第一节　线性编辑与非线性编辑的基本概念

众所周知，编辑是电视节目后期制作的核心。自从出现了磁带录像机，便有了基于磁带的线性编辑。目前，线性编辑已经在电视节目制作领域使用了近40年。20世纪90年代，随着计算机技术、多媒体技术，以及视频信号压缩编码技术的发展，出现了基于计算机平台的、以硬盘为存储介质的非线性编辑。本节重点介绍线性编辑和非线性编辑的基本构成和工作原理。

一、线性编辑系统

线性编辑系统是指只能按照一定顺序存取和处理素材的编辑系统，通常都是指磁带编辑系统。由于线性编辑系统以磁带作为存储介质，磁带不仅容量大，而且价格低廉，因而到目前为止，磁带编辑系统仍是各级电视制作部门后期制作的主要设备。

线性编辑系统的构成要件主要有磁带、编辑录像机和编辑控制器。磁带是储存视、音频及辅助信号的介质，主要有氧化物磁带和金属磁带二种。另外，不同格式的录像机所用磁带的规格亦不同，一般不能互换使用。编辑录像机是线性编辑系统中存取视、音频及辅助信号的主要设备，它与普通录像机是有区别的。一般来说，编辑录像机必须具备完善的伺服系统、旋转消磁头、音频组合磁头和场消隐切换功能，才可完成编辑任务。编辑控制器是线性编辑系统中对编辑录、放像机及其他设备进行集中控制的设备，通过编辑接口来实现控制功能。目前，通用的编辑接口为RS-422A 9芯接口，编辑控制器根据其控制功能的强弱可分为普通编辑控制器和具有时间码功能的A/B卷编辑控制器两种。

补充阅读:

由于线性编辑系统的构成要件中各要素的功能和属性不同，系统的档次和规模各异，因而其分类方法也是多种多样。若从编辑录像机的格式来分，则有同格式编辑系统和各格式混合编辑系统两种，在同格式编辑系统中，又有VHS编辑系统、S-VHS编辑系统、U型低带编辑系统、U型高带编辑系统、U型超高带编辑系统、8 mm编辑系统、Hi8编辑系统、Betacam编辑系统、Betacam SP编辑系统、MII编辑系统、数字Betacam编辑系统、Betacam SX编辑系统、Digital-S编辑系统、DVCAM编辑系统、DVCPRO编辑系统、DVCPRO 50编辑系统、MPEG IMX编辑系统、HDCAM编辑系统、DVCPRO HD编辑系统等。在各格式混合编辑系统中，由于其编辑录、放像机的格式不同，因而可以是同格式编辑系统中所介绍的任何两种相异格式组成的系统。若从系统的功能和规模来分，则有一对一编辑系统、二对一编辑系统、二对一A/B卷编辑系统、二对一A/B卷特技编辑系统，多对一编辑系统等。

典型的一对一磁带编辑系统如图3-1所示。

图3-1　一对一磁带编辑系统

二对一A/B卷特技编辑系统如图3-2所示。

图3-2　二对一A/B卷特技编辑系统

此外，配置磁带编辑系统时主要应考虑以下一些问题。

(1)磁带编辑系统中的录像机格式(至少放像机格式)应与前期摄录像设备中录像机的记录格式一致。

(2)编辑录、放像机的遥控接口应与编辑控制器的遥控接口一致，目前，一般均为标准的RS-422A 9芯接口。

(3)根据所用设备的档次和接口配置情况，应尽量采用高质量的视音频接口连接编辑录、放像机。

二、非线性编辑系统

非线性编辑系统是指能够随机存取和处理素材的编辑系统。通常是指以计算机为平台，以硬盘为存储介质的编辑系统。由于非线性编辑具有成本低，信号损耗小，素材存取方便，便于修改，集成化程度高等优点，近年来在各级广播电视制作部门获得了广泛的应用。

非线性编辑系统整合了传统美术、音乐、摄像、广告创意、动画制作等专业领域，数字视频技术革命使计算机完全替代传统的视频特技制作设备成为可能。一个基本的非线性编辑系统由视频工作站、动画工作站、监视器、录像机和扫描仪、打印机等附件组成。与传统的编辑设备相比，由于它采用了计算机数字处理技术，因此从功能、性能及工作效率等各个方面都有了相当大的变化，其主要特点如下。

(1)由于所有处理采用了数字处理技术，信号的多次处理及特技编辑不会造成图像质量的下降，视频的多次播放及录制的质量非常稳定，同时，设备的新旧也不会影响视频制作的质量。

(2)系统的操作使用十分简单，非线性编辑系统集成了音视频录入输出、特技制作、字幕叠加等功能。使用计算机可以完成以上所有操作，非常直观。

(3)系统的性能价格比高，制作效率高。由于采用计算机技术集合了视频处理及特技编辑，使系统与传统设备相比价格降低很多，同时，对视频常规设备如录像机等数量的要求也降到了最小。从制作来看，将原来的磁带操作改为计算机操作，编辑效率有很大提高，反复插入修改十分方便。

(4)特技功能十分丰富，实施多层画面的多层特技简便易行，动画与视频也可连接编辑，图形、文字的处理和叠加十分简单。

(5)接口标准化。可以充分发挥原有音视频设备的功能，可以连接不同厂家、不同型号的设备。不同型号之间的信息交换十分简单，多台系统可以联网使用，实现资源的共享和信息资料的交换。

(6)系统维护十分简单，故障率大大降低，维护费用低于传统的视频设备。

非线性编辑系统的构成要件主要有计算机平台、非线性编辑板卡和非线性编辑软件三部分。其中计算机是非线性编辑最基本的硬件平台。早期的非线性编辑大多采用MAC平台，随着微机技术的发展，目前非线性编辑的计算机平台已由早期的MAC平台转向采用应用更为广泛的PC机下的Windows操作系统。

非线性编辑板卡是非线性编辑系统的核心部件。它主要完成视、音频信号的实时采集、压缩、解压缩和回放等功能。有单通道和双通道之分:单通道板卡只能处理一层画面，二层以上画面的处理和特技功能全部由软件完成，因而不能满足对实时性和复杂画面的处理要求;双通道编辑板卡能够处理二层以上的画面，可以实时完成部分特技功能，因而其一推出，便在国内外各厂家生产的非线性编辑系统中获得了广泛的应用。其中，尤以加拿大Matriox公司的Digisuite双通道编辑板卡功能最强，使用最多。非线性编辑软件一般具有编辑、特技、动画、字幕等功能。

非线性编辑的硬件系统如图3-3所示。

(www.daowen.com)

图3-3　非线性编辑的硬件系统

补充阅读:

在非线性编辑的发展过程中，压缩格式始终是决定非线性编辑板卡压缩效率和编辑功能的主要因素。到目前为止，非线性编辑系统中采用过的压缩标准主要有小波变换、M-JPEG、DV和MPEG-2等。其中小波变换是一种高效的压缩编码方法，曾在早期的非线性编辑系统中采用过，近年来，有关小波变换的压缩方法仍处于研究和完善的过程中。M-JPEG是在静止图像压缩标准JPEG的基础上演变而来的，它把活动的视频图像当作连续的静止帧来处理，对每一个静止帧仅采用基于DCT的帧内压缩，因而特别适合帧精度的后期编辑，由于其具有良好的可编辑性，因而在非线性编辑中获得了广泛的应用，并一度成为非线性编辑的主要压缩格式。DV压缩格式最早应用于家用数字录像机、Sony公司的DVCAM格式录像机、松下公司的DVCPRO和DVCPRO 50等格式录像机中，也是采用基于DCT的帧内压缩方式，目前DV压缩方式已开始在非线性编辑系统中采用。MPEG-2是一种针对活动图像的压缩标准，它既采用了基于DCT的帧内压缩，也采用了基于运动补偿的帧间压缩，因而比其他几种压缩方式的压缩效率要高，最早采用MPEG-2压缩方式的是1996年Sony公司推出的Betacam SX盘带结合型录像机，该录像机中采用的是将MPEG-2推广到演播室制作领域而形成的4∶2∶2P@ML标准(采用I、B帧，GOP=2)，2000年Sony公司推出的MPEG.IMX录像机中亦采用了只有I帧的MPEG-2压缩方式。2000年以来，随着支持MPEG-2帧精度编解码芯片的推出，很快使其在Matriox和Pinnacle等公司生产的MPEG-2非线性编辑板卡中获得了应用，与此同时，采用MPEG-2压缩方式的非线性编辑系统开始推向市场。目前，支持DV、DV50、MPEG-2的不同GOP结构的多格式混合编辑系统正成为非线性编辑市场的主流。

(资料来源:刘晓玉.论线性、非线性以及混合编辑系统的特色.现代电视技术［J］，2006，(5).)

典型的纯非线性编辑系统如图3-4所示。

图3-4　典型的纯非线性编辑系统

讨论:

试比较线性编辑系统和非线性编辑系统的物理组成和工作原理的不同。

三、线性编辑和非线性编辑的优缺点

(一)线性编辑系统的优点

(1)可以很好地保护原始素材，能多次使用。

(2)不损伤磁带，能发挥磁带可以随意录、随意抹去的特点，降低制作成本。

(3)可以迅速而准确地找到最适当的编辑点，正式编辑前可预先检查，编辑后可立刻观看编辑效果，发现不妥可马上修改。

(二)线性编辑系统的局限性

(1)素材不可能做到随机存取。线性编辑系统是以磁带为记录载体，节目信号按时间线性排列，在寻找素材时录像机需要进行卷带搜索，只能在一维的时间轴上按照镜头的顺序一段一段地搜索，不能跳跃进行，因此素材的选择很费时间，影响了编辑效率。另外，大量的搜索操作对录像机的机械伺服系统和磁头的磨损也较大。

(2)模拟信号经多次复制，信号严重衰减，声画质量降低。节目制作中一个重要的问题就是母带的翻版磨损。传统的编辑方式的实质是复制，是将源素材复制到另一盘磁带上的过程。而模拟视频信号在复制时存在着衰减，当我们在进行编辑及多代复制时，特别是在一个复杂系统中进行时，信号在传输和编辑过程中容易受到外部干扰，造成信号的损失，使图像的劣化更为明显。

(3)线性的编辑难以对半成品完成随意的插入或删除等操作。因为线性编辑方式是以磁带的线性记录为基础的，一般只能按编辑顺序记录。虽然插入编辑方式允许替换已录磁带上的声音或图像，但是这种替换实际上只能是替掉旧的。它要求要替换的片断和磁带上被替换的片断时间一致，而不能进行增删，就是说，不能改变节目的长度，这样对节目的修改就非常不方便。

(4)所需设备较多，安装调试较为复杂。线性编辑系统连线复杂，有视频线、音频线、控制线、同步机，构成复杂，可靠性相对降低，经常出现不匹配的现象。另外，设备种类繁多，录像机(被用作录像机/放像机)、编辑控制器、特技发生器、时基校正器、字幕机和其他设备一起工作，由于这些设备各自起着特定的作用，各种设备性能参差不齐，指标各异，当它们连接在一起时，会对视频信号造成较大的衰减，同时，大量的设备同时使用，使操作人员众多，操作过程复杂。

(三)非线性编辑系统的优势

(1)素材为数字信号，保证了节目画面的高质量。非线性编辑的技术核心是将视频信号作为数字信号进行处理，全系统以计算机为核心，以数字技术为基础，使编辑制作进入了数字化时代。处理数字信号比处理模拟信号有许多优点，数字信号在存储、复制和传输过程中不易受干扰，不容易产生失真，存储的视音频信号能高质量地长期保存和多次重放，在多带复制性上效果更加明显，编辑多少版都不会引起图像质量下降，从而克服了传统模拟编辑系统的致命弱点。

(2)非线性的编辑能轻松地完成插入、修改及删除等编辑任务，真正实现了非线性的功能，可以做到随心所欲，为制作者提供了充分发挥创造性思维的空间。

(3)系统集成度高，集多种功能于一身。非线性编辑系统集传统的放像机、录像机、编辑控制器、特技发生器、时基校正器、调音台、字幕机等设备于一身，一套非线性编辑系统几乎涵盖了所有的电视后期制作设备，操作方便。硬件结构的简化，实际上就降低了整个系统的投资成本和运行成本。

(四)非线性编辑系统的缺点

(1)大容量高速存储硬盘价格贵，数字压缩比低时需更多的硬盘空间，压缩比高时图像质量又会下降。

(2)特技生成不实时，需预演或输出后才能看到实际的制作效果。

(3)前期摄像仍需用磁带，使非线性编辑设备仍未摆脱磁带录像机。

(4)机器性能不够稳定，经常会有死机现象，造成工作数据丢失。

这两种编辑方式在影视后期制作中存在优势与不足。多年来影视后期制作人员在实践中摸索总结出一套较为合理的制作工艺，将二者有效地结合起来，取长补短，使两种编辑方式的优势得以充分发挥和利用，制作出更多、更美的影视作品。

讨论:

目前，媒体单位尤其是电视台在实际使用过程中一般都将线性编辑和非线性编辑结合使用。