Основы цифрового видео

Источник материала:

(Продолжение. Начало в №26)

"Продаю троллейбус. Полный электропакет" - это из юмора, "Уважаемый Кристофер, с удовольствием читаю Ваши материалы... Расскажите, пожалуйста, о таком цифровом стандарте, как S-VHS (Super VHS)" - это из писем. Что тут сказать? В общем, давайте идти дальше.

Из прошлых материалов по данной тематике, я надеюсь, вы представляете, как устроена обычная аналоговая видеокамера. Ее прототипами послужили обычные телекамеры, которые изначально за счет фоточувствительных элементов преобразовывали изображение в аналоговый сигнал, после чего он шел в прямой эфир либо фиксировался на определенные носители, для чего использовались специальные магнитофоны. С появлением эпохи видео было решено объединить камеру и магнитофон в единое целое. Так, собственно, появились камкодеры (camcorder), то есть записывающие видеокамеры. Запись производилась на обыкновенные носители на базе магнитной ленты, что, собственно, для той эпохи было стандартным решением ситуации.

Мы сейчас не будем описывать именно аналоговые стандарты видео, поскольку это выходит за рамки нашего материала, а обратимся к 1995 году. Вернее, даже раньше, к 1989-му только для того, чтобы напомнить вам, чем занималась экспертная группа JPEG. Стандарт сжатия статических изображений у них уже был изобретен, далее они развили идею и создали стандарт Motion JPEG (M-JPEG). Суть его заключалась в том, что видео представляется как последовательность полноценных кадров, сжатых в формате JPEG. Мы упоминали, что данный стандарт укрепился большей частью для решения небольших локальных задач, таких, как, например, реализация видеоконференций. M-JPEG не подходил ни для тогдашнего телевидения, ни для видео. Дело в том, что каждый кадр не разбивался чересстрочно, а, во-вторых, не было никаких утвержденных технологических совместимостей данного стандарта с профессиональными решениями. MPEG в то время только набирал обороты, а профессиональное цифровое видео подразумевало достаточно громоздкие и избыточные стандарты. Нужно было срочно получить сжатый и оптимизированный вариант.

И вот, 1995-й... Консорциум десяти компаний Matsushita Electric Industrial Corp (Panasonic), Sony Corp, Victor Corporation of Japan (JVC), Philips Electronics, N.V., Sanyo Electric Co. Ltd, Hitachi, Ltd., Sharp Corporation, Thompson Multimedia, Mitsubishi Electric Corporation и Toshiba Corporation представляет новый стандарт цифрового видео, который назвали просто DV (Digital Video). Распространился он очень быстро, и уже через несколько лет консорциум разросся до 60 участников. Суть DV очень схожа с M-JPEG. Стандарт сжатия идентичен, правда, в варианте DV была предусмотрена более профессиональная начинка, а именно, ввели место для служебной информации и меток, а поскольку сам стандарт сжатия изначально подразумевал построчное хранение информации, сделали надстройку, переводящую его в чересстрочное, чем получили совместимость с телевизионными NTSC и PAL. В общем, отличий DV от M-JPEG достаточно много, за исключением схожего подхода к компрессии данных.

И хотя на самом стандарте все сошлись единодушно, разброс и шатание произошли в сфере систем записи/воспроизведения. Например, Sony, не долго думая, решила в качестве накопителей использовать видеокассеты Video8 и Hi8 от своих более старых аналоговых камер. После они переименовали этот вариант в Digital8. Но другие разработчики решили базироваться на принципиально новом стандарте накопителей и, соответственно, систем чтения/записи, и данные кассеты, как и сама технология, получили название miniDV. Причем в обоих случаях (Digital8 и miniDV) мы подразумеваем один и тот же видеоформат DV.

В принципе, кассеты с лентой, хоть они и хранят в себе цифровую информацию, - это атавизм. Ведь даже для того, чтобы перегнать информацию с них, нужно все делать последовательно, то есть, час записи - час копирования. Естественно, можно предусмотреть варианты с жесткими дисками и сменными накопителями. И такие решения имеют место, но... раз уж пошло такое обновление, индустрия решила: менять - так менять!

В 2007 году на смену miniDV был предложен AVCHD, и, например, на выставке CES2007 уже был продемонстрирован целый ряд моделей от различных производителей сразу для нескольких ценовых ниш. Практически все новые модели предусматривают возможность записи на сменные цифровые накопители, такие, как "мобильные" жесткие диски, DVD, флэш-карты и так далее. Среди них есть и гибриды, которые могут производить запись сразу на несколько типов накопителей (на выбор). В качестве основных цифровых стандартов для AVCHD выбраны MPEG-4 AVC (H.264) в изображениях и AC-3 (5.1) в звуке. То есть, это уже не DV. Пока же все-таки miniDV с его последовательной лентой остается доминирующим, но уже не самым современным.

И теперь вопрос...

Как выбирать цифровую видеокамеру?

В любом случае за качество и новые технологии покупатель голосует своим кошельком. Ценовой диапазон достаточно сильно разбросан, но на данный момент на рынке имеется порядка десятка miniDV-моделей в диапазоне около $300-400, которые являются оптимальным вариантом соотношения цена/качество для небольшой видеостудии. Хотя вариантов, как вы понимаете, есть еще очень много.

На что необходимо обратить внимание при выборе камкодера? В первую очередь, достаточно важными влияющими факторами являются: сама конструкция, ее эргономичность, функциональность, быстродействие (с учетом скорости автонаведения на резкость) и энергопотребление. Потом необходимо посмотреть на такой параметр, как цветопередача, причем она определяется для различных режимов работы, таких, как, например, автозахват баланса белого, съемка в помещении (при естественном дневном и искусственном освещении), на улице и т.п. В принципе, это является достаточно субъективным фактором, но если вы, например, видели съемки на свадьбах, где все немного искажено по цветам, то поймете, о чем я говорю. Самое главное - получить достоверность.

После вы смотрите детализацию, кстати, достаточно важным моментом является проверка съемки при слабой освещенности (обратите внимание на то, что в камерах указывается параметр минимальной освещенности). На этом этапе вы можете увидеть некоторые артефакты работы устройства.

Стоит ли смотреть на технические характеристики цифровой матрицы? Именно за нее и ее характеристики вы и голосуете, в основном, кошельком. Чем больше размеры матрицы, тем дороже и современнее камкодер.

Масштабирование изображения может производиться как оптическим способом, так и цифровым. Большинство моделей совмещают оба варианта. У каждой модели имеется свое фокусное расстояние. Не стоит забывать, что практически каждая видеокамера может работать в режиме фотоаппарата. В некоторых моделях имеется даже специальная вспышка для этих целей, впрочем, как и для видео может иметься специальная лампа. Последние два пункта не обязательны в наличии у современных моделей.

С точки зрения отображения, в видеокамерах имеется LCD-видоискатель, который может быть как цветным, так и черно-белым, и непосредственно LCD-экран (цветной). Описания для каждого даются в спецификации.

Еще если затрагивать технические моменты, в камере может быть разъем для подключения карт памяти (для недорогих miniDV это MMC/SD), хотя в комплекте самих карт обычно не поставляется, и выход USB/IEEE 1394 для подключения к компьютеру.

Режимы записи могут быть как в стандартном варианте, так и в ужатом - SP/LP.

Что касается бонусов, то это, как мы уже упоминали, режимы для баланса белого (автоматический, дневной и т.п.), цифровые переходы (фэйдеры) и цифровые эффекты (у каждой модели свой набор).

С точки зрения звука, решения стандартны - 12 бит (2 стереоканала)/16 бит (1 стереоканал) плюс Wind Cut (функция удаления шума ветра).

Камкодеры могут иметь входы, обычно простой DV, и выходы - обычно AV, S-Video, DV.

Вот, в принципе, все из основного, на что следует обращать внимание.

Немного о комплектации домашней видеостудии

Этому вопросу мы посвятим не один выпуск, но, в общем: современная проектная видеостудия должна включать камкодер и мощный компьютер, оснащенный специальным программным обеспечением, которого на самом деле не много: Adobe Premiere, Corel Ulead MovieStudio, Sony Vegas. Возможно, что для взаимодействия камкодера и компьютера понадобится промежуточный модуль преобразования, который выполнен в виде специальной платы... хотя даже уже и не платы, поскольку варианты записи (захвата) с внешнего видеоисточника имеются в любом недорогом ТВ-тюнере, а также в некоторых видеокартах. Раньше это были отдельные платы. Если вы покупаете современный камкодер со сменными накопителями, то копирование с них происходит обычным компьютерным способом, то есть ничего промежуточного не нужно.

И в завершение данного материала позволим себе развеять некоторые...

Мифы и легенды

Самый большой миф, который существует - все, что касается видео, кино, телевидения, монтажа и т.п., очень сложно и этим могут заниматься только специально подготовленные профессионалы, умеющие обращаться с дорогим оборудованием. Особая каста людей, так сказать. Это неверно. Видео ничем не сложнее того же звука.

Второй миф - все это дорого. Неправда. Все не дороже, чем звуковые технологии лет пять назад. Хотя сейчас хороший профессиональный микрофон может стоить как нормальная цифровая камера.

Третий миф - цифровое видео никогда не сравнится по качеству с кинопленкой. На самом деле, опять же, проведу аналогию со звуком, ведь имели место утверждения: "нет ничего лучше звучания старого доброго винила, магнитной ленты и т.п.". На самом деле это борьба нового и качественного старого. Но сам процесс развития необратим. Например, Джордж Лукас последний эпизод "Звездных войн" снимал уже на "цифру".

Четвертый миф - для профессиональной работы с видео нужны специальные компьютеры, например, Mac'и, созданные под эти задачи. И в звуке (опять же) первые профессиональные студии были на Mac'ах, где проявлялся излишне аппаратный подход. Но платформа РС победила за счет большей распространенности и специфики развития, где очень многое опирается на софт. В видео мы сейчас можем наблюдать ту же ситуацию. Не нужно никаких бешеных студий, заказных компьютеров и так далее.

На сим пока все.

Кристофер,
christopher@tut.by