视频入门概念

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-06-17 05:10 159阅读 0赞

# 视频入门概念 #

# 1.视频分辨率 #

视频分辨率是各类显示器屏幕比例的常用设置，常见的屏幕比例其实只有三种：4:3、16:9和 16:10，再加上一个特殊的5:4。

# 概念 #

我们常说的视频多少乘多少，严格来说不是分辨率，而是视频的宽和高像素值。分辨率是用于度量图像内数据量多少的一个参数，通常表示成ppi（每英寸像素Pixel per inch）那个视频的320X180是指它在横向和纵向上的有效像素，窗口小时ppi值较高，看起来清晰；窗口放大时，由于没有那么多有效像素填充窗口，有效像素ppi值下降，就模糊了。（放大时有效像素间的距离拉大，而显卡会把这些空隙填满，也就是插值，插值所用的像素是根据上下左右的有效像素“猜”出来的“假像素”，没有原视频信息）习惯上我们说的分辨率是指图像的高/宽像素值，严格意义上的分辨率是指单位长度内的有效像素值ppi。差别就在这里。图像的高/宽像素值的确和尺寸无关，但单位长度内的有效像素值ppi和尺寸就有关了，显然尺寸越大ppi越小。

# 4：3家族 #

4:3 是最常见屏幕比例，从电视时代流传下来的古老（?）标准。在近代宽屏幕 兴起前，绝大部份的屏幕分辨率都是照着这个比例的。不过最近逛逛电脑商场，好像要买个 4:3 比例的屏幕非常困难了啊  
VGA (640x480) - 「VGA」 其实本来不是个分辨率的规格，而是 IBM 计算机的一种显示标准。在规范里有 320x200 / 256 色、320x200 / 16 色、640x350 / 16 色、640x480 / 16 色等多种模式，甚至还有 80x25 和 40x25 等文字模式。只是最后因为官方支持的最高分辨率是 640x480，所以 VGA 就成为了 640x480 的代名词。VGA 的重要地位在于它是所有显卡都接受的基准分辨率，Windows 在加载显卡驱动程序之前（BIOS 之后）有个蓝棒子跑跑跑的画面，那个画面就是在 VGA 分辨率下的。SVGA (800x600) - SVGA 的情况和 VGA 有点像，也是以一种「规格」的身份起家的，只是最后好像变成无论规格如何，所有比 VGA 强的显示器都自称自已是 Super VGA，或 SVGA。在分辨率上，SVGA 专指 800x600 的分辨率 – 即使当年标榜自已是 SVGA 的屏幕其实常常可到达 1024x768，或更高。XGA (1024x768) - 到了 SVGA 的年代，IBM 已经失去了市场的独占性，PC 界也正式进入了百家争鸣的时代。IBM 虽然定义出了XGA 的规格，但实际上它只是当年多种 Super VGA 规格中的一种。XGA 最后成为 1024x768 这个分辨率的代名词。SXGA+ (1400x1050) - 咦？跳过了 SXGA？等会儿再回来 XD。SXGA+ 是大约 2003 年～2007 年间偶尔会在笔电上看到的分辨率。不过近年来随着宽屏幕笔电大行其道，这个分辨率很难看到了。小姜的两台笔电都是这个分辨率的，算是工作需求吧 orz。UXGA (1600x1200) - UXGA 又称为 UGA，分辨率刚好是 VGA 的四倍。UXGA 是许多 4:3 的 20” 和 21” 屏幕的析度，不过随着 4:3 屏幕愈来愈少见，要买到这个分辨率的屏幕是愈来愈困难了。小姜桌上有一颗 20” UXGA 的 Dell 屏幕转直的用，还蛮方便的 :p。QXGA (2048x1536) - QXGA 的分辨率是 XGA 的四倍，也是大部份 4:3 屏幕支持的极限。小姜以前有一台 Viewsonic 的 p90f CRT 屏幕可以硬撑到这个数字，不过像素已经小于遮栅开孔的大小了，所以其实只是名义上有到而已，显示器根本显示不了。更高 - 更高的 4:3 分辨率存在，像是 QUXGA，但这只是个理论上的名字。在真实世界没有采用这个分辨率的产品存在。

# 16：10家族 #

16:10 就是常见的「宽屏幕」比例，近几年来突然间变得很常见，差不多把市场给独占了。取决于你看事情的角度，你可以说 16:10 有各种好处，例如可以并排两个窗口同时观看、人眼横向移动比较不吃力、笔电可以做得比较小台等。或者你也可以阴谋论一点，说在同样的对角线长度下，16:10 的面板其实面积比较小。总之，16:10 看来已经是所有屏幕的共同标准（除了 16:9 之外）了，喜欢、不喜欢，都认命吧～

# WVGA家族 #

（800x480) - VGA 的加宽版，大部份的 MID 和小号的 Netbook 采用的分辨率。第一代的 7” Eee PC 就是这个分辨率的。WSVGA (1024x600) - 好吧，老实说这个比例并不是 16:10(960x600 才是），不过这是个愈来愈常见的宽屏幕分辨率，所以就列在一起了。8.9” 的 Netbook 大多是这个分辨率，部份的 10” Netbook（Wind NB）也是。WXGA (1280x800、1366x768) - WXGA 最早是指 1366x768(1024x768 的加宽版），是 LCD TV 面板最常见的分辨率。但到了电脑上 WXGA 通常是指 1280x800 这个分辨率，通常出现在 13~15” 的笔电上。WXGA+ (1440x900) - 也是宽屏幕笔电常见的分辨率，但更常出现在 19” 的宽屏幕 LCD 上。WSXGA+ (1680x1050) - 20” 和 22” 宽屏幕 LCD 和部份 15.4” 笔电爱用的分辨率。WUXGA (1920x1200) - UXGA 的宽屏幕版。必须要到达这个分辨率才能在屏幕上无损地显示 1080p 的影片。桌电上 1920x1200 大致上是 24”~27” LCD 的领域，而笔电则是 17” 以上才比较看得到。WQXGA (2560x1600) - 主要是 30” LCD 屏幕在用的分辨率，著名的 Apple Cinema Display、Dell UltraSharp 3007WFP / 3008 WFP 都是这个分辨率。

# 16：9家族 #

16:9 主要是 HD 电视在用的比例。常听到的 720p、1080p 都是这个比例。  
720p (1280x720) - 与其这是一种分辨率，还不如说它是一种信号？没听说有电脑屏幕是这个分辨率的，电视面板好像也都是做 1366x768 的多？ 1080p (1920x1080) - 1080p 就是俗称的 Full HD（Sony 超拼的），以前只有在电视上看得到（电脑用 1920x1200 的多），不过最近开始出现采用 1080p 面板的笔电，像第二代的 Acer 宝石机，标榜可以「让画面塞满屏幕，不留黑边」。

# sxga家族 #

说是说家族，其实只有 SXGA 这一个成员而已。怎么，从来没注意到自已的屏幕比较方？其实 1280x1024 除下来比例是 5:4 才对，不是 4:3。  
SXGA  
（1280x1024) - 后期的 17” 屏幕和绝大部份非宽屏幕的 19” 屏幕都是这个分辨率。为什么 SXGA 要采用 5:4 的比例到现在还是个谜，但总之它是成了办公室中几乎无所不在的存在。5:4 因为很接近正方形，其实旋转起来意义不大 XD

# 2.视频的码率 #

视频码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数，一般我们用的单位是kbps即千位每秒。

# 计算公式 #

基本的算法是：【码率】(kbps)=【文件大小】(MB) /【时间】(秒)，举例，D5的碟，容量4.3G，其中考虑到音频的不同格式，姑且算为600M，（故剩余容量为4.3\*1024-600=3803.2M)，所以视频文件应不大于3.7G，本例中取视频文件的容量为3.446G，视频长度100分钟（6000秒），计算结果：码率约等于4933kbps。

# 码率几点原则： #

1、码率和质量成正比，但是文件体积也和码率成正比。这是要牢记的。  
2、码率超过一定数值，对图像的质量没有多大影响。  
3、DVD的容量有限，无论是标准的4.3G，还是超刻，或是D9，都有极限。视频码率　计算机中的信息都是二进制的0和1来表示，其中每一个0或1被称作一个位，用小写b表示，即bit（位）；大写B表示byte,即字节，一个字节=八个位，即1B=8b；前面的大写K表示1024的意思，即1024个位（Kb)或1024个字节(KB)。表示文件的大小单位，一般都使用字节（KB）来表示文件的大小。  
Kbps：首先要了解的是，ps指的是/s，即每秒。Kbps指的是网络速度，也就是每秒钟传送多少个千位的信息（K表示千位，Kb表示的是多少千个位），为了在直观上显得网络的传输速度较快，一般公司都使用kb（千位）来表示。1KB/S=8Kbps。ADSL上网时的网速是512Kbps,如果转换成字节，就是512/8=64KB/S(即64千字节每秒）。  
4、一般来说，如果是1M的宽带，在网上只能看不超过1024kbps的视频，超过1024kbps的视频只能等视频缓冲才能顺利观看。

# 3.视频帧率 #

视频帧率（Frame rate）是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second，简：FPS）或“赫兹”（Hz）。此词多用于影视制作和电子游戏。

由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于16的时候，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉停留。这也就是为什么电影胶片是一格一格拍摄出来，然后快速播放的。  
而对游戏，一般来说，第一人称射击游戏比较注重FPS的高低，如果FPS<30的话，游戏会显得不连贯。所以有一句有趣的话：“FPS（指FPS游戏）重在FPS（指帧率）。

每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说30fps就是可以接受的，但是将性能提升至60fps则可以明显提升交互感和逼真感，但是一般来说超过75fps一般就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。如果帧率超过屏幕刷新率只会浪费图形处理的能力，因为监视器不能以这么快的速度更新，这样超过刷新率的帧率就浪费掉了

# 4.视频编码 #

所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263、H.264，运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准，此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。

音频视频编码及文件格式（容器）是一个很庞大的知识领域，完整的说清楚，那就需要写成一本教材了。这里先就几个简单的概念问题作以介绍：  
首先要分清楚媒体文件和编码的区别：文件是既包括视频又包括音频、甚至还带有脚本的一个集合，也可以叫容器；  
文件当中的视频和音频的压缩算法才是具体的编码。也就是说一个.avi文件，当中的视频可能是编码a，也可能是编码b，音频可能是编码5，也可能是编码6，具体的用那种编码的解码器，则由播放器按照avi文件格式读取信息去调用了。

# 构成原理 #

冗余信息  
视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。  
去时域  
使用帧间编码技术可去除时域冗余信息，它包括以下三部分：  
－ 运动补偿  
运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像，它是减少帧序列冗余信息的有效方法。  
－ 运动表示  
不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。运动矢量通过熵编码进行压缩。  
－运动估计  
运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。  
注：通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。  
去空域  
主要使用帧内编码技术和熵编码技术：  
－变换编码  
帧内图像和预测差分信号都有很高的空域冗余信息。变换编码将空域信号变换到另一正交矢量空间，使其相关性下降，数据冗余度减小。  
－ 量化编码  
经过变换编码后，产生一批变换系数，对这些系数进行量化，使编码器的输出达到一定的位率。这一过程导致精度的降低。  
－熵编码  
熵编码是无损编码。它对变换、量化后得到的系数和运动信息，进行进一步的压缩。