1.1.3 视频制式
1. 电视制式:世界上主要使用的电视广播制式有PAL、NTSC、SECAM三种。
三种制式是不能完美兼容的,中国电视台播放的视频,在美国与日本电视台播放时影像画面不会正常显示。
PAL制式:标准分辨率为720×576,每秒25帧,采用隔行扫描。电视扫描线为625线,奇场在前,偶场在后。24比特的颜色位深,画面的宽高比为4:3、像素宽高比为1.07。
中国大陆使用PAL-D,英国、中国香港、中国澳门使用PAL-I,新加坡使用PAL B/G。
NTSC制式:标准分辨率为720×480,每秒29.97(简化为30)帧,电视扫描线为525线,偶场在前,奇场在后。24比特的颜色位深,画面宽高比为4:3或者16:9、像素宽高比为0.9。
美国、加拿大、墨西哥等大部分美洲国家以及日本、中国台湾、韩国等国家和地区均采用这种制式。
SECAM制式:标准分辨率为720×576,每秒25帧,它与PAL制式在颜色模式与声音载波有所不同,俄罗斯、法国、埃及和非洲的一些法语系国家使用这种制式。
HDTV高清晰度电视:水平和垂直清晰度是常规电视的两倍左右,配有多路环绕立体声是未来电视制式发展的必然趋势。HDTV有三种显示格式,分别是720p(1280×720,非交错式,场频为24Hz、30Hz或60Hz),1080i(1920×1080,交错式,场频为60Hz),1080p(1920×1080,非交错式,场频为24Hz或30Hz)。
4K超高清分辨率:即4096×2160的像素分辨率,传统高清电视是207万像素的画面,而在4K影院里,能看到885万像素的高清晰画面。在这样的分辨率下,观众可以看清画面中的每一个细节。如图1-1-11所示为常用分辨率的画面比例。
图1-1-11 常用分辨率
2. 帧速率:当一系列连续的图片映入眼睛的时候,由于视觉暂留的作用,人们会感觉图片中的静态元素动了起来,当显示得足够快时,就会形成平滑动画,而每秒钟显示的图片数量称为帧速率,单位是帧/秒(fps)。
我们以电影《海洋奇缘》为例,如果将1秒的镜头拆解开来,可以将其分解成24张画面,如图1-1-12所示。
图1-1-12 拆解1秒的电影画面
常见帧速率种类:
12fps(连贯动画):10~12fps的帧速率可以产生平滑连贯的动画,低于这个帧速率,就会产生跳帧。
15fps(网络视频):优酷等视频播放平台所使用的标清格式的帧速率,低帧频可以获得优秀的传输速度。但是如果你选择更高的清晰度(高清/超清)播放视频,除了分辨率变大,帧速率也变成了25fps。
24fps(电影拍摄):20世纪20年代末的电影公司以24fps作为行业标准。选择24fps,还因为24是一个容易被整除的偶数,剪辑师会在瞬间算清楚半秒是12帧,以这个标准拍摄电影,不仅成本能达到最低而且还能带来不错的观影体验。
现在大多数电影也都基本按这个标准来进行拍摄,较低的帧率能捕捉到更多的运动模糊,让动作显得更为真实和流畅。当然为了追求更为极致的视觉体验,有些电影也选择了更高的帧速率,例如《霍比特人》《阿凡达2》采用48帧拍摄和放映。
25/30fps(电视拍摄):美国电视的制式为30fps(实际为29.97fps)。选择30fps是为了与美国电力标准60Hz同步,这个制式也就是NTSC。
在中国,这个制式是25fps,因为中国电力标准是50Hz,这种制式叫PAL(使用50Hz是因为我们人口众多,用电量较大,如果频率设置过高,可能会造成断电等现象)。
50/60fps(运动类视频拍摄):50fps和60fps非常适合运用在快速动作的拍摄上。拍摄完成之后你还可以通过后期制作进行帧速率转换,让较高的帧速率慢慢降低到30fps然后变成一个慢动作视频。
120/240fps(慢动作):超高的帧率能够让慢动作镜头产生极端的效果,根据摄像机参数设置的上限可以拍摄120fps或240fps的慢动作。
3. 扫描制式
逐行扫描:在显示图像的过程中,采用每行图像依次扫描的方法来播放视频画面。我们的手机与显示器都采用逐行扫描,常用p表示。例如生活中我们看到的电影有720p、1080p,都是逐行扫描的意思。
隔行扫描:常见于电视画面中,因为电视台发现可以将画面的每一帧分割为两场画面,进而交替显示,这样只发送原来一半的画面,画面质量却不怎么受影响,这种方式被称为隔行扫描制式。常用i表示隔行扫描,如图1-1-13所示。
图1-1-13 隔行扫描原理
场序:在采用隔行扫描方式进行播放的显示设备中,每一帧画面都会被拆分来显示,拆分后得到的残缺画面即称为“场”,以中央电视台为例,每秒发送25帧,每帧扫描2场画面,即每秒有50场画面。其中,第1、3、5、7……49场称为奇场(上场),第2、4、6、8……50场称为偶场(下场)。
场序出错:通常人们以为上场画面与下场画面由一帧拆分而来,事实上数码摄像机采用一种类似隔行扫描的方式拍摄,因此将上场画面和下场画面简单地拼合在一起时,往往会造成两场画面无法完美拼合,也就是画面中会出现锯齿状的条纹,如图1-1-14所示。
图1-1-14 条纹锯齿(场序出错)在Premiere Pro修改场序即可
4. 像素与分辨率
像素:在计算机显示器、手机及其他显示设备中,像素是组成图像的最小单位,而每个像素则由多个不同颜色(通常是3个为红、绿、蓝)的点组成。
分辨率:指屏幕上像素的数值,通常以“水平方向像素数量×垂直方向像素数量”的方式来表示,例如1080p的电影《哥斯拉2:怪兽之王》,它的像素宽高比为1920×1080,即水平方向像素为1920个;垂直方向像素为1080个,如图1-1-15所示。
图1-1-15 1080p的电影
帧宽高比:视频画面的长宽比例,目前电视画面的宽高比通常为4:3,电影则为16:9,如图1-1-16所示。
图1-1-16 帧宽高比
像素宽高比:视频画面内每个像素的长宽比,具体比例由视频所采用的标准所决定。
例如手机与计算机所采用的像素宽高比为1.0;PAL制式所采用的像素宽高比为1.07;NTSC制式所采用的像素宽高比为0.9。