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dvd是如何工作的

作者:盖尔·阿勒曼

DVD视频

尽管它的存储容量巨大,但一部完整长度电影的未压缩视频数据永远也装不进一张DVD。为了把电影放进DVD,你需要视频压缩.一个被称为移动图像专家组(MPEG)的组织建立了移动图像压缩的标准。

当电影被放入dvd时,它们被编码成MPEG-2格式,然后存储在光盘上。这种压缩格式是被广泛接受的国际标准。您的DVD播放器包含一个MPEG-2解码器,它可以解压缩数据,就像您可以观看它一样快。

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MPEG-2格式和数据大小缩减

电影通常以每秒24帧的速度拍摄。这意味着每秒钟有24张完整的图像显示在电影屏幕上。美国和日本的电视使用一种名为NTSC的格式,每秒总共显示30帧;但它是在一个由60个字段组成的序列中完成的,每个字段包含图像的交替线。其他国家使用PAL格式,它每秒显示50个字段,但分辨率更高视频格式的工作原理有关这些格式的详细信息)。由于帧速率和分辨率的不同,一个MPEG电影需要为NTSC或PAL系统进行格式化。

创建压缩电影文件的MPEG编码器分析每一帧并决定如何编码它。压缩使用一些与静态图像压缩相同的技术来消除冗余或无关的数据。它还使用来自其他帧的信息来减少文件的整体大小。每一帧都可以用以下三种方式编码:

  • 作为一个intraframe-帧内包含该帧的完整图像数据。这种编码方法提供的压缩最小。
  • 作为一个预测帧——一个预测帧包含足够的信息来告诉DVD播放机如何基于最近显示的帧内或预测帧来显示帧。这意味着帧只包含与图片与前一帧的变化有关的数据。
  • 作为一个双向帧——为了显示这种类型的帧,玩家必须拥有来自周围帧内或预测帧的信息。它使用来自最近的周围帧的数据,使用插值(类似于平均)来计算每个像素的位置和颜色。

根据被转换场景的类型,编码器将决定使用哪种类型的帧。如果要转换新闻广播,可以使用更多的预测帧,因为从一帧到下一帧的大部分场景都没有改变。另一方面,如果要转换一个非常快的动作场景,即从一帧到下一帧的内容变化非常快,那么就必须对更多帧内内容进行编码。新闻广播将压缩到比动作序列小得多的规模。

如果所有这些听起来都很复杂,那么你就会开始感受到你的DVD播放器要解码一部MPEG-2电影需要做多少工作。需要大量的处理能力;甚至一些有DVD播放机的电脑也跟不上播放DVD电影所需的处理速度。

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