DV之規範與相關信息的解說

● DV之規範與相關信息的解說

　　所謂的「數位影音」(DV；Digital video)，是一種將影音類比信號直接轉換為數位信號的串流資料(Data stream)，也就是一種組合「影」與「音」的多媒體物。而儲放於個人電腦儲存體上，都會有一個「副檔名」諸如AVI、WMV、MPG(MPEG-1)與MP2(MPEG-2)等，看這些名稱大都就可指出包裝的法則，這個法則也就是「壓縮與解壓」(Compress/Decompress)的方式，簡稱「CODEC」因是一個特定的功能又稱「壓縮器」。然在規範上，正統等級的DV檔案在個人電腦上若是以AVI格式來作原始碼(Source code)儲存時，其「壓縮器」就很不一定了，但是「影」與「音」的規格都是固定相同的！以下就是針對DV這一等級之規範的定義來作直接的解說。


A 影像格式(Video format)；即影像的解析(resolution)，包含有「色彩(Colors)」、「尺寸(Size)」、「畫格率(fps，Frame per-second speed)」。
　a.「色彩」─
　　亦稱色階規定上是百萬色，俗稱「全彩」(目前為24bit)；熟知圖像色階越高表示越細緻就越趨近真實，所以色彩越高是越好的，而DV所定的就是這一個色階的等級。
　b.「尺寸」─
　　指圖像畫格的長?大小，主要有NTSC與PAL兩大系統(當然還有其它的)，而我們台灣國家用的是NTSC系統，規範上有4:3比例的720x480、16:9比例的856x480兩種尺寸。在電視上大宗都是4:3的，而長久來16:9的都是用於電影院，然16:9的電視或LCD也很普遍，其可以完全含概4:3、視距的工學也較符合人們的眼界。就DV級的這一尺寸言，同時含概了DVD影片用的720x480、SVCD影片用的480x480(未標準化，中國自訂的)、VCD影片用的352x240，故只要是用DV級的規範為藍本就可以轉換製作目前的各等級影片。
　c.「畫格率」─
　　每秒畫面產生的速率(Rate)，主要的也有NTSC與PAL兩大系統，NTSC為29.97fps一般稱餘漏的30畫格、PAL的為25.00fps。熟知人們的眼睛具有「暫存視覺」現像，當連續的每秒約有15個畫格以上的圖像出現時，人的眼睛感覺就會看成連慣性的，這就成為電影拍攝上開始利用的一環。當集合連續動作的圖片(像)就被稱影片，再配以聲音就是所謂的動態的影音。
　d.「CODEC」─
　　指這裡的影像壓縮而言其種類繁多，但這一Video CODEC是可以不用，只不過每秒的容量大得很驚人，所以都會採用它，而在DV級上主要有─共享的Microsoft DV Code與各大廠DV擷取卡專用的，如Canopus DV Code、Pinnacle DV Code等，這些CODEC的特徵都是在一定的壓縮比例下不會有任何的失真。


B. 聲音格式(Audio format)；即聲音的解析之取樣((Samples)，含有「取樣頻率」、「取樣格式」。
　a.「取樣頻率」─
　　細分聲音的方法，含有每秒分割次數與產生的速度，每一秒分割次數為48000次(48KHz)、每一秒產生速度為384000鮑率(384KBPS；Bourd Per-second Speed，俗稱鮑得率-Bourd rate，即每秒產生的位元數)，書寫都以「48KHz/384KBPS」來表示。
　b.「取樣格式」─
　　細分聲音的精度，含有長度與頻道，長度最大為16位元(16bit)、頻道為二聲道稱立體音(Stereo)，當在錄製時聲音的長度可以保留，如只作12bit現場錄音而預留4bit來作後續的配音(這一方式沒什麼必要，因為只要能輸入到電腦上來作編輯則是多餘，反而會造成精度減低)。
　c.「CODEC」─
　　這裡指聲音的壓縮而言種類也很多，而在DV級上都是用「脈衝分割調配」法(PCM)，這是一種最原始的把聲音轉換數位的包裝方式，一般俗稱不壓縮的包裝法。

　　由以上提到的CODEC，已可明確的得知DV檔案的包裝，乃是由「影像」與「聲音」兩種獨立的壓縮器所產生！但是不管使用何種的CODEC，基本上都必遵循DV定義的格式範疇。而這些影、音專用的CODEC，於Windows作業系統(O. S.)上常見的就是Microsoft、Apple Quick time、Intel indeo和MPEG等影音壓縮系列，其效率、品質各家的CODEC差異性很大，以及該CODEC可設定的細項中，也關係著效率和品質，但如屬DV級的規格都是固定不能再變動的。然而有些影音檔案，雖同是為AVI檔，當在個人電腦機台上撥放時，有的就能有的就不能，狀況不外是無聲或是無影，這並不是檔案有所敗壞，可能就這一機台內的作業系統沒有它的聲音或影像之CODEC所至。在此要特別一提的，有些CODEC是要特別去購買的，這同時也會有作保護的，其中有些只可以看(可解碼；Decode)但不能產製(可編碼；Encode)，尤其是能夠編碼的，例如可轉成MPEG-2的CODEC，都是有作特別的保護，且大多只能用它的專用的驅動程式再配合特定的應用軟體來起用。

　　在這裡另值得一提的事，就是Microsoft新一代的MPEG-4 Video CODEC，它是一種可調式固定速率型的CODEC，以我的試驗─其由DV來轉換成高壓縮比的品質上，在各種速率下都比MPEG-2好，且容量還要小於MPEG-2約有八分之一，但在編輯上可操控的速度，還是不如我特別購買的Canopus DV Code，但已有廠商的DV Camera之DV Code直接就採用它了(不用磁帶改用Flash Memory來儲存，這就不需用擷取方式來輸入了)，只可惜這一CODEC目前被使用的並不是怎麼廣闊與成熟，這可能是問世也不很久、不普遍的關係，且也還沒有成品的Player吧！如果是因容量的關係，在單純作保存上，反正是免費的Video CODEC，因為你只要有在Windows的O. S.內有加裝MediaPlay v7.0以上軟體就可擁有了。


C. 相關信息說明
　1. AVI檔─為Microsoft Wondows O.S.所定義的「數位化影音檔案」之中的其中一種格式，「副檔名」就叫AVI這一名稱。
　　a. 2GByte的AVI檔：
　　　這是Microsoft Wondows最早期的一種數位化影音格式檔案。它是一種「原始性質」的數位影音檔，可以在擷取(Capture)產生時，使用各家不同規格的「壓縮/解壓碼」(CODEC)格式，因DV CODEC它在轉換時是沒有失真的處理法、反應處理的速度也快，屬一種完整式的壓縮檔案(還原不失真)，非常有利於影片的後續生產工作，例如「剪接」「編輯」、「轉檔」等。可是因它的壓縮比低，所以在每一單位時間內的容量還是很大；如屬DV規格碼(Code)的AVI檔，每秒的容量就要3.61MByte，一段DV影片言只能儲存約9分45秒的時間而已；但它可適用存放在FAT、NTFS格式的磁碟中。
　　b. Refence的AVI檔：
　　　其也是遵循2GByte容量的規範，但這是一種突破Microsoft Wondows最大2GByte限定的技術，然這是不統一的，因必須先由各家的專用程式來產生。它是以一個「主檔案」的架構下來建立，底下再含有其它的每個最大2GByte的「子檔案」，因不是以單獨一個檔案存在的，如果一旦遺失了任一案的主、子檔案就會無法完全連慣，也很容易會不經心的被搞混而破壞；同上可適用存放在FAT、NTFS格式的磁碟中，同時可以跨越多個磁碟來儲存。
　c. 4GByte的AVI檔：
　　　是Microsoft Wondows另一個時期的規範，最大容量就是到4GByte，但只能用在NTFS格式的磁碟上，也要看應用軟體是否支援這等的規定來產生儲存檔案。
　d. OpenDML的AVI檔：
　　　上述的2GByte、4GByte二種的限定，於信息量很大的時候是很不合時宜的，目前已被這一OpenDML技術突破，但仍要看應用軟體是否有能力來遵循後產生而定，其最新版本為─OpenDML V1.02 AVI。當「擷取」、「產製」等應用軟體，支援採用此一種新技術來儲存檔案時，一個AVI檔就可以大到跟一個硬碟容量一樣，且不用區分磁碟格式為FAT或NTFS，也同時可以跨越多個磁碟來儲存，又可以設定每一個檔案的大小。

　2. MPEG檔─主要有MPEG-1和MPEG-2兩種，被現今的VCD與DVD影音光碟作為專用的影音壓縮後還原法的規範。
　　其最大的特徵是具有很高的壓縮比，所以可以在有限的空間內就可以存放很長的影片時間，但它不是很適合直接拿來作編輯工作的，因為它是一種有破壞性的壓縮法，也就是一種失真的壓縮影音檔案(還原時無法與原始的一致)。因在一般的編輯應用軟體上，要處理非常繁複的運算與多次的轉換，當要來作較細膩的編合時，運算上它會更形覆雜化、動作相對的會很遲緩、同時要耗長時間來等待，而且它是可變速率的，在轉換時品質等級差異也很大。如果被「剪接」、「編輯」與「轉碼」的影片不是最終要用的，只要再經一次的MPEG轉換就會有再一次的失真。

　3. 可通用的DV擷取裝置─USB與IEEE-1394介面
　　a. USB介面─
　　　是繼RS-232後新一代的標準化高速「串列」全雙工通信介面(而IEEE-1394也是)，目前區分有兩個版本USB v1和v2，原開始只有一種時只叫USB，後因速度與控制不能符合需求，再加強速度與控法的規範，就叫V2而之前的就被叫V1。如要從USB V1.x只有12Mbps的傳送速度擷取每秒達3.61MByteX8.6(註：8.6是DV級不失真下的壓縮比)，換算「位元速率」(Bit rate)則要3.61X1024X1024X8bitX8.6=26042723bit=260.43Mbps，始為相當的每秒傳送速率，相較下是不足的，這要到V2.x Hi-Speed(480Mbps)者才可以滿足，但它還是沒有IEEE-1394的高速、也沒有IEEE-1394頻?固定的保証，所以USB V2.0雖有足夠的頻?針對及時撥放的DV來擷取時還是很會遺漏的！
　　b. IEEE-1394介面─
　　　雖IEEE-1394它是目前最高速的針對DV來作擷取還是近幾年的盛事，但卻比起USB早了十幾年以上就誕生了，這當初賣的很貴，在約十年前時都要上萬元，非要命沒有人會去用而現在普遍了，同USB介面卡一樣五、六百元頂多至千元就有，且是同USB一樣都放在地板上賣了，較豪華的主機板也含了，只不過晶片開始有兩家族系，即TI和MS，TI的就稱TI-1394、MS的就稱MS-1394而已。在剛要開始普遍化之時，其中一種在O.S.上的支援驅動程式出了錯誤會叫人選擇外，後修正了就一直都沒事且是較USB穩定的(因它保証頻?)。另外IEEE1394的連接架構與USB也不同，它是一種對等式(Peer-to-Peer)的連接型態，也就是每一個裝置不一定需要透過電腦才能連接，只要合乎IEEE1394規定就可以互相傳遞訊息。而時下的所謂大廠的DV專用擷取卡其實跟它沒有什麼兩樣，只不過多了自己專門設計的CODEC和關起門來不隨意讓人家抓取來用而已。
　　C. IEEE-1394有多快？
　　　IEEE-1394跟USB一樣也有分兩種版本─IEEE-1394a和IEEE-1394b。IEEE-1394a有100Mbps、200Mbps和400Mbps三種速度(一般性的都是這種)，IEEE-1394b則有800Mbps、1.6Gbps和3.2Gbps也是三種(這就很貴了)。上述USB的接頭V1.0和V2.0完全相同，同時也可以透過轉接頭換成DV的接頭用法，實際有些DV Camera就可直接用USB來擷取的。而IEEE-1394a的cable跟IEEE-1394b是不同的，一般大都是a級，它不像USB1.0和2.0的是一個樣，註；IEEE1394與USB介面，因有提供電壓如接錯了會具有危性險，要注意請看─這一個、或這一個。