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了解時間碼-時間碼的由來 MIDIMALL顧問部

 是的,大部分玩音樂、搞錄音的人都知道時間碼,也很多人知道有時間碼這回事,但是到底什麼是時間碼,你可曾在同步時被這些東西搞得有點畏懼? 你可曾迷失在這些Frame之間? 趁著新年,我們屏除太過機械或學理的說法,好好來了解何謂Time Code吧!

在電影製作裡,Time Code被用來使影像和聲音較容易同步,或是說在影像被播放時能夠同步帶動音樂。在後製作的過程中,Time Code廣泛被應用在影像剪輯以及使聲音、畫面、音效與音樂等不同元素能夠同步。

Time Code據說是NASA(美國太空總署)為了記錄太空任務的黑盒子而發明的,然後被ECCO所採用,隨後發展出許多系統,1969年由SMPTE協會正式訂下標準,同年EBU協會也採用此標準,故Time Code又常稱為SMPTE/EBU。

Time Code是一個簡單的訊息,他可能有很多種不同的格式,在機器中,Time Code是一個在音頻下的電子訊號,表現二進位的訊號(即0與1),它可以存在影像訊號中,然後用解碼而得到;它可以用獨立的聲音訊號來載波;對於握們來說,我們可以在一些表頭上以十進位的時間方式呈現;在電影膠卷中它存在於膠卷邊緣的孔與孔之間,可能是一個條碼資料或是實際的數字,在時間碼當中存在了四種資料:1.同步與偵錯;2.可變動的應用參數;3.時間;4.使用者提供的資訊。

 

第一個項目跟我們無關,純粹是屬於內部的訊號。第二項原則上也與我們無關,如果需要有關連時我們可以從表頭中得知,第三個資料是以小時:分:秒:格(Frame)來表示,同時以24小時制(PM:3:00:00)表示,Frame即是Time Code的最小單位,它切割一秒為許多小單位,從00開始,最大的數值可能是23/24、24/25或是29/30...等,端看其格式而定,最後一個我們稱之為"使用者位元"(User Bits),通常以八位元表示,包含日、月、年以及其他需要的資訊。

SMPTE時間碼有五種格式,分別是:

24 fps
29.97fps non drop frame
29.97fps drop frame
30 fps non-drop frame
30 fps drop frame

而EBU 時間碼則只有一種格式-25 fps。這六種格式它們都有特定的使用時機,24 fps現在通常較少用,除非是在某些的動畫應用上。25 fps是歐洲通用的影像、動畫時間碼格式,30 fps則是使用在大多數的映畫與音聲應用上,其餘的三種格式我們後面再談。

有讀者會再這時候發問,那為什麼需要Time Code,其實我們每天都需要用到時間來測量東西,一般我們的定義最小單位是瞴A如果是短跑選手,他們就會在意1/100秒的數值,當然秒或1/100秒只是一個單位,想想看我們今天用微波爐、看錄影機,上面都有一個碼表吧! 當我們啟動這些電子設備時我們就會看到這些碼表開始動作,有沒有人想過這些時間到底準不準? 上面的一秒鐘到底跟真實的一秒鐘一不一樣? 還有為什麼它可以顯示時間?

其實在這些機器當中也是有著類似電子錶一樣的計時器在跑,我們通常稱為內部時鐘(Interclock),當然每個機器的這個時鐘都跟手錶一樣,多少有的快點、有的慢點,如果說今天我們看得電影都是默劇,如果全世界只有一種攝影機,而且我們所看得片子也就是這一種機器放出來的,而且我們也不去剪接,不換鏡頭,那麼Time Code的意義可能就沒這麼大,就好像古代的人日出而作、日落而息,時間對他們的定義並不大,時間碼只不過是以數位的方式來記錄時間,由於我們在影音的世界裡不是以1/100秒來切割時間,所以才會有好多規格,由於我們需要去同步影音、編輯影音乃至於播放影音,這些不同的機器、不同規格的產品需要時間碼來作為彼此之間的一個標準單位,所以在同步的過程中,定義相同的時間碼是最基本的事。

那又有人會問,為什麼要以這些奇怪的Frame為單位,首先讓我們回到剛剛所說的地方,現在的電視、錄放影系統仍存在著許多不同的系統,像NTSC, PAL,SECAM,當然如果是 25 fps的系統就應該以每秒25格的Time Code為基準,這點是毋庸置疑的,事實上現在的映畫用攝影機用25 fps,也沒什麼問題,問題是出在30fps的系統。

說到這裡不得不談談電視機,電視機是由美國人 Philo T. Farnsworth發明的,剛開始只有300條掃描線,但是因為專利與販賣的訴訟使得英國反而先得以發展成品,原始的英國電視(現在當然已經作廢)使用25fps, 405條掃描線為基準,在1941年,美國黑白電視標準協會為了強調其較為傑出,特以30fps, 525條掃描線為標準,音聲的訊號可以藉由調變4.5MHz之附載波頻率而與影像訊號共存。

下一期我們要講得更深入,也許你又會說好難,不過事實上Time Code它的演變的確是從影像這邊而來的,所以想要真正完全了解它,還是需要扯到這些過去的恩怨情愁,並且不得不提及影像,為了怕你們有看沒有懂,我們將一些專有名詞拿出來解釋。

 

EBU-European Broadcast Union:
英國廣播聯盟,與SMPTE是類似的組織。

Field:
1/2的影像Frame(格),每個影像的畫面通常都由許多條水平掃描線所構成,,所有奇數的掃描線都會先被掃描,然後才輪到所有偶數的線,這些奇數與偶數的線交織就構成了一格畫面。Field的比率是Frame(格)的兩倍,譬如每秒30格`Filed(30 frame per second` field per second)

fps-Frame Per Second:
格與時間的比值,依照不同的時間碼,這個比值也會隨之不同。

Frame:
是影片或是錄影帶中的其中一個畫面。

Hz-赫茲:
頻率的測量單位,每秒的周波(Cycle)數。

NTSC-National Television Standard Committee:
國際電視標準協會,其標準為美、日、台灣等國所採用。

PAL-Phase Alternating Line:
相位轉換線,此一標準多為西歐國家所採用。

SECAM-Color Television System:法國使用的彩色電視系統,某些東歐國家也採用此系統。

SMPTE-Society of Motion Picture and Television Engineers: