如何制作VCD光盤(pán)
由于 VCD光盤(pán)可在一般環(huán)境下長(cháng)期保存，而且其圖像質(zhì)量不會(huì )因多次使用而有所下降，因此廣大用戶(hù)希望將自己拍攝的家庭錄像、婚紗攝影、畢業(yè)紀念冊和影集等個(gè)人音像資料以VCD格式保存在CD-R光盤(pán)上，以便將來(lái)隨時(shí)能夠欣賞和回憶過(guò)去那一幕幕令人難忘的時(shí)刻。本文將對VCD光盤(pán)的制作原理和過(guò)程作一簡(jiǎn)要介紹。
一、VCD制作系統
VCD制作系統是在一臺通用PC機的基礎上，再增加MPEG壓縮卡、CD-R/RW刻錄機以及相應的驅動(dòng)程序、編輯和刻錄軟件而構成的。MPEG壓縮卡首先對錄像機輸出的模擬音頻/視頻信號進(jìn)行數字化，然后按MPEG-1標準規定的壓縮算法將這些信號壓縮編碼為.MPG格式的文件儲存在硬盤(pán)上?？啼涇浖?MPG文件轉換為VCD數據格式后，再通過(guò)CD-R/RW刻錄機將該文件的音頻/視頻數據刻錄到CD-R光盤(pán)上。使用CD-R光盤(pán)制成的VCD盤(pán)既可在普通VCD影碟機或CD-ROM驅動(dòng)器上播放，也可送到CD光盤(pán)生產(chǎn)廠(chǎng)制成母盤(pán)后進(jìn)行大批量模壓復制。
數字化后的視頻圖像數據量大得驚人，如果不對原始視頻圖像數據進(jìn)行壓縮，則在普通的VCD光盤(pán)上只能存儲20秒鐘中等分辨率（640×480）的彩色視頻圖像。Philips和JVC公司在制定VCD標準時(shí)采用了MPEG-1數字圖像壓縮編碼國際標準(ISO/IEC11172)，從而可將74分鐘的彩色運動(dòng)視頻圖像及其立體聲伴音記錄在一張CD光盤(pán)上。無(wú)論是專(zhuān)業(yè)還是個(gè)人用MPEG壓縮卡，均采用MPEG-1壓縮標準對視頻信號進(jìn)行壓縮。
VCD制作系統中，MPEG壓縮卡是一個(gè)關(guān)鍵性的核心部件，其成本在整個(gè)VCD制作系統中所占的比重也最大。目前國內市場(chǎng)上MPEG壓縮卡的種類(lèi)較多，性能差異也很大，選擇MPEG壓縮卡時(shí)應主要從壓縮卡的圖像質(zhì)量、壓縮芯片的類(lèi)型、操作界面是否友好、是否提供全套的采集、編輯和刻錄軟件等方面予以考慮。
目前在國內市場(chǎng)上主要有兩類(lèi)MPEG壓縮卡。一類(lèi)是采用美國DEC公司21230編解碼芯片的RT5、Apollo、Snazzi、VideoKing、銀河天影和音影大師等，另一類(lèi)是采用美國C-Cube公司CLM4110編解碼芯片的Broadway卡。使用21230芯片的MPEG壓縮卡還可支持H.323和H.324兩種視頻會(huì )議標準，如果用戶(hù)在PC機中安裝Modem，就可構成視頻會(huì )議或可視電話(huà)系統。
在各種MPEG壓縮卡中，Snazzi壓縮卡的性能價(jià)格比較高。由于它采用了高性能的梳狀濾波器和A/D變換器，不僅可使復合視頻信號中的亮度信號和色度信號分離得比較干凈徹底，而且大大降低了A/D變換器的量化噪聲，使壓縮圖像的主觀(guān)清晰度顯得較高。
在保持Snazzi壓縮卡特色的基礎上，美國Dazzle多媒體公司還推出了采用USB接口的外置式Snazzi壓縮盒，也稱(chēng)作Digital Video Creator（數字視頻創(chuàng )作器）。它能以較低的成本給各種臺式PC機或筆記本電腦增加數字視頻和音頻的采集、錄像、編輯、管理、保存、播放和網(wǎng)絡(luò )傳遞等功能，可用于CD、VCD、CD-ROM、電子相冊、多媒體素材庫、視頻E-Mail、Web網(wǎng)頁(yè)和各種多媒體節目的制作，也可用于各種視頻節目的編輯和光盤(pán)存儲。
Snazzi壓縮卡的操作界面設計得如同掌中寶游戲機的面板一樣，各種功能鍵非常直觀(guān)，易于操作，用戶(hù)可像玩游戲機一樣方便地進(jìn)行系統設置、圖像采集、MPEG壓縮及解壓播放。而其他各種MPEG壓縮卡均采用Windows風(fēng)格的操作界面，常常讓沒(méi)有接觸過(guò)計算機的用戶(hù)望而生畏。此外，Snazzi壓縮卡還提供制作VCD所需的全套正版軟件，如專(zhuān)業(yè)非線(xiàn)性視頻編輯軟件Media Studio、照片編輯軟件Adobe Photo Deluxe和光盤(pán)刻錄軟件WinOnCD等。 由于VCD制作系統要對數據傳輸速率很高的數字視頻信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，因此對計算機的速度和硬盤(pán)容量都有很高的要求。另一方面，VCD制作系統對計算機主板、硬盤(pán)、聲卡、顯示卡和CD-ROM的兼容性要求也較高，如果選擇不當，則往往會(huì )出現一些意想不到的不兼容問(wèn)題。
二、VCD光盤(pán)制作過(guò)程
VCD光盤(pán)制作過(guò)程可分為MPEG壓縮、特技編輯和CD-R刻錄三個(gè)步驟。VCD制作系統首先將錄像機輸出的模擬音頻/視頻信號數字化，并將其壓縮編碼為.MPG格式的文件儲存在硬盤(pán)上。如果需要對節目進(jìn)行特技處理或疊加字幕，則還要利用Media Studio視頻編輯軟件對.MPG文件進(jìn)行編輯。一但編輯完成后，就可使用WinOnCD刻錄軟件將所選定的.MPG文件通過(guò)CD-R刻錄機按VCD格式刻錄在CD-R光盤(pán)上。
1、圖像采集和MPEG壓縮
開(kāi)啟VCD制作系統，在Windows 95下，啟動(dòng)Snazzi驅動(dòng)程序，在計算機顯示器上出現一個(gè)帶有視頻預覽（監視）窗口的控制面板。在控制面板的右邊有照相(Camera)、錄像(Recorder)、播放(Player)、設置(Setup)和自述(About)五個(gè)控制按鍵。用鼠標單擊控制面板上的照相(Camera)鍵，Snazzi卡便進(jìn)入照相機工作模式，這時(shí)用戶(hù)可以從錄像帶輸出的視頻節目中隨意捕捉靜態(tài)圖像。照相機模式的圖像尺寸可以從160×120到1600×1200之間進(jìn)行調整（缺省值為640×480），圖像的亮度、對比度、色度和色飽和度均可進(jìn)行調整。一但對采集到的靜態(tài)圖像感到滿(mǎn)意后，就可按.BMP、.EPS、.JPE、.TIF、.PCX或.TGA等多種靜止圖像數據文件格式進(jìn)行圖像存儲。單擊錄像(Recorder)鍵即進(jìn)入MPEG壓縮工作模式。該模式可將錄像帶輸出的視頻節目按SIF、QSIF或VCD三種MPEG格式進(jìn)行壓縮。視頻圖像的亮度、對比度、色度和色飽和度也可像照相機(Camera)工作模式下一樣進(jìn)行調整。MPEG數據的碼率(Bit Rate)可以在0.5 MBits/s～4.0 MBits/s之間進(jìn)行選擇，VCD格式的MPEG數據碼率被固定在1.15 MBits/s。
用鼠標單擊播放(Player)鍵即進(jìn)入放像機工作模式，在視頻窗口中播放所選取的.MPG文件。在設置(Setup)工作模式下，可對視頻輸入信號（復合視頻或S-Video）和視頻信號源（錄像機、照相機或電視）進(jìn)行選擇。單擊自述(About)鍵在屏幕上顯示所用Snazzi驅動(dòng)軟件的版本號。
2、特技編輯和字幕疊加
由于VCD制作系統具有處理數字視頻信號的能力，并安裝有功能很強的Media Studio數字視頻編輯軟件，因此VCD制作系統實(shí)質(zhì)上也是一套非線(xiàn)性編輯系統，可替代由多臺錄像機、編輯機、特技機、調音臺和字幕機等設備組成的傳統視頻編輯系統。非線(xiàn)性編輯的特點(diǎn)一是快速方便，二是多次編輯后仍有非常高的信號質(zhì)量。Media Studio是目前比較流行的一種非線(xiàn)性視頻編輯軟件，其操作界面非常直觀(guān)，并具有許多只有高檔專(zhuān)業(yè)視頻編輯系統才有的功能。該軟件可對視頻圖像進(jìn)行各種特技切換、圖像疊加以及許多有趣且富于變化的濾波處理，并可進(jìn)行聲音剪輯，創(chuàng )建各種靜止或運動(dòng)字幕。我們通常在電視中看到的各種特技效果，都可利用Media Studio來(lái)實(shí)現。在Windows 95下，啟動(dòng)Media Studio程序，打開(kāi)Video Editor視頻編輯窗口。該窗口中主要有Va、Vb、Fx、V1、Aa和Ab六條軌道。Va和Vb軌道為視頻軌道，用于放置待編輯的原始素材剪輯（.MPG或.AVI文件），如一段電影或一幅靜止圖像；Fx軌道為切換軌道，用于放置從Va到Vb或從Vb到Va之間的特技切換方式；V1軌道為疊加軌道，用于放置要疊加到Va或Vb上的靜止圖像或字幕。Aa和Ab分別為Va和Vb視頻軌道的伴音軌道。用鼠標單擊窗口上的Production Library按鈕，打開(kāi)Production Library窗口，可選擇各種特技效果的畫(huà)面切換、疊加及濾波方式。所有方式都相應地有一個(gè)演示其特技效果的小圖標，用鼠標將小圖標拖放到Video Editor視頻編輯窗口中各軌道的相應位置上，就可完成對節目的特技組合和編輯。
如果需要疊加字幕，則可用鼠標單擊Video Editor視頻編輯窗口上面的T按鈕，打開(kāi)Insert Title Clip字幕插入窗口，輸入要疊加的字幕，并選擇字幕的字體、大小及顏色。將字幕圖標放置在Video Editor視頻編輯窗口中的V1軌道上，然后在Production Library窗口中選擇Moving Path（運動(dòng)軌跡），屏幕上出現Moving Path運動(dòng)軌跡設置窗口。在Moving Path 窗口中，可以任意設置字幕運動(dòng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)、運動(dòng)軌跡以及從起點(diǎn)到終點(diǎn)的旋轉角度等運動(dòng)參數。
在編輯過(guò)程中，用鼠標拖動(dòng)時(shí)間軸上的預覽滑標，可在Preview窗口中隨時(shí)觀(guān)看任意時(shí)刻的編輯效果。編輯完成后，用鼠標單擊File菜單中的Create，可將編輯好的視頻節目自動(dòng)保存在硬盤(pán)上。
3、CD-R光盤(pán)刻錄
在Windows 95下，用鼠標雙擊WinOnCD圖標，打開(kāi)光盤(pán)格式選擇窗口，選取VCD光盤(pán)格式后，出現文件目錄和Joliet File System兩個(gè)窗口。將要刻錄的.MPG文件用鼠標拖放到Joliet File System窗口中，再用鼠標單擊刻錄(Make CD)按鍵，則WinOnCD刻錄軟件自動(dòng)控制CD-R刻錄機將選定的.MPG文件按VCD格式刻錄到CD-R光盤(pán)上。
錄像機要花費60分鐘時(shí)間才能將60分鐘的錄像帶節目重放并輸出給MPEG壓縮卡，MPEG壓縮卡可實(shí)時(shí)地將模擬音頻/視頻信號壓縮為.MPG文件。對于4倍速CD-R刻錄機，還需要15分鐘時(shí)間才能將60分鐘的.MPG文件刻錄在CD-R光盤(pán)上。因此一般來(lái)說(shuō)，制作一盤(pán)不經(jīng)任何編輯的VCD光盤(pán)大約需要1小時(shí)25分鐘（包括10分鐘左右的準備時(shí)間）。
三、提高VCD光盤(pán)的圖像質(zhì)量
MPEG算法的壓縮比可達200:1，這意味著(zhù)99%以上的數據要被丟掉，因此該算法將導致圖像細節信息丟失而產(chǎn)生壓縮失真，使VCD的圖像質(zhì)量低于節目源的圖像質(zhì)量。該算法雖然在理論上已經(jīng)非常成熟，但是在技術(shù)上卻很難克服噪聲、雪花和“鬼影”對壓縮圖像質(zhì)量的影響。對于劣質(zhì)視頻信號源，MPEG算法會(huì )將噪聲和缺陷放大，使圖像質(zhì)量進(jìn)一步惡化，這就使得該壓縮方法對視頻節目源的要求非?？量?。因此VCD光盤(pán)的圖像質(zhì)量將主要取決于節目源的質(zhì)量，其次才是MPEG壓縮卡的性能。由于個(gè)人的錄像資料都保存在VHS錄像帶上，因此使用VHS錄像帶制作出的VCD光盤(pán)圖像質(zhì)量必然要比用專(zhuān)業(yè)水平的錄像帶制作出的VCD質(zhì)量遜色很多。
普通家用VHS錄像機輸出的復合視頻信號會(huì )產(chǎn)生亮色串擾而降低圖像清晰度，因此有條件的用戶(hù)最好使用具有S-Video視頻信號輸出的錄像機。另外，制作VCD光盤(pán)時(shí)應盡量使用母帶，因為錄像帶每復制一次就增加一次背景噪聲，噪聲會(huì )大大增加每幀圖像的數據量，從而影響MPEG壓縮圖像的質(zhì)量。為了提高視頻信號的信噪比，應盡可能消除各種噪聲源，如定期清洗錄像機磁頭，使用屏蔽性能較好的視頻電纜等等。應該特別注意的是，錄像帶經(jīng)錄像機重放和視頻電纜傳輸后產(chǎn)生的信號失真要比MPEG壓縮失真影響更大。
從錄像機輸入到VCD制作系統中的視頻圖像已經(jīng)受到各種噪聲源的干擾，因此專(zhuān)業(yè)的VCD系統中都插有一塊數字濾波板首先對視頻信號進(jìn)行預處理，然后再進(jìn)行MPEG壓縮。數字濾波板的價(jià)格比較昂貴（近萬(wàn)美元），一般的用戶(hù)難以承受。如果想進(jìn)一步提高VCD光盤(pán)的圖像質(zhì)量，可先對視頻信號進(jìn)行AVI壓縮，然后再將AVI文件轉換成的 .MPG文件，這樣可大大提高壓縮圖像的質(zhì)量。
由于視頻圖像中的噪聲頻譜要比一般圖像的頻譜高很多，因此利用低通濾波器清除圖像噪聲是非常有效的。利用MPEG壓縮卡對視頻圖像進(jìn)行AVI壓縮，MPEG壓縮算法中的DCT離散余弦變換可將數字圖像的像素矩陣變換到頻率域，使圖像的大部分能量集中在少數幾個(gè)低頻頻譜上，并扔掉那些對圖像質(zhì)量影響不明顯的高頻信息，從而可對視頻圖像進(jìn)行噪聲清除預處理。由.AVI文件轉換成.MPG文件的圖像質(zhì)量要比直接生成.MPG文件的圖像清晰，但這是以犧牲壓縮時(shí)間為代價(jià)的。 | 
