Методические указания к лабораторной работе на тему
«Видеотехнологии»
Оглавление
Основные понятия. 5
Видеоконтейнеры.. 5
ASF. 6
AVI 8
Matroska. 9
Quick Time. 12
Видеокодеки и стандарты.. 14
DivX. 16
XviD.. 18
Стандарт H.264. 19
Стандарты цветного телевиденья. 20
Аналоговые. 21
SECAM... 21
PAL. 23
NTSC. 24
Цифровые. 26
DVB. 26
ATSC. 27
ISDB. 28
Виды видеомонтажа. 29
Линейный видеомонтаж.. 30
Нелинейный видеомонтаж.. 31
Практическое задание. 31
Adobe Premiere. 32
Adobe After Effects. 39
В настроящее время мультимедиа-технологии в области видеообработки шагнули на абсолютно новый уровень, уровень цифровой обработки изображения. Использование компьютерных технологий, программ для монтажа видео и спецэффектов, появление плат видеозахвата и мощных процессорных станций – всё это привело к возникновению концептуально нового понимания видеомонтажа и видеотехнологий. В прошлом, для того, чтобы смонтировать какого-либо рода материал, требовалось вовлечение узкоспециализированных кадров, которые работали бы с труднодоступным и дорогостоящим оборудованием. Причём опыт работы такого рода сложно было получить. В наше же время существует десятки способов набрать материал, необходимый для монтажа или дальнейшей обработки. Так же, существует целая серия программ, разработанных специально для монтажа видео и для создания различного рода видеоэффектов. Последние годы показали, что даже на дешёвую домашнюю камеру можно снять фильм, успех которого будет очевиден в прокате по всему миру. Естественно, на качество фильма влияют сотни параметров, как субъективных, так и объективных. Одним из таких параметров является качество видеомонтажа. В этом методическом указании я дам определение некоторым основным понятиям видеомонтажа, расскажу о форматах файлов и кодеках, которые используются при работе с видеоизображением. Так же приведу практический пример работы в одной из программ видеомонтажа.
Основные понятия
В этом разделе рассмотрим основные понятия видеомонтажа. Так же, расскажу о том, какие типы монтажа бывают и чем они друг от друга отличаются.
Начнём с основных понятий, к которым можно отнести:
· Видеоконтейнеры
· Видеокодек
· Timeline
· Keyframe
· Framerate
Видеоконтейнеры
Существенный признак контейнера — то, что формат хранения данных внутри него не задается строго определенным и единственным образом. Медиа-контейнеры хранят в себе разнородную информацию о видео и аудиодорожках необходимого объекта. Определить вид контейнера легко, ведь для каждого меди-контейнера приспособлено своё разрешение файла. К примеру, AVI-файл является контейнерным, при этом изображение в таком файле может быть закодировано с помощью кодека DivX или XviD. К основным медиа-контейнерам можно отнести:
· Advanced Systems Format (.asf, .wma, .wmv)
· AVI
· Matroska (.mkv, .mka)
· QuickTime (.mov, .qt)
ASF
Advanced Systems Format (ранее также англ. Advanced Streaming Format или Active Streaming Format) — разработанный фирмой Microsoft формат файлов содержащих потоковое аудио и видео. ASF является частью Windows Media.
ASF расширяемый формат, может содержать данные, закодированные при помощи различных кодеков, поддерживает синхронизацию потоков. Формат пригоден как для локального воспроизведения, так и для передачи и воспроизведения по компьютерным сетям, включая Интернет.
ASF является мультимедиа контейнером, и не содержит указаний на то, каким образом данные должны быть закодированы, а только определяет структуру потока данных. В этом отношении ASF заменяет формат мультимедиа контейнеров AVI.
Обычно используемое расширение файла. asf, тип MIME video/x-ms-asf. Кроме того, файлы, содержащие преимущественно аудиоинформацию, могут иметь расширение .wma, а видеофайлы - .wmv, расширение. asf обычно используется для файлов, содержащих данные, закодированные кодеками сторонних (не Microsoft) разработчиков.
Особенности формата:
· Возможность потокового воспроизведения
· Управление приоритетами потоков
· Мультиязычность
· Расширямость, возможность динамической загрузки компонентов и кодеков
· Поддержка DRM (Технические средства защиты авторских прав)
· Расширенные возможности аннотирования и использования метаданных
Особенностью формата ASF является возможность воспроизведения непосредственно в момент загрузки данных по сети, то есть потокового воспроизведения. Для передачи по IP сетям ASF потоков обычно используется протокол RTSP.
К минусам этого формата, как легко догадаться, можно отнести закрытость, платформозависимость и невоспроизводимость многими мультимедиа-плеерами.
AVI
Во времена широкого распространения Windows 3.1x компанией Microsoft был создан контейнер AVI для хранения синхронных аудио-видео данных. AVI — это аббревиатура от Audio Video Interleave (чередование аудио и видео). AVI является формат-контейнером, который может содержать видео/аудио данные, сжатые с использованием разных комбинаций кодеков. Так, если файлы MP3 и JPG получены с использованием только одного вида компрессии данных (MPEG Audio Layer 3 и JPEG), то AVI-файл может содержать различные виды компрессированных данных (например, DivX для видео и MP3 для аудио). Все AVI файлы выглядят одинаково «снаружи» (имеют расширение. AVI), но «внутри» они могут существенно отличаться. С момента создания AVI прошло много времени, и сегодня это наиболее общеизвестный формат для представления видео. Все програмные плееры умеют с ним работать. И если не предъявлять к нему жестких требований, он и сейчас еще справляется со своими функциями. Однако он не поддерживает VBR аудио-потоки (т. е. с переменным битрейтом, дающим лучшее качество). Переменный битрейт MP3 несколько лет назад удалось втиснуть в AVI с некоторыми ухищрениями (требуется избыточное место для синхронизации, плюс иногда возникают проблемы), однако звук в формате Ogg Vorbis он не поддерживает.
С контейнепом AVI могут работать все Windows-программы для кодирования. Также он воспроизводится практически всеми аппаратными DVD-плеерами с поддержкой Mpeg4.
В первых байтах AVI-файла всегда содержится информация о контейнере: «RIFF <размер области данных> AVI». После них должно идти как минимум два блока, начинающихся со слова LIST: блок заголовка ‘hdrl’ и блок данных ‘movi’. В заголовке хранятся данные, определяющие форматы потоков, располагающихся в области ‘movi’.
Канонический AVI был заточен под хранение видео в отдельных кадрах, к каждому из которых полагалось свое звуковое сопровождение. Такой кадр мог храниться в виде обычного несжатого изображения в формате BMP, а звук — также несжатого WAV. Конечно, кроме BMP, предусмотрено и хранение со сжатием (если использовался JPEG, то такая последовательность кадров образует формат Motion JPEG). Но применение форматов сжатия MPEG, где на отдельные кадры картинка не разбивается, заставило отойти от этой простой схемы.
Matroska
Matroska (так по-английски пишется русское слово Матрёшка) — проект, нацеленный на создание открытого гибкого кросс-платформенного (включая аппаратные платформы) стандарта форматов мультимедийных контейнеров и набора инструментов и библиотек для работы с данными в этом формате. Этот проект является развитием проекта MCF, но значительно отличается тем, что основан на EBML (Extensible Binary Meta Language — расширяемый двоичный метаязык) — двоичном аналоге языка XML. Использование EBML позволяет расширять формат без потери совместимости со старыми программами.
Возможности формата, закладываемые в Matroska:
· трансляция по Интернету (протоколы HTTP и RTP);
· быстрая перемотка в файле;
· устойчивость к ошибкам;
· экранные меню (как на DVD дисках);
· разбиение файла на главы (Chapters);
· переключаемые на лету субтитры;
· переключаемые звуковые дорожки;
· модульная расширяемость;
Следует отметить, что проект аудио/видео контейнера не включает в себя форматов сжатия видео и кодеков (таких, как MP3 или JPEG). Это упаковка, которая может содержать большое число потоков аудио, видео и субтитров, позволяя пользователю хранить в одном файле целый фильм и проигрывать его мультимедиа-проигрывателем.
Matroska является открытым проектом (open standard). Это означает, что для персонального использования она абсолютно бесплатна, а техническая спецификация формата битового потока доступна любому, даже компаниям, желающим встроить поддержку формата в свои продукты (для этого потребуется специальная лицензия). Исходный код всех библиотек, созданных группой разработчиков проекта Matroska распространяется на условиях LGPL (библиотека для проигрывания, написанная на C с использованием целочисленной арифметики, распространятся также на условиях лицензии BSD).
Matroska является прямой открытой альтернативой контейнерам AVI, ASF video, MOV, RealMedia, MP4, MPG. Существует поддержка адаптации и реализации библиотек Matroska для OpenBeOS Mediakit и GStreamer (мультимедийной среды ОС GNU/Linux, похожей на Microsoft DirectShow для Windows) и набора фильтров DirectShow для воспроизведения и создания файлов Matroska в ОС Windows.
Открытость и вседоступность этого формата является огромным плюсом, но и, в свою очередь, несёт некоторые недостатки, в основном, связанные с выбором кодеков и воспроизводимости формата в различных мультимедиа-плеерах.
Quick Time
QuickTime — собственническая технология Apple Computer, разработанная в 1989 году, для воспроизведения цифрового видео, звука, текста, анимации, музыки, и панорамных изображений в различных форматах.
QuickTime также является мультимедийным фреймворком, который могут использовать другие программы. Некоторые программы используют QuickTime для выполнения своих мультимедийных задач — например iTunes, iMovie и Final Cut Pro производства самой Apple, а также различное программное обеспечение сторонних производителей.
Используя QuickTime, программные приложения могут легко работать с широким кругом форматов файлов и кодеков.
QuickTime включает три основополагающих элемента - QuickTime видео формат (Movie file format), слой абстрактного носителя (Media Abstraction Layer) и богатый набор встроенных медиа - служб.
QuickTime видео формат хорош тем, что он платформенно независим, открыт для расширения. В связи с названными преимуществами, поддерживается многими производителями. Например, Silicon Graphics избрала этот формат как стандарт медиа-контейнеров для своей платформы. Scitex Digital использует QuickTime видео для хранения данных в своей профессиональной станции редактирования VideoSphere. QuickTime видео также поддерживается на платформе Windows.
Quick Time предоставляет прозрачный доступ ко многим популярным цифровым видео - форматам: Microsoft Windows AVI (Audio/Video Interleaved), формату профессионального расширения AVI - Open DML, Avid OMF(Open Media Framework), MPEG, формату DVC - видеокамер от Sony и Panasonic; аудио - форматам: AIFF (Audio Interchange File Format), Microsoft Wave - файлам, AU - файлам фирмы Sun, MPEG layer 2.
QuickTime позволяет работать с неподвижными цифровыми изображениями в форматах Adobe Photoshop, Macintosh QuickDraw, BMP, GIF, JPEG и др.
QuickTime слой абстрактного носителя определяет исчерпывающий набор сервисных функций покрывающих все аспекты создания, редактирования и воспроизведения цифрового материала.
Среди них:
· синхронизация по времени;
· компрессия и декомпрессия аудио - и видеоданных;
· преобразование форматов, масштабирование, смешивание и транскодирование;
· аудио- и видеоэффекты и переходы;
· синхронизация чтения и записи;
· захват данных;
· импорт и экспорт данных;
· стандартный пользовательский интерфейс.
QuickTime поддерживает широкий набор типов мультимедиа данных (видео, аудио, текст, временной код, музыкальный MIDI - интерфейс, спрайты, анимацию и др.)
Видеокодеки и стандарты
Видео-кодек — программа/алгоритм сжатия (то есть уменьшения размера видеофайла/видеопотока) видео/аудио данных. Кодек — файл-формула, которая определяет, каким образом можно «упаковать» видеоконтент, и, соответственно, проиграть видео. Так же возможно кодирование кроме видео и аудио информации, добавления субтитров, векторных эффектов и тп. Как работает: программа отслеживает похожие или одинаковые масивы точек, из которых состоит картинка кадрика, например синее небо на фоне, и вместо того, чтоб отдельно заносить информацию о каждой точке (яркость, цвет) записывается лишь первая (ключевая) точка, и фраза с количеством повторений этой точки, то есть вместо описи например 1000 точек, описано всего 1точка+фраза повторения. Это самый примитивный уровень, но он применяется в самых качественных вариантах сжатия. Качеством здесь можно управлять, задавая степень различимости одинаковых элементов. Более продвинутые форматы сжатия учитывают, кроме вышеупомянутой технологии ещё и принципы движения масивов точек в изображении, сегментирование картинки на «квадратики» с различным качеством сжатия, применение последовательности кадров, кодированных по-разному и показаных в определенной последовательности. Самые новые кодеки учитывают психофизические свойства восприятия видео человеческим глазом/мозгом, что позволяет сильно уменьшать размер файла/потока без, как принято говорить, «видимой потери качества». Несомненен также тот факт, что любое сжатие приводит к частичной потере информации, и, соответственно, качества.
Кодек и стандарт — не одно и то же. Стандарт — это спецификация (описание) алгоритма сжатия (например, H.264), кодек — конкретная его программная реализация (например, x264).
Не следует также путать формат данных и формат контейнера, в котором эти данные могут храниться. Одни и те же данные (например, сжатые по алгоритму H.264 кодером x264) могут быть упакованы в разные контейнеры (например, Matroska, MP4 или AVI). И наоборот, в контейнере одного и того же формата (например, MKV) не обязаны находиться видеоданные в формате H.264 — можно легко столкнуться с MKV-файлом, внутри которого будет обычное DivX-видео.
DivX
Широко распространённый кодек DivX, на даннный момент, является одним из основных кодеков, использующихся при сжатии видео. В предпоследней, коммерческой, его версии присутствуют следующие возможности: пресеты (preset), обрезка видео (cropping), deinterlace и так далее. Эта версия содержит существенные дополнения к алгоритмам кодирования видео: поддержка B-frames, Global motion compensation, работа с векторами движения с повышенной точностью (до четверти пиксела — quarter pixel). Впервые была представлена психовизуальная модель, которая учитывает особенности человеческого зрительного восприятия для определения областей видео, где можно сэкономить на размере: сделать картинку чуть похуже — ведь все равно глаз не заметит. Начальные версии DivX 5 содержали уйму ошибок в новом коде, которые часто приводили к краху программы сжатия видео или получению видео отвратительного качества.
Также заслуживает упоминания то, что DivX Networks решила начать получать деньги за свой видеокодер. DivX 5 поставляется в трех вариантах: DivX 5, DivX 5 Pro Ad, DivX 5 Pro Licensed. Каждая из версий содержит полнофункциональный декодер видео: то есть, если вы не планируете использовать кодер DivX 5 для сжатия видео, вам вполне достаточно минимальной версии DivX 5. Также первый из указанных вариантов кодера DivX 5 поддерживает сжатие видео во всех режимах, но дополнительные возможности сжатия ограничены в объеме кодера DivX 4 — нет поддержки поддержки B-frames, Global motion compensation, работы с векторами движения с повышенной точностью. Правда, психовизуальную модель использовать можно. Второй и третий вариант кодера абсолютно эквивалентны функционально и поддерживают все новинки DivX 5.
Стандарт сжатия MPEG использует аналогичное стандарту JPEG сжатие графической информации в кадре. Особенность этой схемы сжатия состоит в том, что чем выше степень сжатия, тем больше на сжатом изображении заметно квадратных блоков. Именно эту степень сжатия и описывает степень игнорирования деталей — чем этот показатель выше, тем больше сжатие, тем ниже качество, тем более заметны квадраты. Значения этого показателя могут быть от 2 (максимальное качество) до 31 (минимальное качество).
DivX является кодеком стандарта MPEG4.
MPEG (англ. Motion Picture Experts Group — русск. Экспертная группа по вопросам движущегося изображения) — группа специалистов в подчинении ISO, собирающаяся для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио. Первое собрание происходило в 1988 году в Ганновере.
MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия и вспомогательные стандарты:
· MPEG-1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. Позднее использовался, как стандарт для Video CD, и включает в себя Layer 3 (MP3) формат аудио сжатия.
· MPEG-2: Транспортные, видео и аудио стандарты для широковещательного телевидения. Используется в цифровом телевидении ATSC, DVB и ISDB, цифровых спутниковых ТВ службах, таких как Dish Network, цифровом кабельном телевидении, и (с небольшими изменениями) в DVD.
· MPEG-3: Изначально разрабатывался для HDTV, но от него отказались, когда обнаружилось, что MPEG-2 (с расширениями) вполне достаточно для HDTV. (Не стоит его путать с MP3, который на самом деле MPEG-1 Layer 3.)
· MPEG-4: Расширяет MPEG-1 для поддержки видео/аудио «объектов», 3D контента, сжатия с низким битрейтом и DRM. В него включено несколько новых высоко эффективных видео стандартов (альтернатив MPEG-2).
XviD
Кроссплатформенный видеокодек, распространяемый под лицензией GNU General Public License.
Это также означает, что в отличие от кодека DivX, который выпущен только для платформ Microsoft Windows и Mac OS X, Xvid можно использовать на всех платформах и операционных системах, для которых можно скомпилировать исходный код кодека. Однако методы сжатия, используемые в MPEG-4, запатентованы, так что использование Xvid в некоторых странах может быть нелегальным.
Кодек Xvid постоянно обновляется. Это результат того, что его код является открытым и любой, кому это интересно, может принять участие в доработке программы. Первоначальный код переписывался 3 раза полностью. Последние версии (альфа и бета) уже совместимы с кодом ISO Mpeg4. Это значит, что фильмы, сжатые при помощи кодека Xvid, будут нормально просматриваться декодером DivX. Кодек Xvid лучше других работает с динамическими сценами и смазанными движениями.
Стандарт H.264
H.264 — стандарт (формализованная совокупность алгоритмов) сжатия видеоданных, признанный Международной организацией по стандартизации (ISO). Также известен как MPEG-4 part 10 и AVC (Advanced Video Coding).
Преимущества H.264
По сравнению с MPEG2 (DVD-Video) и MPEG4 ASP (DivX, XviD), сжатие H.264 работает существенно более эффективно, обеспечивая лучшее качество изображения (вплоть до недостижимого для MPEG2 и MPEG4 ASP уровня) и меньший объём файла.
Недостатки H.264
Главным недостатком H.264 являются заметно более высокие требования к оборудованию для кодирования и воспроизведения видеофайлов.
Эффективность использования ресурсов компьютера при воспроизведении в некоторой степени зависит от используемого декодера.
Поддержка H.264
H.264 принят в качестве стандарта для сжатия видео высокой чёткости (HD, HDTV), распространяемого на оптических носителях нового поколения — Blu-ray и HD DVD, используется в мобильных устройствах, поддерживается в Apple QuickTime, получает распространение в системах цифрового телевещания, видеоконференцсвязи, видеонаблюдения и проч. Заявлена скорая поддержка видео H.264 в Adobe Flash Player, являющемся стандартом де-факто для мультимедийных web-приложений и онлайн-видеохостингов вроде YouTube.
Стандарты цветного телевиденья
Весь мир охвачен телевизионными волнами, но в разных частях света существуют различные стандарты цветного телевизионного изображения. Основные системы цветного телевидения — это SECAM, PAL, NTSC. Система SECAM принята в странах бывшего СССР, а также во Франции. Система PAL принята в странах западной Европы, кроме Франции. Система NTSC принята на американском континенте и в Японии.
Стандарты PAL и SECAM были разработаны на основе единого стандарта черно-белого изображения и с возможностью приема нового телесигнала старыми телевизорами, поэтому частично совместимы друг с другом (одинаково кодируется развертка изображение и яркость, но по-разному кодируется баланс цвета).
Стандарт NTSC разрабатывался независимо от старого стандарта. В настоящий момент идет разработка, а в некоторых странах введение цифровых стандартов, преимущество которых увеличенное разрешение картинки, увеличенная частота картинка, а также помехозащищенность сигнала. В России переход на цифровое вещание планируется осуществить в 2010 году.
Аналоговые
SECAM
SÉCAM или SECAM (от фр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднее Séquentiel couleur à mémoire — последовательный цвет с памятью; произносится [сека́м]) — система аналогового цветного телевидения, впервые применённая во Франции. Исторически она является первым европейским стандартом цветного телевидения.
Как известно из природы зрения человека, ощущение цвета складывается из трех составляющих: красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. Такую цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительного сигнала цветности используют цветоразностные сигналы R-Y и B-Y (Y — общая яркость монохромного телесигнала). В системе SECAM используют цветовую модель YDbDr (разновидность YUV).
Сигнал цветности в стандарте SECAM передается в частотной модуляции (ЧМ), по одной цветовой составляющей в одной телевизионной строке, поочередно. В качестве недостающих строк используют предыдущий сигнал R-Y или B-Y соответственно, получая его из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках для этого используется линия задержки). В результате цветовой тон и насыщенность не зависят от освещенности, но на резких переходах яркости возникают цветовые окантовки. Обычно после ярких участков изображения окантовка имеет синий цвет, а после темных - желтый.
Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте SECAM имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.
Применение частотной модуляции, поочередной передачи цветового сигнала и цветовой модели YDbDr является отличительной особенностью SECAM от других телевизионных аналоговых стандартов
PAL
PAL (от англ. phase-alternating line) — система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.
Как и все аналоговые телевизионные стандарты, PAL является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (черно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала. В системе PAL используют цветовую модель YUV.
Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной модуляции (разновидность AM), типичная частота поднесущего сигнала — 4433618.75 Гц (4.43 МГц). При этом каждый цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы с частотой 15,625 кГц на 180 градусов, благодаря чему декодер PAL полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC). Для устранения фазовой ошибки декодер складывает текущую строку и предыдущую из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте PAL имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.
Применение квадратурной модуляции является отличительной особенностью PAL от стандарта SECAM, повтор цветоразностных сигналов в противофазе отличает его от NTSC, цветовая модель YUV отличает от всех аналоговых систем.
NTSC
NTSC (от англ. National Television Standards Committee, — Национальный комитет по телевизионным стандартам) — система аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы.
Именно при ее создании были выработаны основные принципы передачи цвета в телевидении. В NTSC каждая телевизионная строка содержит составляющую яркости Y и два сигнала цветности EI = 0.737U - 0.268V, EQ=0.478U+0.413V. Здесь переход от осей цветового кодирования U, V к осям I, Q обусловлен необходимостью сужения ширины полос цветовых поднесущих всего до ¦ 0.5 Мгц (в NTSC используется самая узкая полоса видеосигнала). Поскольку глаз человека мелкие детали зеленого и пурпурного цветов (ось Q) воспринимает как неокрашеные (ось I - перпендикулярная к Q), то для сигналов EQ и EI это удается без дополнительных потерь в разрешении. Цветоразностные сигналы передаются путем амплитудной модуляции поднесущих на одной и той же частоте, но с фазовым сдвигом на 90° . Последнее обстоятельство является принципиально важным для разделения сигналов при приеме. Однако, из-за неизбежных нелинейных искажений в канале передачи поднесущие оказываются промодулированными сигналом яркости как по амплитуде, так и по фазе. В результате в зависимости от яркости участков изображений изменяются их цветовой тон. Например, человеческие лица на изображении окрашиваются в красноватый цвет в тенях и в зеленоватый - на освещенных участках. Если в двух словах, то высокая чувствительность к искажениям в процессе передачи сигнала, что в конечном итоге может повлиять на качество изображения. Это и является основным недостатком системы NTSC.
К достоинствам можно отнести:
· высокую четкость цвета;
· разделение информации при помощи цифровых гребенчатых фильтров;
· относительно простое устройство декодера.
Цифровые
DVB
DVB (англ. Digital Video Broadcasting) — семейство европейских стандартов цифрового телевидения. Различают порядка десяти стандартов передачи цифрового видео сигнала.
В качестве стандарта вещания для Европы выбран DVB-T. Стандарт DVB-T по сравнению с аналоговым предшественником обеспечивает устойчивый приём сигнала и его невосприимчивость к переотраженным сигналам. Кроме того для повышения помехоустойчивости системы цифрового эфирного вещания и согласования форматов передачи данных кадра OFDM и транспортных пакетов MPEG-2 используется канальное кодирование.
Вещание в стандарте DVB-T ведётся точно так же, как и в случае с аналоговым телевидением, просто технология передачи и формат сигнала другой. Не стоит путать наземное вещание DVB-T с спутниковым DVB-S или кабельным DVB-C. Из-за разницы в частотных каналах и способах модуляции декодеры для различных стандартов несовместимыми друг с другом. Цифровое телевидение транслируется в дециметровом диапазоне и на качество приёма серьёзно влияет рельеф местности, видимость передатчика и плотность застройки на пути к нему.
Стандарт DVB-T характеризуется высоким разрешением в 625 строк, использует чересстрочную развертку, при этом частота полукадров составляет 50 Гц. DVB-T в состоянии обеспечить удвоенное (по сравнению с базовым) разрешение по горизонтали и вертикали, а также может передавать изображение c соотношением сторон 16:9. DVB-T поддерживает звук в формате Dolby AC-3, используя для передачи аудиосигнала стандарт MUSICAM.
ATSC
ATSC (Advanced Television Systems Committee) - организация, разрабатывающая и утверждающая стандарты для передовых телевизионных систем, в том числе и HDTV. Наиболее широко стандарты ATSC распространены в США и Канаде.
Международная некоммерческая организация Advanced Television Systems Committee (ATSC) была образована в 1982г. с целью разработки новых стандартов телевидения. Именно эта группа специалистов разработала стандарт цифрового вещания ATSC, который теперь является основным на территории США, Канады, Мексики, Аргентины, Тайваня и Южной Кореи.
ATSC-спецификации включают в себя описание HDTV (High Definition TeleVision), SDTV (Standard Definition TeleVision), EDTV (Enhanced Definition TeleVision), многоканальный звук, интерактивное телевидение – в общем все те форматы, в которых возможно цифровое вещание. Набор стандартов ATSC был создан с целью замены NTSC-системы, используемой, главным образом, в Северной Америке. Максимальное качество изображения, которое может предложить ATSC, соответствует разрешению 1920x1080 при формате экрана 16:9 и сжатии с помощью MPEG2. Мало того, качество трансляции приближается к уровню кинотеатрального благодаря тому, что многоканальный 5.1 звук кодируется с помощью формата Dolby Digital AC-3. В целом же спецификация ATSC несёт в себе описание восемнадцати форматов вещания ТВ, причём шесть из этих режимов относятся к HDTV.
ISDB
Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB) - стандарт цифрового телевидения, разработанный в Японии. Он интегрирует в себя различные виды цифрового контента. Это может быть HDTV, SDTV, звук, графика, текст и т. д.
Требования к стандарту варьировались, но основными пунктами являлись: совместимость с HDTV, доступ к сети, а также эффективным использованием частотного диапазона. Дело в том, что пропусной способности DVB-S хватало лишь для полноценной передачи одного HDTV-канала. DVB-S2, специально созданной для трансляции большего числа HDTV-каналов, появился гораздо позже.
Также как и в спецификациях ATSC и DVB, для сжатия видеопотока при ISDB-вещании используется система кодирования MPEG-2.
Помимо прочего в стандарте ISDB определена поддержка функции защиты цифрового контента – RMP (Rights management & protection). Дело в том, что любой цифровой контент можно легко записать с использованием DVD или HD-рекордера, а далее – использовать при тиражировании пиратских дисков. Голливуд настоял на внесение поправок в цифровой формат вещания ISDB, что и стало причиной появления системы RMP. Любой цифровой контент при использовании данной системы имеет три возможных маркировки – "copy once", "copy free" и "copy never". Пояснить работу системы просто. Если программа идёт в режиме "copy once", то она может быть единожды сохранена на жестком диске рекордера, однако её не возможно будет записать на какой-либо ещё носитель.
В ISDB используется транспортный поток MPEG-2 для передачи сжатых видео и звука, а также дополнительных данных. Для интерактивных приложений применяется BML (Broadcast Mark-up Language — язык разметки вещания). Определены несколько стандартных разрешений телевизионной трансляции. Основной метод сжатия звука — MPEG-2 AAC-LC с поддержкой до 5.1 каналов. Дополнительно специфицируется кодирование MPEG-4.
Виды видеомонтажа
Монтаж - процесс переработки или реструктурирования изначального материала, в результате чего получается иной целевой материал. Считается, что монтаж в кинопроизводстве не менее важен, чем киносъёмка: монтаж способен придать фильму нужный ритм и атмосферу. Различают линейный и нелинейный монтаж.
Линейный видеомонтаж
Линейный монтаж происходит чаще в реальном времени. Видео из нескольких источников (проигрывателей, камер т. д.) поступает через коммутатор на приёмник (эфирный транслятор, записывающее устройство). В этом случае переключением источников сигнала занимается режиссёр линейного монтажа. О линейном монтаже также говорят в случае процесса урезания сцен в видеоматериале без нарушения их последовательности.
Рис 1 Линейный видеомонтаж
Линейный монтаж является основным видом монтажа при создании большинства телепрограмм, трансляций спортивных соревнований, программ новостей и т. д. В зависимости от уровня оснащения аппаратной линейного монтажа находится количество и качество доступных при таком монтаже видео и спецэффектов, например, эффектов перехода одного плана в другой, замедленного воспроизведения и повторов, наложения титров, замены фона и т. д.
Нелинейный видеомонтаж
При нелинейном монтаже видео разделяется на фрагменты (предварительно видео может быть преобразовано в цифровую форму), после чего фрагменты записываются в нужной последовательности, в нужном формате на выбранный видеоноситель. При этом фрагменты могут быть урезаны, то есть не весь исходный материал попадает в целевую последовательность; подчас сокращения бывают очень масштабными.
Рис 2 Нелинейный видеомонтаж
При нелинейном видеомонтаже легко получить мгновенный доступ к любому кадру сиквенции. Нелинейный монтаж – основа коммерческого кино, когда необходимо держать огромный банк информации и ориентировать его не по временной характеристике, а по каким-либо другим.
Практическое задание
В этом практическом занятии рассмотрим основные элементы работы в Adobe Premiere и Adobe After Effects.
Adobe Premiere
При создании проекта в Adobe Premiere необходимо выбрать, в каком стандарте будет разрабатываться наш проект. Это действительно важно, поскольку будет очень обидно на последнем этапе работы с видео обнаружить, что у вас разрешение входной и выходной картинки сильно различаются, а эффекты наложены при другом разрешении, нежели исходное. В параметрах можно увидеть, какое разрешение будет у проекта и размер «видео-пиксела», а так же количество дорожек аудио и видео.
Рис 3 Интерфейс редактора Adobe Premiere
Интерфейс разбит на некое количество окон, каждое из которых отвечает за свои функции.
Слева сверху расположено окно элементов, где будут указаны все элементы, занесённые в проект. Их можно разбивать на группы и определять в различные папки. Так же в эту вкладку включён механизм поиска и сортировки элементов проекта.
По центру расположено первое рабочее окно, имеющее 3 вкладки: Source, Effect Controls и Audio Mixer. В этом окне указываются источники изображения и, в нём же, можно легко работать со звуковыми дорожками и видеопереходами между частями видео.
Справа вверху находится уже изображение, получаемое на выходе, т. е. уже с применением всех фильтров и преобразований.
Снизу по центру расположено окно Timeline’а, в котором можно наблюдать некое кол-во потоков. Потоки похожи по сути на слои в PS или Ai. Потоки бывают видео и аудио, а так же их количество можно варьировать от проекта к проекту. У Timeline’а есть длительность, которая указывается в секундах вверху на линейке. Для удобства работы с отдельными кадрами и длительными фрагментами в AP встроен элемент Zoom, находящийся слева снизу панели временной линии.
В левом нижнем углу находится вспомогательная панель информации, эффектов и истории работы в проекте.
Для того, чтобы добавить в проект элемент нужно нажать File->Import (Ctrl+I), или же просто перетащить необходимый элемент (картинку, звук, изображение) в библиотеку из папки, где она хранится.
После того, как элемент отобразиться в библиотеке объектов, его необходимо перетащить на соответствующую дорожку в Timeline’е. Зачастую, видеообъекты занимают сразу аудио и видео дорожки. Соответственно элементы музыкального сопровождения добавляются на звуковые дорожки, а картинки – на визуальные дорожки.
По умолчанию, если импортируется видеофайл со звуком, то его дорожки совмещены. Для того, чтобы разъединить дорожки, необходимо нажать правой кнопкой на сиквенцию в Timeline’е и выбрать опцию Unlink.
Рис 4 Операции над Sequence
Через нажатие правой кнопкой можно вырезать выдерленную область, скопировать её. Объект можно убрать из отображаемых программой. Выделив несколько объектов можно производить групповые операции над ними. Выбранному участку можно увеличить скорость, или, наоборот, увеличить продолжительность. Это делается с помощью пункта меню speed/duration. Весьма полезный элемент меню для того, чтобы создавать видеоклипы к композициям, поскольку там аудио и видеодорожки делаются отдельно и можно легко подогнать видеопоток под музыкальное сопровождение.
Рис 5 Меню Speed / Duration
Основным элементом в AP является Razor tool. Он помогает разрезать объекты на куски, и, далее, оперировать уже с частями (увеличивать яркость, насыщенность, контрастность и т. п). Так же, разрезав несколько объектов на части для компоновки можно легко сделать различные видеопереходы между фрагментами видео. Соответственно, если видео и аудио потоки соединены, то резаться будут оба сразу. Но такой подход не всегда оправдывает себя, к примеру, у вас 2 камеры и аудиодорожка записалась лучше на камеру 1. В этом случае целесообразнее было бы оставить звук с камеры 1, а видео монтировать попеременно с 1 и 2 камер.
Для того, чтобы более точно разрезать необходимый участок, необходимо пользоваться покадровым движением бегунка на Timeline’е. Для этого нужно пользоваться кнопками “-” и “=”, для увеличения и уменьшения масштаба Timeline’а, и потом выбрать необходимый кадр стрелками на клавиатуре.
После этого можно сдвинуть «порезанные» объекты на различные дорожки и продолжать монтировать видеоизображение. AP будет проигрывать то изображение, которое находится выше по порядку в списке (слой Video 1 лежит под слоем Video 2).
После того, как вы нарезали видео на фрагменты, их можно переименовать по нажатию всё той же правой кнопки. Так же, в Premiere легко осуществлять различные эффекты видеопереходов (вращение, затенение, изменение прозрачности видео и т. п). К примеру, для того, чтобы видео плавно затенялось и появлялось другое, предусмотрен специальный объект «Black Video», который можно вставить в библиотеку при помощи нажатия той же правой кнопки на окно с ней (New Item -> Black Video). После этого, перетаскиваете этот элемент в Timeline в свободную область (в противном случае вы рискуете затереть часть видеопотока). После раздвигаете видеофрагменты на необходимое расстояние (обычно не более 1 секунды). Убедитесь, что вы находитесь на поток, который собрались «затемнять». После этого перейдите на кадр, который хотите сделать началом эффект затемнения и перейдите во вкладку Effect Controls. Выберите параметр Opacity. Справа от значения прозрачности у вас находится кнопка Add/Remove KeyFrame (удаление/добавление ключевого кадра). За несколько кадров до конца фрагмента добавьте ключевой кадр со значением Opacity 100%, после, перейдите на конец фрагмента и добавьте ключевой кадр со значением Opcacity 0%. Таким образом ваше видео будет плавно переходить в чёрный кадр.
Рис 6 Effect Controls
Совершенно аналогично в AP создаются переходы любого рода. Для этого достаточно перетащить эффект из библиотеки эффектов (Effects->Video Transitions) на видеопоток. К примеру, берёте эффект Cross Disolve (кросс-переход), ставите рядом два куска видео, между которыми хотите сделать переход и перетаскиваете этот эффект на границу между ними, на выходе получим изображение, где прозрачность одного видео возрастает, а второго – убывает. Для этого оба фрагмента должны находиться на одном видеослое.
Так же, AP позволяет с лёгкостью увеличивать яркость/контрастность картинки определённого фрагмента с помощью вкладки Effects->Video Effects.
Adobe After Effects
Интерфейс Adobe After Effects похож на интерфейс AP, за исключением того, что в нём находится всего один видео-слой, но это компенсируется наличием масок в AE.
Для начала, создаем новую композицию (Ctrl+N или Composition->New Composition), допустим, длительностью 10 секунд. После этого, в новой композиции создаём Solid Layer, заполненный чёрным цветом (рис 7).
Рис 7 Создание Solid Layer
http://*****/forum/index. php? showtopic=29717
