視頻幀率你不知道的那些事兒 |
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我們都知道,我們在看視頻都逃不過一個數(shù)字,那就是幀率。 幀率是一個很多時候讓人摸不到頭腦的東西,我們經(jīng)常能在相機(jī)設(shè)置里面看到各種各樣的幀率設(shè)置,比如說是23、24、25、30巴拉巴拉一大堆,那這些數(shù)字到底是怎么產(chǎn)生的呢?要想了解這些,我們不能夠先看這些設(shè)備,而且要先看看這里---我們的大腦。 13581951713 以上廢話連篇,以上書歸正傳: 我們要提到的第一個名次就是視覺暫留。那什么是視覺暫留呢? 解答:當(dāng)我們?nèi)搜墼诙虝r間內(nèi)看到一系列差異微小的畫面的時候,由于每張畫面都會在視網(wǎng)膜上短暫的停留,并且每張圖像的差異都會很微小,因此連續(xù)出現(xiàn)的畫面通過人腦的處理以后就形成了大家眼中的運(yùn)動的畫面。 那么畫面要以多快的速度聯(lián)系出現(xiàn),才能使人眼睛看到流暢的運(yùn)動畫面? 解答:當(dāng)年我們所熟知的發(fā)明家愛迪生,提出人眼所能夠感知的最舒適的幀率不應(yīng)當(dāng)?shù)陀?6幀,如果說低于46幀每秒,就會使人眼感到不適。 但是如果以每秒46幀的速度來拍攝并且來放映這些內(nèi)容的話,制片人估計就要哭了,因為膠片在過去真的是很珍貴的物資,所以大家只能來降低幀率來拍攝和放映。 雖然這個時候的運(yùn)動的連貫性仍然能夠接受,但是放映的時候由于過片需要不斷的閃入這些黑幀,就讓人感到無法接受了(因為會不斷產(chǎn)生閃爍), 所以當(dāng)時的電影放映員提出了一個非常獨(dú)特的解決方案,就是利用一個雙葉片或者是三葉片的快門來進(jìn)行放映,那采用雙葉片或者三葉片對于同一幀畫面進(jìn)行多次閃爍,這樣相當(dāng)于多次放映,可以提高投影的實際幀速率,而且不用消耗更多的膠片,就能夠去除人眼對于低頻閃爍的這種不適的感覺。 當(dāng)時的無聲電影大多數(shù)采用16~18幀每秒來進(jìn)行記錄,通過三葉片的放映快門來進(jìn)行放映的時候,就能夠得到一個48~54幀每秒的影片的放映幀率
但是以前放映電影其實更多是通過手搖的方式來進(jìn)行的,手搖是很不穩(wěn)定的,所以也就很難得到一個固定的放映幀率,所以在當(dāng)時手搖放映幀率,普遍在12~40幀每秒之間,知道后面有了電機(jī)驅(qū)動的放映機(jī)以后,幀率就被穩(wěn)定在了18幀以上。 只不過無聲電影的放映,比并沒有持續(xù)下去,一切都在有聲電影出現(xiàn)以后,產(chǎn)生了翻天地覆的變化,那聲音的引入可以說是電影史上最具有里程碑式的技術(shù),由于聲音的加入,使得電影的放映幀率從之前的參差不齊,開始變得統(tǒng)一的一個幀率,因為一旦播放幀率產(chǎn)生了變化,聲音就會失真,那就沒有辦法了。 所以1929年經(jīng)過無數(shù)次討論之后,電影行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)幀率就被制定了下來,就是24幀,肯定會有人問,為什么是24幀,而不是別的幀率? 解答:主要就是為了聲音的保真,在過去聲音是通過光學(xué)錄音來記錄在膠片上面的,如果你以每秒16幀的速度來進(jìn)行拍攝,那記錄下來的音頻就會很容易出現(xiàn)失真,因此為了能夠記錄下更多的聲音的細(xì)節(jié),只有當(dāng)電影膠片以不低于24幀的幀率來拍攝的時候,能夠得到不錯的結(jié)果。 問題:那為什么又是24而不是23或者25呢? 這就是一個數(shù)學(xué)問題了。因為24幀可以更容易的被2、3、4、6、8、整除,這樣在膠片時代的剪輯師就可以很容易的知道,半秒鐘是12幀,1/3秒時8幀,1/4秒就是6幀等等
問題:可能又會有人要問,為什么不是30幀或者32幀呢? 答案很簡單,當(dāng)時的膠片時代膠片很貴重,而制片人又很摳,所以不管電影格式如何變化,24幀卻一直是電影行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),這個幀率也就慢慢成為了人們口中電影感的一部分, 隨著時間的飛逝,電視機(jī)的發(fā)明又對幀率產(chǎn)生了影響,同時也產(chǎn)生了一種新的幀率形式,那就是電子幀率,由于24幀并不是一個非常流暢的幀率,電視的熒光屏也不像電影放映機(jī)那樣,可以通過片門來提高閃爍的頻率,而主動發(fā)光的形式讓閃爍導(dǎo)致的這種不適感又變得更加明顯起來,于是聰明的工程師又發(fā)明了兩種在電視機(jī)上呈現(xiàn)圖像的方式,就是逐行掃描和隔行掃描。 什么是逐行掃描呢?是將每一幀的圖像按照電視機(jī)內(nèi)的電子束順序,一行接一行的掃描來形成一張完整的畫面。
什么是隔行掃描呢?就是將熒屏以奇數(shù)行和偶數(shù)行的規(guī)則分為兩個場,快速交替,讓畫面讓人看上去像是在播放了一個完整的畫面一樣。
在電視標(biāo)準(zhǔn)的顯示模式中,i代表隔行掃描,p代表逐行掃描, 比如1080i 60,就是隔行掃描每秒60幀的半幀 1080p 30代表逐行掃描每秒30幀的全幀 前者通過犧牲畫面的細(xì)節(jié)來保證畫面流暢和不閃眼睛,后者雖然細(xì)節(jié)更豐富,但是畫面流暢度低,而且閃爍頻率低,看起來會非常累眼睛。 而當(dāng)時的電視寬帶又不足以支撐我們傳輸60個全幀的畫面,這也就是為什么我們的童年,在奶奶家看西游記的時候,你總會記得畫面一旦動的快,就會看到這種不自然的撕裂,這就是隔行掃描的弊端。 現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)傳播視頻,就千萬別再使用i場的視頻了,老老實實用p逐行掃描,1080p就是這個意思,大家都理解了嘛? 為了消除電流與電視信號,再不同頻率下相互干擾,產(chǎn)生的噪點(diǎn)還有雜音,美國的工程師,就把隔行掃描的刷新率設(shè)置成了和美國交流電源60赫茲頻率一致的60幀或者30幀,也就是60赫茲頻率對隔行掃描的每秒60幀半幀,以及逐行掃描的每秒30幀全幀。,就是30幀,這個幀率的由來了。 只是每次人類想改進(jìn)生活品質(zhì)的時候,都會遇到阻礙,彩色電視機(jī)的出現(xiàn),又讓電視幀率出現(xiàn)了新的變化。
色彩的加入意味著,需要在原本黑白電視的信號帶寬中加入色彩信號,這樣擁有黑白電視的人可以繼續(xù)看黑白的電視,而土豪們則能夠讀取色彩信息,看到彩色的電視。 因為新加入的色彩信號,使用的頻段極有可能和聲音信號產(chǎn)生干擾,產(chǎn)生噪音,還有畫面的扭曲,
于是工程師們又想出了一個新的解決辦法,就是吧畫面的幀率做到0.1%比例的縮減,避免兩者之間交互產(chǎn)生相互的干擾,因此彩色電視幀率,從60幀每秒下降到了59.94幀每秒,以及30幀每秒,下降到20.97幀每秒
這就是這些繞口數(shù)字還有這些小數(shù)點(diǎn)的由來,而這個標(biāo)準(zhǔn)被稱為NTSC標(biāo)準(zhǔn),在美國、加拿大、墨西哥、日本等等地區(qū)都是用這個標(biāo)準(zhǔn)。 所以如果大家準(zhǔn)備在這些國家拍攝25幀視頻,你很容易會看到因為皮女沒有對齊而產(chǎn)生燈光閃爍,所以在這些國家拍攝視頻的時候,應(yīng)該把我們自己的相機(jī)幀率模式調(diào)整為NTSC模式。 這樣問題就來了,中國還有歐洲用的是什么幀率規(guī)格?拍什么幀率比較合適? 不賣官子了,就是PAL,這是在1963年德國電視機(jī)制造商TELEFUNKEN向歐洲推出的規(guī)格,那PAL制是解決了困擾NTSC的色彩干擾問題,同時也支持歐洲使用的50赫茲的交流電。 PAL制式式以每秒50場進(jìn)行交錯掃描的,也就是50i以及25p的幀率,目前包括中國在內(nèi)亞洲的絕大多數(shù)國家除了韓國、日本、菲律賓,非洲、澳大利亞等等這些國家,都是使用PAL制式的。 現(xiàn)在大家也就應(yīng)該理解了,為什么在國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)拍攝25幀,或者是25的倍數(shù)幀會比較合理,因為會少很多麻煩。24幀仍然是國內(nèi)的電影標(biāo)準(zhǔn),為了規(guī)避頻閃,大家也應(yīng)當(dāng)把快門速度設(shè)置成1/50,這些就是經(jīng)驗之談。 24幀稱為電影行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)長達(dá)了一個多世紀(jì)了,現(xiàn)在電影人也是圖通過將電影的解析度和幀率提高來減少畫面動態(tài)模糊,來創(chuàng)造出更加順滑的畫面,更好的體驗,畢竟幀率越高這些畫面也就越流暢,給人的感覺體驗也就越豐富,越接近現(xiàn)實中的感覺。 如今的科技已經(jīng)可以實現(xiàn)制作,4K 120幀的電影了,但是高幀率的電影的觀感,我感覺仁者見仁,智者見智。 |
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