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[FFmpeg] DVD Video 編碼

簡介

使用 FFmpeg 編碼輸出標準 DVD-Video 教學，此文僅供參考與學習 FFmpeg 用法。

實際製作標準 DVD 視訊影片推薦使用以下軟體：

  • TMPGEnc Authoring Works (付費，高自訂性、多樣式)
  • VSO DVD Converter (付費，高易用性)
  • DVDStyler (免費)

由於 DVD Video 是很老舊的標準了，如果你有藍光播放機，只是需要將影片燒錄到 DVD 上，建議可以考慮 AVCHD 格式，同一張 DVD 光碟片可以燒錄畫質更高的 720p AVCHD 格式影片。

DVD Video NTSC 標準

名稱 畫面規格 掃瞄方式
Full D1 NTSC 16:9 720x480 [PAR 40:33, DAR 20:11] 60i/30p
Full D1 NTSC 4:3 720x480 [PAR 10:11, DAR 45:33] 60i/30p
Full D1 PAL 16:9 720x576 [PAR 16:11, DAR 20:11] 50i/25p
Full D1 PAL 4:3 720x576 [PAR 12:11, DAR 45:33] 50i/25p
D1 NTSC 16:9 704x480 [PAR 40:33, DAR 16:9] 60i/30p
D1 NTSC 4:3 704x480 [PAR 10:11, DAR 4:3] 60i/30p
D1 PAL 16:9 704x576 [PAR 16:11, DAR 16:9] 50i/25p
D1 PAL 4:3 704x576 [PAR 12:11, DAR 4:3] 50i/25p

NTSC 60i = 60000/1001i = 30000/1001 fps
NTSC 24p = 24000/1001 fps
PAL 50i = 25fps
PAL 25p = 25fps

註：DisplayAspectRatio = Width / Height * PixelAspectRatio

影音編碼

DVD Video
編碼格式: H.262/MPEG-2 Part 2
顏色取樣格式: YUV 4:2:0
量化： 8bit
色階/動態範圍: 16-235

DVD Audio

  • Linear PCM: 1-2 channels, 1.5 Mbit/s (2 channels)
  • Dolby Digital (AC-3): 1-5.1 channels, 64 to 640 kbit/s

為了分配更多儲存空間給視訊使用
建議使用壓縮率較高的 AC-3 音訊編碼格式

FFmpeg 參數設定

以下皆應用 Letterbox (填充黑邊) 維持顯示比例不失真

畫面設定

Letterbox (填充黑邊) 維持顯示比例不失真

  • 720x480, PAR 40:33 (DAR 20:11) - Full D1 NTSC 16:9：
-filter:v "scale='w=min(720,trunc((480*33/40*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((720*40/33/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=720:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'"
  • 720x480, PAR 10:11 (DAR 45:33) - Full D1 NTSC 4:3：
-filter:v "scale='w=min(720,trunc((480*11/10*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((720*10/11/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=720:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'"
  • 704x480, PAR 40:33 (DAR 16:9) - D1 NTSC 16:9：
-filter:v "scale='w=min(704,trunc((480*33/40*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((704*40/33/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=704:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'"
  • 704x480, PAR 10:11 (DAR 4:3) - D1 NTSC 4:3：
-filter:v "scale='w=min(704,trunc((480*11/10*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((704*10/11/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=704:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'"

畫格速率

  • NTSC 30p：
-vsync cfr -r 30000/1001
  • NTSC 60i (24p with 3:2 Pulldown)：
-filter:v "fps='24000/1001',telecine='first_field=top:pattern=23'"
  • NTSC 60i：
-vsync cfr -r 30000/1001 -flags +ilme+ildct -top 1
  • PAL 25p：
-vsync cfr -r 25
  • PAL 50i：
-vsync cfr -r 25 -flags +ilme+ildct -top 0

注意：無法使用兩個 -filter:v 選項，必須合併為一個。

視訊編碼設定

NTSC DVD 相容視訊 - MPEG-2 6000kbps：

-c:v mpeg2video -pix_fmt yuv420p -g:v 18 -b:v 6000k -maxrate:v 8000k -minrate:v 0 -bufsize:v 1835008

對於 PAL DVD: -g 選項 (GOP Size) 設定值為 15

音訊編碼設定

DVD 相容音訊 - 立體聲 AC3 192kbps：

-c:a ac3 -ac 2 -b:a 192k -ar 48k

檔案格式

DVD 相容檔案:

-packetsize 2048 -f mpegts

實際轉換檔案

D1 NTSC DVD: 704x480p [PAR 40:33 DAR 16:9], 29.97 (30000/1001) fps

Step 1. 音訊編碼：

ffmpeg -i input.mkv -vn -async 1 -ar 48k -c:a ac3 -ac 2 -b:a 160k -f ac3 dvdaud.ac3

Step 2. 第一階段視訊編碼：

ffmpeg -i input.mkv -an -pass 1 -vf "scale='w=min(704,trunc((480*33/40*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((704*40/33/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=704:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'" -vsync cfr -r 30000/1001 -c:v mpeg2video -pix_fmt yuv420p -g:v 18 -b:v 6000k -maxrate:v 8000k -minrate:v 0 -bufsize:v 1835008 -f null -

Step 3. 第二階段視訊編碼：

ffmpeg -i input.mkv -an -pass 2 -vf "scale='w=min(704,trunc((480*33/40*dar)/2+0.5)*2):h=min(480,trunc((704*40/33/dar)/2+0.5)*2)',pad='w=704:h=480:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2',setsar='sar=40/33'" -vsync cfr -r 30000/1001 -c:v mpeg2video -pix_fmt yuv420p -g:v 18 -b:v 6000k -maxrate:v 8000k -minrate:v 0 -bufsize:v 1835008 -f mpegts dvdvid.mpg

Step 4. 合成視訊與音訊檔為單一檔案：

ffmpeg -i dvdvid.mpg -i dvdaud.ac3 -c copy -packetsize 2048 -f mpegts dvd.mpg

Step 5. 使用 DVD Muxer (例如 TMPGEnc DVD Author) 封裝輸出 DVD 目錄或 ISO 檔:

這邊以 dvdauthor 為例：

dvdauthor --title -o 輸出目錄名稱 -f dvd.mpg

Step 6. 使用支援 DVD 視訊光碟輸出的燒綠軟體 (例如 CDBurnerXP) 燒綠 VIDEO_TS 目錄

DVD目錄結構: 根目錄\VIDEO_TS...

檔案大小預估

光碟容量 (位元組):

  • DVD-R SL: 4,707,319,808 bytes
  • DVD+R SL: 4,700,372,992 bytes
  • DVD-R DL: 8,543,666,176 bytes
  • DVD+R DL: 8,547,991,552 bytes

由於必須精準控制輸出大小，所以 Bitrate 控制模式用 2 pass

例如: 來源 90 分鐘 (5400 秒) 轉 AVCHD 燒錄在 DVD-R

光碟容量換算成位元

4,700,372,992 bytes = ( 4,700,372,992 * 8 ) bits = 37,602,983,936 bits

假設音訊 Bitrate 設為 640 Kbps 則音訊檔案大小為

AudioSize = 640 Kbps * 5,400 sec = 640000 bits/sec * 5,400 sec
= 3456,000,000 bits

預留 10 MB (83,886,080 bits) 則視訊可用容量為

VideoSize = 37,602,983,936 - 3456,000,000 - 83,886,080 = 34,063,097,856 bits

則視訊可用 Bitrate 為

VideoBitrate = 34,063,097,856 bits / 5,400 sec ~= 6307981 bps ~= 6307 Kbps

視訊 Bitrate 必須小於或等於 6307 Kbps

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Jul 12, 2021
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