淺談Final Cut Pro剪輯中的編碼格式選擇

顧惟 江蘇省廣播電視總臺

1．前言

近幾年，各大衛(wèi)視季播綜藝節(jié)目的競爭越來越激烈，電視臺與外請團(tuán)隊(duì)展開多方面的生產(chǎn)合作也趨于常態(tài)。原有體制內(nèi)的電視制作團(tuán)隊(duì)隨著與外請團(tuán)隊(duì)的深度交流，不斷學(xué)習(xí)掌握新的剪輯工具，適應(yīng)新的制作模式。其中，視頻剪輯軟件Final Cut Pro是外請團(tuán)隊(duì)的剪輯師經(jīng)常使用的一種。

Final Cut Pro是蘋果公司開發(fā)的一款專業(yè)視頻非線性編輯軟件。剛接觸此款軟件的人，往往會對Final Cut Pro軟件制作過程中如何選擇Apple ProRes的格式摸不清頭腦。筆者在查閱了相關(guān)資料，并結(jié)合電視臺實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對Apple ProRes的6種版本格式進(jìn)行了梳理，為大家在不同項(xiàng)目中選擇格式提供一些參考。

2. 視頻的三類格式

在闡述Apple ProRes編碼格式之前，我們先了解一些關(guān)于視頻的格式說法，以及常見格式的特點(diǎn)。

2.1　三類格式

不同的應(yīng)用場景下，“視頻格式”的簡稱代表可能是視頻文件格式、視頻封裝格式或視頻編解碼格式，這三類格式之間互有交集但意義完全不同，如果不理解它們的基礎(chǔ)定義和關(guān)系，很容易相互混淆。

視頻文件格式是指視頻文件保存的一種格式，通常簡稱文件格式。通俗的理解，就是在電腦中顯示的文件后綴名。它和視頻播放器相關(guān)聯(lián)，avi、mpg、mov等這些都叫做視頻文件格式。

視頻封裝格式是指將已經(jīng)編碼壓縮好的視音頻按照一定的格式放到一個文件中，可以理解為存儲視頻信息的一個容器，AVI、MPEG、VOB等這些就是視頻封裝格式，通常簡稱視頻格式。

常見的視頻文件格式和視頻封裝格式，可以通過表1進(jìn)行對比理解。

表1　常見視頻文件格式和視頻封裝格式

若要研究視頻文件的本質(zhì)，不能簡單通過文件格式和視頻格式來區(qū)分，視頻的編解碼方式才是關(guān)鍵。視頻編解碼就是指通過特定的壓縮技術(shù)，對數(shù)字視頻進(jìn)行壓縮或解壓縮，是將某種視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。我們將視頻編解碼方式簡稱為視頻編碼。視頻流傳輸中常見的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的H.26x系列(H.264／H.263／H.265)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動圖像專家組的MPEG系列，運(yùn)動靜止圖像專家組的M-JPEG等。我們研究討論的Apple ProRes也是一種編解碼方式。

2.2　常見格式

下面介紹幾種常見的視頻格式，以及它們的特點(diǎn)。

AVI（.avi），即音頻視頻交錯格式，這種視頻格式的優(yōu)點(diǎn)在于圖像質(zhì)量好，無損可以保存alpha通道。但缺點(diǎn)是文件過大，另外因?yàn)閷儆诒容^早期的視頻格式，前后期壓縮標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所以在視頻播放時會出現(xiàn)由于編解碼而造成無法播放，不能調(diào)節(jié)播放進(jìn)度，播放時只有聲音沒有圖像等等問題。

MPEG（.mpg /.mpeg /.vob /.mp4 /.3gp /.asp），即運(yùn)動圖像專家組格式，該格式是運(yùn)動圖像壓縮算法的國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG格式目前有三個主要壓縮標(biāo)準(zhǔn)（1，2，4），其中MPEG4應(yīng)用最為廣泛，是為播放高質(zhì)量的流媒體視頻而專門設(shè)計(jì)的，以求使用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。該格式通常不作為主流的高清電視視頻信號源。

WMV格式（.wmv），是微軟推出的一種采用獨(dú)立編碼方式并且可以直接在網(wǎng)上實(shí)時觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式。但由于微軟本身的局限性，如今WMV格式的發(fā)展也受到限制。

Real Video格式（.rm /.rmvb），該格式使用RealPlayer根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率制定出不同的壓縮比率，從而實(shí)現(xiàn)在低速率的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行影像數(shù)據(jù)實(shí)時傳送和播放。但是隨著時代的發(fā)展，這種格式被越來越多的更優(yōu)秀的格式所替代。

最后，我們要特別提出的是Apple公司自己開發(fā)的QuickTime File Format格式（.mov），因?yàn)镕inal Cut Pro是基于蘋果公司自主開發(fā)的剪輯軟件，它本身只能在Mac OS上運(yùn)行，因此必須安裝蘋果公司的QuickTime播放器，才能支持jpg格式圖像和MOV視頻格式導(dǎo)入。相比較其他封裝格式，MOV具有比較高的壓縮比率和比較好的視頻清晰度，另外還可保存alpha通道。同時，MOV具有良好的兼容性、跨平臺性、糾錯性等技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。

3. Apple ProRes編解碼

Apple ProRes是蘋果公司在2007年左右推出的視頻編解碼格式，它能夠以SD文件大小提供未壓縮的HD品質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的中間編碼。

根據(jù)Apple官方關(guān)于ProRes的白皮書解釋，Apple ProRes編解碼可以充分利用多核處理，并具有快速降低分辨率的編解碼方式。所有的Apple ProRes編解碼都支持全分辨率的任意幀尺寸（包括SD、HD、2K、4K和5K）。數(shù)據(jù)速率有所不同，具體取決于編解碼類型、圖像內(nèi)容、幀尺寸以及幀速率。

Apple ProRes目前包含6種格式：

（1）Apple ProRes 4444 XQ

是用于 4：4：4：4 圖像源的極高品質(zhì)的 Apple ProRes格式（包含alpha 通道）。此格式具有非常高的數(shù)據(jù)速率，可以保存目前最高質(zhì)量數(shù)字圖像傳感器生成的高動態(tài)圖像詳細(xì)信息，高于 Rec. 709圖像（高清電視的國際色彩標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)倍的動態(tài)范圍。即使進(jìn)行大幅度的視覺效果處理，也能使色階的暗部或亮部都得到顯著延伸。

在分辨率為1920x1080，幀率29.97 fps，數(shù)據(jù)源為444的情況下，Apple ProRes 4444 XQ的碼率大約是500 Mbps。

這種高質(zhì)量的專業(yè)格式，通常用于比較高端的后期工作流程，它本身對于攝像器材也有一定的要求，因此在目前國內(nèi)的電視行業(yè)，尤其是電視節(jié)目制作中應(yīng)用不多。

（2）Apple ProRes 4444

同樣是用于 4：4：4：4 圖像源的極高品質(zhì)的 Apple ProRes格式（包含alpha通道）。此編解碼格式在高質(zhì)量 4：4：4：4 RGBA 色彩和視覺還原上非常出色，在視覺保真度上，與原始素材沒有區(qū)別。Apple ProRes 4444對于存儲和交換動態(tài)圖形及視頻合成是一種高質(zhì)量解決方案，具有出色的多次編碼能力，無損alpha通道高達(dá)16bit。

在分辨率為1920x1080，幀率29.97 fps，數(shù)據(jù)源為444的情況下，ProRes 4444的碼率大約是330 Mbps。

該格式可以在視覺效果處理、色度鍵控的項(xiàng)目工作中使用。例如在需要使用到alpha通道的調(diào)色項(xiàng)目，Apple ProRes 4444是不錯的選擇。

（3）Apple ProRes 422 HQ

屬于較高數(shù)據(jù)速率的Apple ProRes 422，對4：2：2圖像源保留了與 Apple ProRes 4444 相同等級的視覺質(zhì)量。目前是視頻后期行業(yè)普遍使用的一種格式，因?yàn)樵?0 bit像素深度下支持全寬度4：2：2視頻源，同時通過多次編解碼，也可在視覺上保持無損展現(xiàn)。

在分辨率為1920x1080，幀率29.97 fps的情況下，Apple ProRes 422 HQ的碼率大約是220Mbps。

在目前電視節(jié)目網(wǎng)絡(luò)制作環(huán)境下，如果完全不考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬或存儲壓力，我們也建議使用該格式作為節(jié)目剪輯的基礎(chǔ)格式，在初期轉(zhuǎn)碼或節(jié)目錄制的時候，使用該編碼完成格式統(tǒng)一。

（4）Apple ProRes 422

相比較ProRes422 HQ，ProRes422做到了平衡畫質(zhì)和性能兩方面的要求，它具備了Apple ProRes 422 HQ 高質(zhì)量壓縮編解碼的優(yōu)勢，但卻只有422 HQ 66%的數(shù)據(jù)速率，因此可以獲得更好的多碼流實(shí)時編輯性能。

在分辨率為1920x1080，幀率29.97 fps的情況下，Apple ProRes 422的碼率大約是147Mbps。

因此在實(shí)際使用中，它幾乎成為優(yōu)化媒體的默認(rèn)格式，尤其在處理H.264、AVCHD、DVCPRO、MPEG4等8bit視頻格式時，一般選擇該格式。

（5）Apple ProRes 422 LT

與Apple ProRes 422相比，是一種高度壓縮的編解碼格式，數(shù)據(jù)速率大概為422的70%，因此文件小30%。

在分辨率為1920x1080，幀率29.97 fps的情況下，Apple ProRes 422LT的碼率大約是102Mbps。

在需要同時考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲壓力的制作環(huán)境中，通常選擇此格式。

（6）Apple ProRes 422 代理（ProRes 422 proxy）

比Apple ProRes 422 LT 更高壓縮的編解碼格式，適用于需要低數(shù)據(jù)速率但全分辨率視頻的離線工作流程。本身是為高效剪輯而設(shè)計(jì)，如果MAC硬件性能不足，或系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不理想，通常會選擇該格式。

在分辨率為1920x1080，幀率 29.97 fps的情況下，Apple ProRes 422 proxy的碼率大約是45Mbps。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)Final Cut Pro X中的ProRes 422 proxy可以更好的組織流程，開展工作，加上Final Cut Pro X的多機(jī)位（多鏡頭）剪輯功能，在不考慮畫質(zhì)的情況下，利用這種代理碼流可以提高性能和效率。

6種Apple ProRes格式總結(jié)對比見表2。

表2　6種Apple ProRes格式總結(jié)對比

4．Final Cut Pro中格式選擇的建議

綜上所述，Apple ProRes的6種格式各有特色。Apple ProRes 4444 XQ更傾向于高質(zhì)量專業(yè)的視頻處理，適用于畫面質(zhì)量要求極高的項(xiàng)目工作；Apple ProRes 4444因?yàn)榫邆鋋lpha通道，用作存儲和交換動態(tài)圖像的項(xiàng)目居多，類似于節(jié)目制作中花字包裝和調(diào)色等這類需要視覺效果處理的工作可以選擇該格式。

Apple ProRes 422 HQ、Apple ProRes 422以及Apple ProRes 422 LT這三類比較適合應(yīng)用于普通節(jié)目制作，區(qū)別在于考慮畫質(zhì)與性能兩方面做平衡選擇。在不考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲壓力的情況下，首選HQ，在不考慮畫質(zhì)影響的情況下，首選LT?；趦煞矫娴木C合考慮，選擇422。就目前所知的使用Final Cut Pro完成的電視節(jié)目，大部分選擇LT和422，又以422居多。

Apple ProRes 422 proxy應(yīng)用于Final Cut Pro X居多。如今行業(yè)內(nèi)的季播節(jié)目，很多演播室錄制的多迅道素材，在不考慮與音頻處理軟件ProTools交互的情況下，這類節(jié)目制作會選擇結(jié)合Final Cut Pro X多畫面剪輯的功能，將proxy用做工作代理碼流，完成素材挑選、粗剪等工作，這樣可以更好的提高效率。

2014年，江蘇衛(wèi)視首次嘗試在蘋果高清制作網(wǎng)內(nèi)使用Final Cut Pro完成季播節(jié)目《花樣年華》后期制作，這之后的5年，推出的《我們相愛吧》《最強(qiáng)大腦》《為她而戰(zhàn)》《金曲撈》等一系列季播節(jié)目都是在蘋果高清制作網(wǎng)內(nèi)完成。剛開始接觸以蘋果系統(tǒng)為基礎(chǔ)的剪輯軟件，我們也遇到很多問題。比如，在制作《花樣年華》時，初期沒有統(tǒng)一視頻素材的編解碼格式，直接使用不同類型的原始格式進(jìn)行剪輯，F(xiàn)inal Cut Pro會經(jīng)常出現(xiàn)閃退的問題。將所有原始素材統(tǒng)一成Apple ProRes格式后，情況才好轉(zhuǎn)。另外在選擇哪種Apple ProRes格式時，又發(fā)現(xiàn)6種格式各有利弊，如果選擇不當(dāng)，也會給剪輯帶來不便。比如在制作《金曲撈》時，選擇了Apple ProRes 422，結(jié)果多臺機(jī)器使用Final Cut Pro X多畫面進(jìn)行素材挑選時，造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀取過大，視頻播放卡頓，根本無法實(shí)時編輯，重新轉(zhuǎn)成代理proxy之后，才順利開展工作。

在格式選擇上，經(jīng)過摸索與驗(yàn)證，我們總結(jié)出一些規(guī)律和方法：在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，根據(jù)節(jié)目的屬性（戶外真人秀、演播室錄制等），結(jié)合制作團(tuán)隊(duì)的實(shí)際操作能力，考慮制作環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間，最終選擇制定出適合項(xiàng)目生產(chǎn)的剪輯格式。類似《我們相愛吧》《花樣年華》等真人秀外拍節(jié)目，素材量巨大，考慮系統(tǒng)及存儲壓力，選擇Apple ProRes 422格式；《最強(qiáng)大腦》《金曲撈》等演播室類節(jié)目，在素材挑選時多訊道剪輯非常重要，因此選擇Apple ProRes 422 proxy代理碼流完成分組鏡頭挑選工作，合板時再回歸Apple ProRes 422完成成品。對于畫面質(zhì)量要求極高的高清專題紀(jì)錄片，可以嘗試使用Apple ProRes 422HQ，甚至更高級別的編碼方式。

5．結(jié)束語

隨著技術(shù)的發(fā)展，視頻格式也在經(jīng)歷著新舊更替。在云計(jì)算技術(shù)的推動下，融合媒體已成為主流，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及能力變得更加強(qiáng)大，在實(shí)際生產(chǎn)中，剪輯軟件以及它適配的視頻格式也會隨之變化。對于技術(shù)團(tuán)隊(duì)，需要未雨綢繆，做好準(zhǔn)備，不斷適應(yīng)節(jié)目發(fā)展和技術(shù)更迭的變化，結(jié)合實(shí)際的資源能力，設(shè)計(jì)出最適合業(yè)務(wù)生產(chǎn)的制作模式。