從實用角度分析非線編軟、硬件結(jié)構(gòu)
? 1 非線性編輯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
我們進入非線性編輯系統(tǒng)，首先要改變以前線性編輯的固有觀念。在線性編輯設(shè)備群中，所有單臺設(shè)備的性能、功能在你的系統(tǒng)設(shè)計中一旦確定下來，信號的流向也就基本確定。你要做的工作是在熟悉各個單項設(shè)備操作的基礎(chǔ)上，依照編輯腳本的要求，按各路信號的先后秩序，將其依次編輯輸出，所有的操作都是以實時信號流為基礎(chǔ)，一切都按部就班的進行。在這樣的系統(tǒng)中，我們最熟悉的語言是“某路信號過來了嗎?”?
但在進行非線性編輯時，我們卻經(jīng)常聽到“某個文件在哪里?”的問話，不言而喻，這句問話已經(jīng)提示了我們，非線性編輯是以文件為操作基礎(chǔ)的。事實上，非線性編輯系統(tǒng)是一個擴展的計算機系統(tǒng)，它的一切操作都符合計算機的操作規(guī)范，非線性編輯系統(tǒng)進行工作時首先要將所有需要編輯的素材(包括錄象帶上的視頻信號、線路上傳輸?shù)囊曨l信號)經(jīng)過數(shù)字化采集后轉(zhuǎn)換成圖象文件的形式，只不過這個圖象文件不同于以往常見的計算機單幀固定畫面圖象文件，它的文件內(nèi)容是活動圖像，畫面的內(nèi)容隨時間的變化而變化，也就是說這是一個有時間長度的圖像文件，我們且稱它們?yōu)橐曨l文件。這個轉(zhuǎn)換的理解非常重要，由傳統(tǒng)的信號流在時間軸上連續(xù)按順序的操作轉(zhuǎn)變?yōu)樵谟嬎銠C內(nèi)部對含有時間信息的視頻文件進行無須按照時間順序的任意操作，完成了在視頻信號編輯操作概念上的根本性變化。?
在非線性編輯系統(tǒng)內(nèi)部，對視頻文件的操作非常簡單，完全是在指定的時間軸上進行文件的拼接，只要沒有最后生成影片輸出或留檔，對這些文件在時間軸上的擺放位置和時間長度的修改都是非常隨意的，這也就是所謂的非線性編輯。但是作為一個系統(tǒng)，非線性編輯的意義并不僅限于此，我們要了解更多的信息，還需從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)談起。
1.1 非線性編輯系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
前面已提到，非線性編輯系統(tǒng)實質(zhì)上是一個擴展的計算機系統(tǒng)。更為直截了當(dāng)?shù)卣f，就是一臺高性能計算機加一塊或一套視音頻輸入／輸出卡(俗稱非線性卡)和一些輔助卡，再配上一個大容量SCSI硬盤陣列便構(gòu)成了一個非線性編輯系統(tǒng)的基本硬件。這三者相互配合，缺一不可。
? 現(xiàn)在的非線性已經(jīng)將視音頻采集、壓縮與解壓縮、視音頻回放、部分實時特技全部集成在同一塊卡或一套卡上，使得整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)非常簡潔。這些卡實際上是模擬信號與數(shù)字信號的分水嶺，所有模擬視音頻信號在此經(jīng)過A／D變換后，每一段素材都成為了一個視頻文件存放在SCSI硬盤陣列中，供計算機進行數(shù)字域的處理。需要輸出的視音頻數(shù)碼流經(jīng)過D／A變換成為可供記錄或直播的模擬視音頻信號。非線性卡上的模擬信號接口有復(fù)合、分量、S－VIDEO，已涵蓋現(xiàn)有模擬電視系統(tǒng)的幾乎所有接口形式，所以非線性編輯系統(tǒng)與現(xiàn)有的模擬電視系統(tǒng)有良好的兼容性。?
壓縮與解壓縮是非線性卡的核心內(nèi)容。在數(shù)字視頻信號不能被有效而高質(zhì)量地壓縮時，非線性編輯都是在昂貴的計算機工作站上實現(xiàn)的。因為龐大的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量使蘋果機和普通PC機都不堪重負(fù)，不能正常處理數(shù)碼率高達(dá)216Mb／s的無壓縮數(shù)字分量視頻信號或者142Mb／s的無壓縮數(shù)字復(fù)合數(shù)字視頻信號，從而無法勝任無壓縮數(shù)字視頻信號的非線性編輯工作。然而，隨著數(shù)字圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展，各種圖像壓縮算法日臻成熟，使得在蘋果機(Power PC 9600)和性能提升后的PC機這些比工作站低一檔次的計算機上進行視頻非線性編輯成為了現(xiàn)實，這些圖像壓縮算法是實現(xiàn)相對廉價的視頻非線性編輯的關(guān)鍵所在。目前，我國擁有的非線性編輯系統(tǒng)無論是進口的或是國產(chǎn)的，大都是采用M－JPEG算法。這種壓縮算法對活動的視頻圖像通過實行實時幀內(nèi)編碼過程單獨地壓縮每一幀，可以進行精確到幀的后期編輯。M－JPEG的壓縮和解壓是對稱的，可以由相同的硬件和軟件來實現(xiàn)，這對壓縮／解壓電路實現(xiàn)高度集成化有幫助。由于這種算法不太復(fù)雜，可以用很小的壓縮比(2：1)進行全幀采集，從而實現(xiàn)廣播級指標(biāo)所要求的無損壓縮。 #p#page_title#e#
若采用廣播級指標(biāo)進行2∶1壓縮，經(jīng)過壓縮的數(shù)字視頻信號其數(shù)碼率雖然仍有108Mb/s(分量視頻)或71Mb/s(復(fù)合視頻)，但對蘋果機(PowerPC9600)和提升了性能的PC機(采用PCI總線、奔騰Ⅱ350以上CPU、Windows NT操作系統(tǒng))而言，已能應(yīng)付自如，進行實時操作。數(shù)字視頻信號進入計算機系統(tǒng)后，為了更有效地對其進行處理，整個計算機硬件平臺還可以采取一些措施加強非線性編輯系統(tǒng)的性能：(1)外掛大容量SCSI高速AV硬盤陣列作為視頻文件存儲器，并配以硬盤加速卡。SCSI高速AV硬盤陣列的容量大小視用戶的需求來選取，作為電視臺來說，該陣列至少需要18G以上，才能有實際使用意義。(2)除了非線性卡上已賦予的部分實時特技，另外增加特技效果卡。將一些復(fù)雜的二、三維特技轉(zhuǎn)換效果做成硬件插卡，使之能夠方便調(diào)用并縮短生成時間。而且不同公司的特技卡有不同的特點，就會有另外意想不到的效果，還可不斷升級。
1.2 非線性編輯系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
從非線性編輯系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)來看，該系統(tǒng)的硬件只是完成了視音頻數(shù)據(jù)的輸入／輸出、壓縮／解壓縮、存儲等工作，或者說只是提供了一個擴展了的計算機工作平臺，還沒有涉及到非線性編輯。眾所周知，作為一個計算機工作平臺，無論我們需要計算機做什么工作時，只要配有相應(yīng)的應(yīng)用軟件即可。很顯然，當(dāng)我們要進行非線性編輯時，除了計算機工作平臺要滿足上述非線性編輯硬件要求外，還需要配以非線性編輯應(yīng)用軟件，才能組成一個完善的非線性編輯系統(tǒng)，從而著手進行非線性編輯工作?，F(xiàn)在世界上非線性編輯軟件種類繁多，但我們?nèi)匀豢梢砸罁?jù)這些軟件的功能，用從輸入／輸出到制作的次序來排定它們的層次。
(1)第一層次：輸入／輸出?
我們把能與非線性卡相連，直接進行視頻的采集輸入和輸出的軟件定位于第一層次。這個層次上的軟件大致可分為專用型和通用型。其中專用型的軟件大都由非線性編輯系統(tǒng)開發(fā)商根據(jù)他們所選用的非線性卡的特點而專門開發(fā)的。例如目前在國內(nèi)比較流行的進口產(chǎn)品有Media－100、Avid系列，國產(chǎn)產(chǎn)品有奧維迅、大洋、索貝、新奧特等。值得一提的是國產(chǎn)的廣播級產(chǎn)品基本上都是基于加拿大Matrox公司的Digisuite系列套卡上開發(fā)的，這就形成了硬件基本相同，軟件開發(fā)各顯其能、百花齊放的競爭格局，這對非線性編輯系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展是頗為有益的。專用型的軟件由于能直接掛在非線性卡上，可以直接進行視音頻信號的采集和輸出，而且由于對素材的存儲區(qū)進行了直接管理，使得在編輯和調(diào)用這些素材時，顯得非常方便。?
專用型軟件是針對硬件的設(shè)置而專門開發(fā)的，它們當(dāng)然可以直接調(diào)用非線性卡內(nèi)設(shè)置的硬件特技或?qū)ｉT的特技卡內(nèi)的硬件特技而形成實時特技或短時間的生成特技，從而大大加快了節(jié)目的編輯速度。
? 作為非線性編輯系統(tǒng)的專用型軟件，它首先要滿足節(jié)目編輯的需要。而電視節(jié)目具體可分為新聞、專題、文藝、電視劇等不同類型，在這些節(jié)目的編輯工作中，鏡頭的硬接、過渡性特技占了絕大多數(shù)，故非線性編輯系統(tǒng)的節(jié)目制作層數(shù)只需兩層便可滿足制作需求，也就是相當(dāng)于線性編輯中的A／B卷已能完整地制作出上述類型的節(jié)目，所以非線性編輯系統(tǒng)的專用型軟件一般只設(shè)置兩層非線性視頻，另外再加上圖文字幕層便構(gòu)成了一個齊全的A／B卷編輯系統(tǒng)。至于版頭、廣告、MTV等需要多層非線性視頻制作的節(jié)目或者節(jié)目片段可由其他軟件完成后，再由該系統(tǒng)的專用型軟件調(diào)入進行編輯后輸出。在此值得指出的是，國產(chǎn)的許多非線性編輯系統(tǒng)本身就是由原來的字幕機生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的，他們在非線性編輯系統(tǒng)的圖文字幕層集成了原本就非常優(yōu)秀、用戶都非常熟悉的國產(chǎn)字幕系統(tǒng)，使得許多非線性編輯系統(tǒng)與同類型的進口產(chǎn)品相比具有相當(dāng)大的競爭力。當(dāng)然，為了適應(yīng)那些多層復(fù)雜編輯工作比較多的制作單位，現(xiàn)在國外也已有采用多層非線性視頻專用型軟件的非線性編輯系統(tǒng)產(chǎn)品出現(xiàn)。? #p#page_title#e#
除了專用型的軟件外，還有許多非線性卡自帶的輸入 ／輸出軟件，這些軟件我們說它是通用型軟件，是因為它只能完成信號的采集和輸出的工作，不能進行編輯。編輯工作需要其他的軟件來完成。在廣播電視行業(yè)一般不采用此類軟件。
(2)第二層次：第三方軟件?
所謂第三方軟件指的是該非線性編輯系統(tǒng)生產(chǎn)商以外的軟件公司提供的軟件。這些軟件大都不能直接與非線性卡掛靠，進行輸入／輸出，但可以對已進入了硬盤陣列的視音頻素材進行加工處理和編輯，或者制作自己的二維和三維圖像再與那些視頻素材合成，合成后的作品再由輸入／輸出軟件輸出。這些軟件的品種非常豐富，功能十分強大，有些甚至是從工作站轉(zhuǎn)移過來的，可以這么說，非線性編輯系統(tǒng)之所以能做到效果變幻莫測，匪夷所思，吸引眾人的視線，完全取決于第三方軟件。?
由于視頻信號經(jīng)采集后在計算機內(nèi)部已成為了一個個視頻文件，更準(zhǔn)確地說是可被計算機處理的活動圖像數(shù)據(jù)文件，它們與計算機二維平面圖像軟件和三維動畫軟件制作的計算機圖像已無區(qū)別，可以進行相當(dāng)好的融合，計算機技術(shù)和電視技術(shù)在此得到了高度的統(tǒng)一，為計算機軟件開發(fā)商拓展了非常大的發(fā)展空間，于是大量的計算機圖像處理軟件進入了非線性編輯系統(tǒng)，而且在不斷地升級換代，有力地提升了電視圖像的藝術(shù)效果。
