数字媒体技术基础 （第6章 数字视频技术） 周苏 教授 浙江大学城市学院 QQ：81505050 13805784515

第6章 数字视频技术 6.1 动态图像及其特征 6.2 模拟视频数字化 6.3 视频信息的处理 6.4 视频卡 6.5 视频和动画文件格式 第6章 数字视频技术 6.1 动态图像及其特征 6.2 模拟视频数字化 6.3 视频信息的处理 6.4 视频卡 6.5 视频和动画文件格式 6.6 数字视频编辑 实验：Movie Maker视频编辑

第6章 数字视频技术 从技术上讲，视频只是一部电影的图像部分。摄像机和电视机通常有两个连接器，即“视频”和“音频”，因为这两个信号是分开的。然而，“数字视频”这一术语通常指的是完整的作品（也称为电影），既包含图像也包含声音。在这种意义下，一部两个小时的电影大片和一段因特网下载的30秒新闻剪辑都是一部电影。当提到非常短的电影时，也称其为“视频剪辑”。 许多网页都有可点击下载供欣赏的视频剪辑栏目。随着有线电视与ADSL（非对称数字用户环线）的普及，更快的发布技术会占据市场。另一个必须支持多媒体的领域是视频本身的制作。

6.1 动态图像及其特征 人的视觉与人眼的主观亮度感觉和光的作用时间有关。光像一旦在视网膜上形成，在它消失后，视觉会对这个光像的感觉维持一个有限的时间（约1/20~1/10秒），叫做视觉暂留特性。任何动态图像都是由多幅连续的画面序列构成的，沿着时间轴每一幅画面保持一定时间，在人眼感觉不到的情况下顺序地更换另一幅画面，连续不断（每秒25~30帧）使得本来并不连续的画面给人以真实连续的感觉。电影、电视和计算机都是利用这个原理实现“动”的视觉感受的。

6.1 动态图像及其特征 动态图像的主要特性是： 1）动态图像具有时间连续性，适合于表示事件的“过程”，且具有更加丰富的信息内涵和更强、更生动、更自然的表现力。由于画面是一帧帧地显示的，属于离散时基媒体类型。 2）动态图像必须在规定的时间内更换画面，因此要求更强的实时性。 3）动态图像的数据量更大，故必须采用合适的压缩方法。 4）动态图像的帧与帧之间具有很强的相关性，这既是形成动态图像连续动作的基础，也是进行压缩或其他处理的基本条件，同时也使得动态图像对错误的敏感性较低。

6.1.1 主要技术参数 动态图像的主要技术参数包括： 6.1.1 主要技术参数 动态图像的主要技术参数包括： 1）帧速：动态图像利用快速更换帧的内容来产生“动”的视觉感受，理想的情况为每秒24~30帧。但有时为了减小数据量，也可减慢帧速，如减至每秒16帧，这时也能被人的视觉所接受，但效果略差。 2）图像质量：图像质量除了与原始数据质量有关外，还与数据压缩倍数有关。当压缩超过一定倍数后，将会明显看出质量的下降。 3）数据量：在不压缩的情况下，动态图像每秒的数据量等于帧速乘以每幅图像的数据量。即使可以使用压缩技术，其数据量仍相当可观。除了采取压缩算法外，还可通过减低帧速和缩小画面尺寸等方法来减小数据量。

6.1.2 动画的分类与实现 动画是由一系列静止的帧画面按一定的顺序排列而成的，以一定的速度连续播放，每一帧与相邻的帧略有不同，由于视觉的暂留现象而造成了连续的动态效果。 按画面形成的规则和形式，动画可以分为过程动画、运动动画和变形动画。 · 过程动画。是指根据指令进行运动的动画，这些指令也称为脚本（script）。过程动画中运动的主体称为角色（Actor），角色按照指定的路径进行运动。过程动画最适合于描述一个实体构造和建筑过程，如演示或模拟复杂几何形体是怎样由简单形体拼接而成的等。 · 运动动画。物体的运动一般由其物理规律来描述，能够真实地再现如物体碰撞、抛射体的运动轨迹等，以及实验室或自然界所发生的、可以根据数学公式进行描述和处理的其他现象。 · 变形动画。这是很流行的一种动画形式，通过连续的彩色插值和路径变换，将一幅画面渐变为另一幅画面。

6.1.2 动画的分类与实现 动画实现技术概括起来有以下几种： 6.1.2 动画的分类与实现 动画实现技术概括起来有以下几种： 1）帧动画，也称全屏动画或页动画。事先建立并存储许多全屏画面，播放时将这些帧画面按适当的顺序和速度拷贝到屏幕上，以产生动画效果。这是产生各种动画的基本方法。 2）位块动画，也称为块图形动画。它仅对屏幕的一小块进行操作，特点是速度快。 3）实时动画。帧动画和位块动画都是在播放前将动画中的画面绘制并存储；而在实时动画中，计算机的CPU交替进行画面的建立和显示，它需要两个画面页缓冲区，当CPU在屏幕上显示一个画面缓冲区内容的同时，在另一个画面缓冲区户绘制下一幅画面。 4）调色板动画，也称色彩循环动画。该方法的特点是静态的，即屏幕上显示的画面不变，而是通过不断改变调色板的颜色值，使屏幕上画面的颜色不断地变化，从而产生动画的效果。

6.1.3 动态影像视频 影像视频，简称视频（video），与动画一样，也是由连续画面组成的，只不过画面是自然景物的图像。视频的许多概念来自于电视，因此其处理过程也受到电视技术的各种影响。在电视系统中，摄像机的功能是把镜头前的图像转化为电子信号，而电视机的功能则是把电子信号转换为活动的图像。由于电子信号是一维的，而图像是二维的，这样就需要使用光栅扫描的方法完成一维电子信号到二维图像间的转换。电子束从屏幕左上角到右下角一行行扫描完一整屏，就形成一帧完整的图像。每秒扫描的帧数称为帧频。典型的帧频为每秒24~30帧，这样的视频图像看起来才有平滑和连续的运动感觉。

6.2 模拟视频与数字视频 视频图像的数字化与音频数据的数字化原理极其相似，所不同的是，它是把连续的视频信号通过模数转换器转换成数字信号，供计算机处理，然后又可以通过显示器内数模转换器变成模拟的视频信号，由显示器输出显示。 另一点与音频数字化不同的是，彩色视频信号的数字化需要对三种基色（例如红、绿、蓝）进行量化，变成三种颜色的灰度数值，这要比音频信息数字化复杂很多。 模拟视频基于模拟技术以及图像的广播与显示所确定的国际标准。模拟视频图像具有成本低和还原度好等优点，因此在电视上看到风景录像，往往具有身临其境的感觉。但它的最大缺点是不论被记录的图像多么清晰，经过长时间的存放之后，视频质量将大大降低；或者经过多次复制之后，图像的失真就会很明显。而数字视频可以弥补这些缺陷，它不仅可以无失真地进行无限次复制，而且还可以对视频进行创造性的编辑，如特技效果等。

6.2 模拟视频与数字视频 数字视频是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准。数字视频技术有两层涵义，一是将模拟视频信号输入计算机进行数字化视频编辑，最后制成数字视频产品；二是指视频图像由数字摄像机拍摄下来，从信号源开始，就是无失真的数字视频，当输入计算机时不再考虑视频质量的衰减问题，然后通过软件编辑制成产品。这种才是更为纯粹的数字视频技术。 按回放功能划分，视频可分为三类：全屏幕实时信号源播放、全屏幕全数字化视频信号播放和局部屏幕全数字化视频信号播放。 全屏幕视频是指显示的视频图像应该充满整个屏幕，因此这与显示分辨率有关。对于标准VGA全屏幕意味着640×480分辨率，而对于Super VGA则可能是800×600或1024×768等分辨率，而不是指在屏幕的一个小窗口内显示。全运动视频是指以每秒30帧的速度刷新画面，这样快的速度不会产生闪烁和不连贯。

6.2 模拟视频与数字视频 全屏幕和全运动是两个完全不同的概念，比如在PC机上，可以在一个小窗口内实现全运动视频，也能以全屏幕显示静止图像。但随着数字视频技术的发展和PC机速度的不断提高，使得在PC机上编辑全屏幕全运动高质量的视频图像已成为可能。

6.2 模拟视频与数字视频 在多媒体数字视频中有三个因素将最终影响视频图像的质量，分别是： 6.2 模拟视频与数字视频 在多媒体数字视频中有三个因素将最终影响视频图像的质量，分别是： 1）数据速率：是指每秒钟文件占用的字节数。数据速率越高，图像质量就越好，同时文件所占磁盘空间增加，并加大了系统开销。视频文件的数据速率是数字视频播放过程中的一个基本问题，要求使用者在数据速率与图像质量之间进行折衷。 2）压缩比：这在一定程度上也将影响到视频回放时视频图像的质量，如果采用视频压缩比过大，在回放时花费在解压的时间就长，尤其是对于采用对称压缩技术的视频文件和采用纯软件解压的系统，这样得到的视频图像质量将受到影响。 3）关键帧（keyframe）：关键帧的确立是视频压缩过程中影响视频质量的一项重要技术指标，尤其是对于含有频繁运动的视频图像序列，如关键帧数少，会出现图像不稳定的现象。

6.2 模拟视频与数字视频 此外，计算机本身的性能也将影响视频图像的质量。例如，CPU的类型及速度、磁盘控制器、操作系统的内存开销、等待状态和视频设置等因素都将影响数据速率，因而选择一个性能良好的多媒体计算机系统也是十分必要的。

6.2 模拟视频与数字视频 国际上流行的电视制式标准主要有NTSC、PAL和SECAM等。如美国、日本和我国台湾等地区使用NTSC制式，规定每秒30帧视频画面，水平扫描线为525条，水平分辨率为240~400个像素点，采用隔行扫描方式，场频（又称垂直扫描频率）为60Hz，行频（又称水平扫描频率）为15634Hz；中国及欧洲大多数地区使用PAL制式，规定每秒25帧，每帧625行，每行240~400个像素点，隔行扫描方式，场频为50Hz，行频为15625 Hz；适用于法国、苏联、非洲地区的SECAM制式则规定：水平扫描线为625条，水平分辨率为625个像素点，场频为50Hz，行频为15625 Hz。这些制式标准定义了彩色电视机对视频信号的解码方式，不同制式对色彩处理方式、屏幕扫描频率等有不同的规定，因此，如果计算机系统处理视频信号的制式与其相连的视频设备的制式不同，则会明显降低视频图像的效果，有的甚至根本没有图像。

6.2 模拟视频与数字视频 通常NTSC、PAL和SECAM制式的视频信号都是模拟的，在进入计算机前必须进行数字化处理，即模/数转换和彩色空间变换等。视频数字化的过程称为捕捉（capturing），是指在一段时间内以一定的速度对视频信号进行捕捉并加以采样后，形成数字化数据的处理过程，与音频信号数字化一样，是对视频信号进行采样捕捉，其采样深度可以是8位、16位或24位，采样深度是指经采样后每帧所包含的颜色位，然后将采样后所得到的数据保存起来，以便对它进行编辑、处理和播放。 视频编码则是将数字化视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带上或在电视上播放。

6.3 视频信息的处理 视频技术包括视频信号数字化和视频编码两个方面。与音频数字化一样，视频数字化的目的是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换等过程，转换成计算机可以显示和处理的数字信号；视频编码是将数字化视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带上或在电视上播放。尽管发展的历史不长，但视频技术的应用如今己经非常广泛，对不同的应用环境可以采用不同的技术，视频编码技术己经基本成熟。 在多媒体系统中，对视频信号的处理大致分为三个过程：视频信息的采集、编辑和应用。

6.3.1 视频信息的采集 将模拟视频信号经过采样、量化以后转换为数字图像存储到帧存储器（frame buffer）的过程就是视频信息的采集过程。在此过程中必须借助视频采集设备，如摄像机、录像机以及视频采集卡等，以完成对模拟信号的数字化。 视频信号的采集可分为单幅画面采集和多幅动态连续采集。在单幅画面采集时，可以将输入的视频信息定格，并将定格后的单幅画面以多种图像文件格式加以存储；对于多幅动态连续采集，可以对视频信号进行实时、动态地捕捉和压缩，并以文件形式加以存储。在捕获一段连续画面时，可以用每秒25~30帧的采样速度对该视频信号进行采集。视频信号进行数字化采样后，就可以对其进行编辑或加工。比如复制、删除、特技变换和改变视频格式等。

6.3.1 视频信息的采集 在多媒体计算机中，视频信号的捕获主要借助于视频采集卡（video capture board）进行，它将模拟视频信号转换成数字视频信号，同时对转换后的数字视频信息进行压缩处理，并将压缩后的数据保存在内存中或直接存储到磁盘中，以便进一步对其进行处理与应用。视频采集卡的工作方式可以是连续帧采集形成视频文件，也可以是单帧采集以静止图像的形式保存。同时为了提高系统的利用率，一般在采集卡上设计有视频信息的压缩存储电路，目的是实现对视频信息的压缩处理，这关系到视频文件在计算机中所占用的存储空间，以及播放时所需的解压时间，从而最终影响着多媒体产品的质量。

6.3.2 视频信息的编辑 对视频媒体信息的编辑处理可借助编辑软件来完成。常用的视频编辑软件有： 6.3.2 视频信息的编辑 对视频媒体信息的编辑处理可借助编辑软件来完成。常用的视频编辑软件有： 1）Video for Windows：是集成在Windows平台上实现简单视频编辑工作的软件。利用Video for Windows可以对视频信息进行捕获，并可剪辑成所需的视频文件。同时提供了功能接口，可与执行JPEG或MPEG算法的硬件系统相配合，实现在全屏幕上以30帧/秒的速度回放实时视频和标准音频媒体。Windows的媒体播放器可实现对AVI格式文件的播放等。 2）QuickTime：是Apple公司最早在Apple机上推出的视频处理软件，与Video for Windows一样也采用了Intel公司的Indeo视频压缩技术。此后，Apple公司又在QuickTime基础上推出了用于PC机的视频处理软件QuickTime for Windows，实现了同一视频文件在双平台上的交叉播放。

6.3.2 视频信息的编辑 3）Adobe Premiere：提供了较强的视频线性编辑功能，可完成对多个视频片段进行剪接、排列、揉合，或加入特殊效果等操作，经过精心编辑之后的视频媒体可重新生成新的视频文件。这是目前常用的视频编辑处理软件之一，被广泛地应用于电影电视的影视特技效果编辑工作中。 4）Asymetrix DVP（Digital Video Producer）：以时间轴为最基本编辑界面，利用鼠标拖放实现对视频和音频信息的编辑，并具有大量的特技处理效果。在DVP中还包含了调色板管理器，可以对视频中的颜色进行优化并消除调色板的抖动。通过系统设置的两个视频预览窗，还可动态地监视正在编辑的视频文件。

6.4 视频卡 视频卡（图6-1）是基于PC机的一种多媒体视频信号处理平台，它可以汇集视频源、音频源等的信息，经过编辑或特技处理而产生非常漂亮的画面。这些画面还可以被捕捉、数字化、冻结、存储、输出及进行其他的操作。对画面的修整、像素显示调整、缩放功能等都是视频卡支持的标准功能。多媒体视频卡除了可以实现视频信号数字化、捕捉特定镜头外，还可以在VGA上开窗口并与VGA信号叠加显示。

图6-1 视频卡

6.4 视频卡 使用视频卡播放节目或用电影解压卡重放电影时，如果视频图像不能平滑播放，此时除考虑视频卡的质量外，应试着调整系统性能。为了获得较好的播放效果，应考虑使用磁盘缓存程序以高速缓存CD-ROM；其次是缩小窗口，因为窗口越大，Windows要处理的像素越多，运行起来就越慢。 由于绘图与视频功能都要使用图像存储器，因此，绘图芯片厂商将视频功能纳入绘图芯片中，以便节省部分图像存储器。绘图视频卡是具有绘图功能的多媒体视频卡，另一类是只能处理视频数据的视频卡。 视频卡主要以视频芯片为核心，提供视频加速（accelerator）、播放（playback）和捕捉（capture）等功能。视频卡的种类繁多，性能方面也有许多互相交错的地方，而且没有统一的分类标准。按其功能分，又可分为图像加速卡、播放卡（回放卡或解压缩卡）、捕捉卡、播放/捕捉卡和电视卡（TV卡）等等。

6.5 视频和动画文件格式 动态图像包括动画和视频两种，并各自包含有一些文件格式。

6.5.1 动画文件格式 多媒体应用中使用的动画文件格式可保存包含动画框架中的图形信息，主要有： 6.5.1 动画文件格式 多媒体应用中使用的动画文件格式可保存包含动画框架中的图形信息，主要有： 1）Autodesk公司的FLIC（.FLC）：即.FLI，Autodesk Animator和AnimatorPro的动画文件格式。支持256色，最大的图像像素是64000×64000，支持压缩。广泛用于动画图形中的动画序列、计算机辅助设计和计算机游戏应用程序。不大适合制作真实世界图像动画。 在Windows中播放FLIC动画文件一般需要用到Autodesk公司提供的MCI驱动和相应的播放程序如AAPlay，这个程序不但能播放FLIC动画，还能加入各种声音，增强播放效果。 由于FLIC文件本身不能存储同步声音，因此不适合用来表达真实场景的运动图像。但由于它使用了无损压缩方法，画面效果十分清晰，所以，人工或用计算机生成的动画还大量使用这种格式，譬如在Visual C++中就有对FLIC动画的支持。

6.5.1 动画文件格式 2）MacPICTS（.PCS，.PIC）：Macromedia开发的动画文件格式，为Macintosh应用程序使用。支持256色，支持压缩，用于保存动画数据，是QuickTime的前身。 3）Microsoft资源互换文件格式TIFF（.AVD）：Microsoft公司开发的动画文件格式，被Windows、Windows NT平台和OS/2多媒体应用程序所支持，支持256色和压缩，用于在多媒体应用程序中保存音频、视频和图形信息。 4）MPEG（.MPEG）：国际标准化组织的运动图像专家小组开发的动画文件格式。被所有平台和Xing Technologies MPEG播放器及其它应用程序所支持，支持压缩，最大图像像素是4095×4094×30帧/每秒。用于编码音频、视频、文本和图形数据。

6.5.1 动画文件格式 5）QuickTime（.QTM）：Apple计算机公司开发的动画文件格式。被Apple Macintosh和Microsoft Windows平台所支持，支持25位颜色，最大图像像素是64000×64000，支持压缩，用于保存音频和运动视频信息。 6）MMM：是MacroMind公司著名多媒体写作软件Director生成的动画文件。

6.5.2 视频文件格式 经过压缩的视频信息以特定的文件格式存储在磁盘或光盘上。常见的视频文件格式有AVI、MOV、MPEG等。 6.5.2 视频文件格式 经过压缩的视频信息以特定的文件格式存储在磁盘或光盘上。常见的视频文件格式有AVI、MOV、MPEG等。 1）AVI（Audio Video Interface，交互存储音频-视频）文件：是Microsoft制定的Video for Windows所使用的数字影片文件格式，也简称为AVI文件或AVI格式。 AVI文件是较为流行的视频文件格式。采用视频有损压缩技术将视频信息与音频信息混合交错地存储在同一文件中，较好地解决了音频信息与视频信息同步的问题。一般可实现每秒播放15帧，同时具有从硬盘或光盘播放、在内存容量有限的计算机上播放、快速加载和播放以及高压缩比、高视频序列质量等四种特点，主要使用有损压缩方法，压缩比较高。 AVI实际上包括两个工具，一个是视频捕获工具，另一个是视频编辑、播放工具，但是目前的许多软件中大都只包含了播放工具。

6.5.2 视频文件格式 2）MOV文件：是QuickTime for Windows视频处理软件所选用的视频文件格式，最早在苹果电脑上使用，目前在PC机中也可以安装QuickTime for Windows软件播放驱动程序。与AVI文件格式相同，MOV文件也采用了Intel公司的Indio视频有损压缩技术，以及视频信息与音频信息混排技术。一般认为MOV文件的图像质量较AVI格式的要好。 3）MPG文件：PC机上的全屏幕活动视频的标准文件为MPG格式文件，它是使用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像，在适当的条件下，可在1024×768的分辨率下以每秒24、25或30帧的速率播放有128 000种颜色的全运动视频图像和同步CD音质的伴音。随着MPG文件的日益普遍，像CorelDraw这样的大型图像软件以及许多视频处理软件都支持MPG格式的视频文件。

6.5.2 视频文件格式 4）DAT文件：是Video CD或Karaoke CD（卡拉OK CD）数据文件的扩展名，是VCD影碟专用的视频文件格式，也是基于MPEG压缩和解压缩标准的一种文件格式。当计算机配备视霸卡或软解压程序后，可利用计算机对该格式的文件进行播放。 5）DIR（Director Movies）格式：是原Macromedia公司使用的Director多媒体著作工具产生的电影文件格式。

6.6 数字视频处理 数字视频编辑、数字音频制作与数字特技制作构成了计算机影视后期制作的三部曲。传统的视频编辑是在编辑机上进行的。由于磁带记录画面是顺序的，无法在已有的画面之间插入一个镜头，也无法删除一个镜头，除非把这之后的画面全部重新录制一遍，尽管这种电子编辑的方法有其局限性，但比过去电影剪辑的原始方法还是有一个长足的进步，因为它不用破坏原始的素材带，相对人工剪辑来说也更加便捷。所以，在影视制作的一个较长时期内，这种传统的线性编辑方式被影视制作界广泛采用。

6.6 数字视频处理 在多媒体影视后期制作中，基于计算机的数字非线性编辑技术令视频编辑焕然一新。这种技术将素材记录到计算机中，利用计算机进行剪辑。它采用了电影剪辑的非线性模式，但用简单的鼠标和键盘操作代替了剪刀加胶水式的手工操作，剪辑结果可以马上回放，所以使效率大大提高。同时它还可以通过软件和硬件的扩展，提供复杂的特技效果。数字非线性剪辑综合了传统电影和视频编辑的优点，是影视制作技术的重大进步。目前，数字非线性编辑在影视制作中已取代了传统方式，成为影视后期制作中数字视频编辑的标准。

6.6.1 数字非线性编辑 传统的线性编辑方法只能在电视节目播放时才能看到编辑的效果，也就是所有的编辑特技、音响效果都需要加入时间因素。基于时间线模式的非线性编辑的特点是，编辑者在编辑的过程中能直观地看到一段电视节目的全部效果。编辑者能从纵向和横向看到在某一时间单位上的画面、特技效果、叠加的字幕、音响持续的时间，从而可以想象出整个电视节目的效果。 非线性编辑是数字视频技术与多媒体技术相结合的产物，计算机数字化地记录所有视频片段并将它们存储在硬盘上。人们可以对存储的数字化文件反复更新和编辑，从本质上讲，这种技术提供分别存储许多单独素材的方法，用这种方法可以尽可能高效率地完成“原始编辑”，如剪辑、切换、划像等，再由计算机完成数字视频的生成计算，并将生成的完整视频回放到视频监视设各或转移到录像带上。

6.6.1 数字非线性编辑 计算机非线性编辑系统主要包括数字化硬件和视频编辑软件两个部分。在计算机进行视频编辑时，先把源视频信号，即来自于摄像机、录像机、影碟机等设备的视频信号转换成计算机要求的数字形式并存放在磁盘上，再使用非线性编辑软件进行加工。数字非线性编辑系统则是以计算机为硬件平台，完成对视频、音频信号的非线性编辑，在编辑过程中完成多通道数字特技、字幕叠加、配音配乐的影视节目制作系统。其具体实现过程是首先把模拟视频信号通过视频图像采集卡采集到高速硬盘中，通过数字特技卡等视频硬件和软件来完成对视频信号各种效果的产生，最后输出到录像带上或视频服务器上。

6.6.1 数字非线性编辑 非线性编辑方式减少了为反复查找节目素材的入点/出点和编辑过程中预卷磁带的时间，可以大大减轻后期编辑加工阶段的工作强度，同时提高了编辑效率。此外，使用非线性编辑系统还可以把切换台、特技台、调音台、字幕机和编辑录像机等多种设备集中在一台计算机当中，大大减少了设备投资，并减少了设备之间由于连线造成的故障。

6.6.2 准备视频素材 获取视频素材的方法主要有： 1）购买视频资料。市场上有各种VCD和DVD影碟以及动画库光碟出售，可以直接购买，还可以从网上搜索和下载所需要的动画文件。

6.6.2 准备视频素材 2）制作动画。大致可分为两类，一类是以Macintosh机为平台的影片式动画，另一类是在PC机上制作的帧动画。 6.6.2 准备视频素材 2）制作动画。大致可分为两类，一类是以Macintosh机为平台的影片式动画，另一类是在PC机上制作的帧动画。 · 影片式动画。MacroMind Director是Macintosh上的专业动画制作工具，用来制作PICS格式的动画。PICS动画不能直接在PC机上播放，但可以在Microsoft Movie Player程序中播放，并通过Microsoft Movie Converter程序将PICS格式的动画转换为.MMM格式（Microsoft Multimedia Move Player），在PC机上播放。 · 帧动画。这是将一幅幅画面叠加在一起，放映时再一幅一幅地快速显示出来。利用动画制作软件，如Autodesk Animator、Animator Pro、3D Studio、3D Max、Gif Animator等，可以制作出二维和三维效果的动画，常见的文件格式有.fli、.flc、.gif等。

6.6.2 准备视频素材 动画的针对性很强，被重新利用的机会较少。一般来说，多媒体产品中的动画都需要自行制作，或者委托专业人员完成。 6.6.2 准备视频素材 动画的针对性很强，被重新利用的机会较少。一般来说，多媒体产品中的动画都需要自行制作，或者委托专业人员完成。 3）捕捉屏幕上的活动画面。利用专门的捕捉软件，如SnagIt和超级解霸等软件工具，可以录制动态的屏幕操作步骤，或者将现有的视频文件以及VCD、DVD电影中的片段截取下来，并保存为所需要的文件格式。

6.6.2 准备视频素材 4）捕捉录像带或摄像机中的动态影像。利用视频捕捉卡或者相应的工具软件可以对录像带或摄像机中的实时视频信号进行连续捕捉，生成AVI动画。其质量主要依赖于捕捉卡的品质，同时也依赖于源信号的质量。这种AVI动画所呈现的是实际画面，且同步记录了视频信息中的音频传号。Microsoft公司的多媒体视频工具软件Video for Windows支持大多数视频卡，可以用来进行画面的捕捉。方法是：在计算机中安装视频捕捉卡和Video for Windows软件，并将录像机或摄像机与视频卡联接起来，然后启动视频卡捕捉录像机或摄像机中输出的视频信息，生成AVI格式的动画。 捕捉影像的时候应该设置合适的捕捉速度和画面大小，它们就是以后放映动画时的速度（时间）和画面大小。捕捉速度与卡的性能和画面大小有关，一般为每秒15帧左右。

6.6.2 准备视频素材 5）拍摄数字动画（DV）。利用数码摄像机直接拍摄数字形式的活动影像，并以MPEG格式存储下来，不需任何转换即能输入到计算机中。 数码摄像机拍摄的活动影像比一般由录像机或摄像机转录的效果要好；而且体积小、携带和使用方便，已经成为制作多媒体产品的主流工具。 6）编辑视频动画。利用视频编辑软件，如Premiere、Video for Windows等，对通过视频捕捉获取的动态影像进行编辑加工，或添加某些特技效果，使之更符合多媒体作品的要求。

6.6.3 数字视频节目制作过程 在使用非线性编辑系统编辑节目之前，需要向系统中输入素材。大多数非线性编辑系统是实时地把磁带上的视音频信号转录到磁盘上的，这比传统编辑增加了额外的操作时间。目前在多数PC机上使用1394接口将摄像机中的数据传输到计算机中。除了视频素材之外，还应将其他需要用到的素材如图像、动画、声音等也通过适当的方法加入到计算机中去。

6.6.3 数字视频节目制作过程 节目制作通常包括以下内容： 6.6.3 数字视频节目制作过程 节目制作通常包括以下内容： 1）素材浏览。通过编辑系统的播放器可以播放浏览素材，可以用正常速度播放，也可以快速重放、慢放和单帧播放，播放速度可无级调节，也可以反向播放。 2）编辑点定位。在确定编辑点时，可以手动操作进行粗略定位，也可以使用时码精确定位编辑点。 3）素材剪辑。可以直接在参考编辑点前后的画面进行剪接或手工剪辑。 4）素材组接。非线性编辑系统中各段素材的相互位置可以随意调整。编辑过程中，可以在任何时候删除节目中的一个或多个镜头，或向节目中的任意位置插入一段素材。

6.6.3 数字视频节目制作过程 5）特技。在非线性编辑系统中制作特技时，一般可以在调整特技参数的同时观察特技对画面的影响。 6.6.3 数字视频节目制作过程 5）特技。在非线性编辑系统中制作特技时，一般可以在调整特技参数的同时观察特技对画面的影响。 6）字幕。字幕与视频画面的合成方式有软件和硬件两种。软件字幕实际上使用了特技抠像的方法进行处理，生成的时间较长，一般不适合制作字幕较多的节目。但它与视频编辑环境的集成性好，便于升级和扩充字库。硬件字幕实现的速度快，能够实时查看字幕与画面的叠加效果，但一般需要支持双通道的视频硬件来实现。 7）声音编辑。大多数基于PC的非线性编辑系统能直接从CD唱盘、MIDI文件中录制波形声音文件。波形声音文件可以非常直接地在屏幕上显示音量的变化，使用编辑软件进行多轨声音的合成时，一般也不受总的音轨数量的限制。 8）动画（图像）制作与合成。由于非线性编辑系统的出现，动画的逐帧录制设备已基本被淘汰。非线性编辑系统除了可以实时录制动画以外，还能通过抠像实现动画或图像与实拍画面的合成，极大地丰富了节目制作的手段。

6.6.3 数字视频节目制作过程 制作好的节目可以直接输出到硬盘上，保存为指定格式的文件。也可以输出到录像带或DV磁带上，还可以直接制作成为VCD、DVD或者蓝光光盘。

6.6.4 Alpha通道 在图形学中，Alpha指的是除了颜色的3个分量（RGB）外的第四个分量——透明度。我们已经知道，一个RGB颜色模型的真彩色图像，是由红、绿、蓝3个色彩信息通道合成的，每个通道用了8位色彩深度，共计24位，包含了所有彩色信息。为实现图形的透明效果，在图像处理与存储中附加了另一个8位信息，这个附加的8位代表图形中各个像素点透明度的通道信息，就叫做Alpha通道。 Alpha通道使用8位二进制数，可以表示256级灰度，即256级的透明度。白色（值为255）的Alpha像素用于定义不透明的彩色像素，而黑色（值为0）的Alpha通道像素用于定义透明像素，介于黑白之间的灰度的Alpha像素用于定义不同程度的半透明像素。

6.6.4 Alpha通道 在实际运用中，通常将Alpha值 [0, 255] 区间映射为 [0, l] 区间相对应的值表示，即Alpha 为0~l之间的实数。此时图像中某个像素点使用32位来表示： Graphx（ Redx, Greenx, Bulex, Alphax ） 在屏幕上显示时，实际的屏幕颜色值为： Dispx（ Redx * Alphax, Greenx * Alphax, Bluex * Alphax ）

6.6.4 Alpha通道 Alpha通道不仅用于单个图形的透明或半透明显示，更重要的是在图像合成中被广泛运用。事实上，把需要组合的颜色计算出不含Alpha分量的原始RGB分量，然后相加便可。如两幅图像分别为A和B，由这两幅图像组合而成的图像称为C，则可用如下四元组表示图A和B，三元组表示图像C： A：（ Ra, Ga, Ba, Alphaa ） B：（ Rb, Gb, Bb, Alphab ） C：（ Rc, Gc, Bc ）

6.6.4 Alpha通道 根据上述算法，则： Rc = Ra×Alphaa + Rb×Alphab Gc = Ga×Alphaa + Gb×Alphab Bc = Ba×Alphaa + Bb×Alphab 这就是两图像混合后的三原色分量。如果有多幅图像需要混合，则按照以上方法两幅两幅地进行混合。

6.6.4 Alpha通道 利用Alpha 通道可以完成许多事情，例如： 在视频处理中，将多个视频片段按照要求重叠在一起形成透明或半透明效果。 在视频处理中，将广告图标、报道题花等图案标记或栏目标题叠加在视频画面上。 叠加字幕。 各种透明的图像或动画效果重叠在视频画面上。 在图像处理中，图像之间的合成。 Alpha通道技术本身并不复杂，能否创作出好的作品，关键在于运用上的创意。

数字媒体技术基础 （艺术设计概论） 谢谢选择本课程 · 2015-9-13 在 “幻灯片放映”模式，单击箭头进入 PowerPoint 入门中心。 · 2015-9-13 （在“幻灯片放映”模式中时单击该箭头）