周绍伟

摘 要：在当下社会，GPU视频编辑特效技术的应用越来越广泛，是人们日常生活中必不可少的应用工具。我们平时经常接触到的电视节目，其核心处理技术就是GPU的视频编辑特效技术，随着现代科学水平的不断提高，GPU的视频编辑特效技术越来越成熟，大大提高了影视制作与数字多媒体的呈现效果，使人们的生活更加丰富多彩。因此，GPU的视频编辑特效技术已成为现代视频制作及图像处理的重要手段。该文就此进行了分析探讨。

关键词：GPU 视频编辑 特效 技术

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0028-01

GPU的视频编辑特效技术的出现，象征着计算机图像处理技术和视频处理技术的逐步成熟，占据了影视节目制作的主要市场，有效的克服了影视节目播放中所存在的断断续续、过渡粗糙等现象，使影视节目制作人员能够更加清晰的将自己的作品展示给观众，清楚的表达出创作该作品时的初衷。GPU的视频编辑特效技术占据了影视节目制作市场的主导地位，凭借着其先进的图像处理技术使观众能够更加清楚明白影视创作者所要表达的内涵。

1 编辑特效的核心技术

1.1 图形处理

GPU的视频编辑特效技术，不但大大提高了影视节目图像的处理效率，缩短了影视节目制作的时间，还实现了在视频编辑系统中植入可控制图形像素的编辑系统，使图形处理器更好的服务于影视节目的制作，使视频编辑工作更加简单流畅，正是由于这种视频编辑技术的先进性，使其广泛应用于各相关行业不同的编辑过程中。

原有的图形处理器编辑过程固定不变，统一作业，应用程序进入光照和变换阶段，通过系统设定好的计算公式，将每一个顶点进行光照计算，并按照物体坐标系进行不同的变换，接下来是光栅化阶段，将通过光照和变换转换形成的三角形顶点进行光栅化处理，不同的三角形像素的颜色值不同，以此将其区分开来，经过光栅化处理后，各种不同像素的三角形陆续进入纹理、雾化和颜色混合阶段，这一阶段的功能就是将区分好的像素映射上不同的纹理，也就是将经过光照和变换以及光栅化的像素按照不同的坐标值分配上不同的纹理，按照各种不同的计算公式达到创作者想要的纹理效果和雾化效果，并将各种不同的颜色按照一定的比例混合到一起，最后进入到帧缓存阶段，经过以上流程的图像帧缓存后呈现到观众面前，极为大家在荧幕上看到的效果。

随着科学技术水平的不断提高，固定的流水线逐渐被可编程的流水线所替代，固定流水线中光照和变换的阶段被取消，取而代之的是可以进行编程的顶点着色器，同时固定流水线中纹理、雾化和颜色混合的阶段也被淘汰下来，换成了编辑效果更好的像素着色器，而固定流水线中的光栅化和帧缓存被延用下来，没有改变。

1.2 视频编辑系统

做过电视工作的人应该都记得，最初的视频编辑系统操作相当繁琐，剪辑十分困难，一套达到播放标准的视频首先要通过编辑控制器将镜头有序的组织起来，由录机的磁带记录下来，这种记录方式被称为线性记录方式，视频的播放中一旦出现需要修改或删减的镜头，由于线性记录方式的局限性，只能将修改或删减镜头后所编辑好的镜头重新组织排序，给电视工作者的工作增加了很多困难，大大降低的电视工作者的工作效率。随着科学技术水平的不断提高，电子和计算机技术也有了突飞猛进的发展，线性编辑系统给电视工作者造成的困难被非线性编辑系统所克服，视频剪切的自由度大幅提高，满足了电视工作者对视频剪辑的要求。非线性编辑系统由计算机和磁盘组成，与线性编辑系统中录机、放机、监视器以及编辑控制器的组成结构存在着很大的差别，磁盘相对于编辑控制器而言，具备随机存取功能，从而实现视频剪切的任意性，克服了电视工作者繁琐往复的视频剪辑工作，同时磁盘具有良好的整合性能，大大减少了电视工作者重组镜头的工作量。因此线性编辑系统逐渐被非线性编辑系统所取代，视频编辑系统也更加完善和便利。非线性编辑系统的产生标志着视频编辑特效技术迈上了一个新的台阶。

2 视频编辑特技的实现

GPU的视频编辑特效技术是通过非线性编辑系统来实现的，视频编辑特技是GPU的一个重要功能。

YUV（4：2：0）既可以理解为视频进行解码处理后所产生的数据，也可以直接将未压缩的视频数据进行编码，作为非线性编辑系统必不可少的组成要素，视频编辑特技处理子系统的运行流程如下。

（1）视频通过非线性编辑系统进行解码后，形成了YUV（04：2：0）平面格式视频数据；（2）特技处理子系统将解码后的数据进行特辑编辑，依然输出平面格式的视频数据，（3）通过特技处理子系统输出的视频数据经过非线性编辑系统进行编码，实现一次完整的特技编辑。

3 技术实现

图1是作者设计的基于GPU的视频编辑特技的流程图。

所需技术步骤为：（1）选定需要进行特技处理的视频文件，然后进行技术解码；（2）对各种系统所需参数进行设置；（3）校验参数的正确性；（4）对Direct3D进行初始化，将特技参数和解码后的视频数据输入GPU当中；（5）对GPU进行渲染；（6）GPU将渲染以后的视频数据输出，然后由系统重新编码然后输出新的特技视频。

视频解码后输出的数据与特技处理子系统输出的数据都是平面格式数据，特技编辑分为单轨特技和双轨特技，特技处理子系统输入的视频帧数与输出的视频帧数相同，说明输入到特技处理子系统的为一组YUV视频序列数据，极为单轨特技。而双轨特技是指特技处理子系统输入两组YUV视频数据，两组数据分别为即将切出的视频序列和即将切入的视频序列，最终输出一组N帧的YUV序列数据。这就是双轨特技和单轨特技所存在的差别。

参考文献

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[2] 赵艳伟，程振林，董慧，等.图形处理器空间插值并行算法的实现[J].中国图象图形学报，2012（4）.

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