浅谈Final Cut Pro剪辑中的编码格式选择

2018-04-10顾惟江苏省广播电视总台

视听界(广播电视技术) 2018年2期

顾惟江苏省广播电视总台

1．前言

近几年，各大卫视季播综艺节目的竞争越来越激烈，电视台与外请团队展开多方面的生产合作也趋于常态。原有体制内的电视制作团队随着与外请团队的深度交流，不断学习掌握新的剪辑工具，适应新的制作模式。其中，视频剪辑软件Final Cut Pro是外请团队的剪辑师经常使用的一种。

Final Cut Pro是苹果公司开发的一款专业视频非线性编辑软件。刚接触此款软件的人，往往会对Final Cut Pro软件制作过程中如何选择Apple ProRes的格式摸不清头脑。笔者在查阅了相关资料，并结合电视台实际应用的基础上，对Apple ProRes的6种版本格式进行了梳理，为大家在不同项目中选择格式提供一些参考。

2. 视频的三类格式

在阐述Apple ProRes编码格式之前，我们先了解一些关于视频的格式说法，以及常见格式的特点。

2.1　三类格式

不同的应用场景下，“视频格式”的简称代表可能是视频文件格式、视频封装格式或视频编解码格式，这三类格式之间互有交集但意义完全不同，如果不理解它们的基础定义和关系，很容易相互混淆。

视频文件格式是指视频文件保存的一种格式，通常简称文件格式。通俗的理解，就是在电脑中显示的文件后缀名。它和视频播放器相关联，avi、mpg、mov等这些都叫做视频文件格式。

视频封装格式是指将已经编码压缩好的视音频按照一定的格式放到一个文件中，可以理解为存储视频信息的一个容器，AVI、MPEG、VOB等这些就是视频封装格式，通常简称视频格式。

常见的视频文件格式和视频封装格式，可以通过表1进行对比理解。

表1　常见视频文件格式和视频封装格式

若要研究视频文件的本质，不能简单通过文件格式和视频格式来区分，视频的编解码方式才是关键。视频编解码就是指通过特定的压缩技术，对数字视频进行压缩或解压缩，是将某种视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。我们将视频编解码方式简称为视频编码。视频流传输中常见的编解码标准有国际电联的H.26x系列(H.264／H.263／H.265)，国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列，运动静止图像专家组的M-JPEG等。我们研究讨论的Apple ProRes也是一种编解码方式。

2.2　常见格式

下面介绍几种常见的视频格式，以及它们的特点。

AVI（.avi），即音频视频交错格式，这种视频格式的优点在于图像质量好，无损可以保存alpha通道。但缺点是文件过大，另外因为属于比较早期的视频格式，前后期压缩标准不统一，所以在视频播放时会出现由于编解码而造成无法播放，不能调节播放进度，播放时只有声音没有图像等等问题。

MPEG（.mpg /.mpeg /.vob /.mp4 /.3gp /.asp），即运动图像专家组格式，该格式是运动图像压缩算法的国际标准。MPEG格式目前有三个主要压缩标准（1，2，4），其中MPEG4应用最为广泛，是为播放高质量的流媒体视频而专门设计的，以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。该格式通常不作为主流的高清电视视频信号源。

WMV格式（.wmv），是微软推出的一种采用独立编码方式并且可以直接在网上实时观看视频节目的文件压缩格式。但由于微软本身的局限性，如今WMV格式的发展也受到限制。

Real Video格式（.rm /.rmvb），该格式使用RealPlayer根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率，从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。但是随着时代的发展，这种格式被越来越多的更优秀的格式所替代。

最后，我们要特别提出的是Apple公司自己开发的QuickTime File Format格式（.mov），因为Final Cut Pro是基于苹果公司自主开发的剪辑软件，它本身只能在Mac OS上运行，因此必须安装苹果公司的QuickTime播放器，才能支持jpg格式图像和MOV视频格式导入。相比较其他封装格式，MOV具有比较高的压缩比率和比较好的视频清晰度，另外还可保存alpha通道。同时，MOV具有良好的兼容性、跨平台性、纠错性等技术特点，应用范围相当广泛。

3. Apple ProRes编解码

Apple ProRes是苹果公司在2007年左右推出的视频编解码格式，它能够以SD文件大小提供未压缩的HD品质，是一种优质的中间编码。

根据Apple官方关于ProRes的白皮书解释，Apple ProRes编解码可以充分利用多核处理，并具有快速降低分辨率的编解码方式。所有的Apple ProRes编解码都支持全分辨率的任意帧尺寸（包括SD、HD、2K、4K和5K）。数据速率有所不同，具体取决于编解码类型、图像内容、帧尺寸以及帧速率。

Apple ProRes目前包含6种格式：

（1）Apple ProRes 4444 XQ

是用于 4：4：4：4 图像源的极高品质的 Apple ProRes格式（包含alpha 通道）。此格式具有非常高的数据速率，可以保存目前最高质量数字图像传感器生成的高动态图像详细信息，高于 Rec. 709图像（高清电视的国际色彩标准）数倍的动态范围。即使进行大幅度的视觉效果处理，也能使色阶的暗部或亮部都得到显著延伸。

在分辨率为1920x1080，帧率29.97 fps，数据源为444的情况下，Apple ProRes 4444 XQ的码率大约是500 Mbps。

这种高质量的专业格式，通常用于比较高端的后期工作流程，它本身对于摄像器材也有一定的要求，因此在目前国内的电视行业，尤其是电视节目制作中应用不多。

（2）Apple ProRes 4444

同样是用于 4：4：4：4 图像源的极高品质的 Apple ProRes格式（包含alpha通道）。此编解码格式在高质量 4：4：4：4 RGBA 色彩和视觉还原上非常出色，在视觉保真度上，与原始素材没有区别。Apple ProRes 4444对于存储和交换动态图形及视频合成是一种高质量解决方案，具有出色的多次编码能力，无损alpha通道高达16bit。

在分辨率为1920x1080，帧率29.97 fps，数据源为444的情况下，ProRes 4444的码率大约是330 Mbps。

该格式可以在视觉效果处理、色度键控的项目工作中使用。例如在需要使用到alpha通道的调色项目，Apple ProRes 4444是不错的选择。

（3）Apple ProRes 422 HQ

属于较高数据速率的Apple ProRes 422，对4：2：2图像源保留了与 Apple ProRes 4444 相同等级的视觉质量。目前是视频后期行业普遍使用的一种格式，因为在10 bit像素深度下支持全宽度4：2：2视频源，同时通过多次编解码，也可在视觉上保持无损展现。

在分辨率为1920x1080，帧率29.97 fps的情况下，Apple ProRes 422 HQ的码率大约是220Mbps。

在目前电视节目网络制作环境下，如果完全不考虑网络带宽或存储压力，我们也建议使用该格式作为节目剪辑的基础格式，在初期转码或节目录制的时候，使用该编码完成格式统一。

（4）Apple ProRes 422

相比较ProRes422 HQ，ProRes422做到了平衡画质和性能两方面的要求，它具备了Apple ProRes 422 HQ 高质量压缩编解码的优势，但却只有422 HQ 66%的数据速率，因此可以获得更好的多码流实时编辑性能。

在分辨率为1920x1080，帧率29.97 fps的情况下，Apple ProRes 422的码率大约是147Mbps。

因此在实际使用中，它几乎成为优化媒体的默认格式，尤其在处理H.264、AVCHD、DVCPRO、MPEG4等8bit视频格式时，一般选择该格式。

（5）Apple ProRes 422 LT

与Apple ProRes 422相比，是一种高度压缩的编解码格式，数据速率大概为422的70%，因此文件小30%。

在分辨率为1920x1080，帧率29.97 fps的情况下，Apple ProRes 422LT的码率大约是102Mbps。

在需要同时考虑网络带宽和存储压力的制作环境中，通常选择此格式。

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

比Apple ProRes 422 LT 更高压缩的编解码格式，适用于需要低数据速率但全分辨率视频的离线工作流程。本身是为高效剪辑而设计，如果MAC硬件性能不足，或系统负担过重、网络环境不理想，通常会选择该格式。

在分辨率为1920x1080，帧率 29.97 fps的情况下，Apple ProRes 422 proxy的码率大约是45Mbps。

在实际应用中，我们发现Final Cut Pro X中的ProRes 422 proxy可以更好的组织流程，开展工作，加上Final Cut Pro X的多机位（多镜头）剪辑功能，在不考虑画质的情况下，利用这种代理码流可以提高性能和效率。

6种Apple ProRes格式总结对比见表2。

表2　6种Apple ProRes格式总结对比

4．Final Cut Pro中格式选择的建议

综上所述，Apple ProRes的6种格式各有特色。Apple ProRes 4444 XQ更倾向于高质量专业的视频处理，适用于画面质量要求极高的项目工作；Apple ProRes 4444因为具备alpha通道，用作存储和交换动态图像的项目居多，类似于节目制作中花字包装和调色等这类需要视觉效果处理的工作可以选择该格式。

Apple ProRes 422 HQ、Apple ProRes 422以及Apple ProRes 422 LT这三类比较适合应用于普通节目制作，区别在于考虑画质与性能两方面做平衡选择。在不考虑网络带宽及存储压力的情况下，首选HQ，在不考虑画质影响的情况下，首选LT。基于两方面的综合考虑，选择422。就目前所知的使用Final Cut Pro完成的电视节目，大部分选择LT和422，又以422居多。

Apple ProRes 422 proxy应用于Final Cut Pro X居多。如今行业内的季播节目，很多演播室录制的多迅道素材，在不考虑与音频处理软件ProTools交互的情况下，这类节目制作会选择结合Final Cut Pro X多画面剪辑的功能，将proxy用做工作代理码流，完成素材挑选、粗剪等工作，这样可以更好的提高效率。

2014年，江苏卫视首次尝试在苹果高清制作网内使用Final Cut Pro完成季播节目《花样年华》后期制作，这之后的5年，推出的《我们相爱吧》《最强大脑》《为她而战》《金曲捞》等一系列季播节目都是在苹果高清制作网内完成。刚开始接触以苹果系统为基础的剪辑软件，我们也遇到很多问题。比如，在制作《花样年华》时，初期没有统一视频素材的编解码格式，直接使用不同类型的原始格式进行剪辑，Final Cut Pro会经常出现闪退的问题。将所有原始素材统一成Apple ProRes格式后，情况才好转。另外在选择哪种Apple ProRes格式时，又发现6种格式各有利弊，如果选择不当，也会给剪辑带来不便。比如在制作《金曲捞》时，选择了Apple ProRes 422，结果多台机器使用Final Cut Pro X多画面进行素材挑选时，造成网络数据读取过大，视频播放卡顿，根本无法实时编辑，重新转成代理proxy之后，才顺利开展工作。

在格式选择上，经过摸索与验证，我们总结出一些规律和方法：在项目准备阶段，根据节目的属性（户外真人秀、演播室录制等），结合制作团队的实际操作能力，考虑制作环境的网络带宽和存储空间，最终选择制定出适合项目生产的剪辑格式。类似《我们相爱吧》《花样年华》等真人秀外拍节目，素材量巨大，考虑系统及存储压力，选择Apple ProRes 422格式；《最强大脑》《金曲捞》等演播室类节目，在素材挑选时多讯道剪辑非常重要，因此选择Apple ProRes 422 proxy代理码流完成分组镜头挑选工作，合板时再回归Apple ProRes 422完成成品。对于画面质量要求极高的高清专题纪录片，可以尝试使用Apple ProRes 422HQ，甚至更高级别的编码方式。