1DVD的分辨率究竟應(yīng)該為多少？

DVD現(xiàn)在已經(jīng)算是個普及的東西了，一般的碟友對于DVD的各種技術(shù)細節(jié)也都能說個七七八八，比如視頻采用MPEG-2編碼啦、最高碼率10.08M/s啦、最多容納8條音軌啦等等?？墒峭行┳罨镜臇|西卻沒多少人能說清楚，就比如說畫面分辨率吧。對于NTSC制DVD，很多人都知道其畫面分辨率是720*480像素，但如果你仔細想想，就會發(fā)現(xiàn)有點問題：720:480=3:2，既不是4:3也不是16:9，那我們看到的畫面怎么會是比例正確的4:3或16:9呢？

最容易想到的一個解釋大概是：這720*480是大家以訛傳訛吧？DVD的分辨率應(yīng)該是720*540（4:3）或者960*540（16:9）吧？用PowerDVD截下來的圖片可都是這樣的尺寸啊。

并非如此。720*480的確是DVD畫面的標準分辨率，這是毫無疑問的。PowerDVD的截圖不是這個大小是因為設(shè)置的關(guān)系。PowerDVD的截圖功能有兩個選擇：按照影片原始大小，或者按照播放窗口大小。一般來說我們播放DVD時，為了始終保持圖像比例正確，在PowerDVD里都會選中“保持畫面比例”，截圖的設(shè)置也是設(shè)為按照窗口大小。所以這樣截下來的就是播放的窗口尺寸而不是原始的畫面尺寸。要想得到原始畫面，我們應(yīng)該在截圖選項中選擇按照影片原始大小。這樣無論什么DVD，1.33:1的、2.35:1的、可變形的、不可變形的，截出來的就全都是720*480的圖像了。但是，仔細觀察這個720*480的畫面就會發(fā)現(xiàn)：它的比例是不正確的，也就是說，它在水平方向上是拉長的——什么？你截的圖正好相反，是水平壓縮的（圖1）？

那你肯定是截了一幅變形寬銀幕的畫面。為了簡單起見，我們這里只討論不可變形的4:3全屏畫面?，F(xiàn)在你看到畫面是水平拉長的了吧（圖2）？

2形成目前DVD分辨率的原因 一

因為原始畫面是水平拉長的，所以PowerDVD播放時要在垂直方向進行拉伸，這樣才能得到比例正確的畫面，也使得不可變形畫面按照播放窗口大小截出來是720*540像素（圖3）。

那么，為什么原始畫面要做成拉長的？做成比例正確的不是更方便嗎？電腦播放器可以方便地進行拉伸，DVD機和電視又是怎么實現(xiàn)拉伸的呢？其實，原始畫面做成“拉長”的，正是為了適應(yīng)視頻系統(tǒng)的要求，使其不用進行拉伸就可以得到比例正確的圖像。

為了說明這個問題，讓我們先從像素說起。大家都知道像素是組成圖像的基本單位。一般的概念里像素都是方方正正的，電腦顯示器上也的確是如此，每個像素都是一樣寬一樣高的。但是在視頻業(yè)界可不是這樣，我們經(jīng)常會遇到長方形的像素。其實在模擬電視上討論“像素”是不合適的，因為它的圖像是由掃描線構(gòu)成的，所謂的像素其實是掃描線上的取樣點。但為了方便討論，我們可以借用一下像素的概念。播放NTSC制DVD時，電視像素的高寬比是11/10，也就是每個像素都略顯瘦長（準確的說法應(yīng)該是水平方向上的取樣要比垂直方向上的取樣更密集一些）。

為什么會有瘦長的像素？這是由數(shù)字視頻技術(shù)標準決定的。 從視頻業(yè)界的角度來看，目前的數(shù)字視頻格式，包括DVD、DV、VCD、SVCD、數(shù)字電視等所有實際應(yīng)用的格式，都是為了通用性而設(shè)置的。二十世紀七十年代晚期數(shù)字視頻技術(shù)誕生的時候，已經(jīng)有了大量的模擬視頻設(shè)備和素材。如果下一代的數(shù)字設(shè)備和這些已有的設(shè)備全無關(guān)系而且要把老設(shè)備完全扔掉的話，那真是巨大的浪費。因此數(shù)字視頻技術(shù)標準從一開始就考慮到了和以前模擬設(shè)備的兼容性，以及對模擬素材的數(shù)字化。

3形成目前DVD分辨率的原因 二

當時的模擬電視制式主要有PAL、SECAM以及NTSC，為了統(tǒng)一標準以及降低設(shè)備成本，人們需要制定一個統(tǒng)一的取樣率標準對各種制式進行數(shù)字化。這個取樣率被定為13.5 MHz。我們知道對于NTSC制式，可以認為是相當于每秒鐘掃描29.97幀圖像，每幅圖像由525條掃描線組成。這樣每條掃描線的時長就是1/(29.97*525)=63.5微秒。但是這63.5微秒并不能全部用來搭載圖像信息，因為要有大約10微秒用于回掃和同步信號，實際可以搭載圖像信息的時長只有約53.3微秒。對于13.5 MHz的取樣率，這53.3微秒的取樣數(shù)是多少呢？53.3*13.5約等于720，每條掃描線有720個取樣，這就是水平分辨率720像素的由來（圖4）。

那么垂直方向上是如何取樣的呢？很簡單，就是按照有效掃描線的數(shù)量來取樣。NTSC制式雖然總共有525條掃描線，但用于顯示圖像的有效掃描線只有486條（其它的也是用于回掃和同步），所以垂直方向上應(yīng)該就是486個取樣。不過486這個數(shù)字不零不整，而MPEG-2對畫面是按16*16像素的宏塊來處理的，如果取樣數(shù)能被16整除會很方便。因此在垂直方向上裁掉6個像素而只保留480個像素，這就得到了NTSC制式720*480的畫面分辨率。

可是，前面說了NTSC制式的像素高寬比是11/10，720/1.1/480也并不等于4/3，還差了3%左右啊。的確是這樣。首先，垂直方向上為了處理方便而截掉了6個像素，其次，在水平方向上，前面說過每條掃描線的時長為53.3微秒，可是這里面還有一些時間消耗在了信號的上升和消隱上，真正的有效時長是52又2/3微秒，所以每條掃描線的實際有效像素只有52又2/3*13.5 MHz=711個。剩下的9個像素可以用來搭載圖像信息，不過在CRT電視上它們一般都放不出來。所以，假如有一部“理想電視”能把所有該有的掃描線都放出來（一般家用電視做不到這一點），它所顯示的畫面就是711*486像素。但因為技術(shù)規(guī)范規(guī)定了垂直方向只能有480個像素，所以為了保持比例正確，水平方向也只能用上704個像素（704/1.1/480=4:3）。也就是說，在技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的720*480的畫面中，應(yīng)該只用中間這704*480的一塊來顯示畫面，左右各8個像素用黑色補足（圖5）。

4復雜了吧，這里簡單說明一下解決方法 一

聽起來很復雜吧？不妨這樣想一下，現(xiàn)在有一幅640*480的標準4:3畫面（圖6）。

要怎樣處理它才能在電視上得到最佳的圖像呢？由于水平方向上需要720個像素，所以我們要把640變成720。這有幾種方法，第一種方法是用黑色在左右兩邊各補上40個像素。這樣得到的圖像在電腦上直接觀看左右兩邊都有黑邊，但中間的圖像部分比例正常（圖7-1）。

而在我們上面所說的“理想電視”上一放，毛病就大了：由于像素是“瘦長”的，我們看到的圖像不但左右有黑邊，而且中間的圖像也是水平壓縮的（圖7-2）。

第二種方法，我們把640*480的畫面進行重取樣，水平拉伸到720*480。這樣得到的畫面在電腦上直接觀看是水平拉長的（圖8-1）。

5復雜了吧，這里簡單說明一下解決方法 二

在“理想電視”上播放的時候，最邊上的9個像素是看不到的，屏幕上水平方向只有中間的711個像素，垂直方向上則有全部480個像素。我們可以看到屏幕上下都有窄窄的黑邊，高度為3個像素（圖8-2）。

這樣的畫面是有點問題的，因為畫面的部分內(nèi)容被裁掉了，而且有效畫面的比例也不完全正確，水平方向上拉長了一點點（大約1%）。雖然這種程度的拉長人眼其實看不出來，但畢竟不夠完美。

第三種方法，我們也是把640*480的畫面進行重取樣，但只拉伸到704*480，然后在左右兩邊各添上8個像素寬度的黑邊，形成720*480的畫面。這個畫面在電腦上直接觀看也是水平拉長的，而且兩邊有垂直的黑邊（圖9-1）。

這樣在“理想電視”上放出來畫面四周都有窄窄的黑邊。但中間的畫面卻是內(nèi)容完整而且比例正確的（圖9-2）。

這才是最好的處理方式。

6第三種處理方式最理想的原因

有人可能會說，第三種方法其實也不夠完美啊，電視屏幕并沒有被完全利用，四周都有黑邊。當然，這肯定是不夠完美，但這已經(jīng)是我們能夠得到的最好結(jié)果了。首先，四周都有黑邊是由于NTSC制式所限，為了保證電視畫面的比例就只能這樣。而且，在家用電視上其實是看不到這些黑邊的，這是因為有過掃描的存在。

過掃描是指電視在顯示畫面時，會把圖像的寬度和高度都掃描得大一點，使其四周處于屏幕以外，從而防止在屏幕上四周出現(xiàn)黑邊或者變形、模糊等顯示瑕疵。適當?shù)倪^掃描是必要的，因為CRT顯示器的原理決定了圖像邊緣的質(zhì)量肯定不如中心。但如果過掃描過多，有時就會看到部分字幕、臺標被切掉。一般來說，家用電視每邊的過掃描控制在5%左右是比較合適的。在這樣的電視上看我們用第三種方法制作的畫面，高寬各被裁切了10%，但圖像比例正確（前提是電視的過掃描是成比例的）而且沒有黑邊（圖10）。

對比前面的圖我們可以看到，過掃描裁掉的圖像范圍還是相當大的。大多數(shù)人恐怕根本沒想到自己在電視上看到的DVD畫面會缺了這么多，但如果用Avia或Digital Video Essentials之類的測試碟看一看就很清楚了。

那么，為什么大多數(shù)DVD都不按第三種方法來制作呢？首先，有些制作人員可能根本就不知道這些東西。其次，很多制作人員也根本不在乎這些微的差別，因為反正最后都要被電視過掃描裁掉不少畫面，而且比例稍稍差一點誰也看不出來，更不用說電視本身的顯示比例也可能不準。其實，很多制作者對DVD畫面的處理是相當隨意的，不該有的黑邊經(jīng)常出現(xiàn)。就以港產(chǎn)精品《少林足球》來說，很多畫面上都有黑邊，而且不同的鏡頭黑邊的位置和寬度還不一樣。比如圖11，注意看左邊和上邊的黑邊。但這些還不是最重要的原因。最重要的原因是為了適應(yīng)電腦的播放。

7對于電腦上的DVD播放哪種技術(shù)才完美？

我們上面所說的“完美”方法是指對于電視而言?，F(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，用電腦播放DVD并用LCD、等離子或者投影來顯示畫面已經(jīng)成為潮流。這種播放方式克服了CRT電視的種種固有缺陷，可以很容易地實現(xiàn)完美的畫面。在這種播放方式下，第三種方式的畫面不再完美。因為電腦播放時只是簡單地將720*480的畫面垂直拉伸到720*540，所以第三種方式現(xiàn)在不但左右都有黑邊，有效畫面的比例也不對了，水平方向上略有壓縮（圖12）。

現(xiàn)在第二種方式制作的畫面才是真正的完美，因為它不但比例正確，內(nèi)容完整，而且充分利用了整個屏幕（見前圖3）。

電視和電腦播放DVD的原理存在著巨大的差別。在當前的格式下無法讓電視和電腦都放出完美的圖像來，所以只能在兩者之間進行取舍?，F(xiàn)在的模擬電視有著諸多的先天缺陷，即使是理論上也很難得到完美圖像，而電腦系統(tǒng)則可以。所以優(yōu)先滿足電腦系統(tǒng)的要求是大勢所趨。這么看來，HTPC大有其可行之道。而電視用戶也不必心理不平衡：反正你看到的圖像本來也被裁掉了不少。要想追求完美還是趕快向電腦系統(tǒng)靠攏吧。

上面說的是NTSC制式，PAL制的情況則剛好反過來，它的像素是“矮胖”的，高寬比為54/59。PAL制的畫面是怎樣的情況，大家可以自己研究一下。