s1 \1 h
因此，假若我们打算使用HD，那么我们就必须对HD进行远多于SD压缩量的压缩操作。这使我们处于两难境地：压缩会降低质量，然而我们使用HD的首要原因就是要提高质量。6 r8 V/ u. c" }& c; D5 \0 y! ]
' B8 H0 c3 o0 N8 v$ @8 x
在HDV出现在我们面前之前，一直没有办法解决这个特殊的难题。HDV采用了一个非常巧妙的办法解决了这个问题——通过利用时间。

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2^# 大中小发表于 2006-4-28 23:06 只看该作者

Canopus关于高清晰度视频（HDV）的指南(二)

4．通过压缩，将大部分内容挤出去

首先要明确，我们不打算讨论用于PC机中“zip”文件的那种类型的压缩技术。这种压缩技术通过分析字符使用情况的统计特性，给较频繁使用的字符做个标记，可以缩小数据文件。越常用的字符，用于描述它的标记就越短，反之亦然。与其它几种技术一样，在使用这项技术解开压缩文件时，可以得到原始文件的一个完美的拷贝。这被称为“无损”压缩，并且其作用很好。% |5 G6 A' x2 u) f' g" A
+ D& @/ k7 G1 I  O
但是它很难用于音频和视频，因为对于一个无损压缩器来说，数字音频和视频看上去象一堆随机数据。因而也就没有可以用于识别的模式，也就不能够被压缩（存在一些用于无损压缩的编解码器，尽管它们能够提供较好质量的压缩功能，但是在较高压缩比的情况下，它们就不能很好地运行了。而高压缩比是将HD放进地运行小型格式录影带中的最基本的要求。）
% \3 c; d! q5 N! [
视频压缩技术以与此不同的方式进行运作。因为有如此巨大压缩比的需求，所以，没有任何一种简单的方法能够恢复原始的数据文件。然而也没有此必要，因为不管出于什么目的，只要结果看上去是一样的就可以了，尽管数据文件是不同的。0 L5 l# c& k" J% g" }9 N
0 t, q. r- Z5 i  w6 h
正如我们前面所提到的，视频压缩技术是一项很复杂的技术。但是很容易理解它的基本思想。了解一点关于压缩机制的知识是有益的，因为压缩技术直接影响着你的视频的观看方式。知道问题所在将有助于你更好地围绕其进行工作，或者提前避开这些问题。3 H( ^) F( j  f+ _0 _2 _

视频压缩的工作方式通常是，查看一帧的内容，分析它，寻求一种方法来描述它，但是这种方法不会给每一个单独的像素赋值。有好几种方法可以完成这项工作。在一个简单的案例中，所有的压缩器只需要说“这一帧当中的所有像素具有相同的白颜色”。这样就可以略去大量的数据，而无需将“256，256，256”写上四十一万四千七百二十次。

视频压缩的另一种工作方式是，找到明暗阴影边界的艳丽程度，然后寻找一种方法来更加有效地来描述它们。为了完成这项工作，首先需要将场景划分成像素块，这些像素块被称为宏观块（macroblock），然后用数值来表示它们，这些数值可以用来重建他们的模式（所有所谓的离散余弦压缩器，包括DV和MPEG，都是以这种方式进行工作的）。

尽管这种处理过程很复杂，但是它是一项较为完善、较为成熟的技术，而且处理性能良好。不过，对于高清晰度要求来说，它不能够提供足够高的压缩比。
1 P3 {. ]( n1 P
这正是机会降临的时刻。! Z- U( S' D/ G) ~5 s( u" [$ P$ u
" r' ~8 k' F% K
我们已经看到。视频压缩技术的工作方式是，寻找易于描述视频帧的特征。如果这些特征是重复的，那么只需要对他们描述一次就可以了。
& y+ I9 z  v4 w! G' z& X; ?2 q
相邻数据帧之间也可以采用与上述相同的方法，就像上述在上述在数据帧内部处理一样。
3 V5 g9 V6 I0 j) O8 S
再来设想一下我们的白色墙壁。在视频帧中没有任何内容，而且，在一段时间内，也没有任何变化。此时，压缩器所要做的所有工作就是对短片中的视频帧进行计数，然后，说“所有这些视频帧都是相同的”。假如所有视频帧都是相同的，那么，你只需要对细节内容记录一次。

当视频中有移动的情况时，事情就会变得稍微复杂些。; t6 ^3 |: z% M+ B

假如只有部分帧中有移动，那么，只需伴随时间的变化，对移动的部分进行更新。用于描述不移动部分的像素只需要发送一次。
  ]' X  G  `& u
即使是存在移动的部分，同样可以减少数据量，方法就是“跟踪记录”移动物体的移动路径。设想一下有一辆小汽车从视频帧的右面驶向左面，而照相机的视点是固定的。从效果上来说，描述小汽车的像素块更本就没有改变，只是它在视频帧中的位置在变化。因而，压缩器所要做的所有工作只是确定小汽车移动的起点和终点，然后沿着这个路径移动同一个数据块即可。

HDV采用了MPEG-2的压缩方式，与DVD所采用的压缩类型一样，这有助于对其进行试用和测试。唯一的不同是，像素计数方法能够适应较大规模的数据量，以便用来处理HD的数据。
9 B8 D8 `1 q; t* H
MPEG-2非常善于利用视频帧之间的相似度，它将视频分割成视频帧簇，这些视频帧簇被称作图片组，简称GOP。一个GOP包含几种不同类型的压缩过的视频帧。尽管没有必要了解过多的细节，但是了解一些基础知识还是有好处的：
: w6 i2 n& p' v; d1 U3 T, h" q
I视频帧是已经压缩过的视频帧，它不依赖于与它邻近的任何帧。P和B视频帧是根据邻近帧中的内容预测出来的帧。你不可能解压缩一个单独的P或B帧，因为它们依赖于其它帧。
/ ~$ s4 [+ |/ E" R; U
广播公司采用了MPEG-2的一个版本，这个版本不采用GOP，它只有I视频帧。它的压缩量没有长GOP格式那么大。DV压缩技术也与此类似，当然有其原因。. s$ |7 V0 D5 [0 R" n

当你打算编辑视频的时候，对每一个单一的视频帧，你都必须具有相同的存取权限。编辑者希望能够准确地控制电影胶片，以便于他们能够在准确的位置处得到剪辑。假如你只能每隔五或十帧才可以做一个剪辑，编辑工作将会变得非常困难，不是说不可能，只是很困难，特别是在涉及到对话的部分。, O' W+ Z$ I/ e* x; B8 G
! c/ C3 q1 j; A. h
5．使用高清晰度视频（HDV）

我们已经看到，紧密压缩HD将其装入一盘DV磁带中，给我们带来了一个主要问题：较高的压缩效率将导致较低的质量。而且现在我们已经知道，让所有工作能够正常进行的压缩技术就是MPEG-2长GOP压缩技术（感觉稍微有点误称，因为短GOP只有I视频帧，它根本就不是一个图片组）。$ `' n5 O/ _; v( A

真实情况是，长GOP压缩技术不是设计用来编辑视频的。设计它的目的是，用它来将视频发送到用户端。MPEG-2长GOP压缩技术设计用来帮助数字电视如何到达世界各地的数字电视观赏者。它被用于卫星电视、有线电视、数字地面电视（在英国是免费观看的）和DVD。它运行起来非常稳定、性能良好。大多数人认为DVD是他们所见过的最好的视频。因而，长GOP技术可以传输完美的图片。
# g) b, G8 S! @# o& ]! c' d- a
长GOP技术之所以比较适合用于传输是因为，它能够提供较高的压缩性能和较好的视频质量，而且，一般情况下，终端用户不会去编辑传输进来的电视节目。

但是如果采用HDV，你就必须编辑长GOP格式的信息数据。下面我们将探讨如何来完成这项工作，以及如何充分利用这个巧妙的折中策略。
( q: g2 g' N  U- _
首先，我们来澄清一个观点，HDV中的非I视频帧（即P和B视频帧）事实上并不存在。尽管他们完全可以从他们周围的视频帧中派生出来，而且P和B视频帧确实也传送了一幅图片。他们必须这样做，否则，所有的工作都无法进行。当HDV被解压缩出来以后，所有的视频帧都会显示在你的屏幕上。假如它们运行很正常，那么，你将难以区分出I、P和B视频帧之间的不同。
2 _2 H: B, z4 K% T1 i. @" H: E
有多种关于编辑HDV最佳方法的思路。Canopus为你提供了所有的选择，你可以选择最适合你的需要的一项。但是千万记住，最终完成的视频的质量完全取决于视频链中最弱的那条连接，这也正是为什么Canopus专注于这些潜在问题、并为你提供最佳的可能解决方案的原因。
9 f4 t# w; m! u3 y, L  @
6. 全部集中到编解码器- C0 ]4 D9 _' l% m7 u- ]5 y- s

在没有解压缩之前你无法修改压缩过的视频，同样你也无法观看以压缩格式存在的视频。事实上，没人看过MPEG-2或其它类型的压缩视频，原因在于，你无法观看单纯的数字，正是这些数字经过MPEG-2处理形成了数学数据的非常复杂的主体。你所看到的都是压缩视频解压缩后形成的视频。

因此，根本就不能编辑“本地”的压缩视频，除非使用某些短GOP格式，如DV。即使这样你也只能进行剪辑，不能进行任何特效处理，更不用说分解了。

严格说来，对HDV进行本地处理的唯一方法是，只对I视频帧进行剪辑，这将分离成许多帧。在错误的地方进行剪辑将会从母体I帧中切掉一些B和P帧，这将使视频出错而不可见，直到下一个GOP开始出现。视频才会出现。在数字电视上时常能看到这种情况：当信号传输有些小故障时，在下一个完整的GOP接受到之前，电视画面要么是图像停滞，要么是分解成一个多种颜色混杂的棋盘。
1 @6 w$ e4 `; Q) V( ^7 [
本地编辑已经被认为与上述的处理方式稍有不同。一个“本地”的HDV编辑器以HDV格式储存视频，需要查看或处理时再解压缩它，再重新将胶片压缩成HDV格式，并形成最终的成品。5 o6 a! Z2 k  q' k3 w# q
- d0 b7 |2 O! \3 s% s$ j
这种处理方式相当有效，但并不一定是处理HDV的最佳方式。原因如下。7 M( {; q9 H/ s8 C# K! E
8 U, C. p, Z9 ]5 D! Z6 }( Q- X
视频压缩并不是无损的，而是有损的。但并不像听起来那么糟糕。当你以20：1的比率压缩视频时，将会丢弃95%的数据，一般情况下这是毫无疑问的。但不管怎样，你非常需要的数据是不会被真正处理掉的，因此在丢弃了高达95%的图像数据后，图像看上去和压缩前的几乎没什么差别。这是现代压缩技术创造的奇迹。然而不幸的是，我们不能因此而滥用这个奇迹。当对已经压缩过的视频再压缩时，你只会得到残缺不全的图像了，这就意味着最终你所得到图像的完整率取决于一个猜测的近似值之上。好的，如果图像被压缩的太多，最后你得到的将是无法观看的图像。

关于这些并没有硬性的规定，很大程度上取决于要压缩视频的内容。色彩简洁以及移动不多的简单视频比起内容复杂（想象一下篱笆墙）、移动繁多（想象一下被摩托车抛在后面的篱笆墙）的视频在再压缩的视觉效果上要好得多。& S2 z; e- J0 f

可以公正地说，你需要避免对HDV进行太多的压缩和再压缩。复杂地多次处理将会产生很多问题。

还有一个理由可以说明为什么你不想在本地对HDV进行处理.
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压缩和解压缩HDV胶片要消耗大量的处理能力，在你需要实时处理复杂效果时，将这些处理能力用于设计创造性的特殊效果、以及播放多媒体视频流等，将更会有意义。
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本地处理HDV的负担确实是非常沉重的。它不仅会降低整个处理速度，而且，还严重约束实时处理的能力。

Canopus拥有处理所有这些问题的方案。

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3^# 大中小发表于 2006-4-28 23:12 只看该作者

Canopus关于高清晰度视频（HDV）的指南(三)

7. CANOPUS 的优势
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首先Canopus有很好的硬件解决办法。即使现代的个人计算机有功能强大的处理器，但是它们的处理能力仍然是有限的。在它们力所能及的条件下，与DV配合使用，还是令人满意的。而与HDV配合使用就没有那么轻松了。' Y7 Y& Q: M" Y( v) [; Z
2 T; A) M/ W7 C0 a; A0 i6 J4 A
当在本地处理HDV时，没有HDV硬件的支持，编辑工作将会成为缓慢而毫无意义的事情。还有关于质量的问题。当实时改变其大小时，Canopus的硬件解决方案能够对视频材料进行过滤。此外，就软件方面而言，编辑解决方案要么占用过多的CPU处理能力，使处理过程不再实时，要么占用其它部件的资源，比如图形卡。在后一种情况下，假如采用RGB 图形格式、而不是采用YUV视频格式优化图形卡，视频质量很可能下降。 " E) Y% x+ I, {0 t$ n8 G/ X1 ^

此外，编辑者随处都可以得到Canopus提供的最好的编码解码技术，这正是Canopus系统质量和性能的关键保证。

我们已经看到，在本地编辑HDV是非常慢的，并且会导致视频质量的下降。Canopus为此提供的解决方案很完备、而且非常有效。

Canopus有它自己的高清晰度编解码技术。与HDV相比较，它采用更加适用的压缩技术，并且更加有利于编辑工作。另外，它只需要占用较少的处理能力，你可以同时播放更多的视频，并且有更好的实时效果。
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下面介绍它是怎样运行的。5 E! ?! o8 A6 J) y) \

当HDV被放进Canopus编辑系统时，它被转换、并编码成Canopus的HQ格式。在项目的整个过程中，你只需要对HQ格式的视频进行操作。这意味着，在实际工作中，你可以以实时的方式播放更多的视频流(因为采用HQ格式，压缩和解压缩工作都是很容易进行的)，并且，在不会有明显的视频质量损失的前提下，你可以对更多的层进行处理。 / R7 h7 W# F- p4 l

使用Canopus HQ 格式的编解码器和硬件解决方案，编辑工作变得非常简单和直观，与处理DV一样简单方便。你使用相同的工具，相同的软件和相同的工作流程。1 N; l/ S0 j, r1 e% ^  ]' E% ^
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但是假如大多数人的家里都没有高清晰度的电视机，你怎样去观看你的劳动成果呢？- q/ l' P7 A+ B. Y

8. 传送高清晰度视频（HDV）
4 k- ~. w3 Y/ ]$ v: ^
对多个前端用户来说，这里都有好消息，首当其冲的是只有SD电视和DVD播放机的人们。) s: g& F: B+ |3 z
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当你采用HDV拍摄视频时，这个过程首先用到了照相机中的感光元件。事实上，Sony的HDV摄像机拥有三种这样的元件，它们所聚合的大量视频数据是一般DV照相机所能获取到的4到5倍。
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也就是说，如果你将图像转换成SD格式，这比在SD中直接播放会得到更好的效果。但在这些情况下会有例外：如果采用的转换技术不是很好时，后面的图像质量就会受损。Canopus的转换工具性能卓越，因此这一点并不成问题。虽然看上去会有些不同，但仍然可以坦诚地告诉你，假如最初的胶片是用一个非常高端的SD照相机拍摄的（尤其是带有昂贵的专业镜头的那种），然后转换成HDV格式，那么，播放出来的效果可能并不是很好。

但是如果比较一下高端用户便携式DV摄像机的拍摄效果和HDV摄像机的拍摄效果，并使用Canopus 技术进行转换，那么，几乎可以肯定地说，基于HDV拍摄的胶片看上去更好。这意味着，任何人，无论它们是否拥有HD播放设备，都会从拍摄HDV视频和编辑HDV过程中获益。
7 e% e4 t8 |, J1 K! Z  i! G
要全屏幕观看HDV输出结果，这里同样也有几种可选的简易操作，我们从纯平电视机开始。

通常较之标准PAL制式的输出，等离子和液晶屏幕的分辨率更高。但是也有一些例外，如果你想买一台，这正是你要仔细观察的。如果你看到一个等离子屏幕比其他任何的都便宜的多，这通常是不合理的。
: ]3 D9 S9 ^, S  M  b
为了欣赏HDV格式的视频，你最低需要使用1280*1080的分辨率。如果低于1080*768分辨率，显示出的效果要优于PAL。但是像素越高越好。理想的分辨率为1920*1080，但是尽管这些屏幕都存在，它们却十分昂贵。

对于HDV视频为何不能采用HDV格式发布还没有明确的解释。它所使用的压缩格式（MPEG-2, 长GOP）具有所有可发布格式的特点。但是文件仍然十分庞大，就和DV文件的大小一样。正因为如此，无论是DV还是其他的SD格式，通常都把它们转换为标准清晰度的MPEG-2 长GOP格式，这也是DVD所采用的格式。

或许你会认为HDV太大了，需要进行更多的压缩，以便将适当容量的内容装进DVD那样大小的磁盘中。然而，显而易见的是，那是完全可能的。: k- R; O( Z) W8 i" J1 L
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其实也有比MPEG-2更高效的压缩格式可供使用。有些是MPEG-4规格中的一部分。但其中最容易得到和发布的是Windows Media视频。6 e7 }" l! X8 p5 ]9 r0 h

使用WMV格式，完全可能将整个一个HD格式的电影存入一张DVD-R中。令人难以置信的是，即使数据速率低至只有5M/S，都能产生良好的视觉效果。当然，这取决于内容，而且，如果有太多的移动的话，你就不得不使用更高的数据速率了。) T8 Z- h/ X# Q" M8 j# r) F" A

Canopus提供了所有创建wmv文件所需的工具，这样任何运行Windows的人都可以在他们的计算机上观看这些wmv文件（只要它的计算机足够快）。

将来：对高清晰度DVD而言，wmv会成为一个“必要”的格式。也就是说，每台可以播放高清晰度DVD的DVD播放机也可以播放你所创建的wmv文件。3 \8 }; d4 m6 N5 r

不幸的是，在新一代DVD播放机投产之前，你只能在计算机上播放Windows Media 9的文件。4 X8 o, t" G& Q- o( Q- C& b; w' Y

现在有了替代品，它很可能永远也成不了全球通用的标准，但是它是你在短期内能想到的最便宜的。它就叫做“HVD”，意思是“High clarity Video Disk（高清晰度视频磁盘）”。幸运的是，它所展现出的图片质量比这种格式的名称要好的多。; M3 N7 |, M5 D$ C
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HVD是中国提出来的一项技术，它能够在价格低廉的播放器上，播放存贮在DVD-R磁盘上的高清晰度的内容。它采用的是MPEG-2压缩技术，就像HDV,而且就这个低价的系统而言其视觉效果惊人的好。没人想要在数十年中普及HVD格式，但是如果你想现在就看到HDV格式的电影，这个即便宜而且效果又好，值得考虑。
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9．连接设备
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能与HD配套的连接设备共有五种类型：组件连接设备，VGA，DVI，HDMI以及HDSDI。由于PAL和NTSC制式遵循的是SD标准，所以，当常用的视频连接设备，如合成电路器件与Y/C，与PAL和NTSC制式的设备相连接时，将无法正常运行。+ X; S# m" ~7 S

组件连接设备是此刻你最容易找到的连接设备。它是模拟信号器件，因而在信号源和屏幕之间有一些质量上的损失，但是使用质量好一点的线缆（通常这也意味着价格昂贵），可以保证能够得到较好的视频质量。而且它特别优秀的地方在于，大部分能远程显示HD的装置都有一个组件连接设备。组件连接设备并不传送声音信息，因此，你需要另外的措施解决音频问题。# \7 L( ~& G# J1 ~& z& A! i
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VGA是一项用来连接计算机和采用模拟信号的显示屏的计算机技术标准。它性能良好，在某些情况下是非常有效的，而且，还有可能是用来将高清晰度视频从计算机上传送至屏幕上的唯一方式。（在下一部分里我们将看到怎样准备在计算机上观看的HDV）。VGA也不携带声音信息。% z2 ]. V* c" }" U+ S5 R

DVI是一款数字式连接设备。这非常适用于视频信号，因为它没有任何信号质量上的损失。它绝对是在一台计算机上观看视频的最佳方式。一些DVD播放器里有一个DVI连接设备，但可能被HDMI取代掉了（见下文）。DVI拥有１,600像素的最大水平分辨率，这意味着，理论上DVI不能用于处理完全的HD格式的视频，但在实践上，它将只是超高分辨率屏幕唯一的问题。DVI也不携带声音信息。
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HDMI的全称为高清晰度多媒体接口。它是将HD信号源连接到显示器的最理想的方式，因为它能够象处理多声道音频那样处理未压缩的数字HD。这是一项全新的标准，当其成为家庭中的HD标准接口后，它将存在多年，并使得支付一点额外开支就可以购买配有HDMI的设备变得有意义。; J) I5 H% G& Q3 d) k1 u

HDSDI是SDI的HD版本，它是在一组配套工作室之间传送未压缩的SD视频的专业标准。由于它是数字模式，因而没有数据质量上的损失。在专业的视频环境以外，是很难见到配有HDSDI的显示器的，而且HDSDI的存在就意味着昂贵的价格。HDMI在性能上其实和HDSDI一样优越，而且价格会更便宜些。如果你使用的是专业的HD设备，那么，你可能就需要一个配备有HDSDI的编辑系统。HDSDI能携带内置的数字声音信息。

10. 隔行扫描与逐行扫描对比
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当出现带有阴极射线管（CRTs）的电视机时，隔行扫描的视频就已经存在了。所有的模拟信号电视机标准都是基于隔行扫描视频的。我们已经对它非常习惯了，以至于如果我们现在来思考这个问题，反而不正常了。5 w0 |) D8 ^% f

高清晰度视频是既可以是隔行扫描的，也可以是逐行扫描的。了解这些术语是非常重要的，而且，了解起来也并不太难。* x& G7 q- L- F0 M' {' u

逐行扫描是从右往左、至上而下进行扫描：线1，线2，线3，等等，直到该帧的底端为止。就是这么简单。事实上，如果你不知道有更好的，这确实是你所期待的最佳扫描方式。

隔行扫描视频使用与逐行扫描一样的方式，从右往左，至上而下扫描视频。然而，不同的是，隔行扫描每隔五十分之一秒（在NTSC制式下为每六十分之一秒）隔行扫描一次整个帧中隔开的行。在下一五十分之一秒，已经被扫描到的两线间的线将被扫描。事实上，视频画面垂直分辨率的一半将有效地在第一个五十分之一秒中被送出，后面一半将在后一个五十分之一秒被送出。当播放视频时，整个过程反过来进行，从而为你呈现一个完整的视频帧。每个这样的半个帧被称为“场”。: C) [5 [9 ^& p+ V  I5 F# W* I
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这个影响对观众是相当明显的。
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首先，画面不会像一个每秒只有30帧的逐行扫描那样闪烁。这是因为，对于观众来说，看上去好像是在观看每秒60帧的视频。事实上，他们看到的是每秒60场的视频。除了减少闪烁，效果同看60帧的是一样的。

如果你想看一下六十分之一秒的逐行扫描图像，你只能看到一半的垂直分辨率。但是，因为
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我们的眼睛有一个“暂留”效应，当你认为在“正常”地看着屏幕时，而你真正所看到的只是一些接近全分辨率的画面，因为我们能够从两个不同的视场积聚可视化的数据，使它们看起来像一个完整的帧。3 p' Y3 M( w" N) J6 H; `& E9 l

逐行扫描高清晰度视频趋向于拥有1280╳720像素的分辨率，一般写作“720p”，这个地方的“P”代表逐行。同样地，1080i是代表每帧尺寸为1920╳1080像素的隔行扫描。

确切地说，隔行扫描是一种压缩方式。用帧周期一半的时间，通过偏置两个视场来做组建一帧，减少了一半需要传输或储存的信息量。未被压缩的隔行高清晰度视频每秒大约产生一个吉位的数据量。如果没有隔行扫描，这个数据产生速度大约是前面的两倍。

有一个特殊的逐行扫描的案例被称为24p。每秒24帧，听起来似乎很慢，但是它被一些视频系统用来模拟电影的帧。高清晰度视频不直接支持24p，但是一些照相机能用一种叫“推翻（pull-down）”的技术模拟它，这种技术将相邻帧中的视场组合起来，重复播方，来产生低帧速的效果。( G+ a8 {* u1 R! w2 J- T* ^# P

与逐行扫描相比，隔行扫描的确有一些缺点。它易于产生“假象”，看上去像“梳子”一样的效果，特别是在慢速移动或者从移动的视频到静止的画面的时候。他们是由组成一个单一帧的两个视场间的相对位移造成的。事实上，虽然对于高清晰度视频来说1080p(1920╳1080分辨率的逐行扫描)可能是较为完美的格式，但是对于当前的用户技术来说，它产生了过多的数据，所以我们不得不为此而等候。接着我们能够保证，如果出现一种新格式，能够解决这个问题，Canopus技术将提供独立且完善的解决方案，来处理这种新格式。

11. 高清晰度视频（HDV）的实践应用" e9 z3 k6 b: O$ M. O2 d- v" W+ s
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假定你是一位婚礼摄影师。你已经受邀前往拍摄，你决定携带一部1080i的便携式HDV摄像机，并装有Canopus HDV编辑系统。
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你可以按照摄制标准清晰度DV的方式进行摄制并编辑你的视频。对你来说，在摄制时两者的唯一区别是，你在拍摄时，可能要花更多时间注意摄制的细节，因为HDV能显示许多微小画面。! I6 S; O! w+ i8 R

现在你必须确定怎样制成视频以分发给婚礼来宾。$ Z6 k" X$ [( K4 v4 [$ J
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第一步决定很容易,考虑到标准画质视频还比较普及，而且不管怎样，大多数人也认可这样，你决定制作一张DVD.不要认为分送来宾一张标准清晰度的DVD就是在浪费HDV摄制的优势。不管怎么说，相比过去采用DV摄制的电影胶片制作出来的DVD，采用HDV摄制的DVD视觉效果更佳，这是因为Canopus不仅能直接将HDV转为DVD格式，而且HDV胶片上附带的视频信息能够帮助DVD类型的MPEG压缩工具制作出更好的图片。
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因此，采用标准清晰度的用户将受益于你选择使用HDV。你也会希望能制作高清晰度的视频。别忘了，人们通常在视频制作好后五年、十年、甚至更多年，才会再来欣赏当时的婚礼视频，所以你需要制作一盘视频磁带，以便在可预见的将来还能放映，这一点很难做到，因为我们不知道将来会发生什么。9 h' ~- P" ]& n, [+ ]  {1 P6 t  O

因而你暂时所能做的就是：

1. 生成一个Windows媒体文件，以便能在计算机以及将来可能出现的高清晰度视频播放器上观看。$ F& v: {; Z  k7 U; h) m% ~; f/ q8 h

2. 将文件中的信息以HDV视频格式储存到磁带上，或者将文件本身储存在可移动储存介质上。" G1 h( j* B7 w! S0 L

记住：Canopus事实上可以处理任何新的高清晰度可发布格式，因此，今后你总能够对你的东西进行转换。

现在，我们假定你是一位公司的视频制作者。4 ^0 P8 d+ Q% j1 _
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再说一次，你可能暂时需要将你的HDV信息制成DVD。你的客户会从不同的视角来欣赏你的作品，当其中的图象图表经过Canopus的高清晰度处理方案处理后而显得更清晰时，即使只是采用标准清晰处理的，他们也会认可。如果你需要合并档案文件胶片，或是使用标准清晰度的信息，只要必须，Canopus可以让你实时混编多种格式的内容，并将视频升级至HD。9 U1 B' u8 h% S- }9 w/ w  X* V) N/ m

如果你要在公司上层演示你的成果，公司可能已有一台MPEG-2高清晰度服务器，而此服务器要求MPEG-2的信息传输流，那么，用Canopus可以轻松搞定。

公司也许还需要适合网站的版本。你已经有Canopus可以做这些了，而且效果仍然比采用DV的同类产品要好。

最后。。。$ t) h  A0 I0 T. c- p" r/ R( A
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你不必升级到HDV。很长一段时间内标准清晰DV还会存在。但是HDV编辑系统现在已经可以使用了。对于照相机来说也同样如此。9 F8 R5 a" S$ u

因此，只要你愿意，就继续使用标准清晰DV吧。但是，当你要升级你的编辑系统时，要买一个能编辑HDV的系统。
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Canopus编辑系统将使你的老式胶片重现震撼的视觉效果。而在10年甚至更长时间里，当你梦想制作出高清晰度的杰作时，Canopus已经为你整装待发了。

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