什么是非线性编辑？你有职业朋友吗？这很无聊吗？

2004-06-27 14:15

视频非线性编辑(以下简称非线性编辑)在计算机技术的支持下，充分利用数字处理技术的研究成果，以低成本、高效率、高质量、无止境的效果转换的姿态迅速进入广播电视领域，对传统的线性编辑技术造成了极大的冲击，也给许多电视工作者(包括对线性编辑/特技技术非常熟悉的人)带来了很多困惑。非线性剪辑给他们的印象是怕电影素材在这个系统中被随意剪辑，难以建立完整的概念，更不用说熟练地操作了非线性剪辑系统。当然，如果要从技术理论上描述非线性编辑系统，涉及到计算机技术、数字信号处理技术等等，就更是眼花缭乱，无关痛痒了。好在由于计算机技术和VLSI制造技术的飞速发展，整个非线性编辑系统高度集成化和模块化，大大简化了系统的结构，降低了操作难度。本文试图从实用的角度来探讨非线性编辑系统。

1非线性编辑系统的结构

当我们进入非线性编辑系统时，首先要改变线性编辑的固有观念。在线性编辑设备组中，一旦在你的系统设计中确定了所有单体设备的性能和功能，就基本确定了信号的流向。你要做的就是在熟悉各个单体设备操作的基础上，按照编辑脚本的要求，依次编辑输出信号。所有的操作都是基于实时的信号流，一切都是按部就班的进行。在这样的系统中，最熟悉的语言是“有信号来了吗？”

然而，我们经常听到“文件在哪里？”不言而喻，这个问题已经提示我们，非线性编辑是以文件为基础的。非线性编辑系统实际上是一个扩展的计算机系统，它的所有操作都符合计算机的操作规范。非线性编辑系统工作时，所有需要编辑的素材(包括录像带上的视频信号和线路上传输的视频信号)都必须经过数字采集后转换成图像文件，但这个图像文件不同于过去常见的电脑单帧固定画面图像文件。它的文件内容是一个运动的图像，图像的内容是随时间变化的，也就是说这个图像文件是一个图像文件。对这种转变的理解非常重要，从传统的在时间轴上对信号流的连续顺序操作，转变为在计算机中对包含时间信息的视频文件进行无时间顺序的任意操作，从而完成了视频信号编辑操作概念的根本转变。

在非线性编辑系统中，视频文件的操作非常简单，将文件在指定的时间轴上进行拼接。只要没有最终的电影输出或者文件保管，这些文件在时间轴上的位置和时间长度都是随意修改的，这就是所谓的非线性编辑。但是，作为一个系统，非线性编辑的意义还不止于此。如果我们想知道更多的信息，我们需要从系统的结构开始。

1.1非线性编辑系统的硬件结构

如前所述，非线性编辑系统本质上是一个扩展的计算机系统。说的更直白一点，一台高性能的计算机加上一个或一组音频/视频输入/输出卡(俗称非线性卡)和一些辅助卡，再加上一个大容量的SCSI硬盘阵列，就构成了非线性编辑系统的基本硬件。这三个要素缺一不可。

现在的非线性已经将视音频采集、压缩解压缩、视音频回放和一些实时特技集成在同一块卡或一组卡上，使得整个系统的硬件结构非常简单。这些卡实际上是模拟信号和数字信号的分水岭。所有模拟视频和音频信号经过A/D转换后，每一段素材都成为一个视频文件，存储在SCSI硬盘阵列中，供计算机在数字域进行处理。通过D/A转换将要输出的视频-音频数字流转换成用于记录或直播的模拟视频-音频信号。非线性卡上的模拟信号接口包括复合、分量和S-video，几乎已经覆盖了现有模拟电视系统的所有接口形式，因此非线性编辑系统与现有模拟电视系统具有良好的兼容性。

压缩和解压缩是非线性卡的核心内容。当数字视频信号不能被有效和高质量地压缩时，非线性编辑在昂贵的计算机工作站上实现。由于数字视频数据量巨大，MAC和普通PC不堪重负，无法正常处理数字速率高达265，438+06 MB/s的未压缩数字分量视频信号或数字速率为65，438+042 MB/s的未压缩数字复合数字视频信号，无法胜任未压缩数字视频信号的非线性编辑。但随着数字图像压缩技术的发展，各种图像压缩算法日趋成熟，使得在低于工作站的计算机上进行视频非线性编辑成为现实，如Power PC 9600和性能提升的PC。这些图像压缩算法是实现相对廉价的视频非线性编辑的关键。目前国内大部分非线性编辑系统，无论是进口的还是国产的，都是使用M-JPEG算法。该压缩算法通过对活动视频图像实施实时帧内编码过程来单独压缩每一帧，并可用于精确到帧的后期编辑。M-JPEG的压缩和解压缩是对称的，可以用相同的软硬件实现，有助于压缩/解压缩电路的高度集成。由于这种算法并不太复杂，所以可以用很小的压缩比(2: 1)来捕获整帧，从而实现广播级索引所要求的无损压缩。

如果用广播级索引进行2∶1压缩，虽然压缩后的数字视频信号的数字速率仍然是108Mb/s/s(分量视频)或71 MB/s(复合视频)，但对于性能提高的MAC(powerpc 9600)和PC(使用PCI总线、350以上的奔腾II CPU等)来说，仍然是困难的。).数字视频信号进入计算机系统后，为了更有效地处理，整个计算机硬件平台还可以采取一些措施来增强非线性编辑系统的性能:(1)插入式大容量SCSI高速AV硬盘阵列作为视频文件存储，配有硬盘加速卡。SCSI高速AV硬盘阵列的容量是根据用户的需求选择的。作为电视台，阵列至少需要18G才能实用。(2)除了非线性卡上已经给出的一些实时特技，还增加了特效卡。一些复杂的二维、三维特技转换效果做成硬件卡片，可以方便调用，缩短生成时间。而且不同公司的特技卡有不同的特点，会有其他意想不到的效果，可以不断升级。

1.2非线性编辑系统的软件结构

从非线性编辑系统的硬件结构来看，系统的硬件只完成视音频数据的输入/输出、压缩/解压缩、存储等工作，或者只提供一个扩展的计算机工作平台，不涉及非线性编辑。众所周知，作为计算机工作平台，无论我们需要计算机做什么工作，我们只需要相应的应用软件。显然，当我们要进行非线性编辑时，除了计算机工作平台之外，还需要配备非线性编辑应用软件，形成完善的非线性编辑系统，才能开始非线性编辑工作。世界上的非线性编辑软件有很多种，但是我们还是可以按照功能来排列它们的层次，从输入/输出到制作。

(1)第一级:输入/输出。

我们定位可以和非线性卡连接的软件，直接采集、输入、输出一级视频。这个层次的软件大致可以分为专用型和通用型。其中，专门的软件大多是非线性编辑系统的开发者根据自己选择的非线性卡的特点开发的。比如目前国内比较流行的进口产品是Media-100和Avid系列，国产产品是奥维讯、大杨、索贝尔、新奥特。值得一提的是，国内广播级产品基本都是基于加拿大Matrox公司的Digisuite系列卡开发的，形成了硬件基本相同，软件开发不同的竞争格局，对非线性编辑系统技术的发展相当有利。由于专用软件可以直接挂在非线性卡上，可以直接采集和输出视音频信号，又由于直接管理素材的存储区，编辑和调用这些素材非常方便。

专用软件是专门为硬件设置开发的。当然，他们可以直接调用非线性卡中设置的硬件特技或特殊特技卡中的硬件特技，形成实时特技或短时生成的特技，从而大大加快节目的剪辑速度。

作为非线性编辑系统的专用软件，首先要满足节目编辑的需要。电视节目可以分为不同的类型，如新闻、专题、文艺、电视剧等。在这些节目的剪辑工作中，硬连接和过渡特技占了绝大多数，所以非线性编辑系统的节目制作层只需要两层就可以满足制作要求，相当于线性编辑中的A/B卷，完全可以制作上述类型的节目。所以非线性编辑系统专用软件一般只设置两层非线性视频，加上字幕层，构成一层。至于需要多层非线性视频制作的节目或节目片段，比如头条、广告、MTV等。，它们可以由其他软件完成，然后转移到系统的专用软件进行编辑和输出。值得指出的是，很多国产非线性编辑系统都是原厂字幕机厂商生产的，他们在非线性编辑系统的图形字幕层集成了非常优秀且用户熟悉的国产字幕系统，使得很多非线性编辑系统与同类型进口产品相比颇具竞争力。当然，为了适应那些有大量多层复杂编辑工作的制作单位，国外已经出现了使用多层非线性视频专用软件的非线性编辑系统产品。

除了专用软件，还有很多非线性卡自带的输入输出软件。我们说这些软件是通用的，因为它们只能采集和输出信号，不能编辑。编辑需要其他软件来完成。广电行业一般不使用这类软件。

(2)第二层次:第三方软件。

所谓第三方软件，是指非线性编辑系统制造商以外的软件公司提供的软件。这些软件大多不能直接连接非线性卡进行输入/输出，但是可以对已经进入硬盘阵列的视音频素材进行处理和编辑，或者自己制作二维和三维图像然后与那些视频素材合成，合成的作品由输入/输出软件输出。这些软件种类非常丰富，功能非常强大，有些甚至是从工作站中转过来的。可以说，非线性编辑系统之所以能够达到难以预料、不可思议的效果，吸引人们的眼球，完全依赖于第三方软件。

因为视频信号经过采集后在电脑中已经变成了视频文件，更准确的说是可以被电脑处理的运动图像数据文件。它们与计算机二维平面图像软件和三维动画软件制作的计算机图像没有区别，可以很好地融合。电脑技术和电视技术在这里得到了高度的统一，为电脑软件开发者拓展了非常大的发展空间。于是大量的计算机图像处理软件进入非线性编辑系统，并不断升级，有效地改善了电视图像。

国内部分常用第三方软件列表及非线性编辑系统软件结构图见图1。通过对这个列表和结构图的理解，应该可以了解非线性编辑系统的软件结构以及第三方软件的功能和作用。

Adobe After Effects 3.1 (PC版，Machintosh版):可以完成任意大小的多层视频图片的合成、变换和几何变形，并为图片添加镜头光晕、火、水、雨、雪、风等特效。是著名的多层视频特技制作软件。现在已经升级到了4.0版本。

Adobe Premiere 4.0 (PC版，Machintosh版):非线性编辑软件。可以完成Adobe After Effects 3.1特效以外的功能。现在已经升级到了5.0版本。

Morph 2.5 PPC(Machintosh版):变形软件。固定了画面和运动图像可以在平面上变形，可以完成人物的相互变换，物体的相互变换，人物和物体本身的变形等功能。

Bryce 3D (PC版，Machintosh版):环境动画软件。它可以轻松做到一般动画软件做不到的环境变化，比如山、海、天、浮云、浮雾、流水等等。

画师5.0 (PC版，Machintosh版):图形绘画和图形卡通动画软件。用非常自然真实的笔触画出平面图像和卡通动画。

至于Adobe Photoshop5.0 (PC版、Machintosh版)、Freehands8.0(PC版、Machintosh版)等图形软件，3D Studio Max2.5(PC版)、Softimage3D 3.7(PC版)、Infini-D 4.0(Machintosh版)、Strata Studio Pro 1.75(Machintosh版)等3D动画软件大家都比较熟悉或者听说过，就不详细介绍了。

这些第三方软件有基于PC的，有基于Apple Machintosh的，两者兼容，但是只要你根据你的非线性编辑系统是基于PC的还是基于Apple Machintosh的来匹配相应的第三方软件，你就可以大显身手了。当然还有很多优秀的第三方软件，这里就不一一列举了。

2非线性编辑系统的操作

如前所述，非线性编辑系统实际上是一个扩展的计算机系统，它的所有操作都符合计算机的操作规范。所以要想熟悉非线性编辑系统的操作，首先要熟悉电脑的基本操作，系统的输入/输出软件，尽可能多的使用第三方软件。根据节目创作的需要，上传需要的素材，打开相应的软件，进行需要的操作。此外，还要注意以下几点。

2.1本地硬盘和SCSI硬盘

在上传素材和存储时，一定要区分本地硬盘和SCSI硬盘阵列。非线性编辑系统的所有程序和软件都存储在本地硬盘中，而所有视频文件都存储在SCSI硬盘阵列中。除了存储容量不同(本地硬盘一般在4.2G左右，SCSI硬盘阵列在18G以上)，最重要的是速度不同。如果在存储操作中误将视频文件存储在本地硬盘中，下次被可以实时输出的软件调用时，本地硬盘的速度不够高，就会造成数据错误，尤其是如果系统配有硬盘加速卡，还会对本地硬盘造成损坏。

2.2视频文件交换格式的选择

熟悉计算机操作的人都知道，一般的计算机图像软件都必须支持一些常见的图像文件格式，如BMP、TGA、JPG、PICT、TIF等。，才能流畅操作，从而在各种软件之间进行图像交换，充分发挥各自的特长。非线性编辑系统的软件也是如此，不仅要支持上面提到的固定图像文件的通用格式，还要支持视频文件的运动图像的通用格式，即基于Apple Machintosh的QuickTime和基于PC的AVI。这些交换格式是非线性编辑系统所有软件相互支持的基础，它们就像一条链条，将各自相对独立的非线性编辑系统的软件连接成一个有机的整体。具体来说，非线性编辑系统的软件在执行操作时，会自动选择视频文件的快时或AVI格式，但有时也可以灵活处理。比如3D动画软件制作的产品logo，需要在一组动作停止后一直保留到影片结束。如果您为这样的动画选择快速时间或AVI格式，您需要生成它。但如果选择PICT序列(基于苹果)或TGA序列(基于PC)生成，只需要在logo动作和动作停止后生成一帧，后期用其他软件合成时，可以拉长这一帧，直到电影结束，这样可以节省三维动画的生成时间，加快节目的制作速度。

2.3第三方软件一些重要参数的选择

鉴于很多第三方软件都兼容NTSC/PAL，所以在生成电影时，需要确认颜色和帧率选择的是PAL和25帧/秒。

软件压缩质量的设置应取决于所需的质量和影片的长度。一般质量要求高、长度短的电影可以设置为最高质量，长度长的电影压缩质量要适当降低，否则会占用太多SCSI硬盘空间。

因为非线性编辑系统对视频文件的访问操作是在硬盘中完成的，一般情况下，无论操作多少次，都不会损坏数据。这意味着我们可以在进入之前，把素材的处理和影片的特技处理做无限次，做出非常复杂的多层特技图像。但我们要注意的是各种参数的选择，否则一个小小的失误都会给电影制作带来不必要的麻烦。

3非线性编辑系统的现状与发展

近年来，随着计算机技术的飞速发展，运算速度的加快，两个或两个以上CPU的应用，以及高速下载、计算机网络技术、数字高速接口技术和硬盘阵列技术的融合，非线性编辑系统发生了很大的变化。该系统的结构、性能和使用功能与以前不可同日而语，并根据电视台的业务特点有多样化的趋势。综合来看，非线性编辑系统的未来发展大概有以下几个特点。

3.1专用非线性编辑系统

电视台业务中的新闻、专题是时事性强、时效性高的板块式节目，往往具有很强的突发性。这类节目的制作技术要求不高，镜头基本都是硬切、重叠，或者只需要很少的特技，制作方法几乎每天都在重复。如果新闻要求滚动播出，新闻系列的顺序要经常变换。广告连载也是一样，把每天需要播放的广告连接起来，但是每天都需要更换新的内容。于是，一种适应新闻编辑和广告系列的专用非线性编辑系统应运而生。该专用系统工作界面友好，操作简单，仅包含少量实时特技和实时字幕，非常适合非专业技术人员快速操作。当然，由于录像机等非线性编辑系统外围设备下载速度影响实际制作时间的问题(目前模拟录像机速度为×1倍，数字录像机速度为×4倍)，应采用时效性强、工作量大的网络化非线性编辑系统来解决，以满足当前新闻快速编辑和滚动播出的需求，这也符合数字电视系统的发展趋势。至于电视网络的实现，如何适应数字电视系统的发展趋势，这是一个非常复杂的问题，作者会在另一篇文章中讨论，这里不再赘述。

此外，由非线性编辑系统开发的多路硬盘录像机具有精度高、寻点速度快、画面质量好的特点，性能已超过普通录像机。

3.2通用非线性编辑系统

非线性编辑系统的另一个发展方向是高品位、大规模的通用非线性编辑系统。所谓通用型，是指所有复杂的电视节目，包括节目头包装、广告、MTV等等。由于包括PC和Machintosh在内的计算机平台性能的快速提升，新的多芯片计算机(双CPU或以上的计算机)的性能与工作站相当(价格仅为工作站的几分之一)，甚至SGI也推出了nt版本加入竞争。随着大量板卡(包括3D图形加速卡、非线性卡和3D特技卡)性能的提升，以及许多软件开发者从工作站转向nt和Apple平台，通用非线性编辑系统无论是硬件还是软件的性能都在迅速逼近工作站，但价格在用户可接受的范围内，而且还在不断下降。

此外，使用与通用非线性编辑系统的计算机平台性能相似的计算机来连接通用非线性编辑系统是一些节目制作者的流行做法。这台计算机作为动画工作站，专门制作各种动画，制作出来的动画影片通过网络传输到通用非线性编辑系统进行合成输出，减少了通用非线性编辑系统计算机平台的工作量，大大加快了节目的制作速度。

3.3更新非线性编辑系统的压缩算法

值得注意的是，虽然目前M-JPEG压缩算法占据了非线性编辑系统的主流，各种M-JPEG压缩算法的非线性编辑网络系统产品也是层出不穷，但其前景堪忧。因为在未来的全数字电视系统中，没有一个压缩的数字视频录制系统采用M-JPEG压缩算法，所以不能直接兼容数字域采用M-JPEG压缩算法的非线性编辑系统。相反，开发数字视频记录设备的索尼和松下最近推出了与其数字视频记录设备格式具有相同压缩算法的非线性编辑系统，即使用MPEG-24: 2: 2mp @ ml和DVCPRO帧内编码的广播级非线性编辑系统，并与世界上其他非线性编辑系统制造商和广播电视设备制造商合作推广这两种非线性编辑系统。这是一个非常重要的信号。

我们知道，广电行业使用压缩数字电视录制设备的趋势已经越来越明显。如果前期的MPEG-2 4 ∶ 2 ∶ 2 MP @ ml和DVCPRO的帧中编码的数字信号格式与后期的M-JPEG的数字信号格式不兼容，那么前期录制的素材根本不会被编辑，或者如果增加两代解压缩和压缩，广播信号会受到很大的破坏，这是不能容忍的。目前的情况是后期编辑的M-JPEG与之前的录像设备的数字信号格式不兼容；但它兼容了以前录像设备的数字信号格式，使用MPEG-24 ∶ 2 ∶ 2 MP @ ML和DVCPRO帧内编码的非线性编辑系统已经出现，所以我们在电视台数字化设备和选择非线性编辑系统时应该采取什么取向就不言而喻了。

有理由相信，随着数字电视系统的快速发展和计算机技术逐渐渗透到广播电视的各个领域，非线性编辑系统将在广播电视行业占据越来越重要的地位。它是朝阳技术，应用刚刚起步，必将迎来它的辉煌时代。