使用模擬信號介質發行的電影也有幀率的概念嗎?

都說電影1秒24幀,那電影的VHS帶播放出來也是1秒24幀嗎?如果是的話,如何理解非離散信號的「幀率」?如果不是的話,那是不是說明數字存儲介質流行以前的電影不存在「幀率」這一概念?

舉個栗子:

用24fps拍了10秒的電影,那底片一共240張照片,電影院放映的時候一倍速,那麼就是也放10秒,那麼幀率也等於24fps。然後你買了這電影的VHS拿回家擼,求你電視屏幕上放映的fps?


有幀率啊,PAL幀率25幀,50hz場頻(模擬信號每一幀拆成奇數場和偶數場分別傳輸和刷新),NTSC幀率29.97幀,59.94hz場頻。

場就是被分割了一半的幀,把一幀圖像中所有的奇數行都抽出來就成了奇數場,所有的偶數行抽出來就成了偶數場。這就是隔行掃描的基本原理。

PAL制式播放電影通常是直接把電影加快4%,連視頻帶音頻一起加快,當作25fps播放。雖然一些其他答案說到有每24場重複1場的方法,但是實際操作中我沒有見過如此處理的錄像帶或者電視廣播。應該是屬於比較少數的情況。

NTSC稍微麻煩點,先把電影放慢1.001倍,變成23.976幀,然後把這些幀全部拆成場,(A是奇數場,B是偶數場)按照1A 1B 2A 2B 2A 3B 3A 4B 4A 4B的順序重新排列並播放。這樣可以保證23.976幀最大程度的平均分布在29.97幀之中,並保證每一幀的空間位置一致,利用了隔行掃描的原理達到最好的觀感。

這個過程叫Telecine(電影電視轉換)。

多說一點。

模擬介質是不存在「橫向解析度」的概念的。每一行的信號是一個連續量,並不是離散量。你可以根據一個介質能夠傳遞的最高信號頻率來確定它「大致等於多少多少解析度」(具體數字來說,NTSC大致有333像素的亮度信號和40像素的色度信號、PAL大致有335像素的亮度信號和40像素的色度信號),就像模擬音頻雖然沒有採樣頻率、但是卻有明確的頻率響應範圍(解析度就相當於圖像的採樣頻率)。

但是模擬信號是有明確的縱向解析度的,因為每一行是有明確的行同步脈衝信號來分割的。NTSC每一幀有著525行信號,實際有用的信號有480行,又被進一步分割成了奇數場和偶數場,每場有240行信號。PAL則是625行每幀/576行有效圖像/每場288行。

而且幀率也是明確的離散量。就如文章最初所說的,PAL是25幀/50場,NTSC是29.97幀/59.94場。很多人把NTSC的幀率簡化成了30幀/60場、實際上這是這是不對的。實際數字是30幀/60場除以1.001(這個原因要說就又有點複雜了,涉及到當初美國的彩色電視信號制式問題,可以再開一個答案了……)。


當然都有了,電影1秒24幀,意思就是1秒24格膠片。

在電視上放映又分兩種情況:

在中國等電視刷新率為25Hz(50Hz隔行)的國家,就直接按25Hz播放了。這樣實際上放得比原片稍快一點,100分鐘的電影在中國電視上96分鐘就放完了。不過這點差異一般人也感覺不到。後來也有把24幀中的一幀放兩遍的,這樣速度就一致了。

在美國等電視刷新率為30Hz(60Hz隔行)的國家,得稍微麻煩一些,這一幀掃兩次,下一幀掃三次,這樣就把24Hz變成30Hz了。

以上只是簡單的描述,實際情況還要複雜得多。


我個人覺得LZ想問的可能是:模擬信號是否(如果是,如何?)區分每幀,而不是問如何把物理上24幀的電影轉換成模擬信號的25幀/29.97幀。

首先第一個問題,模擬這裡只是指每單位(在這裡是線)的信號是模擬/連續的,但是場與場之間、線與線自然仍然是離散的——說到底,你的電影膠片從這個角度出發也是離散的嘛。不過另一個問題隨之而來,如何區分每一幀呢?

答案其實挺簡單:在信號中間加同步脈衝。

模擬視頻信號是以掃描線傳輸的,每隔一個掃描線會加一個短脈衝來表示該線的完結;每完成一個場(即整個畫面,但如果是隔行其實只有半幀的內容),則會加一個長脈衝。

圖片來自Wikipedia,自由的百科全書 地址:File:Video-line.svg

這張圖片就展示了每一掃描線的信號的樣子。圖中可以看到兩個短的同步脈衝。

當信號傳輸到顯示器,顯示器內部的同步分離器會分離出這些同步信號,然後傳到時基電路來控制振蕩器來控制你顯示器中的電子槍。當然,振蕩器本身的自發振蕩頻率已經調整到和視頻相接近,同步信號的存在是保證在長時間運轉後依然能保持一致。具體的實現方式是,每當讀取到同步信號(哪怕一行還沒掃完),強制重置振蕩器。

另外,早期的模擬信號(如黑白電視年代)的同步機制比較簡陋,當時的電視甚至有旋鈕讓用戶手動調整同步。

順便一提,幀率/場率和交流電頻率相一致也是當年時基電路比較簡陋的產物,從70、80年代往後的模擬電視都不會再依賴市電的頻率來保證同步。


1 電影就是24格膠片一秒

2 事實上模擬電視的幀率NTSC的30和PAL的25描述的是每秒掃描場數/2,隔行掃描中每次掃描一個場,兩個場混合後成為一幀圖像,60場和50場分別除2就是30和25。那麼為什麼是30和25?因為當地供電頻率就是60hz和50hz,模擬電視時代你傳輸信號也沒別的頻率可用。。

3 30hz那個事實上是把每8場中的2場複製了一遍,然後把這10場按另一種順序打亂傳輸。

4 你拿VHS回去放其實要看你的錄像帶制式和你的錄像機制式。。。你拿30fps的VHS回去在國產電視上放並不會變成25幀,但是反正不會是24幀。。


模擬與連續是針對單幀的,每幀之間仍然是離散的。


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