• киноакустика должна быть многоканальная, т. е. в ней присутствует не менее 6 каналов включая канал сабвуфера – в этом ее отличие от двуканальной стереоакустики. Многоканальность делится на классы 5.1, 6.1 и 7.1, где первая цифра говорит о количестве каналов и, соответственно, колонок, а вторая – о наличии сабвуфера в системе.
   Новый термин
   Сабвуфер это звуковая колонка самого большого размера для передачи басового звука, снабженная фазоинвертором – специальным акустическим устройством, которое выталкивает наружу тот воздух, что сжимается в корпусе колонки при движении динамика внутрь. Это придает басам дополнительную громкость и глубину.
   Примечание
   Купив многоканальную аудиотехнику, вы все же не сможете постоянно смотреть кино с объемным звучанием, так как большинство выпускаемых фильмов все еще имеет лишь стереозвук: нужны специальные лицензионные многоканальные диски.
Пример системы нелинейного монтажа – Pinnacle Liquid Edition Pro
   Недорогим способом вывода видео на телевизор или видеомагнитофон является покупка видеокарты, имеющей ТУ Out. Ели вас не устраивает такой малобюджетный вариант, то можно приобрести более качественное устройство, например, Pinnacle Liquid Edition Pro. Данное устройство состоит из трех основных частей: видеоплаты с графическим процессором, коммутационного блока с видеоразъемами Pinnacle BlackBox и программного обеспечения Pinnacle Liquid (видеоредактора).
   Коммутационный блок обеспечивает коммутацию аналоговых и цифровых источников видео и звука и подсоединяется к компьютеру по интерфейсу USВ 2.0. Блок обеспечивает подсоединение как профессионального, так и бытового оборудования и имеет компонентные, S-видео, композитные и DV-входы и выходы (IEEE-1394). Для записи и вывода звука используются стерео RCA, S\PDIF, и 5.1 RCA – выходы, позволяющие прослушивать объемный звук в реальном времени. Наличие разъемов S-Video, RCA и IEEE-1394 очень удобно, поскольку, подключая видеооборудование, вы можете выбирать, какие из интерфейсов использовать.
   Программа Pinnacle Liquid Edition обеспечивает выполнение большого количества эффектов и послойных наложений для творческой работы. Программа выводит до 10 слоев видео в реальном времени с такими эффектами, как 2D и 3D, цветокоррекция и кеинг. Возможен DVD-авторинг и создание видеодисков с анимированными кнопками, анимированным фоном на основе 40 готовых шаблонов. Программа, благодаря технологии SmartEdit, позволяет редактировать видео сразу в формате MPEG-2 без последующего длительного пересчета. В комплект поставки входит также и Pinnacle Hollywood FX Plus RT.
   Минимальные системные требования программы следующие.
   Для редактирования DV и MPEG-2:
   • процессор Intel Pentium 4 1,8 ГГц (рекомендуется 3,0 ГГц или dual 2,2 ГГц) или AMD эквивалент;
   • операционная система Microsoft Windows ХР Professional;
   • оперативная память 512 Мбайт RAM (рекомендуется 1 Гбайт);
   • графический адаптер AGP 4х 64 Мбайт RAM для эффектов в реальном времени (рекомендуется 128 Мбайт);
   • Microsoft DirectX 9;
   • звуковая карта;
   • OHCI-совместимый интерфейс IEEE-1394;
   • жесткий диск с минимальной скоростью передачи данных 10 Мбайт/с.

http://www.bealecorner.com/trv900/respat/EIA1956-v3.zip. Цифры, стоящие рядом с линиями, как раз характеризуют разрешающую способность видеокамеры. Так, если на изображении испытательной таблицы, снятой видеокамерой, можно различить линии рядом с цифрой 500, то разрешение такой видеокамеры не хуже 500 TBJ1.
   Рис. 1.1. Телевизионная испытательная таблица EIA Resolution Chart
 
   Примечание
   Телевизионные испытательные таблицы бывают разные, и они позволяют определять не только разрешение, но и размеры изображения, геометрические искажения, сведение лучей, оценивать яркость, контрастность, баланс белого, правильность передачи цвета изображения и ряд других параметров.
   Совет
   Как пользоваться такой таблицей в домашних условиях? Наведите видеокамеру на таблицу и произведите ее видеозапись. Для корректности результатов необходим штатив и правильное освещение таблицы дневным светом. Снятое изображение нужно качественно распечатать, например, из программы Acrobat 7 на фотопринтере НР7760 в максимальном разрешении, используя матовую фотобумагу формата А4. Там, где сужающиеся горизонтальные и вертикальные линии на распечатке перестают быть различимыми, находится предел разрешения вашей видеокамеры (смотрите в этих местах маркировку испытательной таблицы в ТВЛ).

Цветопередача

   Качество цветопередачи (Color Resolution), называемое также «глубина цвета», устанавливает максимально возможное количество цветов, одновременно отображаемых на экране камерой. Цветопередача есть у всех устройств, передающих цвет, – принтера, сканера, монитора. Для того чтобы увидеть эту характеристику, например, для монитора, необходимо щелкнуть на рабочем столе правой кнопкой мыши и выполнить команду: Свойства | Параметры (рис. 1.2).
   Рис. 1.2. Пример настройки монитора ПК на глубину цвета 32 бита
 
   Требования к качеству изображения (Image Quality) зависят от ваших целей и задач. Вряд ли на сайте в Сети целесообразно размещать полноэкранное видео с разрешением 768 на 576 и палитрой в 16,7 млн цветов (24 бит), а также полной кадровой разверткой (25 или 30 кадров/с). Очевидно, что чем выше частота кадров, глубина цвета и разрешение, тем качество цифрового изображения лучше, но тем больше размер видеофайла.

Телевидеостандарты

   В настоящее время существуют три системы цветного телевещания – NTSC, PAL и SECAM. Основные различия между этими стандартами телевидения заключаются в методах кодирования телевизионного сигнала.
   Новый термин
   Видеостандартом называется описание формы кодирования видеоизображения определенным видеосигналом. Такое описание является неизменным и поддерживается различными производителями видеооборудования.

NTSC

   NTSC (National Television Systems Committee) – стандарт телевидения, установленный в 1950 году в США и Японии. Стандарт имеет частоту 30 кадров в секунду (60 Гц) в чересстрочном режиме (нечетные строки отображаются за первый проход, четные – за следующий). Вертикальное разрешение NTSC составляет 525 сканирующих строк. Обеспечивается поддержка 16 миллионов разных цветов.

PAL

   Стандарт PAL (Phase Alternation Line) разработан в 1961 году и популярен в большинстве стран Европы и в России. Стандарт имеет частоту 25 кадров в секунду (50 Гц). По сравнению с NTSC система PAL использует большую полосу пропускания и, как следствие, обеспечивает лучшее качество изображения и звука. Максимальное количество вертикальных линий, которое можно отобразить на телевизоре, – 768. Количество строк в кадре 625. Следовательно, полный телевизионный кадр получится 768x625. После отбрасывания служебных строк и обратного хода кадровой развертки (и с учетом того, что соотношение сторон TV кадра равно 4:3) остается реальное разрешение 720x576. Такое разрешение указывается для полноэкранного видео на компьютере во всех программах редактирования видео по видеостандарту PAL.

SECAM

   Во Франции телевидение использует стандарт SECAM (SEquential Couleur Avec Memoire). Частота кадров в SECAM соответствует частоте кадров в стандарте PAL, т. е. 25 чересстрочных кадров в секунду (50 Гц). Количество строк в кадре 625.

Видеоформаты

   Ниже мы рассмотрим видеоформаты по трем категориям: аналоговое, цифровое и сжатое.

Аналоговый формат VHS

   Возможности формата VHS (Video Home System – Домашняя Видео Система) ограничены разрешением 240 телевизионных линий или 320x240 точек на экране ПК.
   Для съемки используется VHS-кассета с шириной ленты – 12,65 мм и скоростью – 23,39 мм/с, которая имеет время записи 240 минут при стандартной скорости ленты SP (Standard Play) и самую низкую стоимость съемки (рис. 1.3). Режим записи-воспроизведения также может быть на скорости LP (Long Play) – 11,695 мм/с. Главный недостаток формата VHS: невысокая четкость изображения (240 линий по горизонтали) и резкая потеря качества при каждой перезаписи.
   Рис. 1.3. Видеокассета VHS

Аналоговый формат VHS-C

   VHS-Compact – модификация формата VHS с теми же характеристиками изображения и звуком моно, только использует компактную кассету VHS-С с такой же лентой (ширина – 12,65 мм, скорость – 23,39 мм/с), которая легко воспроизводится на любом VHS-видеомагнитофоне с помощью специального кассетного адаптера, обычно поставляемого в комплекте с камерой (рис. 1.4). Главный недостаток тот же: невысокая четкость изображения – 240 линий по горизонтали – и резкая потеря качества при перезаписи. В жертву компактности значительно снизилась продолжительность записи на кассете – до 90 минут на скорости SP (Standard Play). Зато уменьшение веса, габаритов и энергопотребления повысили популярность формата и снизили его цену.
   Рис. 1.4. Видеокассета VHS-C

Аналоговый формат Hi8 и Hi 8XR

   «Hi» является сокращением от английского «High» и подразумевает высокое качество изображения, а вторая цифра «8» говорит о ширине ленты в кассете, т. е. ширина пленки – 8 мм, скорость – 28,695 мм/с (рис. 1.5). Видеоразрешение составляет 400 телевизионных линий (TBJ1). Аналоговый звуковой поток может записываться на кассету в двух режимах – моно и стерео. Максимальное время записи составляет 180 минут в режиме SP (Standard Play) и 360 минут в режиме LP (Long Play). Камеры снабжены S-Video разъемом для качественного вывода изображения.
   Рис. 1.5. Видеокассета VHS-C
 
   Hi8 XR (Hi 8 extended Resolution) – это тот же Hi8, но с увеличенным разрешением, т. е. усовершенствованная модификация формата Hi8. Разрешение изображения достигает 440 линий по горизонтали при меньшем уровне помех цветности и яркости за счет расширения полосы записи яркостного сигнала в область звукового сигнала.

Цифровой формат Video8

   Формат использует пленку 8 мм и маленькую кассету, что сделало его популярным для портативных видеокамер (8 мм = 1/4" или 0,25 дюйма). Лента формата Video8 покрыта специальным «металлическим» покрытием, позволяющим записывать сигналы высокого уровня. В процессе эксплуатации пленка огибает магнитную головку примерно на 30 градусов больше, чем в вариантах до появления данного формата. Это решение, как и металлопокрытие, также обеспечивает качество видеосигнала.

Цифровой формат Digital8 (D8)

   Формат создан фирмой Sony. Видеоизображение записывается на кассете в формате несжатого видео с разрешением 720x576 точек. Основным отличием видеокамер, работающих с таким видеоформатом, от аналоговых является наличие цифрового порта IEEE-1394. С его помощью можно переписывать видеофильмы на компьютер в цифровом виде без потери качества. D8 имеет высокое разрешение изображения – до 500 линий по горизонтали и стереозвук качества CD (16 бит, 48 кГц). Камеры D8 используют кассеты Hi8 или кассеты Video8 (рис. 1.6). Продолжительность записи – 2/3 от номинала кассеты, т. е. если на кассете Hi8 указана длительность 120 минут SP, значит, что в режиме Digital 8 на нее можно записать 80 минут SP.
   Рис. 1.6. Видеокассета VHS-C

Формат DV (Digital video)

   В 1993 году компании Sony, Matsushita (Panasonic), JVS, Hitachi, Mitsubishi, Toshiba, Sanyo, Sharp, Philips и другие создали консорциум Digital Video Cassette (Цифровая видеокассета) или DVC. Позже аббревиатура названия сократилась до DV. Совместными усилиями эти фирмы разработали бытовой цифровой стандарт видеозаписи на ленту шириной 6,35 мм (четверть дюйма). Этот формат обеспечивает разрешение 500 строк. Оцифровка при записи осуществляется с разрешением 720x576. Видеоизображение и звук в формате DV пишутся раздельно. Это дает возможность добавлять звуковое сопровождение после завершения записи или редактирования видео, а также перезаписывать звук. Формат DV обеспечивает высочайшее качество фото– и видеосъемок и позволяет сохранять все данные в цифровом виде на кассете, карте памяти или на жестком диске компьютера.

Цифровой формат Mini DV

   Mini DV (Mini Digital Video) – цифровой полупрофессиональный формат, созданный за счет упрощения и удешевления профессионального формата DV. Использует специальные кассеты Mini DV (ширина ленты – 6,35 мм, скорость – 18,831 мм/с), которые воспроизводятся либо с камеры, либо на специальном цифровом видеомагнитофоне (рис. 1.7).
   Рис. 1.7. Лента формата Mini DV
 
   Продолжительность записи на одну кассету – 60 минут SP или 90 минут LP. Mini DV имеет разрешение изображения до 540 линий по горизонтали (720x576 точек), поддерживается стереозвук качества CD (PCM stereo – 48 кГц/ 16 бит/2 канала или 32 кГц /12 бит/ 4 канала).
   Сегодня Mini DV это самый удобный и практичный формат видеозаписи, подходящий для многих целей. Видеоданные и аудиопоток записываются на кассету в цифровом виде без сжатия, благодаря чему удается избежать потерь качества, связанных с аналоговыми помехами.
   Основное отличие Mini DV от Digital8 состоит в габаритах изделий и максимальном времени записи. Так, кассета Mini DV по длине и ширине меньше кассеты Digital8 примерно на треть. Однако при этом на нее можно записать до 80 минут в режиме SP и до 120 минут в режиме LP.
   Типовые параметры кассеты Mini DV 60: длина 70 м, толщина 7 мкм, ширина 6,35, время записи в режиме SP 60 мин (14 Гбайт информации), а в режиме LP – 90 мин (20 Гбайт информации).
   В заключение этой темы все форматы сведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Видеоформаты

О кодеках

   Телевизионный кадр стандарта PAL содержит 576 активных строк (всего их 625, но часть из них – служебные). Каждая строка содержит 720 независимых отсчетов. Таким образом, телевизионный кадр представляет собой матрицу из 720 на 576 точек, а предельно достижимое разрешение ограничено 700 линиями. В оцифрованном телевизионном сигнале каждый кадр представляет собой точечный рисунок, где точка образована отсчетом в горизонтальной строке. Таких рисунков должно проходить 25 за секунду (50 полукадров полей, состоящих из четных и нечетных строк соответственно). Следовательно, информационный объем одной минуты цифрового видеосигнала с разрешением, соответствующим вещательному, и при глубине цвета 24 бита (True Color) составит 720x576 точек х 24 бита цветности х 25 кадров/сек х 60 с = 1866 Мбайт, т. е. примерно 2 Гбайт. При этом скорость цифрового видеопотока будет равна 250 Мбит/с. Объем минуты видеопрограммы займет 467 Мбайт, а соответствующая скорость цифрового потока составит более 60 Мбит/с. Надо учесть, что мы принимали в расчет только видео, а ведь каждый фильм имеет и звуковое сопровождение. Получается, что такой сигнал слишком громоздкий для прямого использования в современных коммуникациях или на современных носителях. Очевидно, что необходимо использовать кодеки, т. е. программы для сжатия видео. Заметим также, что при сжатии видео кодеками нужно не только уменьшить объема цифровых видеофайлов, но и, при этом, максимально сохранить первоначальное качество оригинала.
   Новый термин
   Коэффициент сжатия – это цифровое выражение соотношения между объемом сжатого и исходного видеоматериала. Для примера, коэффициент 100:1 означает, что если принять объем полученного после компрессии ролика за единицу, то исходный оригинал занимал объем, в 100 раз больший.
   Существуют различные алгоритмы сжатия видеоизображений. Так, вариант сжатия по алгоритму Motion-JPEG работает с коэффициентами сжатия от 5:1 до 100:1, хотя уже при уровне 20:1 трудно добиться нормального качества изображения (рис. 1.8).
   Рис. 1.8. Видеофайл недопустимо низкого качества с компрессией выше нормы
 
   Примечание
   Стандарт компрессии JPEG был разработан объединенной группой экспертов по фотографии (JPEG – Joint Photographic Expert Group) международной организации стандартов (ISO). Схема компрессии была разработана для неподвижных изображений, но телевидение – последовательность неподвижных изображений, поэтому такое кодирование может применяться и для компрессии видеоизображений. Иногда этот стандарт называют Motion-JPEG (динамический JPEG).
   Чем больше степень сжатия (компрессия), тем хуже качество видео. Как правило, приходится искать компромисс между объемом файла и допустимой потерей качества изображения. Надо отметить, что в профессиональном видео действует простое правило – чем ниже коэффициент сжатия изображения, тем лучше.

Форматы сжатого цифрового видео

AVI

   Формат AVI – технология фирмы Microsoft, это самый распространенный и наименее сжатый из видеоформатов. Файлы, созданные с использованием этого метода, имеют расширение avi. Видео– и аудиоданные записываются в один файл на диске следующим образом: все информационные потоки разбиваются на множество равных частей (chunks) и затем записываются в один файл друг за другом по очереди. Сначала записывается заголовок, а затем 1-я часть видео и 1-я часть звука; затем 2-я часть видео и 2-я часть звука и т. д. Иначе говоря, используется технология чередования видеокадров и звука, которой, собственно, и определяется аббревиатура AVI (Audio Video Interleaved). В среднем одна секунда AVI-изображения занимает примерно 2 Мбайт на жестком диске.

QuickTime

   Под «QuickTime» одновременно понимают и мультимедийный плеер производства компании Apple, и технологию сжатого видео, предоставляющую возможность захватывать, сжимать и проигрывать широкий спектр цифрового видео– и аудиоконтента. QuickTime включает три основополагающих элемента – QuickTime видеоформат (Movie file format), слой абстрактного носителя (Media Abstraction Layer) и набор встроенных медиаслужб. Слой абстрактного носителя определяет набор сервисных функций для создания, редактирования и воспроизведения цифрового материала. Среди них:
   • синхронизация по времени;
   • компрессия и декомпрессия аудио– и видеоданных;
   • преобразование форматов, масштабирование, смешивание и транскодирование;
   • аудио– и видеоэффекты и переходы;
   • синхронизация чтения и записи;
   • захват данных;
   • импорт и экспорт данных.
   QuickTime видеоформат хорош тем, что он платформенно независим, открыт для расширения. В связи с этим он поддерживается многими производителями. Интерфейс стандартного проигрывателя QuickTime изображен на рис. 1.9.
   Рис. 1.9. Интерфейс программы
 
   Примечание
   Программа и кодеки QuickTime служат для воспроизведения видео как собственного формата (QT и MOV), так и других наиболее распространенных медиаформатов цифрового видео, звука, текста, анимации, а также потокового видео из Интернета. Поддерживаются, в том числе, MP3, AVI, MPEG (включая MPEG-4), AAC Audio, Flash 5. Последняя версия – QuickTime 7.0.

MPEG-сжатие видеосигнала

   Слово «MPEG» является сокращением от Moving Picture Expert Group – названия экспертной группы ISO, действующей в направлении разработки стандартов кодирования и сжатия видео– и аудиоданных. Часто аббревиатуру MPEG используют для ссылки на стандарты, разработанные этой группой. Технология MPEG использует поточное сжатие видео, при котором обрабатывается не каждый кадр по отдельности (как это происходит при сжатии видео с помощью алгоритмов Motion-JPEG), а анализируется динамика изменений видеофрагментов и устраняются избыточные данные.

MPEG-1

   Формат (телестандарт) для хранения и воспроизведения видео– и аудиоданных на мультимедианосителях данных. Качество сопоставимо с видеозаписью VHS (разрешение 352x228 (PAL) или 320x240 (NTSC) при частоте 25 или 30 кадров в секунду соответственно). Формат используется для записи Video CD. Для кодирования видео в формат MPEG-1 используют специальные программы (кодеки).

MPEG-2 и MPEG-3

   Стандарт MPEG-2 разработан как дополнение к стандарту MPEG-1 и поддерживает передачу высококачественного видео по высокоскоростным цифровым каналам. Интенсивность потока медиаданных до 50 Мбайт/с. В результате для фильмов, созданных в стандартах PAL и SECAM, поддерживается разрешение 720x576 при 25 кадрах в секунду при качестве, практически не уступающем вещательному. Формат подходит для всех стандартов телевидения, широко используется при записи DVD-дисков. MPEG-1 и MPEG-2 признаны международными стандартами для сжатия видео. В MPEG-2, по сравнению с MPEG-1, добавлена поддержка многоканального звука (Dolby Digital 5.1, DTS и т. п.).