TMPGEnc之强大而混乱，也不实用的60FPS

babykiss · 发表于 2012-5-5 04:27:47

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正文开始：60FPS（以下除非说明是场速率，其余均指帧速率）说起来复杂，做起来也许麻烦，用起来也不怎么实用。不过，技术总是为创意而服务的，所以，必要的时候还是需要知道这东西是个啥。下面进行下测试，你会发现60FPS不过如此。　　制作60FPS的标准定义是：在DVD→DVDRip的时候，把一帧拆成奇偶两场，然后把场补成帧，于是我们就可以获得60FPS。（其强大在拆，其混乱在补）
一、3：2 pulldown的两种形式：“Top field first”型和“Bottom field first”型
1、到底什么是“Top field first”型？在3：2 pulldown时“Top field first”方式的话会这样做胶卷过带：
A│B│C│D│ 　　（24FPS一个最小片段——4帧）
Odd Field，也叫Top Field：奇数场
Even Field，也叫Bottom Field：偶数场
首先拆成场：Ao│Ae│Ao│Be Bo│Ce│Co│Ce│Do│De│（注意看，A被拆成了三份场，C也被拆成了三份，B、D被拆成了二场，形状如“3 2 3 2”，这个就是3：2pull-down的名称由来。并且是以Ao（奇数场）优先。
把Ao│Ae│Ao│Be Bo│Ce│Co│Ce│Do│De│写成帧的形式：A1表示奇数场，A2表示偶数场：
A1│A1│B1│C1│D1│
A2│B2│C2│C2│D2│ <– 这个就是“Top field first”型的具体结构
2、在3：2 pulldown时“Bottom field first”方式的话会这样做胶卷过带：“Bottom field first”型：
首先拆成场： Ae│Ao│Ae│Bo│Be│Co│Ce│Co│De│Do│（注意看，A被拆成了三份场，C也被拆成了三份，B、D被拆成了二场，形状如“3 2 3 2”，并且是以Ae（偶数场）优先。
把Ae│Ao│Ae│Bo│Be│Co│Ce│Co│De│Do│写成帧的形式：
A1│B1│C1│C1│D1│
A2│A2│B2│C2│D2│ <– 这个就是“Bottom field first”型的具体结构
二、TMPGEnc中的拆分重组的过程分析
　　头大了两圈，貌似终于想通了TMPGEnc的拆分组合原理——TMPGEnc只做一件事：如果片子是“Top field first (field A)”型，那它就会在拆帧成场后，以奇数场优先顺序重新顺序两两组合场成帧，以得到正序；如果片子是“Bottom field first (field B)”型，那它就会在拆帧成场后，以偶数场优先顺序重新顺序两两组合场成帧。以得到正序。
　　在TMPGEnc里：MPEG设定→高级→场的顺序→有两个选项：“Top field first (field A)”和“Bottom field first (field B)”。选项说明：这个设定在以下情形中起作用：a、MPEG-2 隔行扫描；b、逆转为Telecine；c、消除交错信号。“逆转为Telecine”的意思就是IVTC（反胶卷过带）。
　　下面是TMPGEnc到底如何拆分5帧（最小序列单位）为10帧的具体过程分析：
1、“Top field first”型：
A1│A1│B1│C1│D1│
A2│B2│C2│C2│D2│ <– 这个就是“Top field first”型的具体结构
→ TMPGEnc → Top field first (field A) →
　⌒　　⌒　⌒　⌒　　⌒　⌒　　⌒　⌒　⌒　　⌒
A1│A2│A1│B2│B1│C2│C1│C2│D1│D2│ → 两两顺序组合 →
A1│A1│A1│B1│B1│C1│C1│D1│D1│A1（下一个）│
A2│A2│B2│B2│C2│C2│C2│C2│D2│D2│ → 反交错滤镜：偶数-奇数场（场） →
A1│A1│A1│B1│B1│C1│C1│D1│D1│A1（下一个）│
A2│A2│B2│B2│C2│C2│C2│C2│D2│D2│
1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
　　此时我们可以看到如果以场为帧，顺序是：A2│A1│B2│B1│C2│C1│C2│D1│D2│A1（下一个）│（正序）。如果使用“1001010010”算法，可以完美得到原本的24FPS。
但是如果我们错选为“Bottom field first (field B)”型：
A1│A1│B1│C1│D1│
A2│B2│C2│C2│D2│ <– 这个就是“Top field first”型的具体结构
→ TMPGEnc → “Bottom field first (field B)” →
A2│A1│B2│A1│C2│B1│C2│C1│D2│D1│ → 两两顺序组合 →
A1│A1│A1│A1│B1│B1│C1│C1│D1│D1│
A2│B2│B2│C2│C2│C2│C2│D2│D2│A2│ → 反交错滤镜：偶数-奇数场（场） →
A1│A1│A1│A1│B1│B1│C1│C1│D1│D1│
A2│B2│B2│C2│C2│C2│C2│D2│D2│A2│
1 0 0 0 0 0 1 0 1 0
　　此时我们可以看到如果以场为帧，顺序是：A2│A1│B2│A1│C2│B1│C2│C1│D2│D1│，出现倒退帧。并且不能使用任何算法，不能完美得到原本的24FPS。
2、“Bottom field first”型
A1│B1│C1│C1│D1│
A2│A2│B2│C2│D2│ <– 这个就是“Bottom field first”型的具体结构
→ TMPGEnc → “Bottom field first (field B)” →
A2│A1│A2│B1│B2│C1│C2│C1│D2│D1│ → 两两顺序组合 →
A1│A1│B1│B1│C1│C1│C1│C1│D1│D1│
A2│A2│A2│B2│B2│C2│C2│D2│D2│A2│ → 反交错滤镜：偶数-奇数场（场） →
A1│A1│B1│B1│C1│C1│C1│C1│D1│D1│
A2│A2│A2│B2│B2│C2│C2│D2│D2│A2│
1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
　　此时我们可以看到如果以场为帧，顺序是：A2│A1│A2│B1│B2│C1│C2│C1│D2│D1│（正序）。如果使用“1001010010”算法，可以完美得到原本的24FPS。
但是如果我们错选为“Top field first (field A)”型：
A1│B1│C1│C1│D1│
A2│A2│B2│C2│D2│ <– 这个就是“Bottom field first”型的具体结构
→ TMPGEnc → Top field first (field A) →
A1│A2│B1│A2│C1│B2│C1│C2│D1│D2│ → 两两顺序组合 →
A1│B1│B1│C1│C1│C1│C1│D1│D1│A1│
A2│A2│A2│A2│B2│B2│C2│C2│D2│D2│ → 反交错滤镜：偶数-奇数场（场） →
A1│B1│B1│C1│C1│C1│C1│D1│D1│A1│
A2│A2│A2│A2│B2│B2│C2│C2│D2│D2│
1 0 0 0 0 0 1 0 1 0
　　此时我们可以看到如果以场为帧，顺序是：A2│B1│A2│C1│B2│C1│C2│D1│D2│A1│，出现倒退帧。并且不能使用任何算法，不能完美得到原本的24FPS。
　　另外，TMPGEnc里没有“奇数-偶数场（场）”：如果你看上边把红色的场部分与黑色的部分交换一下，你会发现其实结果是一样的。
三、实际例子的场顺序表现：
　　关于上边的分析，TMPGEnc里使用“CTRL+P”输入“1111111111”，反交错滤镜选择“偶数-奇数场（场）”有以下几个实际例子效果：
　　1、GIG-OP.VOB（攻壳机动队2）：如果TOP优先，那么顺序正常，如果BOTTOM优先，则倒退帧连连不断。
　　2、Chobits-op.VOB：如果TOP优先，仅明显观察到原始帧序的89b出现倒退（不过，这段本来就变化很特别，变化顺序不是容易看出）。如果BOTTOM优先，则全部正常。
　　3、SCRAPPED+PRINCESS NCOP.vob：如果TOP优先，则第一个24/24FPS渐变及之前出现倒退，之后的以及第2个渐变全部正常。如果BOTTOM优先，第1个24/24FPS渐变及之前的正常，但后面的基本上全部出现倒退。分析来看，它是由TOP型一段连接了BOTTOM型一段。
　　SCRAPPED+PRINCESSNCOP.vob的现象其实是我如此大费周折分析原理的原因。以后我们做60FPS的话似乎需要注意下，不行的话则连过渡处都要分段处理了。要不逐行的显示器看来就没法看了。
　　不过这种情况，使用24IVTC后再对细小处进行“帧率加倍”反交错更适合吧。或者干脆舍弃部分场，直接CTRL+P输入“1010101010”然后使用反交错滤镜 “奇数场”来做30FPS算了。
四、最标准的60FPS的做法：
　　最标准也最完美的60FPS处理做法（120FPS、VFR等等都可以靠边去了）：每一帧拆成奇偶场，然后宽高均缩小一半，即整个画面缩小为原画面的1/4。原因是隔行的电视为隔行（奇偶场）而优化，但电脑用的显示器比较精细为逐行而优化。因此，不缩小画面也不补象素的话，对于显示器而言意味着超重的锯齿（因为对于奇数场的两行象素间少了一个偶数场的过渡象素）。
　　做法简易图示：TMPGEnc中首先按“ctrl+p”，然后输入“1111111111”，然后从第一帧开始，右键菜单选择“指定从本帧开始的交错解除方式”为“偶数-奇数场（场）”：如果原片子不是由几段TOP和BOTTOM段组合，那么就直接OK；如果是的话，请分段重复以上步骤。

五、24/30FPS的overlay的图示：
A1│A1│B1│C1│D1│
A2│B2│C2│C2│D2│ 左边24FPS部分。随意选了个“Top field first”型
a1│b1│c1│d1│e1│
a2│b2│c2│d2│e2│ 右边30FPS部分
上下混合overlay（mix）:
A1a1│A1b1│B1c1│C1d1│D1e1│
A2a2│B2b2│C2c2│C2d2│D2e2│ → TMPGEnc → Top field first (field A) →
A1a1│A2a2│A1b1│B2b2│B1c1│C2c2│C1d1│C2d2│D1e1│D2e2│ →两两顺序组合→
A1a1│A1b1│A1b1│B1c1│B1c1│C1d1│C1d1│D1e1│D1e1│A1a1│
A2a2│A2a2│B2b2│B2b2│C2c2│C2c2│C2d2│C2d2│D2e2│D2e2│ → 反交错滤镜：偶数-奇数场（场） →
A1a1│A1b1│A1b1│B1c1│B1c1│C1d1│C1d1│D1e1│D1e1│A1a1│
A2a2│A2a2│B2b2│B2b2│C2c2│C2c2│C2d2│C2d2│D2e2│D2e2│
1 0 0 0 0 0 1 0 1 0
1 0 0 奇 0 奇 0 0 1 0
　　在这种60FPS下，看上边红色的部分，无论是左边24FPS还是右边30FPS都是正序。并且左右两边的画面信息都被全部保留。
六、对于24/24FPS或者24/30FPS的渐变的几种IVTC处理办法：
针对下面这个序列“24/30FPS的overlay（mix）”：
A1a1│A1b1│A1b1│B1c1│B1c1│C1d1│C1d1│D1e1│D1e1│A1a1│
A2a2│A2a2│B2b2│B2b2│C2c2│C2c2│C2d2│C2d2│D2e2│D2e2│
1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
a、以场为帧，60FPS做法：如上分析。
b、补象素，24FPS做法：
　　我们还原保证左边的24FPS部分的正确IVTC（A、B、C、D）——ctrl+p输入“1001010010”获得左边的正确IVTC，
A1a1│B1c1│C1d1│D1e1│
A2a2│B2b2│C2c2│D2e2│
然后很明显，中间两帧仍然存在来自右边30FPS的交错，如果我们继续简单的把中间两帧取场做帧，比如取奇数场：不仅存在丢场（b2）的问题，还有图象模糊的问题。
c、补象素，30FPS做法：
　　我们还原保证右边的30FPS部分的正确IVTC（a、b、c、d、e）——ctrl+p输入“1010101010”获得右边的正确IVTC：
A1a1│A1b1│B1c1│C1d1│D1e1│
A2a2│B2b2│C2c2│C2d2│D2e2│
　　那么，第2、第3两帧存在来自左边24FPS的交错，如果我们简单的把这两帧取场做帧，比如取奇数场：场是不丢了，但图象模糊的问题还在。
　　而且，如果做成30FPS的，那么左边24 FPS的部分会重复一个场。例如C1。由于重复某个场，会导致该场的显示时间改变：比如原本是1/24秒，会变成1/30秒*2，因此在运动变化上会出现不均匀的现象。即使这种变化未必能被我们所觉察，但还是不建议对于SCRAPPED+PRINCESS NCOP.vob这种左右均为24FPS的渐变进行30FPS化或者60FPS化。
d、补象素，帧场混合式60FPS做法：麻烦，也不怎么好用。
A1a1│A1b1│A1b1│B1c1│B1c1│C1d1│C1d1│D1e1│D1e1│A1a1│
A2a2│A2a2│B2b2│B2b2│C2c2│C2c2│C2d2│C2d2│D2e2│D2e2│ <– 24/30FPS的overlay（mix）
　　你只要在这里视片源情况进行手动反交错即可。如果你选择做成24FPS的话，你只能在这10帧里挑出4帧；如果你选择做成30FPS的话，你只能在这10帧里挑出5帧；如果你做成60FPS，此时就可以把这10帧全部使用。
　　此情况最复杂我们的灵活性也最大。单场、双倍、自适应、拷贝帧，手法随你用。只要能保证流畅性，怎么漂亮怎么好看就怎么来吧。
　　（此外，我们还可以在这个基础上进行改进，也就是当某一帧不得不使用单场的话，我们可以通过AVS以及其他AU的插件对这一单场进行美化。例如：AVS写法：先柔滑再锐化。此外，有文档表明AU里面还有个二次反交错插件，可以把某一帧在IVTC后单独进行改进，没有用过。仅供了解。）
　　其实呀，这里就要看是哪部分比较重要了：如果背景重要，就可以做成24FPS的，如果前景比较重要，就可以做成30FPS。两者都想保留最多信息的话就可以考虑60FPS的做法。
　　总之，以上交错情况我们都只能无限的接近完美。而不能说哪个是最正确的做法。
　　顺便说下我对IVTC的一些理念问题：首先我们要明确一个概念，由于过去的兼容性标准，导致在模拟与数字之间存在着一些根本的矛盾（关于这一点，我就不准备展开叙述了，大家了解即可）。因此，不存在所谓最正确的做法，只存在不断接近完美的做法。因此RIP就好比翻译，“信、达、雅”原则仍然适用。第一要播放顺序正确，并尽可能保持原汁原味，完美点也就是不要遗失任何画面信息，；第二要尽可能没有交错，再要求完美点就是没有交错；第三要尽可能画面漂亮，无锯齿、无模糊等等最好。
　　举个例子：EVA09的那个倒记时字幕交错，如果要“信”和“达”，就要至少做成30FPS，以便保留全部的字幕，但这样做会出现大量不美的帧，比如锯齿、因拷贝帧而带来的停顿等等，考虑到“雅”，这部分字幕的意义远没有背景动画重要，而且缺少部分字幕并不会引起歧义，因此，最后考虑的结果是：优先背景，做成24FPS。EVA09当时用的滤镜是“帧率加倍（场-自适应）”，这算是个局部反交错的滤镜，简易而接近目的的处理了交错。
七、60FPS的一些扩展想法（没有特别的实用处，仅仅供大家做为一种思路参考）：
　　另外，我们还可以用以拷贝帧为基础的复杂式60FPS来做成单一60FS帧速或者30FPS的。但是因为过于烦琐以及缺陷几率的增大，其实用价值太小了。顺便写出仅供大家了解。
　　做法：以30FPS的交错处理手法，把纯24FPS与纯30FPS部分都解除然后每一帧后都使用一下拷贝帧变成60FPS（如果不做拷贝，那么就是30FPS，后面的渐变解除也要做成30FPS，以便做成单一30FPS的）；然后用60FPS的做法解除渐变处的交错。最后连接全部片段即可。
　　首先处理纯24FPS部分成30FPS或者60FPS。
A1│B1│C1│D1
A2│B2│C2│D2 —>胶卷过带 —->
A1│B1│C1│C1│D1│
A2│A2│B2│C2│D2│– 24FPS部分 –> TMPGEn —->BOTTOM—->
A2│A1│A2│B1│B2│C1│C2│C1│D2│D1│
A1│A1│B1│B1│C1│C1│C1│C1│D1│D1│
A2│A2│A2│B2│B2│C2│C2│D2│D2│A2│
↑ 　↑ ↑　 ↑ 　↑ ↑　 ↑ ↑ 　↑ ↑
1　　2 3 　 4 　5　 6 　 7 8 　 9 10
简化一下：ctrl+p输入1001012010 获得了
A1│B1│C1│C1│D1│
A2│B2│C2│C2│D2│
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
1 3 6 7(6) 9
　　这个要仔细看啊，不是24FPS的1001010010，而是以拷贝帧为基础的1001012010算法获得的30FPS。也就是把24FPS转成了30FPS。当然你也可以ctrl+p输入1221212212 获得60FPS。检查好麻烦那，还有潜在的运动不均匀缺陷。放弃！
　　最后：TMPGEn本身那个做复杂式24/30FPS到60FPS化的滤镜太简陋了，非常的不可靠。

IsaacZ · 发表于 2012-5-7 20:29:16

这位高手的脑子太精密了啊！看不懂的说！

zhjiazhong1150 · 发表于 2012-5-18 22:21:38

浆糊哦，要仔仔细细的哦

wzhizhou · 发表于 2012-5-31 07:53:23

太强大了，想lz致敬

chishi · 发表于 2012-6-26 15:40:17

看到abc什么的，我就疯了，不过小日本的一些特效，什么都没用过

luckycat99 · 发表于 2012-6-27 09:56:26

怎么不实用的？

lee1972 · 发表于 2013-2-3 19:17:04

除非是原生的,不然拆補是會有時候出現補錯的情形,馬賽克狀,不在意的話確實的比較流暢的感覺

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