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漫谈影音压缩技术的发展

作者:佚名   来源:本站原创   点击数:  更新时间:2013年01月25日   【字体:

"电影"这个词语对大家并不陌生,它是怎么产生的呢?先来看下面的故事:
由打赌诞生的电影
1872年的一天,在美国加利福尼亚州一个酒店里,斯坦福与科恩发生了激烈的争执:马奔跑时蹄子是否都着地?斯坦福认为奔跑的马在跃起的瞬间四蹄是腾空的;科恩却认为,马奔跑时始终有一蹄着地。争执的结果谁也说服不了谁,于是就采取了美国人惯用的方式打赌来解决。他们请来一位驯马好手来做裁决,然而,这位裁判员也难以断定谁是谁非。这很正常,因为单凭人的眼睛确实难以看清快速奔跑的马蹄是如何运动的。 裁判的好友———英国摄影师麦布里奇知道了这件事后,表示可由他来试一试。他在跑道的一边安置了24架照相机,排成一行,相机镜头都对准跑道;在跑道的另一边,他打了24个木桩,每根木桩上都系上一根细绳,这些细绳横穿跑道,分别系到对面每架照相机的快门上。

  一切准备就绪后,麦布里奇牵来了一匹漂亮的骏马,让它从跑道一端飞奔到另一端。当跑马经过这一区域时,依次把24根引线绊断,24架照相机的快门也就依次被拉动而拍下了24张照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来。每相邻的两张照片动作差别很小,它们组成了一条连贯的照片带。裁判根据这组照片,终于看出马在奔跑时总有一蹄着地,不会四蹄腾空,从而判定科恩赢了。 按理说,故事到此就应结束了,但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。一次,有人无意识地快速牵动那条照片带,结果眼前出现了一幕奇异的景象:各张照片中那些静止的马叠成一匹运动的马,它竟然“活”起来了!

  生物学家马莱从这里得到启迪。他试图用照片来研究动物的动作形态。当然,首先得解决连续摄影的方法问题,因为麦布里奇的那种摄影方式太麻烦了,不够实用。马莱是个聪明人,经过几年的不懈努力后,终于在1888年制造出一种轻便的 “固定底片连续摄影机”,这就是现代摄影机的鼻祖了。从此之后,许多发明家将眼光投向了电影摄影机的研制上。1895年12月28日,法国人卢米埃尔兄弟在巴黎的 “大咖啡馆”第一次用自己发明的放映摄影兼用机放映了《火车到站》影片,标志电影的正式诞生。

  当然,19世纪末电影的诞生从根本上说是科学技术与艺术相结合的综合产物,在电影诞生之前,许多发明家已经为电影的诞生做过艰苦的工作和基础性的贡献。除上面所提到的科学发明家外,还有许多,如美国的大发明家爱迪生等。而斯坦福与科恩的打赌事件如同使这些科学技术糅合在一起发生巨变的催化剂,迅速导致了电影综合技术的出现和产生,使电影这门伟大的艺术叩响了20世纪的大门。(本故事摘自网络,非本人作品.Sunny注)

  由于电影丰富了人们的生活,人们开始喜欢观看电影!刚开始的电影都是利用人眼看东西有暂留的现象,你自己可以做个实验,你望一下电灯,再闭上眼睛,你是不是还觉得电灯的影子还在你眼里?这就是电影的工作原理,它拍摄的时候不是连续的,而是以24张/秒的速度来拍摄,这样有利于节省胶卷,由于我们眼睛的暂留现象,我们看起来的电影的人物活动就是连续的!这样的电影都是以模拟信号来记录,没有任何减料,所以刚开始的电影要一盘很大很长很重的胶卷来记录.后来磁带的发明,使电影能够记录在录象带上,使人们能够在家中就能观看到电影节目!磁带录象带依然是采用模拟信号来记录.究竟什么是模拟信号呢?我们自然界所能够看到的,听到的,闻到的都是模拟信号,比如一朵花的颜色、香味都是一种模拟信号。磁带大大缩小了电影的体积,使能够方便携带,但仍不能满足人们的需求,数字电子技术的发明,满足了人们的需求。

  什么是数字电子,什么是数字信号?大家先来看下面这行字码:1001011101011110011100100 。一般人看不出这是什么意思,这就是电路中的数字信号,大家也许想都想不到,那串数字正是本人的生日!对,本人的生日转换成数字信号就是那个样子!那么为什么要转换成数字信号呢?数字信好能够很好地让电路识别,并能够进行加密,我们先前用的大哥哥电话机就是模拟信号工作的,经常被人家盗打,而现在的手机则几乎没有听说被盗打就是这个原因,因为现在的手机采用了数字加密技术;另外,数字信号抗干扰能力强,我们的手机通话很清晰吧?嘿黑,也是数字信号的功劳哦。下面的话要有电子技术基础的人才看得懂,在二进制数字信号中,不是0就是1,0代表低电平,1代表高电平,电路就是这样来识别的。如果以上不理解在www.51hei.com的电子基础栏目中有详细的介绍,有了数字技术,影音压缩技术就产生了。首先有代表就是VCD(MP1),它采用第一层压缩技术,原理是这样的:我们周围的景物有两种形态,一种是动态的,就是状态不断变化的,如动物什么的;一种是静态的,即状态自始至终没有改变,如桌子什么的。在拍摄的时候,只拍摄动态部分,而静态部分只拍摄一次。举个例子,如拍摄一个人在舞台跳舞60秒,舞台是静态的,只拍摄一次,接下来就只拍摄人在跳舞,并且记录的是数字信号,这一切都是由电路自动完成的;在放映的时候,再将这两种情况合并,在我们的VCD机中,有一种东西叫动态储贮器,它先把舞台的景物读出来,并且每秒读一次,共60秒60次,再播放跳舞的人,再合并,再经过数字电路的处理转换成模拟信号,这样完整的图象就出现了。这样不用浪费太多的空间去在搞静态的东西上,大大缩小了体积。这样,一块20厘米厚2厘米左右的磁带录象带就缩小到一张直径12厘米厚度1毫米左右的数字光盘上。VCD的出现很快淘汰了磁带录象机,迅速风靡全球,很多家庭使用了VCD机。一张VCD碟大约能记录70分钟的图象和声音信号。

  随着人们的需求越来越大,VCD的存贮量慢慢不能满足人们的要求,于是出现了DVD(MP2),DVD在VCD的基础上不仅容量更大,而且清晰度更高。一部大型的连续剧往往只用两三张DVD碟就能搞定,市面上这样的碟片实际上是用VCD的格式刻到DVD片上的,所以清晰度跟VCD差不多,真正的DVD不仅画质清晰,并具有5.1家庭影院音响系统,能够使你身临其境!DVD的出现慢慢淘汰了VCD机,到现在为止,基本上淘汰了VCD。
MP3的出现是一种风暴,它的原理是在CD的基础上发展来的,我们人耳只能听到20到20KHz这样的频率范围,其他范围的声音频率我们是听不到的,既然听不到录进去还有什么意思?所以在进行录制的时候,把除了这个范围的的声音去掉,再进行数字压缩处理后就变成了体积小音质好的MP3音乐。说到压缩,究竟怎么压?我们知道,一种东西如果按照一定的比例来取样,仍然可以看到它是什么样子,取样越精,样子越清晰,反之就模糊,到最后看不清原来的样子,叫失真,就是失去了原来的面貌。还是看不懂?没关系,举个例子:圆圈,圆圈大家总知道了吧?如果把圆圈进行点与点的分割,分成一个一千多条边的多边形,再看,哈!还是跟一个圆形差不多,如果分成500边、100边、50边、10边....诶?越来越不像圆形了吧?这就是取样,把信号在一定的时间段进行取样,既某段时间对信号读一次得到一个电平1,其余为0,这样,数字信号就产生了。在某段时间取样的次数越多,信号就越真,图象或声音就越清晰,这就是为什么有些MP3音质很差的缘古,就是它的取样率太小了,不信你可以看某些转换软件上有一项选项就是在设置取样率的。所以,压缩实际上是对信号的取样,哎!这可能需要有点电子基础的人才看得懂,当取样率小到一定程度时,出来的图象或声音就很模糊,看不清是什么样子了,就好象那个圆圈!

  MP3虽然体积小,但只能记录音频信号,于是出现了MP4,人的智慧就是高!MP4能够记录音频和视频信号,并且体积比DVD要小很多,只是画质不能和它比,但是数码随身播放器的发明使这个缺点变为优点。这就是现在风靡全球的MP3,MP4随身播放器,它的出现,淘汰了流行多年的CD随身听。由于MP3MP4信号采用数字技术记录,它可以装到体积很小的闪存存贮器中(FLASH),再用专用解码芯片还原出图象和声音信号,设计者是韩国三星公司的员工:MOON先生。我真佩服他的想象力,GOOD!MP3播放器的出现,其体积小,外观漂亮,音质好的优点迅速得到广大消费者的青睐!许多厂家也看中了这样的商机,纷纷生产MP3播放器,想趁机大捞一把,我晕!到现在,由于生产的人太多了,倒闭的倒也不少!由于MP4播放器的屏幕要比电视机小得多,对于压缩比高的MP4信号,并不影响,仍然能清晰地再MP4播放器上看到电影节目。
压缩技术的迅速发展,出现各种各样的压缩信号名称,什么AVI、3GP、ASF、AMV等,令人眼花缭乱,刚开始一般的MP4播放器只能播放一种格式的电影,现在出现了MP5播放器,可以播放多种格式的电影,真是佩服设计者的能力啊!

  数字压缩技术的发展使各种产品多媒体化,许多产品可以做到互连,如只要有一个U盘,就可以把视音频信号通过计算机烤到U盘上,再到数字电视机上观看,到DVD机上观看,科技的力量真是大,把古老的电影技术发展到这样子,所以大家要学好科技文化知识,要不很快就变成什么都不懂的人!

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