非线性编辑premiere课程教案.docx
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非线性编辑premiere课程教案
《非线性编辑》课程教案
课程编号：
18600551z
使用教材：
《AdobePremiereProCC经典教程》
参考教材：
《PremiereProCC完全实战技术手册》
总学时数：
48
主讲教师：
第一讲（理论）
授课主题：
第一章非线性编辑基础知识
第一节模拟视频基础
第二节数字视频基础
第三节视频处理硬件知识
第四节非线性编辑
第五节视频与音频格式
教学目的：
学习并掌握视频编辑的基础理论知识；以及线性编辑与非线性编辑系统；各种视音频编辑格式的使用；IEEEl394与USB的区别等。
教学重点：
1、视频编辑的基础理论知识
2、理解并熟悉非线性编辑系统
教学难点：
线性编辑与非线性编辑系统的区别。
课时安排：
第（）周2课时
教学方法：
讲授法演示法讨论法
教学过程：
一、组织教学检查上课用品，交代课堂要求，安定课堂秩序。
二、新课导入
影视创作是一项技术与艺术相结合的产物，随着科学技术特别是计算机应用软件技术的不断更新，使得影视创作手段也发生了相应的变化，从最初的模拟技术到后来的数字技术，从早期的线形编辑系统到现在的非线性编辑系统，无不体现着科技对影视创作特别是后期编辑技术的影响，进而影响到整个的影视艺术创作。
三、新课讲授
第一章非线性编辑基础知识
第一节模拟视频基础
一、侦和桢速率
与电影类似，视频是由一系列的单独图象（称之为贞）组成的，以每秒钟放映若干张图象运动的速度，产生动态的画面效果，因为人脑可以暂时保留单独的图象，典型的桢速率范围是24~30贞每秒，这样就会产生平滑和连续的效果。
贞速率也是描述视频信号的一个重要概念，对每秒种扫描多少贞有一定的要求，这就是贞速率。
对于PAL制电视系统，贞速率是25贞/秒，而对于NTSC电视系统，贞速率是30贞/秒，虽然这些贞速率足以提供平滑的运动，但他们还没有高到足以使视频显示避免闪烁的程度，要求显著增加系统的频带宽数这是相当困难的，为了避免这样的情况，电视系统的最低标准就是采用隔行扫描方法。
二、隔行扫描和逐行扫描
什么时候隔行扫描？
隔行扫描是将一幅画面分成相间的两部分处理和传输，最后叠加成完整的图象显示，其优点是只要原来一半的频率资源就能获得比较稳定的图象，缺点是图象垂直分辨率降低一半，并出现闪烁，扭曲等现象，长期观看容易伤害视力。
而逐行扫描是每一场都显示整幅图象画面，采用这种技术处理的图象，画面清晰度，稳定性比隔行扫描有飞跃性的提高，整体画面细腻逼真，动态失真小，长期观看不容易产生视力疲劳。
三、信号格式
目前常见的几种电视视频信号格式有NTSCPAL和SECAM他们规定了显示图象的线数，色彩信息的定义和扫描线的速度（即刷新频率）另外还有许多与这些格式不同的视频格式。
如：
S-Video（数字）视频，但是所有的格式都有很多共同点，例如：
他们都是隔行扫描的，扫描线数为483（NTSC）或576（PAL和SECAM）都有固定不变的刷新绿，NTSC制的两个隔行的场组成一贞，每秒出现30次（30HZ），对PAL和SECAM制式来说，每秒钟出新25次（25HZ）
与电视视频不同，计算机视频信号并没有一个必须遵守的单一标准，可选择的分辨率和刷新率范围很广，刷新频率一般都在60~85HZ之间，尽管计算不采用隔行扫描的方式，但一些显卡提供了隔行扫描显示的功能。
任意情况下计算机视频信号向监视器传递色度与亮度的信息方式是相同的所有VGASVGA和Mac计算机的视频格式都将红、绿、蓝作为单独的信息信号进行传递。
因此，这使计算机显示很宽的颜色范围而不是真，而最一般的电视视频格式是将红、绿、蓝组成一个单独的信号向监视器传递。
所以，将电视视频信号转换成计算机信号的任意设备需要：
1容纳分辨率之间的差异（扫描线数）2必要是根据显示设备调整频率3从隔行扫描式向非隔行扫描式转化4输出单独的红、绿、蓝信息。
四、贞宽高比与像素宽高比
像素宽高比是指图象中一个像素的宽度和高度之比，贞宽高比则是指图象中的一贞的宽度与高度之比。
某些视频输出使用相同的贞宽高，贞宽高比，但是用不同的像素宽高比，例如，某些NTSC数字数字化压缩卡产生4：
3的贞宽高比，但使用像素（1.0像素比）以及640X480D1NTSC采用4：
3的贞宽高比。
第二节数字视频基础
一、数字视频的采样格式及数字化标准
模拟视频的数字化包括不少技术问题，如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式，而计算机工作在RGB空间；电视机是隔行扫描，计算机显示器大多逐行扫描；电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。
因此，模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。
模拟视频一般采用分量数字化方式，先把复合视频信号中的亮度和色度分离，得到YUV或YIQ分量，然后用三个模／数转换器对三个分量分别进行数字化，最后再转换成RGB空间。
（一）、数字视频的采样格式
根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽的两倍。
因此其数字化时可采用幅色采样法，即对信号的色差分量的采样率低于对亮度分量的采样率。
用Y：
U：
V来表示YUV三分量的采样比例，则数字视频的采样格式分别有4：
1：
1、4：
2：
2和4：
4：
4三种。
电视图像既是空间的函数，也是时间的函数，而且又是隔行扫描式，所以其采样方式比扫描仪扫描图像的方式要复杂得多。
分量采样时采到的是隔行样本点，要把隔行样本组合成逐行样本，然后进行样本点的量化，YUV到RGB色彩空间的转换等等，最后才能得到数字视频数据。
（二）、数字视频标准
为了在PAL、NTSC和SECAM电视制式之间确定共同的数字化参数，国家无线电咨询委员会（CCIR）制定了广播级质量的数字电视编码标准，称为CCIR601标准。
在该标准中，对采样频率、采样结构、色彩空间转换等都作了严格的规定，主要有：
1、采样频率为fs＝13.5MHz
2、分辨率与帧率
3、根据fs的采样率，在不同的采样格式下计算出数字视频的数据量：
这种未压缩的数字视频数据量对于目前的计算机和网络来说无论是存储或传输都是不现实的，因此在多媒体中应用数字视频的关键问题是数字视频的压缩技术。
（三）、视频序列的SMPTE表示单位
通常用时间码来识别和记录视频数据流中的每一帧，从一段视频的起始帧到终止帧，其间的每一帧都有一个唯一的时间码地址。
根据动画和电视工程师协会SMPTE（SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers）使用的时间码标准，其格式是：
小时：
分钟：
秒：
帧，或hours：
minutes：
seconds：
frames。
一段长度为00：
02：
31：
15的视频片段的播放时间为2分钟31秒15帧，如果以每秒30帧的速率播放，则播放时间为2分钟31.5秒。
根据电影、录像和电视工业中使用的帧率的不同，各有其对应的SMPTE标准。
由于技术的原因NTSC制式实际使用的帧率是29.97fps而不是30fps，因此在时间码与实际播放时间之间有0.1%的误差。
为了解决这个误差问题，设计出丢帧（drop-frame）格式，也即在播放时每分钟要丢2帧（实际上是有两帧不显示而不是从文件中删除），这样可以保证时间码与实际播放时间的一致。
与丢帧格式对应的是不丢帧（nondrop-frame）格式，它忽略时间码与实际播放帧之间的误差。
二、视频压缩编码的基本概念
视频压缩的目标是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据率。
视频压缩比一般指压缩后的数据量与压缩前的数据量之比。
由于视频是连续的静态图像，因此其压缩编码算法与静态图像的压缩编码算法有某些共同之处，但是运动的视频还有其自身的特性，因此在压缩时还应考虑其运动特性才能达到高压缩的目标。
在视频压缩中常需用到以下的一些基本概念：
（一）、有损和无损压缩：
在视频压缩中有损（Lossy）和无损（Lossless）的概念与静态图像中基本类似。
无损压缩也即压缩前和解压缩后的数据完全一致。
多数的无损压缩都采用RLE行程编码算法。
有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。
在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢失的信息不可恢复。
几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩，这样才能达到低数据率的目标。
丢失的数据率与压缩比有关，压缩比越小，丢失的数据越多，解压缩后的效果一般越差。
此外，某些有损压缩算法采用多次重复压缩的方式，这样还会引起额外的数据丢失。
（二）、帧内和帧间压缩：
帧内（Intraframe）压缩也称为空间压缩（Spatialcompression）。
当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。
帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。
帧内压缩一般达不到很高的压缩。
采用帧间（Interframe）压缩是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性，或者说前后两帧信息变化很小的特点。
也即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息，根据这一特性，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。
帧间压缩也称为时间压缩（Temporalcompression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。
帧间压缩一般是无损的。
帧差值（Framedifferencing）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
（三）、对称和不对称编码：
对称性（symmetric）是压缩编码的一个关键特征。
对称意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合于实时压缩和传送视频，如视频会议应用就以采用对称的压缩编码算法为好。
而在电子出版和其它多媒体应用中，一般是把视频预先压缩处理好，尔后再播放，因此可以采用不对称（asymmetric）编码。
不对称或非对称意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好地实时回放，也即以不同的速度进行压缩和解压缩。
一般地说，压缩一段视频的时间比回放（解压缩）该视频的时间要多得多。
例如，压缩一段三分钟的视频片断可能需要10多分钟的时间，而该片断实时回放时间只有三分钟。
目前有多种视频压缩编码方法，但其中最有代表性的是MPEG数字视频格式和AVI数字视频格式。
第三节视频处理硬件知识
第四节非线性编辑
线性编辑与非线性编辑
一、线性编辑
传统的线性编辑是录相机通过机械运动使用磁头将25帧/秒的视频信号顺序记录在磁带上，在编辑时也必须顺序寻找所需要的视频画面。
用传统的线性编辑方法在插入与原画面时间不等的画面，或删除节目中某些片段时都要重编；而且每编一次视频质量都要有所下降。
二、非线性编辑
非线性编辑系统是把输入的各种视音频信号进行A/D（模/数）转换，采用数字压缩技术存入计算机硬盘中。
非线性编辑没有采用磁带而是用硬盘作为存储介质，记录数字化的视音频信号，由于硬盘可以满足在1/25秒内任意一帧画面的随机读取和存储，从而实现视音频编辑的非线性。
非线性编辑系统将传统的电视节目后期制作系统中的切换机、数字特技、录像机、录音机、编辑机、调音台、字幕机、图形创作系统等设备集成于一台计算机内，用计算机来处理、编辑图像和声音，再将编辑好的视音频信号输出，通过录像机录制在磁带上。
对于能够编辑数字视频数据的软件也称为非线性编辑软件，如Premiere。
三、非线性编辑的特点
非线性视频编辑是对数字视频文件的编辑和处理，它与计算机处理其它数据文件一样，在微机的软件编辑环境中可以随时、随地、多次反复地编辑和处理。
而非线性编辑系统在实际编辑过程中只是编辑点和特技效果的记录，因此任意的剪辑、修改、复制、调动画面前后顺序，都不会引起画面质量的下降，克服了传统设备的致使弱点。
非线性编辑系统设备小型化，功能集成度高，与其他非线性编辑系统或普通个人计算机易于联网形成网络资源的共享。
专业级的非线性编辑系统处理速度高，对数据的压缩小，因此视频和伴音的质量高。
此外，高处理速度还使得专业级的特技处理功能更强。
随着计算机硬件及软件技术的飞速发展，非线性编辑系统价格也在不断下降，低档产品已经可以进入家庭。
这些低档产品其实就如我们本章所介绍的，是一台多媒体计算机加一套视频模/数转换卡，再加一套编辑软件如Premiere就可以实现。
非线性编辑是一门新兴的学科，进入九十年代以来，随着高速处理器和数字技术的发展，使得计算机图形图象技术的应用范围逐渐渗透到广播电视的各个领域非线性编辑系统与传统设备相比具有显著的优越性。
一在收集素材时具有实时性。
该系统使用实时视音频采集回放卡来记录素材，可使编辑`特技`字幕的制作全部实时。
二后期节目制作更方便。
节目创作人员可以将图象文字声音特技动画等完全溶入到自由化的创作环境中，在一个系统中以全数字化的方式完成制作。
三非线性编辑系统是建立在计算机基础上的，所以连网容易，可以实现资源共享。
非线性编辑是视频节目的一种编辑方式，由于它能实现对原素材任意部分的随机存取、修改和处理，开创了原来磁带编辑系统所没有的新天地，具有突出的优点，所以受到了人们的重视，近年来非线性编辑系统已经有了很大的发展，得到了广泛的应用。
其实，非线性编辑在电影胶片剪辑上早已应用，拍摄的电影胶片素材在剪辑时可以按任何顺序将不同素材的胶片粘接在一起，也可以随意改变顺序、剪短或加长其中的某一段。
实际上这就是非线性编辑，“非线性”在这里的含义是指素材的长短和顺序可以不按制作的先后和长短而进行任意编排和剪辑。
电视节目由于大量采用磁带记录，而磁带采用的是电子编辑，并不需要剪接磁带，使用电子控制与复制的办法按要求将拍摄的素材重新连接成新的连续画面。
这种编辑系统可以由一台放像机、一台录像机和编辑控制器组成，也可以是多台录、放像机加特技设备组成的复杂系统。
制作时通常用组合编辑的办法将素材按顺序编成新的连续画面，然后再用插人编辑对某一段进行同样长度的替换，但是要去除、缩短加长中间的某一段是不可能的。
这种编辑方式称为线性编辑。
视频非线性编辑设备随着可录光盘和硬盘的介人，其应用得到了扩展。
由于光盘和硬盘是平面检索，寻址快而准确，录放时工作头不接触盘片，没有磨损，反复录放图像质量不会降低。
非线性编辑的巨大推动还在于视频码率压缩，码率压缩技术的进步使低码率下仍有很高质量的图像，这样就使光盘或硬盘的容量不再是制约使用的瓶颈。
而且码率压缩可以很容易实现时间轴上的压扩。
对于存储于光盘或磁盘中的素材，进行非线性编辑时，只需要定下素材的长短并接连接的顺序编一个节目表，即可完成对所有节目的编辑。
第五节视频与音频格式
视频和音频格式
视频：
asf，avi，mov，mpeg，mpg，vob，wmv，rm，rmvb，ogm，mkv，ifo，mp4，3gp，ts，tp………………
音频：
mid，mp3，wav，wma，ra，ogg，flac，aac，ape，mpc，ac3，cda，m4a，mka，mp2，mpa，ofr，dts………………
常见音频格式简介：
WAV格式
是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合PIFFResourceInterchangeFileFormat文件规范，用于保存WINDOWS平台的音频信息资源，被WINDOWS平台及其应用程序所支持。
“*.WAV”格式支持MSADPCM、CCITTALAW等多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数。
MP3格式
诞生于八十年代的德国，所谓的MP3指的是MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。
根据压缩质量和编码处理的不同分为3层，分别对应“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声音文件。
需要提醒大家注意的地方是：
MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：
1~12：
1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用＊.mp3格式来储存，一般只有＊.wav文件的1/10，而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。
由于其文件尺寸小，音质好；所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌，因而为＊.mp3格式的发展提供了良好的条件。
直到现在，这种格式还是风靡一时，作为主流音频格式的地位难以被撼动。
但是树大招风，MP3音乐的版权问题也一直是找不到办法解决，因为MP3没有版权保护技术，说白了也就是谁都可以用。
MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种，可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间，也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。
我们用装有FraunhoferIISMpegLyaer3的MP3编码器（现在效果最好的编码器）MusicMatchJukebox6.0在128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲，得到2.82MB的MP3文件。
采用缺省的CBR（固定采样频率）技术可以以固定的频率采样一首歌曲，而VBR（可变采样频率）则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高的音质，不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。
我们把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样，生成的VBRMP3文件为2.9MB。
WMA格式
就是WindowsMediaAudio编码后的文件格式，由微软开发，WMA针对的不是单机市场，是网络！
竞争对手就是网络媒体市场中著名的RealNetworks。
微软声称，在只有64kbps的码率情况下，WMA可以达到接近CD的音质。
和以往的编码不同，WMA支持防复制功能，她支持通过WindowsMediaRightsManager加入保护，可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等。
WMA支持流技术，即一边读一边播放，因此WMA可以很轻松的实现在线广播，由于是微软的杰作，因此，微软在Windows中加入了对WMA的支持，WMA有着优秀的技术特征，在微软的大力推广下，这种格式被越来越多的人所接受。
OGG格式全称应该是OGGVobis，是一个庞大的多媒体开发计划的项目名称，将涉及视频音频等方面的编码开发。
以其免费、开源的特点，赢得了MP3播放器厂商的青睐。
OGGVobis有一个很出众的特点，就是支持多声道，随着它的流行，以后用随身听来听DTS编码的多声道作品将不会是梦想。
OGGVobis在压缩技术上比MP3好，但稍逊于MP3po。
APE格式是Monkey'sAudio提供的一种无损压缩格式。
Monkey'sAudio提供了Winamp的插件支持，因此这就意味着压缩后的文件不再是单纯的压缩格式，而是和MP3一样可以播放的音频文件格式。
这种格式的压缩比远低于其他格式，能够做到真正无损，因此获得了不少发烧用户的青睐。
在现有不少无损压缩方案种，APE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的一个选择。
AAC格式（高级音频编码技术，AdvancedAudioCoding）是杜比实验室为音乐社区提供的技术。
AAC号称「最大能容纳48通道的音轨，采样率达96KHz，并且在320Kbps的数据速率下能为5.1声道音乐节目提供相当于ITU-R广播的品质」。
和MP3比起来，它的音质比较好，也能够节省大约30%的储存空间与带宽。
它是遵循MPEG-2的规格所开发的技术。
CD格式：
天籁之音要讲音频格式，CD自然是打头阵的先锋。
在大多数播放软件的“打开文件类型”中，都可以看到＊.cda格式，这就是CD音轨了。
标准CD格式也就是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，因为CD音轨可以说是近似无损的，因此它的声音基本上是忠于原声的，因此如果你如果是一个音响发烧友的话，CD是你的首选。
它会让你感受到天籁之音。
CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。
一个CD音频文件是一个＊.cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的“＊.cda文件”都是44字节长。
注意：
不能直接的复制CD格式的＊.cda文件到硬盘上播放，需要使用象EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV，这个转换过程如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话，可以说是基本上无损抓音频。
MIDI：
作曲家的最爱
经常玩音乐的人应该常听到MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface）这个词，MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。
MID文件格式由MIDI继承而来。
MID文件并不是一段录制好的声音，而是记录声音的信息，然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。
这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5～10KB。
今天，MID文件主要用于原始乐器作品，流行歌曲的业余表演，游戏音轨以及电子贺卡等。
＊.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。
＊.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。
＊.mid文件可以用作曲软件写出，也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里，制成＊.mid文件。
RealAudio流动的旋律
主要适用于在网络上的在线音乐欣赏，现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音质。
有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real文件。
现在real的的文件格式主要有这么几种：
有RA（RealAudio）、RM（RealMedia，RealAudioG2）、RMX（RealAudioSecured），还有更多。
这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。
VQF：
末日黄花
雅马哈公司另一种格式是＊.vqf，它的核心是减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比，可以说技术上也是很先进的，但是由于宣传不力，这种格式难有用武之地。
＊.vqf可以用雅马哈的播放器播放。
同时雅马哈也提供从＊.wav文件转换到＊.vqf文件的软件。
常见视频格式介绍：
AVI格式
英文全称为AudioVideoInterleaved，即音频视频交错格式。
它于1992年被Microsoft公司推出，随Windows3.1一起被人们所认识和熟知。
所谓“音频视频交错”，就是可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。
这种视频格式的优点是图像质量好，可以跨多个平台使用，但是其缺点是体积过于庞大，而且更加糟糕的是压缩标准不统一，因此经常会遇到高版本Windows媒体播放器播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频，而低版本Windows媒体播放器又播放不了采用最新编码编辑的AVI格式视频。
DV-AVI格式
DV的英文全称是DigitalVideoFormat，是由索尼、松下、JVC等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格式。
目前非常流行的数码摄像机就是使用这种格式记录视频数据的。
它可以通过电脑的IEEE1394端口传输
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