Resize

    Rresize 的错误一般看不出来，如同我上面转贴的那个问答中所讲的： Fortunately, even if you had used wrong methods for scaling/resampling the image, the difference between the correct aspect ratio and a wrong aspect ratio is often small enough to go unnoticed unless you really start looking for it. 大致上的意思： 幸运的，虽然你用了错误的 resize 方法，不过这个正确的比例和错误的比例之间的差距， 通常是很小的而不会被注意到，除非你开始真的去观察、注意这个错误。 这个错误大概会造成 ~2.5% 的比例错误。 有人做过实验，用 DV 去拍圆球，使用错误的 resize 法，会让正圆的球体变成椭圆。 PowerDVD, WinDVD 等这些软件的 DVD Player 所做的 resize 也都是错误的。 （WinDVD 新版的已经了解到这个问题，开始改进） 所以大家在计算机上看了那么久的 DVD，比例都是错的 不过如上述所讲的，幸运的，一般没有注意的话是看不出来的。 不过一旦发现了以后，就会开始注意到这个错误了 为什么直接 resize 是错的呢？因为根据 ITU-R BT.601，取样的时候长宽的取样比例不是 1:1， PAR（Pixel Aspect Ratio）不是 square pixel，正方形的 pixel，而是长方形的 pixel。 NTSC 的 PAR 是 10:11，也就是说如果横轴每隔 1cm 取样一点，纵轴就是每隔 1.1cm 取样一点， 取样的间距是 1:1.1 = 10:11。 横轴取样的间距比较短，也就是取样的次数比较密集，也就是取样出来的点数会比较多。 假设原始影像是 PAR 1:1 640x480 的图形，经过 ITU-R BT.601 重新取样后， 分办率会变成 PAR 10:11 704x480（高度 480 不变，长度变为原本的 1.1 倍，640*1.1=704， 横轴的点数变多），而不是 720x480。 所以 NTSC PAR 10:11 720x480 的 DVD 要 resize 到 PAR 1:1 640x480，要左右共砍 16 个点， 变成 704x480 再 resize 到 640x480 才会正确。 不知道这样解释容易了解吗？ ^^; 公式是 PAR = DAR * (水平分辨率/垂直分辨率) DAR 是 Display Aspect Ratio，譬如说电视是 4:3 NTSC 的 PAR 是 10:11，所以 4/3 = 10/11 * 704/480 要从 704x480 resize 到 640x480/512x384... 才会得到正确的 DAR 4:3 的比例。 而 PAL 的 PAR 则是 59:54 4/3 = 59/54 * 702.91/576 所以要先截边变成 702.91，再 resize 到 640x480/512x384... 才会得到正确的 DAR 4:3 的比例。 我没有研究过 PAL 的算法，刚刚用 GKnot 帮忙算了几组正确的比例（要让 Aspect Error 这个项目 显示的百分比为 0%，水平分辨率必须能被 32 整除，垂直分办率必须能被 16 整除）， 得到下面的结果（因为无法截边为 702.91，GKnot 是取整数 702）： PAL 4:3 720x576 → 702x576 → 704x528 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 注意，虽然此时 GKnot 显示 W-Zoom（水平放大）为 100%（没有放大）， 但是实际上水平已经由 702 放大到 704，只是放大的幅度太小所以忽略。 我没有实际压过，不知道这样到底好不好。 720x576 → 702x576 → 640x480 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 576x432 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 512x384 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 448x336 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 384x288 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 320x240 /Aspect Ratio 1.333(4:3), Aspect Error 0% ..... 如果电影比例小于 4:3，上下会多出黑边，此时就把黑边削掉就好， 只要注意高度必须能被 16 整除。 PAL 16:9(anamorphic，原始影片上下无黑边，变形画面，完全填满整个 720x576 的画面) 720x576 → 702x576 → 704x396 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 注意，虽然此时 GKnot 显示 W-Zoom（水平放大）为 100%（没有放大）， 但是实际上水平已经由 702 放大到 704，只是放大的幅度太小所以忽略。 注意高度 396 不能被 16 整除，所以 resize 完以后，要上下多补 2 个 pixel 的黑边， 补成 704x400 再送进去压缩。 如果电影比例小于 16:9，上下会多出黑边，此时就把黑边削掉就好， 只要注意高度必须能被 16 整除。 720x576 → 702x576 → 640x360 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 注意高度 360 不能被 16 整除，所以 resize 完以后，要上下多补 4 个 pixel 的黑边， 补成 640x368 再送进去压缩。 720x576 → 702x576 → 576x324 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 324 不能被 16 整除，补为 576x336。 720x576 → 702x576 → 512x288 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 720x576 → 702x576 → 480x270 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 270 →补为 272 720x576 → 702x576 → 448x252 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 252 → 256 720x576 → 702x576 → 384x216 /Aspect Ratio 1.778(16:9), Aspect Error 0% 216 → 224 ..... 其它还有很多组可以自行利用 GKnot 计算。 （算 16:9(anamorphic) 的时候先把 H-Modul = 16（高度必须能被 16 整除的限制）改成 1， 这样的弹性比较大，会有比较多组可以选择，等算好 resize 后的大小后，如果高度不能被 16 整除， 再自行考虑要多补，或者是削掉多少黑边） 引用 01-01-2003OK，再来讲更复杂的 ^^; 前面说到根据 CCIR601，模拟影像转为数字时（由电影胶片转为数字格式，如 D1）， 由于取样的长宽间距（Sample Aspect Ratio/SAR or Pixel Aspect Ratio/PAR）不一样， 假设 NTSC 是横轴每 1cm 取样一点，纵轴便是每 1.1cm 取样一点，取样的长宽间距不一样， 不是 1:1（square pixel），而是 1:1.1（non-square pixel），所以影像在计算机上看是变形的。 由于横轴的取样间距短，取样次数较频繁，所以取样出来的点比较多。 NTSC PAR 1:1.1 704x480 的影像（变形的）其实等于 NTSC PAR 1:1 640x480(4:3) 的影像。 704/1.1 = 640 或者反过来看，纵轴点数一样多(480)，横轴 PAR 1:1.1 的点数要比 PAR 1:1 的多出 1.1 倍 640*1.1 = 704 所以我们拿到 NTSC 的 DVD，规格是 PAR 1:1.1 720x480，要 resize 到 640x480， 或其它 4:3 的比例，直接从 720x480 → 640x480 是错误的，必须要左右截边变成 704x480， 再 resize 到 640x480，这样比例才会正确。 因为 PAR 1:1 640x480 的画面，对应的 PAR 1:1.1 画面大小是 704x480， 而非 720x480。 同样的道理 PAL 的 PAR 是 59:54，假设横轴每 5.9 的单位长度取样一点， 纵轴便是每 5.4 的单位长度取样一点，横轴的取样间距较长，取样次数较稀少， 取样出来的点比较少。 所以 PAL PAR 59:54 702.91x576 的影像其实等于 PAL 1:1 768x576(4:3) 的影像。 702.91/(54/59) = 768 或者反过来看，纵轴点数一样多(576)，横轴 PAR 59:54 的点数要比 PAR 1:1 的少 54/59 倍。 768*(54/59) = 702.91 所以我们拿到 PAL 的 DVD，要 resize 到 768x576/640x480 或其它 4:3 的比例， 直接从 720x576 → 768x576/640x480 是错误的，必须要左右先截边变成 702.91x576， 再 resize 到 768x576/640x480 ...。 ps. 702.91 是近似值，实际上的数字应该是 702+54/59 = 702.915254237288135593220338983050847.. 为了数字化处理方便，使用 704 来代替。 也就是 720x576 削边→ 704x576 → 640x480 ... etc，16:9 也是先削边 704x576 → 640x360 ...。 做 PAL VCD 的时候，VCD 的 PAR 和 DVD 相同，所以要削边 704x576 两边等倍缩小 1/2 => 352x288。 这个是上次说的，那么 NTSC 10:11/PAL 59:54 这个 PAR 是怎么算来的呢？ 因为要整合 NTSC 和 PAL 系统，减少硬件设计成本，所以 ITU-R BT.601 把取样频率定为 13.5MHz， 然而对 525-line NTSC (ANSI/SMPTE 170M-1994) 的模拟讯号，要取样成 1:1 的 square Pixel， 根据 SMPTE 244M "industry standard" square pixel，取样频率必须是 12 + 27/99 MHz。 所以可以得到 525-line Rec.601 NTSC 的 PAR 是 13.5 / (12 + 27/99) = 11/10 (y/x) 而对 625-line PAL (Rec. ITU-R BT.470-3) 的模拟讯号，要取样成 1:1 的 square Pixel， 取样频率必须是 14.75MHz，所以可以得到 625-line Rec.601 PAR = 13.5 / (14.75) = 54/59 (y/x) 最后总结，关于比例，Doom9 上也讨论过好多次，有兴趣者可以自行查阅，或是参考下列两个网址 http://www.mir.com/DMG/aspect.html http://www.lurkertech.com/lg/pixelaspect.html 能看繁体中文的话，请看 DVD2AVI 的作者 jackei 的解说 http://bbs.irradiance.net/txtVersion/boards/animation/M.982241028.A/PostThreadList.html http://bbs.irradiance.net/txtVersion/boards/animation/M.1022228442.A/PostThreadList.html 然而也许有人会注意到，根据这个网页 http://www.uwasa.fi/~f76998/video/conversion/ NTSC 的 PAR 竟然不是 10/11 (x/y)，而是 72/79；PAL 的 PAR 竟然不是 59/54，而是 128/117！ 这又是怎么回事呢？ 这就是令人头痛的地方，也就是复杂的地方 ^^; 下面有点复杂，我没有保握能够解说得很简单清楚明了，建议最好仔细阅读以上提供的网页再往下看。 前面计算 PAR 的时候，我们是拿 13.5MHz 直接去除 "industry standard" 的 square pixel 的取样频率，来求得 NTSC 和 PAL 的 PAR。但是实际上这些 "industry standard" 的取样频率， 取样出来的仍然不是 1:1 的 square pixel，只是很接近 square pixel，所以直接这样除， 得到的 PAR 并不精确。 精确的计算方法： 625/50 PAL 每一条扫瞄线的取样时间为 64μs，实际上用来记录数据的时间只有 52μs， 其它时间用来同步和等待扫瞄线归位，所以要记录 1:1 768x576，取样频率应该是 52μs * (14 + 10/13)MHz = 768 一条扫瞄线要 768 点（取样 768 次），取样时间 52μs，反算回来取样频率就得要是 14 + 10/13 MHz，而不是 "industry standard" 的 14.75MHz。 525/59.94 NTSC 每一条扫瞄线的取样时间为 63+5/9 (63.555...) μs， 实际上用来记录数据的时间只有 52+2/3 (52.666...) μs，其它时间用来同步和等待扫瞄线归位， 所以要记录 1:1 640x480(648x486)，取样频率应该是 52+2/3μs * (12 + 24/79)MHz = 640(648) 而不是 SMPTE 244M "industry standard" square pixel 的 12 + 27/99 MHz。 所以根据正确的纪录时间（PAL 52μs/NTSC 52+2/3μs）来推算 PAR，得到的结果就是 NTSC 72/79，PAL 128/117 了。 头开始痛了吗？ ^^; 本来我们都已经习惯左右截边 → 704 之后再 resize，这也是一般看到的作法， 大家都是这么作的，结果根据这个算法，NTSC PAR 变成是 72/79， 本来是 640 * 11/10 = 640*1.1 = 704 现在变成 640 * 79/72 = 702 + 2/9 要截边为 702 + 2/9 再 resize 为 640x480 才是正确的。 不过该网页的作者也建议，还是使用 704 比较好，704 这个数字刚好可以被 16 整除， 704 这个数字刚好是 VCD 352 的两倍，704 刚好是 VCD 可以存放的静态图片的最大分办率， 704 刚好是 ATSC 数字电视的标准分办率... 有这么多的 "巧合"，所以我们还是选择削边为 704 来处理。 DVD2AVI 的作者也是建议，还是以 704 来处理。 而 PAL 就很有趣了，因为 PAL 真正的 PAR 是 128/117，所以 768 * 117/128 = 702 刚刚好等于 702 一点都不差！ 所以也许 PAL DVD 要 resize 为 PAR 1:1 640x480/512x384 ...， 截边为 702 之后再 resize，会比 704 更好。

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