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knightuniverse
 knightuniverse
发布于 2015/02/08 17:41
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帧率

帧率(Frame rate)是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second,简称:FPS)或“赫兹”(Hz)。通俗来说,帧率是用来衡量显卡渲染能力的一个指标。显卡在处理图像数据时,性能越强的显卡,在均等时间内(比如1秒),渲染出的静态图像的数量(这一幅静态图像就称为一帧)。一幅一幅的静态图像按顺序以一定的速度出现在我们面前,由于人眼具有的视觉暂留特性,使得我们感觉画面里的物体似乎在运动,也就形成了动画(和典型的动画片一个原理)。如果在一定时间内出现在我们眼前的静态画面越多(帧率越高),我们就感觉画面越流畅。性能强悍的显卡可以在一秒内渲染更多的帧,画面也自然越流畅,其FPS指标自然就高。

常见的帧率有:

  1. 电影:24fps
  2. 电视(PAL):25fps
  3. 电视(NTSL):29.97fps
  4. CRT显示器:75Hz以上
  5. 液晶显示器:60Hz

刷新率

显卡渲染出多帧图像,是需要显示设备呈现在我们面前的。这个显示设备就是我们熟知的显示器。显示器有一个概念叫做刷新率(Windows系统在控制面板,显示里设置),是指在1秒内重新刷新屏幕的次数

帧率和刷新率之间的关系

人眼可以直接感知的画面是来自显示器,因此,所谓的画面是否流畅,是从显示器观察而来。显卡的帧率是否能让我们感知到(换句话说就是画面是否流畅)是受到显示器的刷新率的制约的。

现在的显卡通常可以将CS的帧率渲染到120以上,即120FPS。可通常我们使用的显示器只能达到60HZ的刷新率。显然,即使显卡在1秒内将画面变化了120次,但显示器只有展示其中60幅的能力。这种时候,我们感知的流畅度其实是60FPS。

上面的情况是显卡渲染的帧率大于显示器刷新率的情况,如果帧率低于刷新率呢?比如显卡性能稍弱,在某些时候只能达到30FPS左右的帧率时,是怎样的呢?显示器的刷新率是固定的,无论显卡帧率如何,一定会按照其固有的刷新率更新画面,如果显卡帧率是30,显示器刷新率是60HZ,其实每一秒我们看到的画面还是更新了60次,不过其中一些更新,画面没有任何变化罢了(通俗的例子,帧率30,显示器会把显卡渲染出的一帧在屏幕上刷新两次,同一帧刷两次,2帧画面自然一致,我们感觉画面似乎没变)。

垂直同步

垂直同步又称场同步(Vertical Hold),显示器的刷新一帧后就会产生一个垂直同步信号。当我们选择“垂直同步”(即打开垂直同步)时,显卡在渲染每一帧之前会等待垂直同步信号,只有显示器完成了一次刷新时,发出垂直同步信号,显卡才会渲染下一帧。这种情况下,显卡的渲染能力会受到显示器刷新率的制约。如果显示器刷新率是60Hz,显卡帧率最多只会达到60。对于高端显卡,这种情况下,显然会制约其性能发挥。如果显卡渲染能力不高于显示器刷新率,则显卡性能不会受到影响。

比特率

在通信和计算机领域,比特率(Bit rate,变量Rbit)是单位时间内传输或处理的比特的数量。比特率经常在通信领域用作连接速度、传输速度、信道容量、最大吞吐量和数字带宽容量的同义词。

在数字多媒体领域,比特率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量。在这个意义上讲,它相当于术语数字带宽消耗量,或吞吐量。

比特率规定使用“比特每秒”(bit/s或bps)为单位,经常和国际单位制词头关联在一起,如“千”(kbit/s或kbps),“兆”(Mbit/s或Mbps),“吉”(Gbit/s或Gbps) 和“太”(Tbit/s或Tbps)。

虽然经常作为"速度"的参考,比特率并不测量"距离"/时间,而是被传输或者被处理的"二进制码数量"/时间,所以应该把它和传播速度区分开来,传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。

逐行扫描与隔行扫描

每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成,这种扫描方式称为逐行扫描。把每一帧图像通过两场扫描完成则是隔行扫描。两场扫描中,第一场(奇数场)只扫描奇数行,依次扫描1、3、5…行,而第二场(偶数场)只扫描偶数行,依次扫描2、4、6…行。

隔行扫描技术在传送信号带宽不够的情况下起了很大作用,逐行扫描和隔行扫描的显示效果主要区别在稳定性上面,隔行扫描的行间闪烁比较明显,逐行扫描克服了隔行扫描的缺点,画面平滑自然无闪烁。在电视的标准显示模式中,i表示隔行扫描,p表示逐行扫描

High Definition

通常把物理分辨率达到720p以上的格式则称作为高清,英文表述High Definition,简称HD。所谓全高清(Full HD),是指物理分辨率高达1920×1080逐行扫描,即1080p高清,是目前顶级的高清规格。

D1为480i格式

和NTSC模拟电视清晰度相同,525条垂直扫描线,483条可见垂直扫描线,4:3 或16:9,隔行/60Hz,行频为15.25KHz。 D2为480P格式,和逐行扫描DVD规格相同,525条垂直扫描线,480条可见垂直扫描线,4:3 或 16:9,分辨率为640×480,逐行/60Hz,行频为31.5KHz。

D3为1080i格式

是标准数字电视显示模式,1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080,隔行/60Hz,行频为33.75KHz。

D4为 720p格式

是标准数字电视显示模式,750条垂直扫描线,720条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1280×720,逐行/60Hz,行频为45KHz。

D5为1080p格式

是标准数字电视显示模式,1125条垂直扫描线,1080条可见垂直扫描线,16:9,分辨率为1920×1080逐行扫描,专业格式。

常见格式

AVI---AVI文件

AVI是音频视频交错(Audio Video Interleaved)的英文缩写,它是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式,原先用于Microsoft Video for Windows (简称VFW)环境,已被Windows 95/98、OS/2等多数操作系统直接支持。AVI格式允许视频和音频交错在一起同步播放,支持256色和RLE压缩,但AVI文件并未限定压缩标准,因此,AVI文件格式只是作为控制界面上的标准,不具有兼容性,用不同压缩算法生成的AVI文件,必须使用相应的解压缩算法才能播放出来。常用的AVI播放驱动程序,主要是Microsoft Video for Windows或Windows 95/98中的Video 1,以及Intel公司的Indeo Video。AVI文件主要应用在多媒体光盘上,用来保存电影、电视等各种影像信息,有时也出现在Internet上,供用户下载、欣赏新影片的精彩片断。

MPEG/MPG/DAT---MPEG文件

MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准,它采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息,同时保证每秒30帧的图像动态刷新率,已被几乎所有的计算机平台共同支持。MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视频、音频同步)三个部分,前文介绍的MP3音频文件就是MPEG音频的一个典型应用,而Video CD (VCD)、Super VCD (SVCD)、DVD (Digital Versatile Disk)则是全面采用MPEG技术所产生出来的新型消费类电子产品。MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的,其基本方法是:在单位时间内采集并保存第一帧信息,然后只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分,从而达到压缩的目的,它主要采用两个基本压缩技术:运动补偿技术(预测编码和插补码)实现时间上的压缩,变换域(离散余弦变换DCT)压缩技术实现空间上的压缩。MPEG的平均压缩比为50∶1,最高可达200∶1,压缩效率非常高,同时图像和音响的质量也非常好,并且在微机上有统一的标准格式,兼容性相当好。

这里值得注意的是DIVX。DivX是一种将影片的音频由MP3来压缩、视频由MPEG-4技术来压缩的数字多媒体压缩格式。DIVX视频编码技术可以说是一种对 DVD 造成威胁的新生视频压缩格式,也有人说它是 DVD 杀手,它由 Microsoftmpeg4 v3 修改而来,使用了MPEG4的压缩算法。同时它也可以说是为了打破 ASF 的种种协定而发展出来的。而使用这种据说是美国禁止出口的编码技术MPEG4 压缩一部 DVD 只需要 2 张 CDROM。这样就意味着读者不需要额外购买DVD光驱也可以得到和它差不多的视频质量。而且播放这种编码,对机器的要求也不高,CPU的最低额度只要求在300MHZ 以上,而且在CPU类型的选择方面,不论你的芯是PII、CELERON还是PIII、AMDK6/2、AMDK6III、ATHALON,就是CYRIXx86也可以统吃拿下。在配置上64 兆内存和一个 8兆显存的显卡上,DIVX便可以流畅的播放了。

RA/RM/RMVB---RealVideo文件

RealVideo文件是RealNetworks公司开发的一种新型流式视频文件格式,它包含在RealNetworks公司所制定的音频视频压缩规范RealMedia中,主要用来在低速率的广域网上实时传输活动视频影像,可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率,从而实现影像数据的实时传送和实时播放。RealVideo除了可以以普通的视频文件形式播放之外,还可以与RealServer服务器相配合,在数据传输过程中边下载边播放视频影像,而不必像大多数视频文件那样,必须先下载然后才能播放。Internet上已有不少网站利用RealVideo技术进行重大事件的实况转播。 RMVB影片格式比原先的RM多了VB两字,在这里VB是VBR(Variable Bit Rate--可变比特率)的缩写。在保证了平均采样率的基础上,设定了一般为平均采样率两倍的最大采样率值,在处理较复杂的动态影像时也能得到比较良好的效果,处理一般静止画面时则灵活的转换至较低的采样率,有效的缩减了文件的大小。

MOV/QT---QuickTime文件

QuickTime是Apple计算机公司开发的一种音频、视频文件格式,用于保存音频和视频信息,具有先进的视频和音频功能,被包括Apple Mac OS、Microsoft Windows 95/98/NT在内的所有主流电脑平台支持。QuickTime文件格式支持25位彩色,支持RLE、JPEG等领先的集成压缩技术,提供150多种视频效果,并配有提供了200多种MIDI兼容音响和设备的声音装置。新版的QuickTime进一步扩展了原有功能,包含了基于Internet应用的关键特性,能够通过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放功能,此外,QuickTime还采用了一种称为QuickTime VR (简作QTVR)技术的虚拟现实(Virtual Reality, VR)技术,用户通过鼠标或键盘的交互式控制,可以观察某一地点周围360度的景像,或者从空间任何角度观察某一物体。QuickTime以其领先的多媒体技术和跨平台特性、较小的存储空间要求、技术细节的独立性以及系统的高度开放性,得到业界的广泛认可,已成为数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准。国际标准化组织(ISO)选择QuickTime文件格式作为开发MPEG4规范的统一数字媒体存储格式。

ASF/WMV----MICROSOFT流媒体文件

Microsoft公司推出的Advanced Streaming Format (ASF,高级流格式),也是一个在Internet上实时传播多媒体的技术标准,Microsoft公司的野心很大,希图用ASF取代QuickTime之类的技术标准。ASF的主要优点包括:本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、以及扩展性等。ASF应用的主要部件是NetShow服务器和NetShow播放器。有独立的编码器将媒体信息编译成ASF流,然后发送到NetShow服务器,再由NetShow服务器将ASF流发送给网络上的所有NetShow播放器,从而实现单路广播或多路广播。这和Real系统的实时转播则是大同小异。WMV又是一种独立于编码方式的在Internet上实时传播多媒体的技术标准,Microsoft公司希望用其取代QuickTime之类的技术标准以及WAV、AVI之类的文件扩展名。wmv的主要优点包括:本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。

AVI(n AVI)

如果你发现原来的播放器突然打不开这种格式的avi文件了,那你就要考虑是不是碰到了nAVI。n AVI是 newAVI 的缩写,是一个名为 ShadowRealm 的地下组织发展起来的一种新视频格式。它是由 Microsoft ASF 压缩算法的修改而来的(并不是想象中的 AVI),视频格式追求的无非是压缩率和图象质量,所以 NAVI 为了追求这个目标,改善了原始的 ASF 格式的一些不足,让 NAVI 可以拥有更高的帧率(frame rate)。当然,这是牺牲 ASF 的视频流特性作为代价的。概括来说, NAVI 就是一种去掉视频流特性的改良型 ASF 格式,也可以被视为是非网络版本的 ASF 。

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