Тема: Разработка упрощенной методики создания HD видео с использованием цифровой камеры XD CAM (стр. 10 )

Что касается интерфейсов, то в зависимости от представления цифрового сигнала (4:2:2 или 4:4:4) используются HD-SDI или HD-SDI Dual Link соответственно. Многие камеры комплектуются и интерфейсами стандартного разрешения SDI, и даже аналоговыми: компонентными и композитными. Последние нужны скорее для мониторинга, чем для передачи основного сигнала.

Видеокамеры, как уже упоминалось, отличаются от телекамер наличием устройства записи. Хотя до сих пор существуют модели, которые могут работать как без такого устройства, так и с ним. Это модульные системы, конструкция которых позволяет пристыковать к камерной головке и накамерный видеомагнитофон, и блок камерного адаптера для работы в режиме телекамеры. До недавнего времени в качестве устройства записи для видеокамер использовались видеомагнитофоны, осуществляющие запись материала на магнитную ленту. Но вот уже несколько лет, как эта монополия разрушена: запись выполняется и на кассету, и на жесткий диск, и на лазерный диск, и на карту твердотельной памяти.

В последнее время появилось и другое отличие при записи материала. Если раньше это была наклонно-строчная запись именно видеосигнала, то теперь такая форма осталась только при работе с кассетой. На остальные же носители материал записывается в виде файлов, поэтому роль устройств воспроизведения фактически сводится к считыванию файлов.

И все же лента пока остается хоть и не единственным, но доминирующим носителем. Причин тому несколько: она привычна, стоит недорого, обеспечивает отличное качество записи и воспроизведения, может достаточно долго храниться, да и парк оборудования для работы с лентой просто огромен. Да, у нее есть и недостатки, основной и очень неприятный из которых — линейная природа кассеты, что не позволяет реализовать произвольный доступ к материалу, записанному на ней. Но пока ни один из альтернативных носителей не способен обеспечить, к примеру, запись видео высокого разрешения максимального качества, сравнимого по объему и цене с видеокассетой. Поэтому до сих пор запись видео высокого разрешения в аппаратах высокого класса осуществляется на кассеты формата HDCAM SR (Sony) и D-5 (Panasonic).

Тем не менее, альтернативные носители все больше теснят магнитную ленту. Особенно это касается жестких дисков. Они сегодня стали настолько компактными, надежными и универсальными, что успешно заменяют ленту. Достаточно упомянуть такие видеокамеры, как Ikegami Editcam HD и Grass Valley Infinity. Компания Focus Enhancements также выпустила дисковый рекордер FireStore 4 (FS-4) и версию Pro этого аппарата. Он может использоваться с камерами практически всех производителей: Canon, JVC, Panasonic, Sony.

Новым, очень бурно развивающимся сектором HD, ориентированным на малобюджетные проекты, является оборудование формата HDV. Первую камеру этого формата несколько лет назад представила компания JVC, и всего за пару лет техника HDV привлекла к себе не только острый интерес, но и получает все большее распространение. Запись компрессированного ТВЧ-сигнала выполняется на кассету miniDV. Уже появилась камера HDV со сменной оптикой (JVC).

Разумеется, альтернативой ленте является не только жесткий диск. Серьезным конкурентом стал лазерный Professional Disk, разработанный и успешно внедряемый компанией Sony. Уже Sony представил камеру XD CAM HD с записью ТВЧ-материала на лазерный диски и многие телерадиокомпании работают с этими камерами.

Первой же компанией, реализовавшей заманчивую идею исключения из камерной головки различных электромеханических приводов, являющихся постоянно зоной риска и, пожалуй, самым слабым местом видеокамеры, стала компания Panasonic, представившая семейство устройств P2. В аппаратах этого семейства запись выполняется на карту твердотельной памяти P2. В отношении этой техники язык не поворачивается сказать «воспроизведение», поскольку на самом деле происходит чтение файлов с карты и их визуализация уже программными методами. Впрочем, то же самое имеет место в случае с магнитными и лазерными дисками. Стараясь снизить ценовое бремя (карты памяти пока весьма дороги) и не уйти в то же время от концепции P2, Panasonic недавно представила камеру, в которой мирно соседствуют лентопротяжный механизм и два слота для карт P2. Так что компания, купившая эти камеры, в перспективе может разбогатеть и перейти на полностью безленточное производство, не прибегая к замене съемочной техники.

3.6. Структура передачи цифровых ТВ сигналов

Полный телевизионный сигнал обладает определенной избыточностью. Так, например, если бы существовала техническая возможность исключить все пустые промежутки в спектре видеосигнала, то удалось бы получить реальный спектр с полосой всего 400 КГц вместо 5 МГц, но такая возможность в настоящее время неизвестна. Простое аналого-цифровое преобразование видеосигнала приводит к увеличению занимаемой полосы частот в десятки раз и поэтому несовместимо с существующими линиями связи с полосой пропускания 8...40 МГц.

Рис.3.16. Структура передачи цифровых ТВ сигналов

Решить задачу передачи цифрового контента по каналам связи смогла группа экспертов по движущимся изображениям (Moving Pictures Expert Group). Компания Tandberg Television принимала активное участие в работе этой группы, начавшейся в 1992 г. В 1994 г. был разработан международный стандарт MPEG-2. Для телевидения высокой четкости (ТВЧ) предназначался стандарт MPEG-4, впоследствии объединенный с MPEG-2 и прекративший свое самостоятельное существование. В настоящее время свыше 300 компаний-производителей поддерживают стандарт MPEG-2 и принципы DVB, что означает совместимость оборудования разных фирм и обеспечивает заполнение, предусмотренных стандартом MPEG-2, а также введение в MPEG-поток всех инструкций, по которым приемник должен этот поток "распаковывать". Существовавшие на момент создания стандарта MPEG-2 каналы связи отличались как полосой пропускания, так и степенью помехозащищенности. Для спутникового канала связи при аналоговой передаче сигнала (ЧМ) типичной была полоса пропускания 27...36 МГц, а пороговое отношение сигнал/шум (C/Ш) на входе приемника 10,5 дБ, поэтому для цифровой спутниковой передачи была предложена модуляция QPSK. Ее использование позволило обеспечить устойчивую связь при отношении C/Ш на входе приемника до 6 дБ. Для кабельных сетей типичной была полоса пропускания 8 МГц (в Европе, Азии, Африке и Австралии), а отношение C/Ш на входе аналогового приемника 46 дБ (при амплитудной модуляции), поэтому для цифровой передачи по кабельным сетям используется модуляция QAM64, позволяющая при отношении C/Ш на входе цифрового приемника 24 дБ обеспечивать устойчивую связь. Несмотря на разнообразие средств распространения сигнала, центральным и неизменным звеном системы являются устройства компрессии и, конечно, кодеры. Mitsubishi Electric разработала инновационную технологию, позволяющую увеличить разрешение видеоизображения высокой четкости комбинированием картинок от нескольких телекамер в один поток. В западной прессе эту разработку называют "супер-HD"... Компания Mitsubishi тестирует эту технологию в своём научно-исследовательском центре в Токио - для создания одного высококачественного изображения используются пять телекамер. Эти телекамеры подключены к компьютерам с чипами для обработки трёхмерной графики, которые обеспечивают исходные данные. Различия в изображениях анализируются, и на их основе создаётся новая единая картинка, значительно превосходящая источник по разрешению. При помощи пяти телекамер получается создавать видео с разрешением в четыре раза большим, чем в стандарте HDTV - качество выходного изображения соответствует цифровому кинотеатру. Оценено, что при использовании тестируемой конфигурации задержка на цифровую обработку сигнала и его воспроизведение составляет всего лиш 0,15 с. Новый «помощник» Intel TV Wizard поможет легко подключить ваш ноутбук на базе процессорной технологии Intel Centrino к системам телевидения высокой четкости.

Рис.3.17. Структура системы телевидения высокой четкости

В ходе разработки проекта был проведен анализ существующих систем стереотелевидения 3D и выбран формат передачи данных 2D+Depth. Компрессия 3D видеосигнала при помощи стандартных алгоритмов сжатия (MPEG-2 и MPEG-4 AVC/H264) и использование транспортного потока MPEG-2 TS для его передачи позволит использовать для трансляций 3D стандартное телекоммуникационное оборудование и каналы передачи данных. Группа по Цифровому кинематографу Общества инженеров кино и телевидения (The Society of Motion Picture and Television Engineers Digital Cinema Study Group — SMPTE DCSG) дала такое определение цифровому кинематографу: «Цифровой кинематограф — совокупность процессов, которая приводит к публичному показу контента электронными средствами, в частности при этом особое значение придается проекторам, для которых источником изображения являются цифровые данные».В последнее время много спорят о том, какое разрешение необходимо для полноценной передачи деталей кинопленки. В результате появляются форматы 2К, 4К и даже 7К, что означает количество пикселов по большей стороне, хотя уже при разрешении 4К проявляется зернистость пленки. Какая технология лучшая на сегодняшний день (традиционная с кинопленкой, цифровая или гибридная, когда на разных этапах используются обе технологии) и какие у них перспективы? Какие параметры принимать во внимание при оценке той или иной технологии кинопроизводства (качество изображения, стоимость производства)? На сегодняшний день большинство специалистов сходятся в том, что качество изображения на кинопленке лучше, нежели качество материала, снятого HD-камерой. Конечно, цифровой формат, такой, как 24Р, имеет разрешение 1920х1080 пикселов — это фиксированное количество. Кинопленку же можно отсканировать с разрешением 4К, 7К. Но согласно исследованиям специалистов, проведенным в американских кинотеатрах, установлено, что реальное разрешение изображения на киноэкране составляет не более 750 твл. А современными цифровыми кинопроекторами с источником изображения 24Р обеспечивается разрешение 1000 твл.