视频(Video)本质上是内容随时间变化的一组动态图像。在单位时间内连续播放一系列静止图像,就能得到动态图像组成的视频。每一幅独立的图像称为一帧,帧是构成视频的基本图像单元。画面每秒传输的帧数称为帧速率,典型的帧速率有25fps、30fps等。
人眼的视觉暂留效应使得当人们观看以每秒25帧或30帧的帧速率播放的多幅静态图像序列时有顺畅和连续的效果,不会感觉“失真”或“停顿”。
视频技术的发展主要经历了以下三个阶段:
(1)初级阶段。这一阶段的特点是在台式计算机上增加简单的视频功能,来处理活动画面。但使用的对象主要是视频制作的专业人员,普通PC机用户还无法在自己的电脑上实现视频功能。
(2)主流阶段。在这个阶段,数字视频在计算机中得到广泛应用。初期因为数字视频的数据量非常大,如1分钟满屏的真彩色数字视频需要1.5GB的存储空间。后来数据压缩解决了这个问题。这时,计算机有了捕获活动影像的能力,能够将视频捕获到计算机中。
(3)高级阶段。普通PC机进入了成熟的多媒体计算机时代。各种计算机外设和数字影像设备以及视音频处理硬件、软件等技术高度发达,这些都推动了数字视频的流行和发展。
除了传统的2D视频外,为了满足人们对于视频质量及感官享受的需求,近年来出现了超高清视频、4K视频等新的视频模式。此外,3D视频因能给观看者带来立体视觉享受,提高用户体验,也成为当下的热点。随着3D视频技术的日益发展,这项技术已经被用到3D电影、自由视点电视、游戏、艺术展览等多个领域。
按照视频的存储与处理方式不同,视频分为模拟视频和数字视频。
1.模拟视频(Analog Video)
早先的电影、电视都是模拟视频信号。模拟视频是指由连续的模拟信号组成的视频图像,摄像机是获取视频信号的来源。模拟信号就是利用电流的变化来表示或者模拟所拍摄的图像,即用一个电信号来表征景物,记录下它们的光学特征,然后通过调制和解调,将信号传输给接收机,通过电子枪显示在荧光屏上,还原成原来的光学图像。
模拟视频所用的存储介质、处理设备以及传输网络都是模拟的。例如,采用模拟摄像机拍摄的视频画面,通过模拟通信网络(有线、无线)传输,使用模拟电视接收机接收、播放,或使用盒式磁带录像机将其作为模拟信号存放在磁带上。
模拟视频具有技术成熟、价格低、系统可靠性较高等优点,但模拟视频不适宜进行长期存放和多次复制。随着时间的推移,录像带上的图像信号强度会逐渐衰减,造成图像质量下降、色彩失真等现象。模拟信号也不便于分类、检索和编辑。
模拟广播视频标准也称为电视制式。世界上最常用的模拟广播视频标准有3种:NTSC、PAL和SECAM,如表5-1所示。
表5-1 模拟广播视频标准(www.xing528.com)
(1)PAL制式,是电视广播中色彩编码的一种方法,全名为Phase Alternating Line(逐行倒相)。PAL在1967年被提出,用来指扫描线为625线、帧频为25fps、隔行扫描、PAL色彩编码的电视制式。世界上大部分地区是采用PAL制式,我国也是采用PAL制式。
(2)NTSC制式,是1952年由美国国家电视标准委员会(National Television System Committee,NTSC)制定的彩色电视广播标准。属于同时制,帧频为30fps,扫描线为525,逐行扫描。这种制式解决了彩色黑白电视广播的兼容问题,但存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。美国、加拿大、墨西哥等大部分美洲国家,以及日本、韩国等采用这种制式。我国香港地区部分电视公司也采用NTSC制式广播。
(3)SECAM制式,又称塞康制,意为“按顺序传送彩色与存储”,1966年在法国研制成功。SECAM制式的特点是不怕干扰、彩色效果好,但兼容性差。帧频为25fps,扫描线625行,隔行扫描。采用SECAM制的国家主要有俄罗斯、法国、埃及和非洲的一些法语系国家等。
不同制式的区别主要在于其帧频(场频)不同、信号带宽以及载频不同、色彩空间的转场关系不同等。在各个地区售卖的摄像机或者电视机以及其他的一些视频设备,都会根据当地的标准来制造。如果要制作国际通用的内容,或者想要在自己的作品上插入国外制作的内容,必须考虑制式的问题。通常无法将一种制式转换为另一种制式,只有在特殊情况下使用专业的设备才能实现各种制式之间的转换。
2.数字视频(Digital Video)
数字视频是以数字形式记录的视频,有不同于模拟视频的产生方式、存储方式和播出方式。其所用的存储介质、处理设备以及传输网络都是数字化的。例如,采用数字摄像设备直接拍摄的视频画面,通过数字宽带网络传输,使用数字设备(数字电视接收机或模拟电视+机顶盒、多媒体计算机)接收播放或用数字化设备将视频信息存储在数字存储介质上。
数字视频与模拟视频相比,具有适合于网络应用、再现性好、便于计算机编辑处理等优点。但是,数字视频有处理速度慢,所需的数据存储空间大,从而使数字图像的处理成本增高等缺点。
通过对数字视频的压缩,可以节省大量的存储空间,大容量存储技术的应用也使得大量视频信息的存储成为可能。
数字视频有两种生成方式:一是将模拟视频信号经过计算机模/数转换后,生成数字视频文件,对这些数字视频文件进行数字化视频编辑,制作成数字视频产品,利用这种方式处理后的图像和原图像相比,信号有一定损失;二是利用数字摄像机将视频图像拍摄下来,然后通过相应的软件和硬件进行编辑,制作成数字视频产品。目前,这两种处理方式都有各自的应用领域。
3.视频技术的应用
视频技术的应用十分广泛。在广播电视中的应用有常规数字电视、高清晰度电视等;在通信领域中的应用有可视电话、视频会议、视频点播等;在计算机领域中的应用有视频制作、VCD、DVD、视频数据库、动画等;此外,在数字图书馆、视频游戏、网上购物、军事等领域均有应用。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。