Цифровой нелинейный монтаж на РС в домашнем и корпоративном видео
Содержание материала
Следующий основной фактор, это практическое воплощение разработок в области сжатия изображения вообще и движущегося в частности. Массовый выпуск сравнительно дешевых чипов для аппаратной реализации компрессии/декомпрессии и появление дешевых ЦАП и АЦП, по-зволил создавать сравнительно доступные (правда к сожалению не по нашим меркам :-( ) платы позволяющие создавать на базе обычного РС достаточно мощную видео-монтажную станцию, по своим возможностям не уступающую небольшой классической ТВ студии. Не смотря на множество реализаций аппаратных кодеков для видео, в основном используется два вида очень схожих между собой метода компрессии. Это метод M-JPEC, основанный на графическом формате JPEG, и MPEG (в разных вариациях). Оба метода основаны на дискретно-косинусном преобразовании (DCT) изображения разбитого на блоки. Не вдаваясь в подробности можно отметить, что разница этих методов заключается в исключении избыточной информации из исходного видеоизображения. Если M-JPEG использует только внутрикадровую избыточность (так называемую пространственную), то формат MPEG дополнительно использует и межкадровую избыточность (временную).
Очень коротко это можно описать так. Видеосигнал оцифровывается аналого-цифровым преобразователем и помещается в кадровый буфер. Оцифрованный кадр разбивается на небольшие блоки (обычно 8Х8 пиксель). После этого производится обработка полученных блоков по алгоритму дискретно-косинусного преобразования (DCT). В результате этой обработки происходит усреднение одинако-вых участков изображения, и как следствие этого размер кадра уменьшается (исходный размер одного кадра для ТВ сигнала системы PAL составляет чуть более 1Мб в формате TGA). Однако за счет разбиения на блоки, исходное изображение теряет четкость.
На практике стараются поддерживать определенное качественное соотношение между исходным и полученным кадром исходя из необходимости сохранения качества исходного изображения и ограничения цифрового потока видеоданных. Это соотношение носит название коэффициента компрессии. На практике применяются коэффициенты от 1:1 (без сжатия) до 20:1 (сжатие исходного кадра в 20 раз). Это соответствует каче-ству ТВ сигнала от эталона (1:1) до бытового VHS (20:1). В формате MPEG к внутри-кадровому сжатию прибавляется межкадровое. Анализируются предыдущий и последующий кадры. Результатом этого анализа является вычисление разности между предыдущим и последующим кадром и формировании разностного кадра. Алгоритм MPEG значительно сложнее, поскольку здесь приходится анализировать не один кадр а сразу большую последовательность кадров. Если для видеосигнала уже записанного на диск, проблемы не существует (компьютер может обрабатывать видеоданные записанные в файл постепенно), то при записи в "живую" необходимо использовать алгоритмы предсказания следующей последовательности кадров, для более оптимального сжатия.
M-JPEG есть видео разновидность JPEG, но работающая с чересстрочной разверткой. При полноразмерных кадрах движения всегда получаются плавные и контуры движущихся предметов не имеют зазубрин. MPEG1 не умеет делать чересстрочную развертку и выдает одно поле на кадр. Именно поэтому использовать его при размерах кадра по вертикали более числа строк в поле видеосигнала нельзя. Если два поля объединяются в одно, то получаются зазубрины на вертикальных границах контуров быстро перемещающихся объектов сцены. Если этого не делать, то нет смысла увеличивать размер кадра при оцифровке и хранении видео. Да и при прямом сравнении MJPEG и MPEG1 видео на экране телевизора разница в 50 и 25 полей в секунду весьма заметна.
Механизм детектирования движения при кодировании MPEG иногда дает неприятные рывки картинки на сценах типа съемки камерой с поворотом вокруг вертикали (панорама площади в городе). Для их устранения приходится сокращать интервал между ключевыми кадрами MPEG.
Профессиональные кодеры часто вообще используют Editable MPEG, в котором все кадры ключевые. При этом разница между MPEG и MJPEG есть только в деталях реализации алгоритма DCT.
При одинаковых скоростях потока данных и размерах кадра MJPEG и Editable MPEG1 (только Intraframe компрессия) качество у MJPEG визуально лучше. Я сравнивал разные программные MPEG1 недорогие кодеры с аппаратным Mjpeg от Matrox (на деле Zoran chip) или программным от Morgan Multimedia. Качество у MJPEG выше.
MJPEG применяется во всех профессиональных и бытовых цифровых камкордерах. Отличие профессиональной техники от бытовой не в кодеке (алгоритме сжатия), а в качестве линз, CCD приемников и прочих чисто железных деталях.
Кодек MPEG2 от Sony ничего сложного на деле не представляет - используется фиксированный тип последовательности кадров типа ключевой плюс один с двунаправленным предсказанием IBIBIBI..., а не какой-нибудь действительно интеллектуальный алгоритм кодирования типа переменного интервала между ключевыми кадрами, автоматического детектирования сцен с быстрыи изменениями и настройки алгоритма компрессии на именно такую скорость смены содержания кадров. Такие тоже есть, но ориентированы на кодирование MPEG1 для CD, когда экономия на каждом байте в секунду за счет умного кодера действительно нужна для улучшения и так неважного качества. (см. подробнее здесь) MPEG2, конечно, допускает большие размеры кадров и чередование полей. Но это точно не для CD video.
Следует заметить что декодирование данных сжатых по обеим форматам не представляет особой сложности. Ограничение использования формата MPEG в кодеках Hi-END уровня объясняется тем, что при сжатии часть кадров меняется настолько, что невозможно восстановить все кадры в полном объеме. Понятно что возможности монтажа в формате MPEG очень ограничены. Преимущества формата MPEG проявляется при сжатии готового видеофрагмента (без необходимости монтажа). Устраняя временную избыточность MPEG позволяет получить отличное качество изображения при коэффициенте компрессии существенно более высоком чем при использование формата M-JPEG. Этим объясняется использование данного алгоритма при записи видео на CD, DVD и передачи цифрового видео по каналам связи. (Для сравнения ширина канала для передачи через спутниковый трансподер составляет 27 МГц для ЧМ модуляции аналогового ТВ сигнала и около 8 МГц для цифрового ТВ сигнала по сжатого по формату MPEG-2, при более высоком качестве).
Ширину полосы частот спутникового канала передачи аналогового видео определяет требование обеспечить хорошее соотношение сигнал/шум. Поэтому и модуляция частотная используется. Если бы была амплитудная модуляция, то полоса была бы для профессиональных студий не более 6.5 + 2*1.5 = 9.5 MHz. Это сумма ширин спектров сигналов яркости и двух цветоразностных компонент, передаваемых отдельно.
Другой расчет-упражнение. Ширина полосы частот телефонного канала - 4000 Гц. Передать можно 56 кбит в секунду (модем). Если способ кодирования данных типа используемого в модемах переложить на ширину спектра 8 МГц, получим 56*2000=112 мегабит в секунду. А это 14 Мб/сек - полноэкранное видео PAL в формате 4:1:1. Без компрессии. Если эту цифру даже на три поделить (модем 14400), то качество MJPEG будет отличным.
В цифровых камерах используется коэффициент сжатия MJPEG = 5 при входном формате 4:1:1 или 4:2:2. А качество выходит очень хорошее. В указанной выше статье предполагается, что в любом MPEG2 кодере коэффициент DCT компресии на ключевых кадрах примерно такой же. А промежуточные кадры уж точно не должны выглядеть лучше ключевых. В самом лучшем случае можно уменьшить скорость потока данных вдвое при частичной потере редактируемости. Для DVD это безусловно хорошо. Для нелинейного монтажа - не очень.
Существует версия MPEG-2 разработанная фирмой Sony для своего цифрового формата BetacamSX. Однако данная версия использует только часть возможностей формата MPEG-2 (так называемый Studio Profile), но позволяет записывать видео вещательного качества с компрессией 10:1 (для формата M-JPEG от 5:1 до 3,3:1) и производить покадровый монтаж. Оборудование для данного формата достаточно дорогое из-за очень сложного алгоритма обработки и представляет интерес для крупных телекомпаний.
Основным методом сжатия используемым, как в недорогих (например Marvel G200 Matrox), так и в профессиональных (DigiShuiteLE Matrox) является M-JPEG.
Существенным отличием профессиональной аппаратуры является возможность работы с тайм-кодом, внешней синхронизацией, ввод/вывод ТВ сигнала в компонентном и цифровом форматах. Кроме этого профессиональные кодеки позволяют дистанционно управлять ими по стандартному в ТВ интерфейсу RS-422, превращаясь в цифровые дисковые рекордеры (DDR аналог видеомагнитофона с записью видео на диск и моментальным доступом к любому кадру изображения).
Если вникать в то, чем же отличается профессиональная видеотехника от бытовой, то оказывается, что часто аппаратные средства обработки собственно сигнала у них одни и те же. Для простых потребителей урезается набор функций и иногда искусственно вводят ограничения на качество картинки.
Например, в Matrox Rainbow runner (или Marvel), Miro DC10 , 20, 30, используется один и тот же Zoran чип, но пропорционально цене увеличиваются предельные минимальные коэффициенты компрессии и (или) размеры кадра. У Матрокса размер большой (704х576), но наилучший коэффициент сжатия только 6.1 (3.1 МБ/сек), у DC10 уменьшен размер (352х576), но получше максимальный допустимый поток данных, а у DC20 - DC30 размер кадра увеличивают, поток делают еще побольше, добавляют некоторые удобства и поднимают цену в конце концов вшестеро против Rainbow Runner G от Матрокса.
Запреты на лучшее качество зашивают в драйверы и просят денег за более дорогие модели как за принципиально лучшие. Тот же Rainbow Runner может выдавать по шине PCI до 27 Mб/сек, как уже сообщали в конференции ее пользователей. Но MJPEG компрессор запрограммирован на коэффициент сжатия (порчи картинки) не менее 6.1. Производительчипа пишет, что он "provides up to 11MB/s bandwidth". Разрешили только 3.1 MB/sec. Впрочем, можно и этот запрет преодолеть.
Качество сборки, помехозащищенность, индивидуальная настройка профессиональных плат - за это деньги и берут. Основа часто оказывается общей.
Справедливости ради следует заметить, что многие кодеки уровня бытового и полупрофессионального применения, тоже позволяют использовать специальный пульт управления (так называемый Jog/Shuttle) для поиска видеофрагментов записанных на диск РС или обычный ВМ.
Для более полного понимания дальнейшего изложения в данной статье, приведу небольшие арифметические данные. Как известно изображение в аналоговом видео состоит из 625 для PAL/SECAM (525 для NTSC) строк и состоит из 2 полей по 312,5 (262,5). За 1 секунду передаются 25 (30) кадров или 50 (60) полей. Полоса, занимаемая видеосигналом достигает 6 МГц. Для передачи цвета используется принцип сложения основных цветов: красного(R), синего(B) и зеленого(G) цветов. Аналогичный способ применяется в мониторах и видеокартах. Однако использование 3-х компонентной составляющей для передачи цветного ТВ сигнала представляет существенные ограничения. Основные из них это широкая полоса, занимаемая таким видеосигналом и несовместимость в обычным ЧБ телевидением. Для сужения занимаемой полосы частот и достижения совместимости с ЧБ ТВ сигналом, используются некоторые особенности восприятия изображения человеческим глазом. Было установлено, что человеческий глаз чувствительнее к яркостной составляющей изображения, чем к его цветности. (Это неудивительно, кто знаком с анатомией человеческого глаза знает, что количество колбочек чувствительных к яркости значительно больше количества палочек чувствительных к цветовой составляющей изображения).
Используя эту особенность человеческого зрения, была разработана система цветоразностной передачи цветного изображения. Цветной ТВ сигнал состоит из яркостной (Y) и двух цветоразностных (R-Y и B-Y) составляющих. Обычный ЧБ ТВ приемник воспринимает только Y составляющую и передает изображение в монохромном виде. В цветном ТВ приемнике используя специальные схемы суммирования из трех составляющих (Y, R-Y и B-Y) восстанавливают исходные составляющие цвета красный (R), синий (B) и зеленый (G) цвета, которые подаются на соответствующие электронные пушки кинескопа.
Для сужения полосы частот занимаемой цветным ТВ сигналом, сигналы R-Y и B-Y передают, с использованием полосы частот в 2 раза уже. Полосы частот цветоразностных сигналов сужают с помощью фильтров, и применяют схемы модуляции, позволяющие передавать два цветоразностных сигнала в одном общем участке спектра.
Цветоразностные составляющие передаются так, что их спектр располагается в высокочастотной части спектра сигнала яркости.
За счет дополнительных ухищрений с выбором частот поднесущей, модулированной цветоразностными сигналами (PAL или NTSC только), удается даже добиться того, что информация о яркости передается в одних множественных узких участках спектра, а о цвете - в других. В конце концов получается, что ширина спектра цветного видеосигнала при вещании не шире, чем у черно-белого.
Сужение полосы частот снижает разрешающую способность по цвету в 2 раза, но учитывая особенности глаза практически незаметно. В цифровом ТВ принято разбиение одного ТВ кадра на пиксели, что наиболее удобно для дальнейшей цифровой обработки. Каждый ТВ кадр разбивается на 768 точек по горизонтали и 576 точек по вертикали для сигналов PAL/SECAM (640 на 480 для NTSC) при стандартном для ТВ соотношении ширины к высоте изображения равным 4:3. Следует заметить, что в телевидении высокой четкости (ТВЧ или HDTV) принято соотношение 16:9 более близкое к размеру киноэкрана. Таким образом, получается два полукадра (поля) с разрешением 384Х288 (320Х240 для NTSC) при частоте 50(60) полей или 25(30) кадров в секунду.
Считается, что для полного восприятия информации о яркости и цвете необходимо каждую точку изображения передавать как минимум 256 уровнями или 8 битным кодированием. Каждая точка цветного видеоизображения должна кодироваться 24 разрядным словом (8 бит Х 3 составляющие) или по компьютерной терминологии 24 бит/пиксель (24bpp). Для кинематографа используется разрядность 64 бит/пиксель.
Таким образом, перемножив 24х768х576х25 получаем цифровой поток в 265420800 бит/сек или около 265 Мбит/сек для сигналов PAL/SECAM (221 Мбит/сек NTSC). Практически кодирование ТВ сигнала происходит несколько иначе. Учитывая, что для передачи ТВ изображения используется формат Y, R-Y, B-Y, то по сигналу Y производится полное кодирование (8 бит по 768х576 пикс), а по сигналам R-Y и B-Y кодируется либо половина (8 бит по 384х288 пикс), либо четверть (8 бит по 192х144 пикс) для каждого из сигналов R-Y и B-Y. Для простоты используется запись в виде дроби 4:2:2 (иногда 8:4:4) или 4:1:1 (8:2:2).
Следует иметь в виду, что данная дробная запись говорит о количественном соотношении кодируемых точек. Разрядность кодирования каждой точки всегда равна 8, иногда и больше. Данный формат кодирования хорошо совместим с существующими аналоговыми форматами цветного ТВ, где цветоразностные сигналы передаются в полосе частот в 2 раза уже, чем занимают (см выше).
Перемножив полученные данные, получаем цифровой поток около 177 Мбит/сек для разрешения 4:2:2 и около 111 Мбит/сек для 4:1:1 (Все данные приведены для разрешения 768х576 т. е систем PAL/SECAM). Таким образом, для записи полноэкранного видео (PAL/SECAM 768х576х25 кадр/сек) необходимо обеспечить скорость порядка 22 Мбайт/сек для формата 4:2:2 и 14 Мбайт/сек для 4:1:1.
Теоретически такой поток могут обеспечить интерфейсы ATA-33 и UW SCSI (33 и 40 или 80 Мбайт/сек соответственно). Однако, учитывая особенности HDD реально возможно обеспечить скорость порядка 13 Мбайт/сек для HDD UW SCSI 10000 rpm.
Для преодоления этого ограничения используются RAID массивы дисков, способные обеспечить скорость до 40 и более Мбайт/сек с возможностью "горячей" замены без потери данных.
Некоторые кодеки используют встроенные SCSI контроллеры. Так кодек канадской фирмы DPS под названием Hollywood для записи полного видео без компрессии использует минимум 2 пары Wide SCSI HDD подключаемых к встроенному контроллеру. Кроме обеспечения заданной скорости, очень важным условием является обеспечение непрерывности потока данных. Обычные HDD данный режим обеспечить не могут, поскольку через определенное время производят термокалибровку головок, прерывая поток данных.
Для записи видео выпускаются специальные диски (так называемые AV диски) в которых эта проблема устранена. Учитывая эти особенности, можно сделать вывод о достаточно высокой стоимости подобного комплекса. Действительно стоимость комплекта вышеописанного кодека фирмы DPS составляет более $6000 без учета стоимости HDD и дополнительной платы для наложения графики по альфа-каналу. Учитывая что на 1Гб пространства HDD можно записать около минуты видео в формате 4:2:2, можно представить необходимые объемы дискового пространства для организации 24 часового вещания с видеосервера. Стоимость хранения одной минуты получается существенно дороже чем при использовании традиционной магнитной ленты. Однако высокая оперативность прямого доступа с точность до кадра, определяет основные области использования таких комплексов в новостийных программах и прямых трансляций.
После небольших математических расчетов перейдем непосредственно к теме статьи. Для монтажа видео необходимо как минимум наличие 2 аппаратов магнитной записи. Один из них служит источником, с которого берется исходный материал, другой приемником, на котором производится сборка нового видеосюжета. В качестве источника может использоваться видеомагнитофон (ВМ), видеоплеер (ВП) или видеокамера (ВК).
Независимо от вида источника в монтаже он носит название "плеер", поскольку используется только в режиме воспроизведения. В качестве приемника как правило выступает ВМ либо любой аппарат имеющий функцию записи. В монтаже приемник носит название "рекордер".
Существует 2 вида монтажа: монтаж сборкой и монтаж вставкой. В английском варианте "Assembly Editing" и "Insert Editing" соответственно. Монтаж сборкой используется для создания отредактированной ленты путем перезаписи из нескольких других записей или источников видеосигнала. Новая сцена добавляется к кон-це предыдущей. Монтаж вставкой используется для замены одной сцены на другую.
При редактировании вставкой одновременно с видео, происходит замещение звука. В более дорогих бытовых и полупрофессиональных ВМ (например HS-1000 Panasonic) имеется возможность раздельной записи звука и видео в режиме вставки.
Кто занимался монтажом видео на обычных ВМ, знает насколько утомительный процесс постоянного нажимания клавиш управления ВМ. В дорогих бытовых и полупрофессиональных ВМ для ускорения поиска часто используется специальное устройство называемое Jog/Shuttle, которое ускоряет поиск необходимых фрагментов. Однако необходимость одновременной работы с 2 ВМ, делает монтаж достаточно трудоемким. Очевидным решением данной проблемы является использование специального устройства позволяющего управлять несколькими ВМ. Данное устройство называется "контроллер редактирования" (Editing Controller). В новых моделях полупрофессионального уровня (HS-1000) такой контроллер уже встроен в ВМ и позволяет при наличии второго такого же магнитофона производить монтаж с использованием панели управления одного магнитофона. Более того, данный ВМ позволяет запоминать до 99 входных (In) и выходных (Out) точек на исходной видеоленте (In - начало фрагмента, Out - конец фрагмента итого до 99 фрагментов видео) и автоматически записывать их на ВМ работающий в качестве рекордера в режиме сборки.
Для управления ВМ используется специализированный интерфейс, обычно в бытовых и полупрофессиональных ВМ оригинальной разработки фирмы, производящей ВМ. В профессиональном видео используется стандартный последовательный интерфейс RS-422, которым снабжены все профессиональные ВМ. Монтажная состоящая из одного плеера и рекордера называется А-Roll монтажной и является простейшей пригодной для монтажа.
Возможности А-Roll монтажа ограничены. Нельзя комбинировать 2 изображения, накладывать титры и графику, делать монтажные переходы. Применение данной монтажной может быть обусловлено, только минимальными финансовыми затратами. Правда такая схема монтажа иногда используется в профессиональных ТВ студиях при монтаже новостийных сюжетов, когда используется режим сборки сюжета из нескольких видеофрагментов. При этом для удобства работы, там используются профессиональные контролеры редактирования, причем некоторые из них снабжены генераторами простейших переходов.
Основной монтажной системой считается A/B-Roll. Такая "монтажка" содержит как минимум 2 плеера (А и В), рекордер, контроллер редактирования и видео/аудио микшер. Дополнительно может использоваться титровальная машина, генератор спецэффектов и комплекс компьютерной графики. Очень часто используются комбинация нескольких устройств в одном. Понятно, что стоимость такого комплекса значительно выше стоимости обычного A-Roll, но и возможности гораздо шире. Особенно радует тот факт, что в связи с бурным развитием микроэлектроники и снижением стоимости электронных компонентов, в последнее время такие комплексы стали предлагаться и рядовым пользователям за приемлемую цену.
Дополнительную информацию можно получить на сайтах:
Примером продуктов для линейного A-Roll монтажа в домашнем использовании, является продукт VideoDirector Studio 200, фирмы Pinnacle. Он представляет из себя небольшую сиреневую коробку, "purple thing", как её рекламировал Pinnacle, подключаемую к LPT порту вашего РС. Внутри коробочки находится небольшая плата, которая называется "миксер". Вот что рассказал про эту штучку г-н Павел Ерофеев (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.):
Разъёмы только видео (S-video и RCA). Прилагается шнурок для дистанционного управления камерой (LANC, 5-pin или инфракрасное, и/к) и видеомагнитофоном (только и/к), подключающийся к последовательному порту и называемый SmartCable. И/к-управление настраиваемое (обучаемое). Миксер не использует протоколы ECP/EPP, поэтому preview весьма тормозной. Реально кэпчурит 640*480, а те самые 1500x1125, которые написаны на коробке, делает простой экстраполяцией, как может любой мало-мальски умный графический редактор. Под Win3.11 жутко глючил (сбои кадровой синхронизации, эффекты работали через раз). Под Win'95 я не проверял. В общем, отстой. Сейчас на смену ему пришла модель Studio400, как я понял, использующая ECP/EPP и позволяющая при сканировании исходного материала делать реферативный Indeo-AVI'шник, чтобы потом при работе над проектом можно было удобнее располагать переходы и эффекты.
Более подробно можно ознакомится по адресу или на сервере фирмы Pinnacle.
Аналогичные продукты предлагают фирмы Videonics. Учитывая появление в последнее время миниатюрных видеокамер и видеомагнитофонов формата DV, например серию Video Walkman фирмы Sony появляется возможность создания домашней цифровой студии с достаточно высокими качественными показателями (для DV 500 линий против 200 у VHS/Video8 и 400 у SVHS/Hi8) при стоимости сравнимой с SVHS/Hi8 оборудованием (правда профессионального уровня), при этом при использовании интерфейса IEEE-1394 добиться полностью цифрового тракта обработки видео/аудио сигналов без потерь при АЦП/ЦАП преобразовании.
Желающие могут посмотреть цены на Web серверах фирм Стоик и ЭРА.
Однако все вышеперечисленные устройства, это устройства классического или "линейного" монтажа, автоматизирующие рутинную ручную работу. Все они сохраняют основной недостаток, а именно последовательный поиск фрагментов на одной или нескольких лентах, а так же достаточно ограниченный набор спецэффектов, правда выполняемых в реальном времени.
Наиболее полно используются возможности РС в качестве монтажной студии при использовании плат видеозахвата для записи/воспроизведения видео на HDD. Возможности полученной студии на РС целиком зависят от ПО и мощности CPU.
Так при использовании программы Adobe Premiere пользователь получает цифровой видеомагнитофон (вернее дисковый рекордер), видео/аудио микшер с 2 и 3 мерными эффектами переходов, возможность наложения до 99 слоев видео, титров и компьютерной графики в любом сочетании с заданием прозрачности по яркости, цвету и альфа каналу, наложение графических фильтров на изображение, возможность ускорения или замедления воспроизведения в 100 раз и многое другое. Правда следует заметить, что платой за такую универсальность является необходимость просчета готового видеоролика CPU на что может уйти достаточно много времени. Поэтому в оперативном монтаже и вещании такое ПО используется редко, а если и используется то применяется аппаратное ускорение просчета эффектов для работы в реальном времени. Соответственно стоимость такого комплекса может достигать десятков и сотен тысяч долларов.
Платы видеозахвата делятся на 2 типа, отличающихся возможностями записи видео/аудио в стандартный avi или QuckTime файл на HDD компьютера, при этом в более дорогих платах и профессиональной аппаратуре легко преодолевается 2 Гб барьер в размере AVI файла, за счет использования собственных форматов для записи видео, а не формата от Apple/Microsoft почти десятилетней давности.
Итак, вы решили что вам необходима домашняя или корпоративная видеостудия. Первое что нужно сделать, это определится с форматом видеозаписи. Для дома предпочтительно (по цене) VHS/Video8 для корпоративного SVHS/Hi8 или DV/DVCAM/DVCPRO). Дальше необходимо определить что вы хотите получить на выходе. Если вас устраивает простой монтаж с возможностью наложения титров или простой графики (это в основном домашнее видео), то лучше использовать классический линейный монтаж с использованием специализированного "железа" например упоминавшейся miro Video Studio-200.
Для корпоративного видео можно предложить более дорогое решение. Желательно A/B-Roll монтаж с видео/аудио микшером, генератором простых эффектов, переходов и титров, управление от специализированного контроллера. Реализация такой студии может быть классической с использованием отдельных компонентов или комбинированных монтажных систем, например FXE-120P фирмы Sony. Для возможности наложения титров и простой графики в данной системе целесообразно использовать обычный РС с картой преобразования SVGA изображения в TV сигнал, либо наложения SVGA сигнала на проходящий видеосигнал.
Более широкими возможностями и часто при более низких затратах обладают линейные монтажные комплексы на базе обычных ПК. Примером может служить комплект фирмы COMO. Основой комплекта служит видеоплата для РС VideoX представляющая из себя видео/аудио микшер с возможностью в реальном времени выполнять до 400 различных эффектов, накладывать титры используя TTF шрифты и статические изображения популярных форматов (TGA, BMP и др.) с использованием прозрачности по яркости (LumaKey) или цвету (ChromaKey).
Для управления ВМ и VideoX можно использовать трехпостовый (А/В-Roll) контроллер ControlX Pro, существенно облегчающий монтаж. Форматы видео VHS/SVHS, при наличии DVX3 - DV/DVCAM/DVCPRO.
Несмотря на кажущую привлекательность линейных систем монтажа, все они имеют существенный недостаток заключенный в аппаратной реализации такой системы. Да вы можете работать в реальном времени, но ваши возможности ограничены возможностями "железа". Для многих случаев этих возможностей более чем достаточно, но если вы например занимаетесь двух и трехмерной графикой, сложным комбинированием (копмоузингом) компьютерного и живого изображений, хотите получить живые поверхности на 2-х и 3-х мерных объектах, и просто оформить свой видеофильм сложными спецэффектами, то идеальным решением для вас будет приобретение платы для записи/воспроизведения видео на диск РС.
В настоящее время существует достаточно большой набор плат видеозахвата различных фирм, ориентированный на рынок SOHO систем. Самые совершенный из них при цене чуть ниже $1000 позволяют получать максимально возможное качество, при своей цене. Так плата miro Video DC-30+ при цене в $850 позволяет теоретически получить цифровой поток записи до 7 Mb/сек, что соответствует мин. компрессии 3:1 при разреше-нии 768x576 25 кадров/сек в формате 4:2:2. Кроме этого, использование фирменного Plug-in для Adobe Premiere miro InstantVideo позволяет обой-ти ограничение Windows в 2 Гб для AVI файлов и экономит место на диске, путем использования неизменяемых участков выходной видеопоследовательности из входных AVI файлов.
При обычном просчете, диск будет содержать как исходные AVI, так и готовый выходной AVI, что потребует дополнительного места. Близким аналогом данной платы, являются платы miro Video DC-30 той же фирмы Pinnacle и FAST AV Master фирмы Fast Multimedia. Все платы имеют видео входы/выходы VHS и SVHS, системы цветности SECAM/PAL/NTSC, несбалансированные аудио входы/выходы, работают в режиме BusMaster и имеют максимальное разрешение 768х576 25 кадр/сек для PAL, оцифровка в формате 4:2:2, соотношение ширины к высоте экрана 4:3 и 16:9. Наличие на борту аудио чипа, позволяет синхронизировать видеоизображение со звуком. Отличие платы DC-30 от DC-30+ состоит в возможности последнего ускоренного просчета некоторых эффектов. Более дешевые платы, как правило, требуют отдельной звуковой карты.
Кроме этого у многих максимальное разрешение не превышает 384х288 при 25 кадр/сек. Учитывая, что разрешающая способность формата VHS не превышает 240 линий по вертикали, то разрешение 384х288 позволяет получать качество, во всяком случае, не хуже. Так же следует учитывать, что снижение потока в 4 раза (в сравнении 768х576) позволяет использовать меньший коэффициент компрессии и ускоряет просчет выходной видеопоследовательности.
Ниже приводится информация о платах Miro DC*** и продуктах от Matrox, которую прислал Григорий Байцур (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).
По моим данным, все они используют аппаратный Motion JJPEG кодек от Zoran. Различия, по существу, между ними только в цене и в маркетинговых приемах продвижения продуктов на рынок (все цифры ниже только для PAL/SECAM):
- В DC10 искусственно ограничено предельное разрешение по горизонтали - 50 полей 352х576 (в каждом поле по 288 строк) и минимальный коэффициент компрессии;
- В DC20 искусственно ограничен минимальный коэффициент компрессии. Звук можно записывать отдельной звуковой картой, лучше Brand name. Проблема синхронизации звука и видео может возникнуть, но решается довольно легко.
- В DC30, предположительно, возможности чипа от Zoran используются полностью, размер 704х576, 50 полей. Есть свой собственный звуковой канал. Фактически это означает, что Miro при заводской настройке тщательно следит за тем, чтобы скорость воспроизведения звука была именно такой, как требуется для видео, а не такой, какой ее будет делать тактовый генератор на видеокарте.
У всех DC видеовыход работает только при воспроизведении AVI, использующих MJPEG кодек. Если Вам захочется просто использовать DC для вывода на телевизор другого AVI/MPEG или еще чего-нибудь - не получится. И на экране компьютера, кажется, хорошо MJPEG видео показываться не будет.
Matrox. Для старых millenium/mystique выпускается дочерняя плата Rainbow Runner Studio с ТВ выходом и входом. Работает только с определенными картами Матрокса (маркетинг у них такой, см информацию их сайте). Компрессия - Zoran MJPEG chip, 704x576 50 fields 3.1 MB / sec max. Опять по маркетинговым соображениям одну и ту же микросхему заставляют трудиться только вполовину возможностей. Хотя, на мой взгляд человека, использующего только VHS, этого более чем достаточно. Степень компрессии 6.6:1.
Для G200 matrox'ов делается либо одна карта Marvel G200 (полтора месяца назад показывалась как доступная в пяти фирмах в Москве, в продаже отсутствовала), либо комбинация Mystique G200 (AGP или PCI Retail, with TV out)+Rainbow Runner G-series (занимает PCI разъем, но не IRQ).
Характеристики обеих плат видеозахвата одинаковы. Обещают выпустить еще и отдельный TV - out для других G- Мatrox'ов, но его точно еще в природе не существует.
В середине ноября я купил комбинацию AGP Mystique G200 ($145) + RR G-Series ($185) в один день в IP Labs и в Nord Computers, соответственно. В IP Labs был Mystique, RR-G обещали через неделю, а в Nord был последний экземпляр RR-G, его я и купил, не став ждать неделю. Таким образом получилась система с TV in-out, какое-то 3D ускорение (на уровне Riva128), и традиционно хорошее 2D. Ближайший аналог по возможностям видеомонтажа (Miro DC-20) стоит дороже и ничего в 3D не ускоряет.
И в завершении, замечу, что MJPEG всегда исходит из 4:2:2 (или 4:1:1 для американцевяпонцев) схемы кодирования входной информации о кадре (фактически это режим работы АЦП), а вот далее работает DCT сжатие и именно коэффициент этого сжатия и приводится в спецификациях.
Кстати, цифровые видеокамеры используют аппаратный MJPEG кодек с коэффициентом сжатия 5:1. Входной формат 4:2:2 или 4:1:1 для PAL и NTSC, соответственно. В цифровых профессиональных аппаратах репортажной съемки используется точно такая же схема кодирования, отличие от бытовых в лучшей оптике и механике. И только.
Если не оцифровывать Betacam, cтараясь не потерять при этом ничего с точки зрения профессионального видеорежиссера, то такого коэффициента компрессии всегда достаточно для однократной ре-компрессии при создании эффектов и переходов.
Очень интересное решение предлагает фирма Iomega анонсировав карту Iomega BUZ за $200 (спасибо за информацию Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), содержащую кодек MJPEG и ULTRA SCSI контроллер. Заявленный поток 6 Мб/сек при 720х576 25 кадр/сек для PAL, видео входы/выходы композит (VHS) и SVHS, 2 аудиоканалаХ16 бит 44 кГц.
К сожалению, более подробная информация отсутствует даже на сайте фирмы Iomega, по-этому если кто ее "щупал" просьба написать.
Если технические данные новых продуктов фирм Iomega и Matrox соответствуют заявленным в анонсах, то данные карты являются идеальным решением для дома в аналоговых форматах VHS/SVHS.
Для формата DV/DVCAM/DVCPRO, пригодного в корпоративном (и домашнем при наличии соответствующего бюджета) использование, в настоящее время предлагается множество плат разных фирм. Многие из этих плат видеозахвата созданы на базе стандартного SCSI контроллера фирмы Adaptec AHA-8945, представляющий собой комбинацию интерфейсов IEEE-1394 и UW SCSI (miroDV300, DPS Spark plus и др).
Стоимость таких карт лежит в пределах до $1000, однако следует учитывать, что данный контроллер (и карты на его основе) записывать/воспроизводить только видео формата DV!!! Для обработки в программах типа Adobe Premiere, необходима конвертация в формат AVI или QuckTime, на что потребуется мощность вашего CPU, для вывода готового ролика потребуется либо конвертация в формат DV, либо карта понимающая AVI. Учитывая что форматы AVI отличаются реализацией, то необходимо применять карту той же фирмы. Вариант miroDV300+miroVideo DC-30. Исключением может служить карта DPS Spark plus стоимостью $720 c ПО VideoActionPRO, работающего на прямую с DV данными на HDD.
Для аппаратного кодирования/декодирования формата DV в формат AVI используется аппаратный кодек фирмы Sony. Учитывая достаточно высокую стоимость кодека, карты содержащие его стоят более $2500 (Fast DV Master $3000).
Из ПО наибольшую популярность получил продукт Adobe Premiere. Сейчас доступны версии 5.0 и апгрейд для зарегистрированных пользователей до версии 5.1. В комплект поставки входят готовые эффекты переходов и различные фильтры. Кроме этого достаточно многие сторонние фирмы предлагают Plug-in для расширения количества спецэффектов. В этом очевидное преимущество программной реализации видеомонтажа. В "железном" варианте все эффекты прошиты в устройстве и для их замены в лучшем случае необходимо связываться с разработчиком.
Очень интересен продукт Adobe AfterEffects, позволяющий создавать очень красивые комбинированные изображения. Примером его использования могут служить заставки на ОРТ и РТР. Очень хороший продукт был в свое время разработан бывшей российской фирмой "Аист". Это программа для создания мультипликационных фильмов (и не только) на базе обычного РС MediaMaster (на западе MediaMania).
Автору этих строк довелось начинать работу на самой первой версии (впрочем как и Premiere 1.0, Ulead Video Studio) данной программы. Рабочий стол программы представлял собой классический мульстанок, с возможность работы с многими слоями и подложкой. Качество выводимого материала, даже с использованием DС-1, было очень высоко, поскольку программа позволяла работать с полукадрами, чем достигалась высокая плавность движения. Более того, субъективно качество при многослойном монтаже было лучше чем у Premiere 1.0. В программе был реализован эффект морфинга (плавное перетекание одного объекта в другой).
Итак, вкратце ознакомившись с "железом" и "софтом" (учитывая далеко не полный перечень), можно приступать собственно к тому, о чем говорит название статьи. Определившись с форматом видеозаписи и режимом работы (нелинейный монтаж), можно приступать к выбору конкретных устройств. Как было отмечено выше, всю работу по обработке видеоданных, за исключением записи видео в AVI и воспроизведения готового AVI файлов, выполняет ЦП вашего компьютера. Поэтому от мощности ЦП будет зависеть скорость, с которой вы сможете получить готовый результат.
Общие правила таковы: от ЦП, ОЗУ, MB скорость работы ПО, от HDD мин. компрессия, от SVGA удобство работы. При выборе ЦП между Intel и AMD (к сожалению автор с другими не работал), желателен Intel по той простой причине, что разработчики ПО ориентируются именно на систему команд ЦП от Intel. Правда опыт работы с AMD K6-200 показал, что MMX код для Premiere 4.2 исполнялся нормально, и скорость работы на некоторых эффектах возрастала в 10 раз. С более поздними AMD автор не работал, поэтому давать какие либо рекомендации не буду.
Что касается MB (mainboard), то здесь следует выбирать достаточно надежных производителей, желательно сертифицированных фирмой-производителем карты для нелинейного монтажа (НМ). Список сертифицированных MB (а так же HDD и SVGA) можно найти в описании соответствующей карты либо на www сервере фирмы-производителя (более желательно, поскольку чаще обновляется).
Учитывая опыт работы автора этих строк, карты НМ широкого применения, достаточно надежно работают практически на любом "железе", однако качество работы и простота установки могут сильно зависеть от "железа". Основными трудностями при использовании не сертифицированного "железа" могут быть следующие.
Первое, конфликты прерываний, что часто зависит от BIOS-а, плохо определяющего P'n'P устройства. Необходимо в ручную развести конфликтующие устройства.
Второе, пропуски кадров при записи видео на HDD (чаще) и при просчете готового AVI (реже). Для избежания данных неприятностей желательно использование сертифицированных HDD, и обязательно (при наличии) специальных утилит тестирования HDD для видео (например Expert для miro) перед записью на HDD, особенно с ВМ и ВК. Так же необходимо использовать программы дефрагментации HDD. После просчета готового AVI, при наличии утилиты анализа AVI (часто входят в ПО для НМ), проверить готовый ролик на отсутствие пропущенных кадров. В случае обнаружения, либо попробовать оптимизировать диск, либо увеличить коэффициент компрессии. Особенно это актуально для режима полного разрешения (768х576 для PAL).
Третье, низкое качество а иногда и полное отсутствие вывода видео в окне на SVGA мониторе. Выход - либо использование внешнего видеомонитора (например телевизора), либо смена SVGA карты. В любом случае наличие видеомонитора желательно, тем более что карты НМ могут автоматически переключать видеовыход между видеовходом и воспроизводимым AVI.
Разрешение SVGA не менее 1024х768 точек при 24 бит/пикс, монитор 17". Идеальное решение 2 монитора. Дело в том, что ПО НМ достаточно сильно перегружено окнами. Кроме основного окна, называемого Time-Line, где собственно и происходит процесс монтажа, есть окна содержащие эффекты переходов, список исходных файлов, окно титров, окно для просмотра видео (иногда 2) и др. Более того, учитывая, что видео представлено на TimeLine в виде последовательности кадров, аналогично кинопленке, то двойная ширина экрана (при 2 мониторах) позволит более комфортно редактировать видеофрагмент.
Учитывая стоимость 15" мониторов и возможность использования в Win98 более одной SVGA карты (а так же цены на массовые модели), можно рекомендовать данный вариант для домашнего использования. Особенно выгоден, такой вариант, при наличии ПО 3D анимации и моделирования. Для NT 4.0 необходимо либо использовать специальные многомониторные карты SVGA, либо карты поддерживающие возможность одновременной работы, в частности Matrox Millennium (II).
Что касается конкретных производителей, то это дело вкуса и возможностей. Автор данной статьи использует или использовал в своей работе как рабочие станции от IBM, DELL и HP (от Ppro 4x200 до P-II 2x450), так и наборы "сделай сам" на базе MB от Intel и Asus, SVGA Matrox, HDD Seagate, мониторы Sony, Panasonic и ViewSonic 17-21. Для корпоративной работы желательно использовать РС известных производителей (HP, IBM, DELL, и др), тем более что цены на них сейчас существенно упали. Достаточно обычного P-II 350-450 с ОЗУ от 64 до 128Mb ECC SDRAM и UW SCSI контроллером. Желательно разрешение 1600х1200 и 19-21" монитор. Очень хороший вариант 2x17" или 19" монитора при разрешении 1280х1024 для 17" и 1600х1200 для 19" и 24 или 32 бит/пикс.
Объем HDD не менее 4Гб, при этом следует учитывать, что вам необходимо будет держать на нем как минимум весь или часть исходного материала, а так же готовый ролик. Для IDE устройств предназначенных для видеоданных необходимо использовать отдельный канал IDE, не "вешая" туда системный HDD и особенно CD ROM. Собрав таким образом видеокомплекс можно приступить к выбору ПО для работы.
Прежде чем перейти к обзору ПО, позволю себе привести некоторые дополнения, любезно присланные мне читателями.
Первое дополнение касается использования IDE дисков. Поступило несколько писем, авторы которых рекомендуют использовать RAID массивы на базе IDE HDD. Наиболее доступным по цене, является контроллер FastTrack фирмы Promise. Использование данного контроллера, позволяет получить поток до 7 Мбайт/сек на обычных IDE дисках. Учитывая низкую стоимость IDE HDD и их возросшую емкость, можно смело рекомендовать их для использования в качестве носителей оцифрованного видео.
Следует заметить, что использование IDE дисков в качестве RAID систем даже для более высокого уровня, не является чем-то особенным. Так фирма Bering поставляет RAID системы Runner RP-6010 и RP-6050 на 5 и 10 дисков соответственно. Поддержка горячей замены и фонового сканирования позволяют сохранять данные и неизменный поток данных (пиковая до 20, непрерывная до 16 Мбайт/сек) при сбоях воз-никающих в процессе работы HDD.
Системы фирмы Antrone Research Inc позволяют передавать данные со скоростью до 40 Мбайт/сек и поддерживают RAID уровней 0, 1 и 5. Второе дополнение непосредственно связано с первым. Основное ограничение записи/чтения видео на HDD, это размер AVI файла, который для Win95 не может превышать 2 Гбайт. Выходом из данной ситуации может служить использование карт позволяющих обойти это ограничение (например Miro Video DC-30+).
Очень интересное решение предлагает Борис Прохоров (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), который написал специальную программу для обхода этого ограничения. Кроме этого, он предлагает способ решения синхронизации звука с видео. Более подробно можно почитать здесь.
Кроме этого есть дополнения по использованию обычных (не AV) дисков которые можно почитать здесь.
Для приверженцев машин от Apple, выпускается карта аналог DC-30 для MAC'ов, подробности на сайте http://www.pinnaclesys.com/.
Теперь о выборе ПО. Как правило к каждой карте для работы с видео, прилагается соответствующая лицензионная программа НМ. Обычно это либо Premiere 4.2-5.0, либо Media Studio Pro 5.0. Более предпочтительным является ПО фирмы Adobe, из-за возможности использования plug-in сторонних фирм и хорошей совместимости с другими продуктами Adobe. Правда в Premiere 5.0 имеются мелкие "глюки", которые, возможно, устранены в последующих релизах программы.
Кроме ПО для НМ, с некоторыми картами идут программы простой 3D анимации. Например с картами miro Video поставляется программа Asymetrix 3D F/X (http://www.asymetrix.com/), позволяющая создавать достаточно сложные 3D объекты, включая шрифты, манипулировать ими во времени и накладывать разные текстуры, включая динамические (AVI, FLC). Программа отрабатывает различные 3D установки, включая освещение, туман, рассеивание света и др. Используя данную программу, вы можете, например, наложить шесть разных видеофрагментов на грани куба, или букв, задать общее и локальные отражения текстур, включая динамические и многое другое. Очень простой интерфейс, позволяет быстро освоить данную программу и использовать ее в оформлении вашего фильма. Возможностей программы более чем достаточно для обычного пользователя, что бы не прибегать к более мощным и, к сожалению, более сложным программам 3D моделирования и анимации.
Для желающих попробовать себя в 3D графике, но боящихся таких монстров (и по цене и по интерфейсу) как 3D MAX, можно рекомендовать программу TrueSpace фирмы Caligari. В последних версиях программы, реализованы такие функции как задание взаимодействия тел, инерция, трение, генератор частиц (например снег, дождь), деформация, наложение динамических структур, кинетическая инверсия и многое другое. Учитывая исходный объем программы, (5 или 6 дискет формата 1.44 для версии 3.1), возможности и цену, можно смело рекомендовать ее начинающему 3D художнику и аниматору.
Если же вы желаете попробовать себя в роли Дж. Камерона и С. Спилберга, то можно дополнить ваш набор программой компоузинга изображений фирмы Adobe AfterEffects 3.1. Данная программа в своей ценовой категории позволяет создавать очень сложные, многослойные композиции из живого видео, 2D и 3D графики и анимации и разных эффектов. Все возможности программы, перечислить просто невозможно, а о качестве "выхода" можно судить по заставкам на ОРТ и РТР.
Очень хорошая уже упоминавшаяся программа Media Master (Media Mania) фирмы AIST. Простота интерфейса, очень неплохие возможности по сложному многослойному компоузингу, наличие разных деформаций и морфинга, русский интерфейс и очень хорошее качество выходной последовательности, делают эту программу достаточно привлекательной. Пожалуй, единственный недостаток - это отсутствие готовых эффектов и фильтров. Кроме этого, ее очень сложно использовать для обычного НМ, поскольку все-таки это программа для создания анимации. Конечно, стоимость даже этих программ достаточно высока, по нашим меркам, но учитывая любовь россиян к "халяве" и наличию ее на рынках, вполне возможно хотя бы ознакомление с данным ПО. Кроме этого демоверсии TrueSpace есть на сервере фирмы Caligari.
Из других программ можно отметить программы фирмы Ulead. Это программа НМ Media Studio Pro 5.0. Она содержит в себе собственно видеоредактор, генератор титров, графический редактор и программу морфинга. Кроме этого можно использовать другие программы данной фирмы, в частности программу COOL 3D для создания красивых 3D надписей. Более подробно можно посмотреть на сервере фирмы Ulead.
Очень интересна программа Kohesion канадской фирмы in:sync. Данная фирма известна тем, что разрабатывает ПО для Hi-End карточек ввода/вывода видео. Так практически для всех карт, работающих с профессиональным качеством (PerceptionVR, Dig-iSuite, Targa 1000/2000 и др) разработаны версии программы SpeedRazor стоимостью от $1500. Демоверсия программы доступна на сервере фирмы in:sync.
Из других программ для НМ, можно назвать Video Action канадской фирмы DPS, поставляемую вместе со своими картами (EditBay, Spark и др). Кроме этого, существует множество программ других фирм, которые можно найти на различных пиратских сборниках, посвещеных мультимедиа, видео и 3D анимации.
Из plug-in подключаемых к Premiere (и как правило к SpeedRazor) можно отметить наборы эффектов Boris Effects, Power Surge и Holliwood FX. Данные программы интересны тем, что позволяют не только модифицировать существующие эффекты, но и создавать новые. Правда любителям 3D миров и сложного компоузинга, придется смириться с тем, что это потребует огромных ресурсов РС и конечный результат может считаться днями и неделями!!! Это является платой за возможность фантазирования на тему 3D и компоузинг на РС.
Итак, рассмотрев (очень кратко) основные возможности карточек ввода/вывода видео и ПО для работы с видео на PC можно рекомендо-вать следующие варианты использования их возможностей в домашнем и корпоративном видеопроизводстве.
Домашнее видео
Формат видеозаписи VHS, стандарт PAL, оцифровка 768х576, 384х576 или 384х288, 8 бит 4:2:2, аудио 2 канала 16 бит 44 Кгц, цифровой поток до 3 Мбайт/сек. Процессор не ниже Pentium MMX 166 MHz (либо AMD), ОЗУ от 32 Мбайт, SVGA от 4 Мбайт 24 бит/пик при минимум 1024x768. Монитор от 17". Отдельный HDD для AVI файлов IDE или SCSI. Для IDE HDD использование отдельного от системного диска и CD ROM канала IDE.
Объем исходя из расчета размещения исходных и выходных видеоданных. Так при 3 Мбайт/сек и объеме видео в 20 минут (10 входные, 10 выходные), емкость диска должна быть 3х20х60=3,6 Гб, с запасом 4 Гб. При меньшем объеме, можно вводить и выводить видеофрагменты последовательно (ввод фрагментов и монтаж первого сюжета, просчет и запись его на ВМ, очистка диска, дефрагментация, ввод фрагментов и монтаж второго сюжета, и запись на ВМ в конец первого и т.д).
При использовании программы miro Instant Video необходимо учитывать, что в выходной последовательности на HDD записываются только эффекты переходов, сами фрагменты берутся из исходных AVI файлов, тем самым экономя место на диске. Рекомендуемые карты miro Video DC-20/30/30+, AV Master Fast Multimedia, DPS EditBay.
Очень хорошее решение от Matrox карта Marvel G-200, соединяющая в себе SVGA на базе G-200 с 8-16 Мбайт на борту и аппаратный кодек M-JPEG. Поток до 3 Мбайт/сек, что более чем достаточно для дома. Шины PCI и AGP, цена менее $350 за 16 Mб. Кстати, весьма интересное использование в варианте AGP, для записи видео. Пожалуй, это первая карта, пишущая видео по AGP.
Для владельцев карт от Matrox класса Millennium, M-II, G-200, G-100, можно рекомендовать дополнение в виде RR Studio для вариантов Millennium(II) и Rainbow Runner G-Series для G-100, G-200. Недостаток - необходимость наличия аудиокарты и проблем с синхронизацией и отсутствие в поставке хорошего ПО для НМ.
Тоже можно сказать о BUS от Iomega, без SVGA но со SCSI контроллером. К сожалению, пока данные продукты автором не тестировались и что-то конкретное говорить о них невозможно.
Корпоративное видео
.
Формат видеозаписи SVHS для малого бюджета и DV/DVCAM/DVCPRO для среднего и более. Стандарт PAL, оцифровка 768х576 8 бит 4:2:2 для SVHS и 4:1:1 или 4:2:0 для DV/DVCAM/DVCPRO, аудио 2 канала 16 бит 44 Кгц, цифровой поток от 3 Мбайт/сек. Процессор от P-II или PPro (можно AMD К6-2), ОЗУ от 64 Мбайт, желательно ECC, SVGA от 8 Мбайт 24 бит/пикс при мин. 1280х1024. Монитор 17"-19", можно в 2-х мониторной конфигурации. HDD UW SCSI, желательно иметь контроллер редактирования с возможностью работать с РС, очень удобно при выборе и склейке множества сюжетов.
Для ускорения работы с DV форматом, желательно использование аппаратного кодека, иначе большая загрузка процессора при переводе DV-AVI и обратно. Без дочерней карты M-JPEG (например DC-XX для miro DV-300) ввод/вывод видео и просмотр только по IEEE-1394.
Из возможных вариантов - DV Master (PRO) при цене около $2500. Учитывая цену оборудования DV, можно считать ее приемлемой. Требования к объему HDD такие же, как и выше. Карты для SVHS miro DC-30/30+, для DV miro DV-300, Fast DV Master(PRO), DPS Spark(+).
Большинство карт с софтовым кодеком, реализовано на IEEE-1394 UW SCSI контроллере фирмы Adaptec и по существу просто пересылают данные с устройства IEEE-1394 на UW SCSI диск и обратно.
Карты от Fast содержат аппаратный кодек DV-AVI от Sony и работают с DV в реальном времени, обеспечивая прямую запись DV в AVI, монтаж AVI и вывод готового ролика как в AVI так и DV формате. В качестве ВМ формата DV/DVCAM можно использовать DV Drive, монтируемый в 5" отсек РС и обеспечивающий работу с кассетами формата mini DV длительно-стью до 60 минут.
Теперь небольшое отступление на околопроцессорную тему
Следует сразу заметить, что основные тесты, используемые посетителями данного сайта, не смогут показать возможностей вашего РС в обработке видео и анимации. Ваш РС может выдавать до 70 fps на игрушках, но при работе с графикой выдавать 5-10 fps, или часами считать несложный эффект. Тут нет ничего особенного. Дело в том, что все игрушки, в том числе и c 3D графикой оптимизированы под команды конкретныx ЦП и видеокарт. Это возможно благодаря тому, что алгоритм игры известен заранее, так же как и используемые 3D объекты и текстуры. Зная это, программисты оптимизируют программный код для достижения максимальной производительности ЦП.
Тоже можно сказать и о тестах. Как правило, они включают в себя стандартный набор инструкций, которые выполняет РС при тестировании. При реальной работе с графикой и видео, заранее прогнозировать алгоритм работы невозможно, слишком много случайных факторов, определяемых творческими замыслами человека. Это предопределяет неоптимальное использование возможностей как ЦП так и системы в целом. Поэтому для достижения хорошей производительности в обработке видео и анимации, вовсе не надо гнаться за новейшими технологиями, особенно в области игрушек и прельщаться возможностями "крутых" видеочипов за $100-200.
Как правило, окончательный просчет, в программах 3D графики и анимации, возлагается на центральный процессор, а не на процессоры видеокарты. Даже при работе на станцияx SGI, позволяющих в реальном времени манипулировать сложными 3D объектами, окончательный просчет выполняется с использованием многопроцессорного расчетного суперсервера или нескольких сразу, которые могут и не иметь крутых видеоакселераторов, зато позволяют пропускать через себя огромные числовые потоки. Это позволяет получать выходной материал с существенно более высоким качеством, чем обеспечивают видеоакселераторы.
Основное назначение видеоакселератора, это помощь художнику на этапе создания сцены, для возможности визуального ее восприятия. Поэтому, имея карту, выводящую в играх 70 fps, при работе с 3D анимацией, вы получите практически тот же результат, что и при использовании менее "навороченной" карты, дающей 30 fps.
Теперь немного о КЭШ памяти ЦП. Существует мнение, что чем больше КЭШ у ЦП, тем быстрее он работает. Это верно, но далеко не всегда, особенно в обработке изображений. Рассмотрим типичный ЦП, содержащий КЭШ команд и КЭШ данных. Максимальной производительности данный ЦП достигнет при минимальном изменении потока данных и команд при условии, что все данные и команды помещаются в КЭШе. Данный режим работы, характерен для оптимизированных приложений, например текстовых процессоров и электронных таблиц.
Действительно, стандартный набор действий, особенно в текстовом процессоре, малый объем занимаемых данных и невысокая скорость их обновления, позволяют практически обращаться к ОЗУ компьютера очень редко. Здесь требования к КЭШу минимальны, возможна работа даже без него.
Следующий режим, менее благоприятный, это постоянный набор инструкций и изменяющиеся данные. Этот режим характерен для СУБД, когда стандартный набор команд (поиск, чтение и др) применяется к изменяемому потоку данных. Здесь на скорость работы ЦП, уже будет влиять изменение запрашиваемых данных и тем больше, чем более разные данные необходимы. Соответственно эффективность КЭШа данных снижается. Здесь оптимально увеличение КЭШа данных по сравнению с КЭШем команд. Обратный вариант, постоянные данные, переменный поток команд. Данный режим возникает, например, при обработке картинки разными эффектами. При условии, что картинка помещается в КЭШе, на скорость ЦП будет влиять изменение потока команд, обрабатывающих данные. Соответственно, чем сложнее эффект, тем менее эффективен КЭШ команд, поскольку будет тратиться время на пересылку данных из ОЗУ в КЭШ.
Для повышения эффективности необходимо увеличение КЭШа команд. Самый неблагоприятный режим, изменяемый поток данных и команд. Этот режим характерен для обработки аудио/видео данных и в программах 3D моделирования и анимации. Действительно, при обработке видео (и анимации) очень редко подряд идут одинаковые кадры и соответственно неизменяемые данные. Объем одного кадра даже в разрешении 384х288 при 24 бит/пикс более 300 Кбайт. Таким образом ЦП нужно дважды осуществлять обмен данными между ОЗУ и КЭШем для ее полной пересылки и обработки.
Учитывая, что даже простейшие эффекты требуют большого числа инструкций ЦП, поскольку обработка идет на битовом уровне, можно предположить, что КЭШ команд ЦП будет интенсивно обмениваться с ОЗУ. Может наступить такой момент, когда при большом потоке данных и команд, КЭШ будет тормозить работу ЦП. Выход из данной ситуации оптимизация КЭШей, причем динамическая. Учитывая, что все ЦП имеют фиксированный КЭШ данных и команд и потоки данных связанные с обработкой изображений существенно перекрывают объемы КЭШ, можно сделать вывод о том, что в большинстве случаев объем КЭШа не существенно влияет на скорость обработки изображений. Большее влияние оказывает скорость выполнения инструкций самим ЦП, и скорость пересылки по шине ЦП-ОЗУ. Поэтому решающим фактором, при выборе компьютера для задач обработки изображений, является выбор максимальных значений этих параметров, которые, как правило, зависят от тактовой частоты и внутренней архитектуры ЦП.
Автору удалось убедится в этом при работе на ЦП iP-150 и AMD K6-200. Так, несмотря на то, что практически все тесты показывали практически 1,5-2 превосходство АМD, реально ЦП от Intel при просчете в Premiere 4.2 (без ММХ инструкций) работал на 5%-10% быстрее AMD. Очень неплохо показали себя процессоры iPPro. Так РС с Ppro-200 256 Кбайт КЭШ при работе с Premiere 4.2 (c ММХ!) практически не уступал, а иногда и превосходил P-II 300. Правда надо заметить, что использовалась NT 4.0, для которой оптимизирован PPro. Жаль, что Intel отказалась от дальнейшего развития этой линии, мне кажется что PPro 450 под NT не оставил бы шансов Xeon'у.
Ну вот, вроде и все о чем я хотел рассказать посетителям данного сайта. К сожалению, вполне возможно, что я что то пропустил, где-то повторялся, а где-то допускал неточности. Заранее прошу извинить.
