Видео на вашем компьютере: ТВ тюнеры, захват кадра, видеомонтаж, DVD - Страница 3

Там же, где захват кадра целесообразен и необходим, стоит заранее продумать все стороны процесса, чтобы потом не гадать, откуда же взялись дефекты и кто в них повинен – плата ввода, оператор или устаревшая камера.

Данная категория устройств ориентирована в основном на домашнее использование – что может быть приятнее, чем смотреть любимый сериал, не отрываясь от игры в Doom 2! Многие пользователи начали свое знакомство с видеовводом как раз с этого типа устройств. Чтобы начало знакомства не стало одновременно и его завершением, стоит обратить внимание на следующее обстоятельство: практически все устройства этого типа относятся к категории дешевой аппаратуры. Поэтому не стоит ожидать, что с помощью одного и того же блока вам удастся и посмотреть любимый телесериал, и увековечить его на своем жестком диске, чтобы, немного «поколдовав» над ним, заменить финал на более оптимистический (или наоборот – по В.В. Путину – всех «замочить в сортире»). Для решения подобной задачи вам придется установить дополнительно плату видеомонтажа, в несколько раз превосходящую по стоимости ваш ТВ тюнер (а возможно, и весь компьютер), обзавестись максимально быстрым жестким диском большой емкости и освоить какую-либо из программ видеомонтажа. Если вы решились на это, тогда следующий раздел написан именно для вас.

Прежде всего давайте разберемся с тем, что же такое видеомонтаж. Само слово «монтаж» говорит о том, что происходит соединение, склеивание чего-то в единое целое. Это «что-то» – кадры и последовательности кадров, а склеиваются они в новый видеофильм. Чтобы заняться монтажом, надо иметь: а) исходную видеозапись (записи), б) видеомагнитофон, где она (они) будет воспроизводиться, в) дополнительный видеомагнитофон, на который будем записывать наш новый «шедевр» и г) некоторый аналог ножниц и клея – монтажную линейку, на которой мы разложим последовательность на кадры, отметим нужные и создадим переходы между ними. Это последовательный, или линейный монтаж. При таком способе оцифровки видеоклипа не происходит. При помощи компьютера создается только монтажный лист, кроме того, могут регистрироваться отдельные кадры и создаваться предназначенная для предварительного просмотра копия клипа с уменьшенным размером и пониженным качеством кадров. Линейный видеомонтаж осуществляется обычно при помощи внешних устройств (контроллеров), присоединяемых на последовательный и/или параллельный порт компьютера. К достоинствам этого метода можно отнести невысокую стоимость, отсутствие жестких требований к ресурсам компьютера, в частности, к скорости и емкости жесткого диска, и отсутствие проблем, связанных с несовершенством алгоритмов оцифровки. Однако недостатков у этого способа тоже хватает. Главный из них обусловлен последовательным способом записи мастер-ленты: в уже записанном материале практически ничего нельзя изменить. Кроме того, при многократной перезаписи с одного магнитофона на другой неизбежно ухудшение качества, к тому же для создания спецэффектов требуется отдельная, дорогостоящая аппаратура; нет возможности сохранять видео в цифровых форматах и записывать его на лазерные диски (CD или DVD), которые гораздо долговечнее магнитной ленты.

Тем не менее устройства линейного монтажа находят себе применение при производстве недорогих роликов, не включающих спецэффекты, например при подготовке фильмов, содержащих учебную, научную или технологическую информацию. Строго говоря, линейный монтаж не является видеовводом как таковым.

При нелинейном монтаже оцифровка исходной последовательности (последовательностей), которая хранится теперь на жестком диске, происходит сразу. Любой участок видеофильма доступен для работы практически мгновенно. Одно и то же устройство осуществляет запись последовательности кадров на жесткий диск, участвует в ее воспроизведении на экране компьютерного монитора и передает сигнал обратно на видеомагнитофон или видеомонитор (осуществляет видеовывод) в любом порядке. Монтаж осуществляется в программах типа Adobe Premiere или Ulead Media Studio.

Достоинства и недостатки нелинейного монтажа очевидны. К числу первых относится возможность хранить информацию практически вечно, не опасаясь при этом ее повреждения. (Возможность потери цифрового видеофильма в результате сбоев на жестком диске мы рассматривать не будем. Тем, кому данная тема кажется актуальной, можно посоветовать обратиться к публикациям, посвященным сохранению и защите цифровой информации. Статьи по этому поводу регулярно появляются в компьютерной печати.) Другим немаловажным достоинством является возможность оперативно и быстро, что называется «на ходу», видоизменять фильм. Например, можно прямо в выставочном павильоне, ориентируясь на реакцию потенциальных клиентов, вставлять и убирать сцены, менять текст, эффекты и т. д. Настолько же ценна возможность ретуши и просто изменения отдельных кадров, а также внедрения фрагментов компьютерной анимации.

Теперь добавим в бочку меда ложку дегтя. Все сказанное верно при одном не всегда выполнимом условии: качество оцифровки должно быть хорошим. Кое-как оцифрованное изображение – та самая осетрина второй свежести. В чем же здесь дело? Поскольку видеофильм – это не что иное, как последовательность отдельных кадров, трудности при его создании могут быть связаны с одной из двух проблем: а) с качеством кадра, б) с пропусками в последовательности кадров (что при просмотре приведет к скачкам изображения). Первая проблема характерна для любых устройств видеоввода, поскольку алгоритмы оцифровки и микросхемы, а следовательно, и качество исходного (несжатого – см. ниже) кадра практически одинаковы для плат захвата кадра, тюнеров и плат монтажа. Мы подробно рассмотрим эту проблему в разделе, посвященном алгоритмам оцифровки.

Теперь о второй – основной для плат нелинейного монтажа проблеме. Для получения мало-мальски реалистичного движения требуется минимум 18–20 кадров/с, для видео принята скорость 25 или 30 кадров/с (различия связаны со стандартами – см. ниже). При размере кадра 576x768 пикселов, глубине цвета в 24 бита/пиксел (подробнее о представлении цвета мы поговорим далее) величина цифрового потока оказывается более 32,4 Мбайт/с. Такую постоянную скорость записи при непрерывной работе пока не может обеспечить даже самый быстрый жесткий диск. Для уменьшения скорости потока данных можно: а) уменьшить размер кадра, б) уменьшить глубину цвета, в) допустить потерю некоторых кадров, г) ввести компрессию изображения. Есть еще один вариант: запись можно вести на нескольких, особым образом синхронизированных жестких дисках. Первый вариант (а) пригоден лишь в ограниченных случаях, например, если видео будет передаваться по телефонным линиям или всегда будет воспроизводиться в окне небольшого размера. Так устроены, в частности, некоторые обучающие системы, игры, мультимедиа-альбомы. В остальных случаях идет битва за увеличение размера кадра, и намеренное его уменьшение ничего, кроме недоумения, вызвать не может.

Ничем не лучше и второй вариант (б). Казалось бы, 16 миллионов оттенков, которые дает 24-битная палитра (2²⁴), – это очень много. Однако до сих пор нет однозначного мнения, какое максимальное число оттенков может различать человеческий глаз. Если принять на веру утверждение одного из корифеев компьютерной обработки изображений Дэна Маргулиса, нижний предел ухудшения изображения оценивается примерно в 100 градаций на каждый цвет. Дальше начинается заметное огрубление. То есть цвет, кодируемый 24 битами на пиксел (256, или 2⁸ на канал), имеет не такой уж большой избыток информации. Существенное уменьшение числа оттенков заметно ухудшит изображение. На самом деле изображение часто передается не в RGB, а по стандарту YUV (подробнее о нем см. ниже), где передаются сигналы яркости и так называемые цветоразностные сигналы. За счет того, что для человеческого глаза яркость оказывается несравнимо более важным параметром, объем информации о цвете без потери качества по сравнению с яркостной составляющей можно снизить в 2 раза. При таком способе представления достаточно 16 бит на пиксел. Но скорость потока данных в «живом» видео все равно будет слишком велика: 21,6 Мбайт/с. Есть (и широко используются – об этом будет рассказано в следующих главах) способы сократить объем информации о цвете, правда, с некоторым ухудшением качества изображения.