[摘要]:视频是对现实世界的真实记录,具有表现事物细节的能力,适合呈现一些对学习者比较陌生的事物.它的信息量比较大,具有更强的感染力.
本文探讨了数字视频技术在多媒体课件制作中的应用,着重从数字视频采集与压缩、数字视频编辑两方面进行了阐述。
[关键字]:多媒体 数字视频处理 非线性编辑 冗余
多媒体课件是由计算机对视频、音频、图像、动画、文字等进行处理,使之有机结合在一起成为应用于教学的信息载体。视频作为多媒体家族中的成员之一,在多媒体课件中占有非常重要的地位。因为它本身就可以由文本、图形图像、声音、动画中的一种或多种组合而成。利用其声音与画面同步、表现力强的特点,能大大提高教学的直观性和形象性。多媒体课件中的数字视频处理包括视频捕获、视频编辑、视频压缩/解压缩以及视频重放等环节。
一、数字视频采集与压缩
计算机用来处理视频的功能包括:视频捕获、视频压缩、视频重放等。制作多媒体课件的计算机在处理数字视频时要求相应的硬件支持,如需要较高配置的多媒体计算机、视频采集卡、显示卡、压缩/解压缩卡等。
(一)视频采集卡
视频采集卡又称视频捕捉卡或视频输入。视频采集卡的基本功能是将模拟视频信号取样、量化并转换为数字图象输入到主机。多媒体课件制作时需用到的视频素材多为模拟信号,将模拟信号转化变为计算机能识别的数字信号,多采用视频采集卡来完成。用它可获取数码化视频信息,但是,投资较大,一块国产的视频捕捉卡要2000元左右,国外的产品如Broadway(百老汇)、Apol1o(阿波罗)等价格较贵,大致在5000元左右,广播级的视频捕捉卡的价格更是让人不敢问津。在多媒体课件制作中,一般使用OPTIBASE公司的XPRZSSS视频采集卡,此卡可以将模拟视频压缩成标准的MPEG-1的VCD格式,并且价格低,性能稳定,图象效果较好。
1、采集过程:对视频图像信号进行采样、量化,然后将数据存储到“帧存储器”。
2、图像来源:可以是摄像机、录像机、数码相机、影碟机或光盘上的图像信号。
3、采集方式:分为单帧采集(静态图像)、连续采集(动态图像)。
视频捕捉的时候应以最大尺寸768×576捕捉,即VideoFormat中选择Fullresolution和Bothfields选项,使视频信号的每个象素点都被数字化,所有区域都被捕捉到。
(二)显示卡
显示卡是完成将数字信号转换成模拟信号功能的部件。它有三项最基本的指标,即最大分辨率、色深和刷新频率。一款好的显示卡从芯片集、显存、BIOS到RAMDAC和驱动程序都要有良好的品质。显示卡应选用显存在8MB以上的24bit或32bit真彩色卡,要支持DirectDraw,这样才能保证信号采集和监视的同步。
1、数据传输带宽指的是显存一次可以读入的数据量,这是影响显示卡性能的关键,它决定着你的显示卡可以支持更高的分辨率、更大的色深和合理的刷新率。
2、刷新频率是指RAMDAC向显示器传送信号,使其每秒重绘屏幕的次数,它的标准单位是Hertz (Hz)。过低的刷新率会使用户感到屏幕严重的闪烁,时间一长就会使眼睛感到疲劳, 所以刷新率应该大于72Hz。
3、色深可以看作一个调色板,它决定屏幕上每个像素由多少中颜色控制。我们知道每一个像素都用红、绿、蓝三种基本颜色组成,像素的亮度也是由它们控制。当三种颜色都设定为最大值时,像素就呈现为白色,当它们设定为零时,像素就呈现为黑色。通常色深可以设定为4位8位16位24位色,当然色深的位数越高,你所能够得到的颜色就越多,屏幕上的图象质量就越好。但是当色深增加时,它也增大了显卡所要处理的数据量,而随之带来的是速度的降低或是屏幕刷新率的降低。
(三)视频压缩/解压缩卡
压缩/解压缩卡又称压缩/回放卡,对动态视频图像进行压缩和回放。
在多媒体课件制作中,数字视频文件很大,而存储媒介的容量有限,因而必须对数字视频文件进行压缩。在视频信号数字化过程中需要解决的一个问题是存储容量。由于未经压缩的视频信号占用的存储空间非常大,所以视频压缩是关键的一个环节。通过压缩减少图像所要求的数据量,节省存储空间,提高存取速度。视频压缩技术除了利用空间冗余、频谱冗余和心理视觉冗余对视频图像进行帧内压缩外,还利用相邻图像帧之间的相似性而产生的时间冗余对视频图像进行帧间压缩,进一步提高压缩效率。
采集活动图像要求计算机有较高的数据传输能力,较大的硬盘空间,较快的处理速度。另外,还需要视频采集压缩卡,常见的有基于MPEG-1和M-JPEG压缩方式的采集压缩卡。视频的压缩,VCD使用MPEG-1压缩方式,DVD使用MPEG-2压缩方式。
多媒体课件一般要做成VCD,最好选用MPEG-1压缩卡,它可将模拟视频压缩成MPEG-1格式的数字视频文件,课件中可直接使用。目前业务级的MPEG-1压缩卡价格已跌至7000元左右,Broadsway3是性价比较高的一种,对于不需要再编辑的视频信号可直接实时压缩成VCD格式,对于需要再编辑的,可以选择将视频信号压缩成AVI格式文件,利用Adobe Premiere、Ulead Media Studio非线性编辑软件剪辑编辑,再通过压缩卡高速压缩成VCD格式。使用中应注意:Broadway采集的AVI文件采用的压缩方式并不是Windows直接支持的,如果在课件中直接调用AVI文件时,应在编辑软件中进行压缩方式的转换,一般硬件压缩卡都应注意这一点。另外,采集应尽量使用母带,如果摄录设备有S-Video信号输出,采集时应使用S-Video端子,可以提高画面质量。
二、数字视频编辑
(一)关于非线性编辑系统的一些介绍
非线性编辑是数码视频技术与多媒体计算机技术相结合的产物。
计算机视频非线性编辑系统应包括数字化硬件和视频编辑软件两个主要部分非线性编辑系统的硬件有两个特点(区别于三维动画硬件),一是需要大容量的硬盘阵列(目前常见的是 4块9G的万转SCSI硬盘组成)和高性能的双通道硬盘阵列卡。二是需要一块视频卡,完成视音频输入/输出/压缩/解压缩的工作。目前PC上流行的视频卡是Digisuit、DPS 5200/5250和Reel Time。其中Reel Time卡的性能价格比最好,而且和它无缝接合的软件Premiere是国内最流行的非线性编辑软件; DPS5200/5250卡性能最好价钱太高,全套卡的价格几乎可以拿下一整套Digisuit 系统;所以目前最流行的视频卡当数Digisuit套卡。Digisuit是著名的加拿大Matrox公司于1995年底推出的一款集压缩/解压缩,图象处理和音频输入输出等多种功能于一体的一组双