作用及原理
圖6-14所示為數字特技系統對視頻信號進行處理的方框圖.這部分作用及工作原理如下:
解碼器和A/D轉換器的作用是將PAL制彩色全電視信號經模擬機解碼器得到Y,R-Y,B-Y分量信號,然後分別進行A/D變換,將模擬信號轉換為數位訊號.
幀存儲器的作用是存儲數字視頻信號,因為數字特技是進行實時圖象處理的,不能在同一個存儲單元同時寫入有讀出,因此幀存儲器至少需要兩個場存儲器,一個用與寫入新數據,一個用與讀出.
D/A轉換器和編碼器的作用是將數位訊號轉換出模擬信號,然後由編碼器將Y,R-Y,B-Y三個分量再組合成全電視信號.
存儲器控制圖像參數的存儲,通過改變圖像參數寫入或改變從存儲器中讀出的地址,是圖像在返面上的位置有所改變.
幀存儲器的結構是將數字畫面存儲器看作是由許多小存儲單元規律排列組成,每個小存儲單元表示一個像素存儲器.每個水平行代表電視的一行,垂直矩陣代表電視的一場或一幀的全部像素.如圖6-15所示.
電視信號數位化後,若按分量編碼4:2:2標準,取樣頻率為13.5MHZ,每一行將有700多個採樣點(4FX=17.7MHZ)採樣點超過900.因此,存儲器模式應為一場最少有288行,每行有900個以上的存儲單元.圖象最左上角的採樣點為坐標原點,是一個基點,以它為準,每個像素用八位二進制數表示,則實際每場的存儲單元數將八倍於上述數字,大約為2Mbit.
主要效果
實際使用中的數字特技系統通常能提供幾百種特技效果,每種特技的形成方法也不盡相同.下面對一般數字特技系統的主要特技效果和形成方法作簡單介紹.
壓縮和放大
類似於攝像機使用變焦鏡頭的特技效果,圖象可以在原有尺寸基礎上連續和放大.除了按比例縮放以外,還能單獨在行,場方向進行縮放,使圖象看上好象是被壓扁或拉長了.這類特技稱為圖象尺寸控制特技,如圖6-16所示.
圖象壓縮的原理很簡單,就是採用採樣點抽刪的方法.例如要進行1/4畫面壓縮,就在寫入幀存儲之前,把行方向和場方向的採樣點是均勻的刪去一半,如圖6-17所示.
如果圖象放大,則存在數據不足的問題,這時可以用相鄰的採樣點進行合成,這個過程稱為內插.
移位,鏡像,反轉和裂像
圖象移位,鏡像,反轉和裂像等特技效果的特點是圖象沒有大小尺寸的變化.這類特技可以通過修改幀存儲器的寫地址或改變幀存儲器讀地址兩種方法產生,因此稱為位置特技.
(1.).移位特技:可將整個畫面移進或移出螢幕,前一幅圖象移去後顯現出後一幅圖象以實現畫面過渡.這和劃像特技不同,劃像移動的是兩幅畫面的分界線,並未整幅畫面的移動.而在數字特技系統中,通過改變寫地址發生器的起始地址,就可以將原畫移動到所需要的位置上,如圖6-18所示.
(2).鏡像效果:將原輸入圖象一正一反的同時顯現在螢幕上,如(b).將輸入圖象未經壓縮地寫入幀存儲器,在讀出時改變幀存儲器的讀出地址即可達到這種效果,即一場分兩次讀出,在第二次讀出時使水平地址反序讀出,就可以在螢幕上得到兩幅互為鏡像的圖象.
(3).反轉效果:將原因圖象反過來顯現,如(C).其原理是:將原圖象無壓縮地寫入幀存儲器中,然後反序讀出,就可得到反轉效果.若水平地址反序讀出,則圖象水平反轉;若垂直反序讀出,則圖象上下反轉.圖象反轉與壓縮相結合還能獲得翻滾效果.
(4).裂像效果:是將圖象從中間分成幾塊,分別向幾個方向推出,如(d).突現方法是:先無壓縮地向幀存儲器寫入遠圖象,讀出時在水平(垂直)地址的某個值處跳過若干地址再讀出,就可以獲得裂像效果.
油畫,負像和散焦
等效果
採用某種方法直接改變圖象的數據流,就可以取得油畫,負像和散焦等效果,這類特技稱為數據控制特技.
(1).油畫:把輸入圖象變成若干種顏色大面積塗畫而成的畫面,視覺上類似於油畫的感覺.這種效果可以通過減少採樣點數來取得.
(2).負像:使輸入圖象的亮暗部分相反顯現,就像黑白底片一樣.這種效果採用數據斜像的方法取得.如圖.
(3).散焦效果:給人以朦朧的感覺,採用一個低適濾波器濾樣圖象大部分細節圖象就變得模糊.
馬賽克效果
使輸入圖象變成如由一塊塊小色磚鑲嵌出來的畫面.其原理是:在向幀存儲器寫入數據時,控制水平方向的數據在一段時間內不變,在垂直方向上則把同一行信號連續寫幾行,這樣就回在一個方形區域內形成亮度和色彩都相同的畫面,即馬賽克效果.如圖6-19.
凍結效果
輸入圖象在螢幕上顯現為靜止畫面,稱為凍結效果.在圖象寫入存儲器之後,使寫入過程暫停,並反覆讀取存儲器最後存儲的兩場數據,就可得到靜止的畫面.
鏇轉和翻頁效果
鏇轉和翻頁都屬於三維特技.在三維特技中,反映圖象深度的Z軸參與了變換,使圖象變換時具有縱深感.經三維特技處理後,圖象有的地方縮小,有的地方放大,無法用恆定參數來描述其整體的水平和垂直壓縮率.因此,在進行三維特技處理時,幀存儲器的讀寫地址運算要複雜的多,還有複雜的內插運算數.
三維特技有圖形的線性變換和非線性變換兩種.線性變換是指圖象在指教坐標系中變換,如圖6-20(a)所示的鏇轉效果就屬於這一種.非線性變換指圖象從指教坐標系向柱面或球面坐標系變換,如圖(b)的翻頁效果就屬於這種.
鏡面多重反射和色鍵跟蹤效果
數字特技裝置和視頻切換系統中的混合效果(M/E)放大器,攝像機和其他特技設備結合使用,可產生新的特技效果,鏡面反射和色鍵跟蹤就是其中的兩種.
鏡面多重反射:方法如圖6—21所示.把輸入圖象信號送入M/E器放大,將其輸出返送到數字特技裝置.數字特技裝置又受鍵控信號的控制,使數字裝置送到M/E器放大去混合的圖象是受鍵控縮小的圖象.經多次重複,就得到鏡面多重反射效果.
色鍵跟蹤:如圖6—22,在色鍵技術中,當前景圖象用攝像機提供時,如果攝像機鏡頭變焦,則拍攝的圖象尺寸改變.如果背景信號由錄像機提供,則拍攝的圖象尺寸不能隨之變化,合成的畫面就失去真實感.如果把色鍵信號發生比形成的色鍵信號同時送給數字特技機和M/E放大器,則在前景變焦時,背景也會隨之"變焦",從而獲得背景對前景的自動跟蹤.
