DVD Video因为源于八大影业的推动,所以其表现出来的性能都在为电影服务。它采用了MPEG2标准(ISO/IEC13818)来压缩画面,这个标准有如下两个显著的参数:
画面分辨率为720×480,码率达到1M至10Mbps。
MPEG2比VCD的MPEG1的320×240分辨率提高了四倍多,数据量当然也增大了很多,加之音效质量也有所提高,达到了24bit/96kHz的标准,并支持外挂的字幕和声道,以及多角度欣赏等数码控制功能,因此在单位时间内播出的数据流量大增。原来的VCD数据流量只有150Kbytes/s,大约是1.15Mbps,现在的DVD则最高峰值达到了10Mbps。[ 之所以说峰值,并给出1至10mbps的范围,是因为MPEG2是动态压缩的,它可以依据不同的画面变化采用不同的压缩率。它的压缩总原则是,尽量用小压缩率来保证平稳的或者安静的画面质量,在动态画面或者画面变化剧烈时采用大的压缩率。这样会使运动画面的质量下降,但在每秒30帧的动态画面下,人眼是有一定的错觉的,顾不及太多的细节损失。
一部电影下来,画面变化是很频繁的,刚才还花前月下,这会儿可能已拳脚相加,所以压缩率也一直在变化。为了跟踪这种变化,引入了码率(Bit Rate)的概念(更准确的译法应该叫“码速”,但中国学理工的人一般来说中文都很蠢,现在我们只能叫“码率”了),即每秒播放出来的二进制数,是以bps(bits per second)为单位的。电影的播放时间是固定的,所以每秒通过的数据流越大,也就是这一时间段码率越大,间接说明其对原始影片的压缩率越小,从而达到更接近原始清晰度的效果。
早期的MPEG曾用过固定码率算法(CBR),后来在MPEG2中采用了动态码率(VBR),所以MPEG2实际压缩率比MPEG1还要高,因为画面大了数倍所以显得更加清晰些。SONY还曾推出过超大码率(Super Bit),被称为超比特压缩,因介质容量问题,没能广泛采用。
现在在数码影像界流行的M-JPEG,可以看作是将无数的JPEG画面每秒30帧地播放而形成的连贯视频,用这个思路也有助于我们了解MPEG2的动态压缩过程。[ 我们知道JPEG是静态图像压缩标准,如果用PHTOSHOP存贮一张JPEG图片,当压缩率设得很大时,失真率随之增大,画面会模糊不清,但文件占用空间会很小,选到最小压缩率也就是最好画质时,画面几乎没有失真,但二者存出的文件体积有可能相差10倍以上。我们可以想象一部90分钟长的电影(每秒30幅图像),是由90×60×30=24300幅图像组成的。如果有剧烈的运动,那么相邻画面便会产生明显的变化,这时我们可以采用较大的压缩率,使这一段视频所占空间变小,对于相对静止些的画面,我们采用最小压缩、最好画质,这样便成功骗过了我们的眼睛,到静止画面时捕捉到的细节,会告诉大脑画面刚才也是这么清晰。这就是为什么MPEG2的码率可以从1M到10M之间变化。这实在是一种既不损失播放质量,又能适当减小体积的好方法,但它只适用于动态画面。如果静态画面的码率不够大,失真就会严重,因此从侧面了解一部电影的清晰度,平均码率是一个很好的参考。
除了动态画面影响压缩率外,画面构图的复杂程度比如色彩数目与物体大小等同样影响压缩结果,蓝天草地的画面会比舞会场面要节省空间得多,这与JPEG是一致的。如果物体众多,颜色复杂,为了保持效果,MPEG2会自动减小压缩率,所以色彩简单的动画片的体积一定比普通电影要小,或者说同样在体积不足时动画片会更清楚。因此画面的复杂程度也是一个参考因素,这在后面DVD盘收藏时我们会详细讨论。
小结一下,决定一部DVD电影是否清晰的关键,一是被压缩前片源的清晰程度,二是MPEG2在压缩时采用了多大的平均码率,虽然MPEG2在压缩时都是自动进行,但压缩前可以人为进行一些压缩码率的宏观设定。当然,我们希望最大的码率10Mbps能贯穿始终,那样画质会是最清晰无比的。一张D5可以放五十分钟左右这样纯净的画面,但它是不包括声音数据的,更不用说片头和花絮了,所以D5的码率一般在5M左右就算不错了。