Страница:
Вопреки ожиданиям и прогнозам разработка стандарта MPEG-3 явилась всего лишь улучшенной версией MPEG-2. Формат MPEG-3 (не путайте с форматом сжатия аудиоданных MP3) сегодня стал частью стандарта MPEG-2 и отдельно теперь не упоминается.
MPEG-4
Звук в MPEG
Конверторы видеоформатов
Резюме
Глава 2
Параметры видеокамеры
Светочувствительная матрица
Чувствительность камеры (минимальная освещенность)
Фоторежим
Глаза видеокамеры (объектив)
MPEG-4
Формат MPEG-4 задает принципы работы с цифровым представлением медиаданных для трех областей: интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Интернет), графических приложений и цифрового телевидения (DTV). Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиаданных, а с медиаобъектами, которые являются ключевым понятием этого стандарта. При транспортировке видеокартинка разделяется на составные элементы – медиаобьекты, описывается структура этих объектов и их взаимосвязи, чтобы можно было собрать их в единую видеозвуковую сцену. Результирующая сцена составляется из медиа-объектов, объединенных в иерархическую структуру. В отличие от прежних MP EG-стандартов, которые делили кадр на квадратные блоки вне зависимости от содержимого, кодер по стандарту MPEG-4 оперирует целыми объектами произвольной формы. Ключевые кадры не расставляются с заданной регулярностью, а выделяются кодером только в те моменты, в которые происходит смена сюжета. Такие разветвленные алгоритмы поиска и обработки объектов сложной формы, углубленного анализа последовательностей кадров требуют существенно больших вычислительных ресурсов для качественного восстановления (декомпрессии) изображения этого формата, нежели в случае MPEG-1 или 2.
Эффективность компрессии видео в MPEG-4 позволяет размещать полнометражный фильм длительностью полтора-два часа с хорошим качеством всего на одном стандартом компакт-диске в 700 Мбайт. Однако фильмы в MPEG-4 все-таки не дотягивают до качества DVD-видео в стандарте MPEG-2.
Преимущества стандарта MPEG-4 (DivX, Xvid):
• высокая степень сжатия информации;
• требует сравнительно небольших скоростей каналов связи для передачи информации;
• большие возможности управления контентом (содержимым) со стороны пользователя;
• перспективность применяющейся модели кодирования в будущем для различных областей применения аудио– и видеоинформации;
• возможность построения различных специализированных кодеков разной степени сложности для различных устройств.
Недостатки стандарта MPEG-4 (DivX, Xvid):
• требуются существенные вычислительные мощности ПК для кодирования и декодирования потока информации;
• качество изображения несколько хуже, чем у MPEG-2 (зависит от конкретного кодека и требуемой степени сжатия);
• наличие нескольких конкурирующих реализаций данного формата.
Эффективность компрессии видео в MPEG-4 позволяет размещать полнометражный фильм длительностью полтора-два часа с хорошим качеством всего на одном стандартом компакт-диске в 700 Мбайт. Однако фильмы в MPEG-4 все-таки не дотягивают до качества DVD-видео в стандарте MPEG-2.
Преимущества стандарта MPEG-4 (DivX, Xvid):
• высокая степень сжатия информации;
• требует сравнительно небольших скоростей каналов связи для передачи информации;
• большие возможности управления контентом (содержимым) со стороны пользователя;
• перспективность применяющейся модели кодирования в будущем для различных областей применения аудио– и видеоинформации;
• возможность построения различных специализированных кодеков разной степени сложности для различных устройств.
Недостатки стандарта MPEG-4 (DivX, Xvid):
• требуются существенные вычислительные мощности ПК для кодирования и декодирования потока информации;
• качество изображения несколько хуже, чем у MPEG-2 (зависит от конкретного кодека и требуемой степени сжатия);
• наличие нескольких конкурирующих реализаций данного формата.
Звук в MPEG
В составе стандарта MPEG создано семейство из трех звуковых кодеров, названных «слоями»: Layer I, Layer II, Layer III. Все они построены на несовершенстве слухового аппарата человека, т. е. на устранении из несжатого звука избыточной информации, той, что человеческое ухо все равно не воспринимает.
Первый слой (Layer I) был рассчитан на аудиопоток со скоростью 192 Кбит/с на канал. Layer II предназначен для звуковых потоков до 128 Кбит/с. Для нас наибольший интерес представляет Layer III, первоначально рассчитанный на низкоскоростные сети с аудиопотоком до 64 Кбит/с на канал. Это и есть знаменитый формат сжатия аудиоинформации MP3 (полное его название – MPEG Audio Layer III). Любой пользователь Интернета знает о распространении сжатого звука через Сеть в формате MP3. Ближайшими конкурентами этого формата являются WMA от Microsoft и ААС (продвинутая разновидность формата Dolby Digital АС-3).
Рис. 1.10. Canopus ProCoder – логотип программы
После запуска программа предлагает указать файл, подлежащий кодированию. Эта операция выполняется нажатием на кнопку Source (Источник) и кнопку Add (Добавить) – рис. 1.11.
Рис. 1.11. Файла для кодирования выбран (шаг 1: Video File | Preview)
Следующий шаг – помещаем выбранный видеофайл в корзину нажатием на соответствующую кнопку Target (Корзина), а затем снова нажимаем на кнопку Add (Добавить). В нашем примере мы будем исходный AVI-файл превращать в файл Windows Media (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Выбор выходного формата для кодирования файла (шаг 2)
После нажатия в данном окне кнопки ОК можно перейти на следующий шаг, т. е. нажать на кнопку Convert (Конвертация). При установке флажка Preview (Предпросмотр) вы сможете наблюдать процесс кодирования в специальном окне программы – рис. 1.13. На этом этапе не забудьте указать место для хранения выходного файла. Операция кодирования завершается выводом на экран ПК сообщения Conversion Finished (Кодирование завершено).
Рис. 1.13. Идет процесс кодирования
Для воспроизведения (декодирования) полученного WMV-фильма можете воспользоваться этой же программой (кнопка Play File).
Первый слой (Layer I) был рассчитан на аудиопоток со скоростью 192 Кбит/с на канал. Layer II предназначен для звуковых потоков до 128 Кбит/с. Для нас наибольший интерес представляет Layer III, первоначально рассчитанный на низкоскоростные сети с аудиопотоком до 64 Кбит/с на канал. Это и есть знаменитый формат сжатия аудиоинформации MP3 (полное его название – MPEG Audio Layer III). Любой пользователь Интернета знает о распространении сжатого звука через Сеть в формате MP3. Ближайшими конкурентами этого формата являются WMA от Microsoft и ААС (продвинутая разновидность формата Dolby Digital АС-3).
Пример 1.1. Использование для кодирования видеоклипа программного кодера
CODEC = COder+DECoder (кодек = кодер + декодер) – программные или аппаратные средства, преобразующие видеоинформацию в поток уплотненных данных и наоборот. Для воспроизведения цифрового видео система должна иметь тот же самый тип кодека, который используется для кодирования видео. В этом примере мы рассмотрим популярную программу – быстрый и качественный транскодер видео, работающий с форматами MPEG-1 и 2, QuickTime, VideoCD, DVD, QuickTime и др. Логотип программы приведен на рис. 1.10.После запуска программа предлагает указать файл, подлежащий кодированию. Эта операция выполняется нажатием на кнопку Source (Источник) и кнопку Add (Добавить) – рис. 1.11.
Следующий шаг – помещаем выбранный видеофайл в корзину нажатием на соответствующую кнопку Target (Корзина), а затем снова нажимаем на кнопку Add (Добавить). В нашем примере мы будем исходный AVI-файл превращать в файл Windows Media (рис. 1.12).
После нажатия в данном окне кнопки ОК можно перейти на следующий шаг, т. е. нажать на кнопку Convert (Конвертация). При установке флажка Preview (Предпросмотр) вы сможете наблюдать процесс кодирования в специальном окне программы – рис. 1.13. На этом этапе не забудьте указать место для хранения выходного файла. Операция кодирования завершается выводом на экран ПК сообщения Conversion Finished (Кодирование завершено).
Для воспроизведения (декодирования) полученного WMV-фильма можете воспользоваться этой же программой (кнопка Play File).
Конверторы видеоформатов
Существует класс программ-утилит, позволяющих преобразовывать видеофайл из одного формата в другой. Это так называемые конверторы (Converters). Примеры программ-конверторов: Hero Video Convert, MpEGG DVD Encoder, Amigo Easy Video Converter, CinemaCraft Encoder, Honestech MPEG Encoder, Max DVD To MPEG Converter, MainConcept MPEG Encoder, OSS Video Converter, Canopus DV File Converter и ряд других. Все эти утилиты довольно просты и отличаются друг от друга главным образом интерфейсом и набором возможностей.
Рис. 1.14. Внешний вид программы WinMPG Video Convert
Предположим, что мы хотим преобразовать AVI в MPEG-2. После нажатия кнопки AVI to MPEG2 на экране появится окно, в котором следует указать путь до входного AVI-файла (Input File) и маршрут к выходному файлу (Output File) – рис. 1.15.
Рис. 1.15. Окно задания маршрутов к файлам
Далее необходимо нажать на кнопку Convert (Преобразовать) – появится окно для настройки параметров сохраняемого файла (рис. 1.16). Здесь параметр Frame rate представляет собой частоту кадров, а в поле Wideth/Height задается разрешение видеокадра.
Рис. 1.16. Окно задания настроек MPEG-2
Нажатие в данном окне на кнопку ОК приведет к преобразованию входного файла AVI в выходной MPEG-2 файл.
Пример 1.2. Использование конвертора WinMPG Video Convert
Данная программа является конвертором видеофайлов и работает практически со всеми видео форматами (AVI, MPG, MPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, VCD, SVCD, DVD, DivX, ASF, WMV, MOV, SWF). Возможно преобразование AVI в MPEG-1, AVI в MPEG-2, AVI в DVD, AVI в VCD, AVI в SVCD, MOV в AVI, SWF в AVI. Как выглядит интерфейс программы, видно из рис. 1.14.Предположим, что мы хотим преобразовать AVI в MPEG-2. После нажатия кнопки AVI to MPEG2 на экране появится окно, в котором следует указать путь до входного AVI-файла (Input File) и маршрут к выходному файлу (Output File) – рис. 1.15.
Далее необходимо нажать на кнопку Convert (Преобразовать) – появится окно для настройки параметров сохраняемого файла (рис. 1.16). Здесь параметр Frame rate представляет собой частоту кадров, а в поле Wideth/Height задается разрешение видеокадра.
Нажатие в данном окне на кнопку ОК приведет к преобразованию входного файла AVI в выходной MPEG-2 файл.
Резюме
В этой базовой главе по теории видеомонтажа мы «вошли в тему», т. е. поговорили о преимуществах цифрового видео над аналоговым, о стандартах и форматах видео, привели примеры работы с кодеком и видеоконвертером, ввели необходимые новые термины. Теперь можно перейти к главам 2 и 3 и познакомиться с Soft and Hard (программами и железом) для видеомонтажа.
Глава 2
Оборудование (Видеоаппаратура для нелинейного монтажа)
Главу мы начнем с примеров реальных аналоговых и цифровых камер, а затем обобщим и поясним приведенные в примерах характеристики (оптическое и цифровое увеличение, матрица и др.), а также обсудим другое оборудование, необходимое для видеомонтажа. Подобный подход позволит читателю понять достоинства и недостатки видеокамер и поможет вам выбрать для себя то, что подходит именно для ваших целей.
Рис. 2.1. Камера Panasonic NV-RZ17
Технические характеристики:
• видеоформат VHS-C;
• система цветности (запись-воспроизведение) PAL;
• CCD-матрица 1/6";
• оптическое увеличение 18х, цифровое увеличение 700х;
• габариты 120x7902x40 мм;
• масса 950 г;
• RCA выход аудио/видео;
• ночная съемка с сенсором движения;
• электронный стабилизатор изображения;
• специальный цифровой корректор временных искажений (ТВС);
• минимальная освещенность 1,4 Люкс;
• И К ночная съемка (0 Люкс);
• 8 спецэффектов при записи и воспроизведении 8;
• режим записи LP;
• меню не русифицировано, встроенные титры русифицированы;
• электропитание: Li-Ion аккумулятор 1400 мАч. Работа от аккумулятора от 3 до 11 часов;
• объектив F:1.8, диаметр фильтра 37 мм, фокусное расстояние 3,1 – 55,8 мм;
• цена камеры: $270.
Камера начального уровня JVC GR-D23E, цена $407
Основные характеристики:
• формат Mini DV;
• трансфокатор (Zoom) оптический – 16х, цифровой – 700х;
• одна ПЗС (CCD) – матрица с разрешением 0,8 Мпикс (800 000 пикселов), размер матрицы 1/6";
• видоискатель цветной;
• спецэффекты цифровые;
• возможности (функции): монтаж звука, корректор временных искажений, две скорости записи/воспроизведения, баланс белого;
• фоторежим – есть;
• автоэкспозиция – есть;
• ЖК-экран (LCD-дисплей) 2,5 дюйма со специальным антибликовым покрытием. Поворот дисплея на 270 градусов;
• автоматическое включение (выключение) камеры при открытии (закрытии) дисплея;
• объектив F1,6, f = 2,7 мм – 43,2 мм;
• диаметр фильтра 30,5 мм, скорость затвора 1/50—1/4000, разрешение 520 линий с процессором Super High-Band;
• цифровой стабилизатор изображения высокого разрешения;
• вес – 500 г;
• размер – 118x71x91 мм;
• вспышка – есть;
• камера снабжена встроенным автоосветителем, что существенно расширяет ее возможности при отсутствии нормального освещения;
• тип видоискателя – цветной;
• режим фотосъемки – на кассету (карты памяти нет). Максимальное разрешение фотокадров 640x480 пикселов;
• DV-выход (IEEE 1394), S-Video-выход, AV-выход;
• максимальное время работы от аккумулятора – 6 час. Элемент питания – Li-Ion 800 мАч.
Комментарий
Камера не является компактной, но это не мешает ей быть эргономичной (рис. 2.2). Система управления камерой достаточно удобна. Для работы в автоматическом режиме вполне достаточно одного большого пальца правой руки. Если же требуется ручная подстройка или переключение в один из программных режимов, то можно сделать это с помощью нескольких кнопок и колеса установки SET. Камера имеет автоматический и несколько программных режимов видеосъемки, что целиком отвечает потребностям большинства начинающих любителей, для которых эта модель и предназначена. Более продвинутые видеолюбители могут переключиться из режима автоматического управления камерой в ручной режим. Система ручного управления позволяет корректировать экспозицию, устанавливать баланс белого и осуществлять ручную фокусировку.
Рис. 2.2. Камера JVC GR-D23E
Для объектива камеры эквивалент фокусных расстояний в пересчете на фотообъектив для 35-мм пленки составляет примерно от 45 мм до 720 мм, т. е. почти «телевик», что позволяет снимать удаленные объекты. Матрица состоит из 800 000 пикселов, из которых примерно половина активных, а часть оставшихся используется при работе электронного стабилизатора изображения. Тракт обработки видеосигнала включает в себя широкополосный процессор Super High Band и цифровую систему уменьшения шумов 3D NR. Такое сочетание призвано обеспечить высокую четкость картинки (до 520 TBJ1) и низкий уровень шума при слабом освещении. Микрофон расположен на передней панели и направлен в сторону снимаемого объекта. При настройке режима записи пользователь может выбирать между 12-битным (частота квантования звука – 36 кГц) и 16-битным форматом записи звука (частота квантования звука – 48 кГц). В последнем случае качество звука выше, поэтому по умолчанию камера настроена именно на этот формат. Камкодер GR-D23E не имеет цифрового и аналогового (A/V и S-Video) входов, а только соответствующие выходы. Это значит, что их нельзя использовать для записи внешних сигналов. В режиме фотосъемки модель позволяет получать снимки размером от 640x480 до 1024x768 пикселов.
Итог
Достоинства: простота в обращении, хороший набор функций, возможность использования камкодера в качестве Web-камеры, невысокая цена. Недостатки: низкий контраст изображения на экране монитора при съемке.
Основные характеристики:
• формат – Mini DV;
• Zoom оптический (цифровой) 12х (48х);
• три сверхточные 450 000-пиксельные ПЗС (CCD) – матрицы размером 1/3";
• минимальная освещенность – 1 люкс (Lux);
• видоискатель – цветной;
• стабилизатор изображения – оптический;
• возможности (функции): монтаж звука, две скорости записи/воспроизведения, баланс белого;
• автоэкспозиция – есть;
• ЖК-экран 2,5 дюйма;
• размеры – 393x159x120 мм;
• вес – 1500 г;
• фокусное расстояние объектива 6 – 72 мм, светосила fl.6–2,4, диаметр фильтра – 58 мм, диапазон выдержки 1/3 – 1/10 000 с;
• цифровая запись/воспроизведение звука РСМ: 16 бит (48 кГц/2 канала), 12 бит (32 кГц/4 канала), встроенный стереомикрофон, встроенный громкоговоритель;
• компенсация съемки против света;
• вспышка;
• разрешение изображения 530 линий для видеосъемки. Фоторежим – есть, фоторазрешение 640x480 пикселов для фотосъемки, максимальное количество записываемых стоп-кадров на карту памяти Memory Stick – 120, количество записываемых изображений в режиме Best – 40;
• эффекты цифрового изображения: неподвижное, быстрое движение, ключ яркости, медленный затвор, след, старое кино;
• эффекты изображения: уменьшение, растягивание, передержка, один тон, сепия, негатив;
• стабилизация изображения системы Super Steady Shot;
• источник питания – аккумуляторы серии InfoLITHIUM; в комплекте – блок питания ACL10 и аккумулятор NP-F330. Ресурс элементов питания – до 9 часов (с аккумулятором NP-F960);
• пульт ДУ RMT-811;
• интерфейс iLINK DV цифровой видеовход и видеовыход (IEEE 1394 4-pin), разъемы TV in/out (аналоговый вход/выход);
• ручной регулятор скорости затвора и экспозиции, ручной баланс белого, возможность работы в режиме 16:9.
Комментарий
Основные органы управления камерой сосредоточены на задней панели (рис. 2.3). Ими довольно удобно пользоваться, когда камера установлена на штативе и контроль изображения ведется по ЖК-монитору. Но при съемке с рук или при контроле изображения по видоискателю было бы удобнее иметь более крупные кнопки и переключатели, рассредоточенные по корпусу камеры, чтобы с их помощью можно было бы управлять камерой "на ощупь".
Рис. 2.3. SONY DCR-VX2100
Съемка в режиме 16:9 ведется с использованием всей площади матрицы. В качестве сенсора используются три матрицы по 450 тысяч пикселов каждая. Размер матрицы – 1/3 дюйма. Изображение имеет отличную четкость, хорошую цветопередачу и низкий уровень шумов. На аудиовходе установлен переключатель «микрофон—линия», т. е. кроме микрофона на вход можно подавать сигнал с микшера или любого источника (CD-деки, магнитофона и пр.), имеющего линейный выход. В камкодере есть возможность полного контроля экспозиционных параметров, баланса белого, фокуса, трансфокатора, уровня записи звука, «зебра» (индикатор избыточной экспозиции в кадре), ГЦП (генератор цветных полос).
Итог
Достоинства: хорошее видеоизображение, неплохой звук, возможность ручного контроля экспозиции, баланса белого, фокуса, плавный ход трансфокатора, режим ручной регулировки уровня звука, переключатель "микрофон—линия" на аудиовходе.
Недостатки: система управления камерой не оптимальна. Желательны более крупные кнопки и переключатели, чтобы с их помощью можно было бы управлять камерой "на ощупь". Нет механического упора в крайних положениях фокусировочного кольца.
Пример 2.1. Аналоговая видеокамера Panasonic NV-RZ17
Внешний вид камеры Panasonic NV-RZ17 представлен на рис. 2.1.Технические характеристики:
• видеоформат VHS-C;
• система цветности (запись-воспроизведение) PAL;
• CCD-матрица 1/6";
• оптическое увеличение 18х, цифровое увеличение 700х;
• габариты 120x7902x40 мм;
• масса 950 г;
• RCA выход аудио/видео;
• ночная съемка с сенсором движения;
• электронный стабилизатор изображения;
• специальный цифровой корректор временных искажений (ТВС);
• минимальная освещенность 1,4 Люкс;
• И К ночная съемка (0 Люкс);
• 8 спецэффектов при записи и воспроизведении 8;
• режим записи LP;
• меню не русифицировано, встроенные титры русифицированы;
• электропитание: Li-Ion аккумулятор 1400 мАч. Работа от аккумулятора от 3 до 11 часов;
• объектив F:1.8, диаметр фильтра 37 мм, фокусное расстояние 3,1 – 55,8 мм;
• цена камеры: $270.
Примечание
Часть параметров (видеоформат, система цветности, режим записи LP и др.) уже обсуждались нами в главе 1, остальные технические характеристики (матрица, оптическое и цифровое увеличение, параметры объектива и др.) будут нами рассмотрены в этой главе.
Пример 2.2. Сравнение цифровых видеокамер
В этом примере мы рассмотрим спецификацию цифровых видеокамер Mini DV (Mini Digital Video). В такой камере видеосигнал записывается в цифровом формате (нули и единицы) на небольшую кассету с узкой лентой. Абсолютно все производители (Sony, Panasonic, Canon, JVC, Samsung, Thomson) выпускают камеры в этом формате. Ценовой диапазон для Mini DV-камер от $500 до $5000. Один из главных плюсов формата Mini DV – отсутствие заметных потерь качества при копировании и возможность прямой передачи видеосигнала на ПК.Камера начального уровня JVC GR-D23E, цена $407
Основные характеристики:
• формат Mini DV;
• трансфокатор (Zoom) оптический – 16х, цифровой – 700х;
• одна ПЗС (CCD) – матрица с разрешением 0,8 Мпикс (800 000 пикселов), размер матрицы 1/6";
• видоискатель цветной;
• спецэффекты цифровые;
• возможности (функции): монтаж звука, корректор временных искажений, две скорости записи/воспроизведения, баланс белого;
• фоторежим – есть;
• автоэкспозиция – есть;
• ЖК-экран (LCD-дисплей) 2,5 дюйма со специальным антибликовым покрытием. Поворот дисплея на 270 градусов;
• автоматическое включение (выключение) камеры при открытии (закрытии) дисплея;
• объектив F1,6, f = 2,7 мм – 43,2 мм;
• диаметр фильтра 30,5 мм, скорость затвора 1/50—1/4000, разрешение 520 линий с процессором Super High-Band;
• цифровой стабилизатор изображения высокого разрешения;
• вес – 500 г;
• размер – 118x71x91 мм;
• вспышка – есть;
• камера снабжена встроенным автоосветителем, что существенно расширяет ее возможности при отсутствии нормального освещения;
• тип видоискателя – цветной;
• режим фотосъемки – на кассету (карты памяти нет). Максимальное разрешение фотокадров 640x480 пикселов;
• DV-выход (IEEE 1394), S-Video-выход, AV-выход;
• максимальное время работы от аккумулятора – 6 час. Элемент питания – Li-Ion 800 мАч.
Комментарий
Камера не является компактной, но это не мешает ей быть эргономичной (рис. 2.2). Система управления камерой достаточно удобна. Для работы в автоматическом режиме вполне достаточно одного большого пальца правой руки. Если же требуется ручная подстройка или переключение в один из программных режимов, то можно сделать это с помощью нескольких кнопок и колеса установки SET. Камера имеет автоматический и несколько программных режимов видеосъемки, что целиком отвечает потребностям большинства начинающих любителей, для которых эта модель и предназначена. Более продвинутые видеолюбители могут переключиться из режима автоматического управления камерой в ручной режим. Система ручного управления позволяет корректировать экспозицию, устанавливать баланс белого и осуществлять ручную фокусировку.
Для объектива камеры эквивалент фокусных расстояний в пересчете на фотообъектив для 35-мм пленки составляет примерно от 45 мм до 720 мм, т. е. почти «телевик», что позволяет снимать удаленные объекты. Матрица состоит из 800 000 пикселов, из которых примерно половина активных, а часть оставшихся используется при работе электронного стабилизатора изображения. Тракт обработки видеосигнала включает в себя широкополосный процессор Super High Band и цифровую систему уменьшения шумов 3D NR. Такое сочетание призвано обеспечить высокую четкость картинки (до 520 TBJ1) и низкий уровень шума при слабом освещении. Микрофон расположен на передней панели и направлен в сторону снимаемого объекта. При настройке режима записи пользователь может выбирать между 12-битным (частота квантования звука – 36 кГц) и 16-битным форматом записи звука (частота квантования звука – 48 кГц). В последнем случае качество звука выше, поэтому по умолчанию камера настроена именно на этот формат. Камкодер GR-D23E не имеет цифрового и аналогового (A/V и S-Video) входов, а только соответствующие выходы. Это значит, что их нельзя использовать для записи внешних сигналов. В режиме фотосъемки модель позволяет получать снимки размером от 640x480 до 1024x768 пикселов.
Итог
Достоинства: простота в обращении, хороший набор функций, возможность использования камкодера в качестве Web-камеры, невысокая цена. Недостатки: низкий контраст изображения на экране монитора при съемке.
ПримечаниеТрехматричная полупрофессиональная видеокамера формата Mini DV – модель SONY DCR-VX2100, цена $2200
Новые термины, появившиеся в этом примере (фоторежим, стабилизатор изображения, автоэкспозиция и ряд других) будут нами подробно рассмотрены чуть ниже.
Основные характеристики:
• формат – Mini DV;
• Zoom оптический (цифровой) 12х (48х);
• три сверхточные 450 000-пиксельные ПЗС (CCD) – матрицы размером 1/3";
• минимальная освещенность – 1 люкс (Lux);
• видоискатель – цветной;
• стабилизатор изображения – оптический;
• возможности (функции): монтаж звука, две скорости записи/воспроизведения, баланс белого;
• автоэкспозиция – есть;
• ЖК-экран 2,5 дюйма;
• размеры – 393x159x120 мм;
• вес – 1500 г;
• фокусное расстояние объектива 6 – 72 мм, светосила fl.6–2,4, диаметр фильтра – 58 мм, диапазон выдержки 1/3 – 1/10 000 с;
• цифровая запись/воспроизведение звука РСМ: 16 бит (48 кГц/2 канала), 12 бит (32 кГц/4 канала), встроенный стереомикрофон, встроенный громкоговоритель;
• компенсация съемки против света;
• вспышка;
• разрешение изображения 530 линий для видеосъемки. Фоторежим – есть, фоторазрешение 640x480 пикселов для фотосъемки, максимальное количество записываемых стоп-кадров на карту памяти Memory Stick – 120, количество записываемых изображений в режиме Best – 40;
• эффекты цифрового изображения: неподвижное, быстрое движение, ключ яркости, медленный затвор, след, старое кино;
• эффекты изображения: уменьшение, растягивание, передержка, один тон, сепия, негатив;
• стабилизация изображения системы Super Steady Shot;
• источник питания – аккумуляторы серии InfoLITHIUM; в комплекте – блок питания ACL10 и аккумулятор NP-F330. Ресурс элементов питания – до 9 часов (с аккумулятором NP-F960);
• пульт ДУ RMT-811;
• интерфейс iLINK DV цифровой видеовход и видеовыход (IEEE 1394 4-pin), разъемы TV in/out (аналоговый вход/выход);
• ручной регулятор скорости затвора и экспозиции, ручной баланс белого, возможность работы в режиме 16:9.
Комментарий
Основные органы управления камерой сосредоточены на задней панели (рис. 2.3). Ими довольно удобно пользоваться, когда камера установлена на штативе и контроль изображения ведется по ЖК-монитору. Но при съемке с рук или при контроле изображения по видоискателю было бы удобнее иметь более крупные кнопки и переключатели, рассредоточенные по корпусу камеры, чтобы с их помощью можно было бы управлять камерой "на ощупь".
Съемка в режиме 16:9 ведется с использованием всей площади матрицы. В качестве сенсора используются три матрицы по 450 тысяч пикселов каждая. Размер матрицы – 1/3 дюйма. Изображение имеет отличную четкость, хорошую цветопередачу и низкий уровень шумов. На аудиовходе установлен переключатель «микрофон—линия», т. е. кроме микрофона на вход можно подавать сигнал с микшера или любого источника (CD-деки, магнитофона и пр.), имеющего линейный выход. В камкодере есть возможность полного контроля экспозиционных параметров, баланса белого, фокуса, трансфокатора, уровня записи звука, «зебра» (индикатор избыточной экспозиции в кадре), ГЦП (генератор цветных полос).
Итог
Достоинства: хорошее видеоизображение, неплохой звук, возможность ручного контроля экспозиции, баланса белого, фокуса, плавный ход трансфокатора, режим ручной регулировки уровня звука, переключатель "микрофон—линия" на аудиовходе.
Недостатки: система управления камерой не оптимальна. Желательны более крупные кнопки и переключатели, чтобы с их помощью можно было бы управлять камерой "на ощупь". Нет механического упора в крайних положениях фокусировочного кольца.
Параметры видеокамеры
В приведенных выше примерах присутствовало множество характеристик видеокамер, пока читателю не понятных. Пришло время о них поговорить подробно.
Светочувствительная матрица
В цифровых видеокамерах изображение фокусируется на специальную светочувствительную матрицу, называемую также Прибором с Зарядовой Связью (ПЗС) или, по-английски, CCD (Charged Coupled Device). Физические размеры матриц принято считать в дюймах, и в бытовых камерах они составляют обычно 1/4" или 1/6", а в профессиональных моделях – 1/3".
Новый терминИтак, в цифровых фотокамерах установлены ПЗС (CCD) светочувствительные матрицы или КМОП-сенсоры (CMOS). Недорогие камеры оснащаются одной ПЗС-матрицей, а в профессиональных видеосистемах, где особенно важно обеспечить хорошее соотношение сигнал/помеха, используют три матрицы (3CCD). В таких системах световой луч, проходящий через объектив, с помощью специальной призмы разделяется на три составляющие – красную (R), зеленую (G) и синюю (В), каждая из которых фокусируется на отдельную матрицу. При этом в распоряжение камеры попадает больше цветовой информации, поэтому она сможет передать цвета достовернее, чем камеры с одним ПЗС-сенсором. Таким образом, трехматричная система выдает более естественные цвета и применяется, по причине дорогой технологии, в профессиональной технике.
Матрица представляет собой набор фотоэлементов, преобразующих оптическое изображение в электрический сигнал.
Чувствительность камеры (минимальная освещенность)
Все видеокамеры «шумят» при слабом освещении, т. е. качество съемки значительно понижается с наступлением темноты: изображение становится зернистым и теряет естественную окраску.
Количество необходимых пикселов в матрице, т. е. ее разрешение, зависит от системы телевидения и составляет для PAL – 720x576=415 000 пикселов, а для NTSC – 350 000 пикселов. Таким образом, разрешение видеокамеры, в отличие от разрешения фотокамеры, жестко ограничено стандартом телевидения, поэтому, если по спецификации видеокамеры количество пикселов гораздо больше, чем было указано выше, то это означает, что камера позволяет делать фотоснимки с разрешением, определяемым именно этим количеством пикселов.
Новый терминЧувствительность камеры и размер ее ПЗС-матрицы непосредственно связаны между собой. Чем больше размер матрицы, тем больше число ее светочувствительных элементов и тем выше чувствительность камеры. Этот параметр обычно измеряется в люксах (0,1 люкс – свет от одной горящей свечи).
Чувствительность видеокамеры характеризует ее способность снимать при плохом освещении или вообще в темноте. Практически все производители оснащают свои модели дополнительными технологиями, позволяющими снимать в полной темноте или в сумерках. Камкодеры имеют функции NightShot – в камерах Sony, NightView – у Panasonic, Nightscope – у JVC. А использование объектива с асферической оптикой, пропускающего при полностью открытой диафрагме в три раза больше света, чем стандартный объектив, позволяет повысить чувствительность камеры в три раза.
Количество необходимых пикселов в матрице, т. е. ее разрешение, зависит от системы телевидения и составляет для PAL – 720x576=415 000 пикселов, а для NTSC – 350 000 пикселов. Таким образом, разрешение видеокамеры, в отличие от разрешения фотокамеры, жестко ограничено стандартом телевидения, поэтому, если по спецификации видеокамеры количество пикселов гораздо больше, чем было указано выше, то это означает, что камера позволяет делать фотоснимки с разрешением, определяемым именно этим количеством пикселов.
Фоторежим
Многие видеокамеры снабжены возможностью стоп-режима, т. е. режима фотографирования. На взгляд автора такая возможность камеры как фоторежим целесообразна лишь в том случае если разрешение камеры в фоторежиме выше, чем ее видеоразрешение. В самом деле, в большинстве видеокамер фотографии делаются с разрешением 640x480 пикселов. Этими же камерами видеосъемка в формате DV ведется с разрешением 720x576 пикселов. Следовательно, в любом видеоредакторе можно, перемещаясь по кадрам видеофильма, выбрать любой стоп-кадр с разрешением 720x576 пикселов. Так нужен ли такой фоторежим?
Глаза видеокамеры (объектив)
Объектив – система из линз, формирующая изображение снимаемого объекта на плоскости матрицы цифровой видеокамеры (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Объектив видеокамеры
Зум-объектив (трансфокатор) хорош тем, что позволяет снимать из одного и того же положения как нормальные сюжеты, так макро– и телесъемку. Однако платой за такую универсальность являются неизбежные потери в светосиле объектива и в качестве изображения за счет аберраций (см. ниже).
Система автофокуса в цифровых камерах бывает активной, пассивной и комбинированной. В активном режиме камера вьиисляет расстояние до снимаемого объекта и фокусирует объектив на это расстояние. В режиме пассивной автофокусировки электроника исследует изображение в поисках контрастных линий и границ объектов. Затем камера фокусируется таким образом, чтобы эти линии стали максимально резкими.
Иначе говоря, в режиме активного автофокуса камера испускает инфракрасный луч, отражающийся от объектов съемки. Затем камера вычислит расстояние до объектов съемки и перефокусирует объектив. У такого способа съемки есть свои проблемы. Камера тратит определенное время на то, чтобы определить расстояние, поэтому при съемке быстродвижущихся объектов у вас могут возникнуть проблемы, связанные с задержкой фокусировки. Камера будет пытаться настроить фокус движущегося объекта, но при этом она будет запаздывать. Решением проблемы будет ручная фокусировка.
Фокусное расстояние объектива
Одним из важнейших параметров объектива является фокусное расстояние. При изменении фокусного расстояния меняется сектор обзора – объектив становится длиннофокусным (телеобъективом) или короткофокусным (широкоугольным). Объективы с малыми фокусными расстояниями уцобны для панорамных съемок, а с большими – для работы с удаленными объектами. Стандартным (нормальным, штатным) объективом обычно называют объектив с фокусным расстоянием, равным диагонали кадра. Нормальные объективы позволяют получать изображения с перспективой, близкой к восприятию человека, и имеют фокусное расстояние около 50 мм.Новый термин
Фокусное расстояние объектива это расстояние от оптического центра объектива до плоскости светочувствительного сенсора (в миллиметрах). Именно фокусное расстояние определяет угол обзора камеры: чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора.
Оптическое и цифровое приближение объектива (трансфокация)
В камкодерах наиболее популярными являются оптические системы с переменным фокусным расстоянием (ZOOM-объективы или трансфокаторы), состоящие из объектива и расположенной перед ним афокальной насадки. Плавное изменение фокусного расстояния обеспечивается путем перемещения оптических компонентов насадки.Новый терминСледует различать оптическое и цифровое увеличение. Оптическое увеличение более важный и дорогостоящий параметр по сравнению с цифровым (интерполяционным) увеличением. Режим оптического увеличения (приближения) использует механическое перемещение линз объектива и практически не ухудшает качество изображения. Цифровое увеличение (приближение) дешевле оптического, но оно связано с потерей четкости изображения. Принцип цифрового зума таков: в центральной части ПЗС-матрицы выделяется определенное количество активных элементов, а полученное с них изображение программно растягивается (интерполируется) на весь экран.
Если фокусное расстояние объектива можно изменять в определенном диапазоне значений, то отношение наибольшего фокусного расстояния к наименьшему является коэффициентом оптического увеличения объектива или его кратностью зума.
Зум-объектив (трансфокатор) хорош тем, что позволяет снимать из одного и того же положения как нормальные сюжеты, так макро– и телесъемку. Однако платой за такую универсальность являются неизбежные потери в светосиле объектива и в качестве изображения за счет аберраций (см. ниже).
Автофокусировка
Современные видеокамеры используют систему AF (AutoFocus), в которой применяются компактные быстродействующие электромеханические устройства для автоматического наведения резкости. В большинстве случаев автофокусировка производится на ближайший объект, находящийся в центральной зоне съемки. Но иногда необходимо сосредоточить внимание на детали заднего плана. Для этого различными компаниями были разработаны дополнительные способы автоматической фокусировки, например, FlexiZone (Canon), где главный объект выбирается с помощью прицельной рамки.Система автофокуса в цифровых камерах бывает активной, пассивной и комбинированной. В активном режиме камера вьиисляет расстояние до снимаемого объекта и фокусирует объектив на это расстояние. В режиме пассивной автофокусировки электроника исследует изображение в поисках контрастных линий и границ объектов. Затем камера фокусируется таким образом, чтобы эти линии стали максимально резкими.
Иначе говоря, в режиме активного автофокуса камера испускает инфракрасный луч, отражающийся от объектов съемки. Затем камера вычислит расстояние до объектов съемки и перефокусирует объектив. У такого способа съемки есть свои проблемы. Камера тратит определенное время на то, чтобы определить расстояние, поэтому при съемке быстродвижущихся объектов у вас могут возникнуть проблемы, связанные с задержкой фокусировки. Камера будет пытаться настроить фокус движущегося объекта, но при этом она будет запаздывать. Решением проблемы будет ручная фокусировка.