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多媒体技术发展与影视联姻
自从电脑被发明以来，在一段时间里只限于处理像文字、表格和图形等形式的信息。而对图像、声音和视频的处理还望尘莫及。这是因为要处理视听信息，首先要实现音视频信号的数字化，而数字化以后的声音和图像文件数据量很大，需要电脑有更高的运算速度和更大的存储容量来处理，长期以来电脑还不具备这些条件。直到20世纪90年代随着电脑性能的大幅度提高和压缩标准的确立，才使电脑具有了对包括文字、图形、声音、图像和视频等所有形式的信息进行处理的能力。近年来以微处理器和开放式软件为代表的电脑技术发展日新月异，微处理器的性能几乎平均一年就会提高一倍，而成本则不断下降。现在的电脑足以胜任绝大多数的视听信息处理。多媒体技术使电脑摆脱了以往单一从事计算的模式，它可以超越媒体间的界限，让各种媒体在电脑内自由地交流和处理，电脑变得“能说会唱”起来。而更有意义的是，它使以活动影像为主要载体的影视艺术有了一种全新的制作方法和呈现方式。
什么是数字视频?
数字视频的出现从本质上改变了视频的记录方式和处理过程，为视频的处理带来了革命性的变化。数字视频的引入为电影电视制作开辟了一番新天地。
从字面上来理解，数字视频就是以数字方式记录的视频信号。它包括两方面的含义：一是指将模拟视频数字化以后得到的数字视频另一方面是指由数字摄录设备直接获得或由电脑软件生成的数字视频。
模拟视频的数字化，就是把模拟信号的电流变化或波形变化转换为一系列由0、1组成的二进制数，每一个像素由一个二进制数字代表，每一幅画面都由一系列的二进制数字表示。这个过程相当于把模拟视频变成了一串串经过编码的数据流。在重放视频信号时，再经过解码处理变换为原来的模拟波形重放出来。正是这个变化过程使视频信号的处理和加工发生了革命性的变化，因为视频变化为二进制数字代码后就能够被电脑所识别处理，这种变化过程称之为视频信号的数字化，经过数字化处理的视频信号称之为数字视频。
以上我们是从模拟视频变换的角度来理解数字视频，即模拟视频——数字视频——模拟视频。之所以需要这种变换过程，是因为早期的视频设备记录的都是模拟信号。现在随着数字摄录设备的发展，我们可以直接采集、记录数字化的视频信号。如现在使用的摄像机，已经用ccD作为光电转换单元，直接记录成数字形式的信号。这样．从信号源开始就是无损失的数字化视频，在输入到电脑中时也不需考虑到视频信号的衰减问题，直接通过数字制作系统加工成成品。这是第二层意义上的数字化视频。还有一种更“纯粹”的数字视频，就是由电脑软件生成的数字化视频，典型的代表就是用三维动画软件生成的电脑动画或用数字摄像机记录的数字视频。
模拟视频是如何数字化的?
1．采样，量化与编码
模拟视频信号的电压变化完全类似于原图像的变化，是一个时空连续的过程。而视频信号数字化的实质是用一系列单个的脉冲来代替这些连续的模拟视频信号，只要这些脉冲足够密集．就可以用这些脉冲样值来恢复原来的模拟视频信号，这个过程类似于工厂中对产品的抽样检查，所以称之为抽样(采样)过程，而抽样脉冲的密度称为抽样频率，抽样频率越高就越能逼近原始信号。经过抽样后的视频信号，只是空间上的离散像素阵列，而每个像素的值仍是连续的，必须将它转换成有限个离散值，这个过程称为量化。经过抽样与量化后的视频信号可以用若干位的二进制数来表示，这个过程称为编码。这就是模拟信号数字化的原理。
2．数字视频采样
在视频数字化的过程中，为了减少数据量，对视频信息各要素的采样格式是不同的，这就是一种压缩的概念。人的眼睛有一个特性，就是对颜色的敏感程度差，利用这个特性可以把表示颜色的数据舍弃一些而不至于影响观看效果。
具体实现的方法是：把用RGB三基色表示的图像转换成用YUV(Y代表亮度，UV代表色差，PAL制)或YIQ(NTSC制)表示的图像，使亮度和色度分开，然后减少颜色分量的数据，这个过程又称为子采样(sub sampling)。经过于采样的过程数据减少了，而在还原时被减少的像素的颜色值用相邻像素的颜色值来代替，就是用计算后得到的近似值来代替原来的颜色值，这种子采样既不降低图像的分辨率又能减少数据量。在数字视频领域子采样通常有以下3种格式：
数字视频有哪些特点?
上面我们谈到，对于模拟信号来说，它存储在一个有效的存储媒体上，如磁带。但是由于模拟信号记录的是信号的实际感应数值，容易受到记录载体的影响。磁带这样的载体有一个致命的缺陷，对于存储的模拟数据，取出时不能保证和原来存储时的一模一样，这样就会产生误差。数字信号就不同了，因为它用二进制数字来表示，0和1可以只用两个状态来表示，不容易受到干扰，即使受到干扰也容易恢复原来的值。这样，不论被存取或者复制多少次，都不会发生任何变化，也就是说它的再生精度为100％。这就是视频信号进行数字化后说带来的巨大变化。
从表面上看，数字视频只不过是将标准的模拟视频信号转换成电脑能够识别的字节，这个过程并不简单，它要包括视频的存储和播放，使得数字视频在技术上显得更复杂。但是，一旦视频是以数字形式存在的，那么它就具备了许多不同于模拟视频的特点，可以做许多模拟视频做不到的事情：
首先，数字视频是由一系列二进位数字组成的编码信号，它比模拟信号更精确，而且不容易受到干扰；
其次，视频信号数字化后，对数字视频的移动只涉及到反映数字视频数据在电脑硬盘中的索引编排，即访问地址表。播放、剪辑数字视频只是控制着电脑硬盘的磁头来感应磁化状态从而读出1或者0，与信号本身并不接触，不涉及到实际的信号本身。这就意味着不管对数字信号做多少次处理和控制，画面质量几乎不会下降，可以多次复制而不失真；
第三，可以运用多种编辑软件对数字视频进行编辑加工。对数字视频的处理方式可以多种多样，可以制作许多特技效果。将视频融入电脑化的制作环境，改变了以往视频处理的方式．也便于视频处理的个人化、家庭化；
第四，数字信号可以被压缩，使更多的信息能够在带宽一定的频道内传输，大大增加了节目资源。数字信号的传输不再是单向的，而是交互式的。(未完待续)
自从电脑被发明以来，在一段时间里只限于处理像文字、表格和图形等形式的信息。而对图像、声音和视频的处理还望尘莫及。这是因为要处理视听信息，首先要实现音视频信号的数字化，而数字化以后的声音和图像文件数据量很大，需要电脑有更高的运算速度和更大的存储容量来处理，长期以来电脑还不具备这些条件。直到20世纪90年代随着电脑性能的大幅度提高和压缩标准的确立，才使电脑具有了对包括文字、图形、声音、图像和视频等所有形式的信息进行处理的能力。近年来以微处理器和开放式软件为代表的电脑技术发展日新月异，微处理器的性能几乎平均一年就会提高一倍，而成本则不断下降。现在的电脑足以胜任绝大多数的视听信息处理。多媒体技术使电脑摆脱了以往单一从事计算的模式，它可以超越媒体间的界限，让各种媒体在电脑内自由地交流和处理，电脑变得“能说会唱”起来。而更有意义的是，它使以活动影像为主要载体的影视艺术有了一种全新的制作方法和呈现方式。
什么是数字视频?
数字视频的出现从本质上改变了视频的记录方式和处理过程，为视频的处理带来了革命性的变化。数字视频的引入为电影电视制作开辟了一番新天地。
从字面上来理解，数字视频就是以数字方式记录的视频信号。它包括两方面的含义：一是指将模拟视频数字化以后得到的数字视频另一方面是指由数字摄录设备直接获得或由电脑软件生成的数字视频。
模拟视频的数字化，就是把模拟信号的电流变化或波形变化转换为一系列由0、1组成的二进制数，每一个像素由一个二进制数字代表，每一幅画面都由一系列的二进制数字表示。这个过程相当于把模拟视频变成了一串串经过编码的数据流。在重放视频信号时，再经过解码处理变换为原来的模拟波形重放出来。正是这个变化过程使视频信号的处理和加工发生了革命性的变化，因为视频变化为二进制数字代码后就能够被电脑所识别处理，这种变化过程称之为视频信号的数字化，经过数字化处理的视频信号称之为数字视频。
以上我们是从模拟视频变换的角度来理解数字视频，即模拟视频——数字视频——模拟视频。之所以需要这种变换过程，是因为早期的视频设备记录的都是模拟信号。现在随着数字摄录设备的发展，我们可以直接采集、记录数字化的视频信号。如现在使用的摄像机，已经用ccD作为光电转换单元，直接记录成数字形式的信号。这样．从信号源开始就是无损失的数字化视频，在输入到电脑中时也不需考虑到视频信号的衰减问题，直接通过数字制作系统加工成成品。这是第二层意义上的数字化视频。还有一种更“纯粹”的数字视频，就是由电脑软件生成的数字化视频，典型的代表就是用三维动画软件生成的电脑动画或用数字摄像机记录的数字视频。
模拟视频是如何数字化的?
1．采样，量化与编码
模拟视频信号的电压变化完全类似于原图像的变化，是一个时空连续的过程。而视频信号数字化的实质是用一系列单个的脉冲来代替这些连续的模拟视频信号，只要这些脉冲足够密集．就可以用这些脉冲样值来恢复原来的模拟视频信号，这个过程类似于工厂中对产品的抽样检查，所以称之为抽样(采样)过程，而抽样脉冲的密度称为抽样频率，抽样频率越高就越能逼近原始信号。经过抽样后的视频信号，只是空间上的离散像素阵列，而每个像素的值仍是连续的，必须将它转换成有限个离散值，这个过程称为量化。经过抽样与量化后的视频信号可以用若干位的二进制数来表示，这个过程称为编码。这就是模拟信号数字化的原理。
2．数字视频采样
在视频数字化的过程中，为了减少数据量，对视频信息各要素的采样格式是不同的，这就是一种压缩的概念。人的眼睛有一个特性，就是对颜色的敏感程度差，利用这个特性可以把表示颜色的数据舍弃一些而不至于影响观看效果。
具体实现的方法是：把用RGB三基色表示的图像转换成用YUV(Y代表亮度，UV代表色差，PAL制)或YIQ(NTSC制)表示的图像，使亮度和色度分开，然后减少颜色分量的数据，这个过程又称为子采样(sub sampling)。经过于采样的过程数据减少了，而在还原时被减少的像素的颜色值用相邻像素的颜色值来代替，就是用计算后得到的近似值来代替原来的颜色值，这种子采样既不降低图像的分辨率又能减少数据量。在数字视频领域子采样通常有以下3种格式：
数字视频有哪些特点?
上面我们谈到，对于模拟信号来说，它存储在一个有效的存储媒体上，如磁带。但是由于模拟信号记录的是信号的实际感应数值，容易受到记录载体的影响。磁带这样的载体有一个致命的缺陷，对于存储的模拟数据，取出时不能保证和原来存储时的一模一样，这样就会产生误差。数字信号就不同了，因为它用二进制数字来表示，0和1可以只用两个状态来表示，不容易受到干扰，即使受到干扰也容易恢复原来的值。这样，不论被存取或者复制多少次，都不会发生任何变化，也就是说它的再生精度为100％。这就是视频信号进行数字化后说带来的巨大变化。
从表面上看，数字视频只不过是将标准的模拟视频信号转换成电脑能够识别的字节，这个过程并不简单，它要包括视频的存储和播放，使得数字视频在技术上显得更复杂。但是，一旦视频是以数字形式存在的，那么它就具备了许多不同于模拟视频的特点，可以做许多模拟视频做不到的事情：
首先，数字视频是由一系列二进位数字组成的编码信号，它比模拟信号更精确，而且不容易受到干扰；
其次，视频信号数字化后，对数字视频的移动只涉及到反映数字视频数据在电脑硬盘中的索引编排，即访问地址表。播放、剪辑数字视频只是控制着电脑硬盘的磁头来感应磁化状态从而读出1或者0，与信号本身并不接触，不涉及到实际的信号本身。这就意味着不管对数字信号做多少次处理和控制，画面质量几乎不会下降，可以多次复制而不失真；
第三，可以运用多种编辑软件对数字视频进行编辑加工。对数字视频的处理方式可以多种多样，可以制作许多特技效果。将视频融入电脑化的制作环境，改变了以往视频处理的方式．也便于视频处理的个人化、家庭化；
第四，数字信号可以被压缩，使更多的信息能够在带宽一定的频道内传输，大大增加了节目资源。数字信号的传输不再是单向的，而是交互式的。(未完待续)