Цифровое видео это – 24. Видео и анимация. Аналоговое и цифровое. Форматы видеофайлов.

Содержание

Цифровое видео — это… Что такое Цифровое видео?

Цифровое видео — множество технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального или аудиовизуального материала в цифровом представлении. Основное отличие от аналогового видео в том, что видеосигналы кодируются и передаются в виде последовательности бит. Цифровое видео может распространяться на различных видеоносителях, посредством цифровых видеоинтерфейсов в виде потока или файлов.

Не стоит путать понятие цифровое видео с цифровым телевидением. Цифровое телевидение определяет стандарты передачи видео- и аудиосигнала от передатчика к телеприемнику, используя при этом цифровую модуляцию, то есть предполагает передачу цифрового видео на расстояние посредством спутниковых, наземных, мобильных или кабельных сетей.

Также отличается технология цифрового кинематографа, в которой используются свои стандарты разрешения, соотношения сторон кадра и кадровой частоты, заимствованные у традиционного пленочного кинематографа.

Формирование цифрового видеосигнала

Компонентное видео

Основная статья: YCbCr

Оптическое изображение формируется с помощью объектива на светочувствительной матрице современных видео- и телевизионных камер, цифровых фотоаппаратов, фотовидеокамер мобильных телефонов, смартфонов или планшетов, веб-камер, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств. С помощью различных систем производится цветоделение светового потока для получения монохромных полутоновых компонент трех основных цветов.

Одноматричные системы

Видеосигнал формируется из последовательности кадров — отдельных изображений, элементы которого считываются с светочувствительного элемента камеры (ПЗС или КМОП-матрица). Для получения цветного видеоизображения применяют специальную RGB-фильтрацию элементов изображения, чтобы на каждый отдельный элемент (пиксель) приходилось по три значения цвета — красного, зеленого и синего. Такой метод применяется в недорогих одноматричных видеокамерах, во всех цифровых фотоаппаратах с поддержкой видеозаписи и других видах устройств, где к качеству видеозаписи не предъявляются повышенные требования.

Трехматричные системы

Преобразование полученных с трех ПЗС-матриц компонент RGB в Y’CrCb

Как правило, для профессиональной видеосъёмки применяются более сложные трёхматричные системы, где оптическое цветоделение производится при помощи дихроичной призмы. Каждое из цветоделённых изображений попадает на отдельную матрицу, с которой считываются элементы кадра, затем формируется видеосигнал отдельной компоненты.

После применения гамма-коррекции сигналов R, G, B производится их преобразование для получения сигнала яркости Y’ и двух цветоразностных сигналов: R’-Y’ и B’-Y’. В соответствии с рекомендациями ITU-R 601 применяется кодирование по следующим формулам для перевода компонентного видеосигнала в цифровую форму :

При передаче таких сигналов, возможно восстановление исходных составляющих цветов: красной (R), синей (B) и зеленой (G), которые используются в большинстве систем отображения видеоинформации, например в мониторах.

Уровни видео

Полученные компоненты Y’, Cr, Cb квантуются с разрядностью 8 или 10 бит. Однако не все уровни используются для передачи сигналов яркости. Например, для 8 битного кодирования из 256 доступных уровней только 220 используются для передачи сигнала яркости (диапазон 16-235), а остальные — для сигналов синхронизации. При 10-битном кодировании — используется 877 уровней. Для цветовых компонент используется только 225 уровней в 8-битной системе и только 897 дискретных уровней видео в 10-битной системе.

Цветовая субдискретизация

Форматы цветовой субдискретизации

При дискретизации Y’, Cr, Cb компонент видеосигнала для сокращения скорости потока применяется так называемая цветовая субдискретизация. Если дискретизация каждой компоненты производится с одинаковой частотой, такая схема будет называться 4:4:4. Однако она редко применяется на практике, из-за ее избыточности. Для цифровых видеостандартов принято базовое соотношение 4:2:2, которое означает, что цветоразностные компоненты Cr, Cb передаются с пространственным разрешением, в два раза меньшим разрешения по яркостному сигналу, потому что человеческий глаз более чувствителен к изменению яркости, чем цвета. При этом частота дискретизации для яркостного сигнала Y’ устанавливается равной 13,5 МГц, что в два раза больше, чем для цветоразностных сигналов Cr и Cb — 6,75 МГц.

В целях дальнейшего сокращения избыточности сигналов цветности применяются схемы с соотношением 4:2:0 и 4:1:1. В последнем случае горизонтальное разрешение цветоразностных сигналов снижается до четверти от полного разрешения сигнала яркости. Оба варианта 4:1:1 и 4:2:0 вдвое сокращают пропускную способность по сравнению с представлением без субдискретизации.

Для сигналов ТВЧ согласно части II Рекомендации ITU-R 709-3 установлены частоты дискретизации сигналов яркости 74,25 МГц и цветности 37,125 МГц.

Стандарты разложения

\begin{align}
Y

Основные стандарты разложения

Стандарты разложения цифрового видео определяют следующие параметры:

  • количество видимых строк. Для записи и передачи цифрового видео, также как и аналогового, применяют разложение его на отдельные строки, то есть последовательное сканирование и передача элементов каждой горизонтальной строки. Для видео и телевидения стандартной чёткости эти значения равны 480 или 576 строк, с повышенной четкостью — 720. Для видео высокой чёткости (англ. HD) — 1080.
  • режим развёртки («p» или «i»). Для сокращения передаваемого потока вдвое применяется чересстрочная развёртка, при которой каждый кадр передается двумя последовательными полукадрами — полями. Поле состоит из телевизионных строк. Одно поле содержит чётные строки, второе — нечётные. Такой режим развёртки обозначается значком «i» от англ. interlace. Такой режим был разработан в эпоху аналогового телевидения, когда не было возможности передавать сигналы с широкой полосой пропускания. Также первые цифровые форматы и даже HD использовали этот режим для уменьшения видеопотока. Недостатком такого режима является наличие эффекта «гребёнки» на движущихся объектах при воспроизведении на устройствах отображения с прогрессивной (построчной) развёрткой, для устранения которого применяют деинтерлейсинг. При построчной передаче всего кадра таких проблем не возникает, однако ширина полосы пропускания или поток такого видеосигнала будет вдвое большими. При прогрессивной развертке частоты дискретизации для схемы 4:2:2 будут равными для Y’ — 27 МГц, для Сr/Сb — 13,5 МГц.
  • частота кадров — частота смены кадров за единицу времени, как правило, за секунду. Из-за различных стандартов, принятых в разных странах, в телевизионном вещании, кино и видео производстве появилось значительное число различных стандартов, которые могут частично или полностью поддерживать различные видеоустройства. Основными являются:
    • на основе форматов семейства PAL: 25i, 25p, 50p
    • на основе форматов семейства NTSC: 29.97i, 30i, 29.97p, 30p, 59.94p, 60p
    • киноформаты: 23.98p, 24p

Также немаловажным параметром является соотношение сторон кадра видеоизображения. Типичными форматами для видео являются стандартный 4:3 (1,33:1) или широкоэкранный — 16:9 (1,77:1). Широкоэкранный режим иногда записывается на видео со сжатием по горизонтали до 4:3, а при воспроизведении растягивается. Такая технология называется анаморфирование видеозаписи и при записи широкоформатных фильмов дает возможность полнее использовать кадр телевидения стандартной четкости.

Форматы цифрового кодирования и сжатия

Видеопоток

Видеопоток — это временна́я последовательность кадров определенного формата, закодированная в битовый поток. Скорость передачи несжатого видеопотока с чересстрочной разверткой разрядностью 10 бит и цветовой субдискретизацией 4:2:2 стандартной четкости будет составлять 270 Мбит/с. Такой поток получается если сложить произведения частоты дискретизации на разрядность каждой компоненты: 10 × 13,5 + 10 × 6,75 × 2 = 270 Мбит/с. Однако, расчет размера получаемого файла, содержащего несжатый видеопоток, производится несколько иначе. Сохраняется только активная часть строки видеосигнала. Для представления в пространстве Y’, Cr, Cb расчитываются следующие составляющие:

  • количество пикселей в кадре для яркостной компоненты = 720 × 576 = 414 720
  • количество пикселей в кадре для каждой цветностной компоненты = 360 × 576 = 207 360
  • число битов в кадре = 10 × 414 720 + 10 × 207 360 × 2 = 8294400 = 8,29 Мбит
  • скорость передачи данных (BR) = 8,29 × 25 = 207,36 Мбит / сек
  • размер видео = 207,36 Мбит / сек * 3600 сек = 746 496 Мбит = 93 312 Мбайт = 93,31 Гбайт = 86,9 ГиБ

Расчёт скорости передачи данных:

Для формата 4:2:2 
 BR = BD × (W + 0,5 × W × 2) × H × FR = BD × 2 × W × H × FR
Для формата 4:1:1
 BR = BD × (W + 0,25 × W × 2) × H × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:2:0
 BR = BD × (W × H + 0,5 × W × 0,5 × H × 2) × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:4:4
 BR = BD × 3 × W × H × FR 

BR - скорость передачи данных, бит/с, 
W и H - ширина и высота кадра в пикселях, 
BD - разрядность для каждой компоненты, бит на пиксель
FR - кадровая частота, кадров/с

В таблице приведены скорость передачи несжатого видеопотока и размер требуемого пространства для часовой записи наиболее распространенных стандартов.

Скорость передачи несжатого видеопотока
Размер кадра
(пикселей)
Глубина
цвета(бит)
Дискретизация Кадровая
частота (Гц)
Битрейт
(Мбит/с)
Требуемая
ёмкость (ГиБ/час)
720 × 576 10 4:2:2 25 207 86.9
720 × 576 8 4:1:1, 4:2:0 25 124 52.1
1280 × 720 8 4:2:2 25 369 154.5
1280 × 720 8 4:2:2 50 737 309
1280 × 720 10 4:2:2 25 461 193.1
1920 × 1080 10 4:2:2 25 1037 434.5

Видеокомпрессия

Из-за относительно высокой скорости передачи несжатого видеопотока широко используются алгоритмы видеокомпрессии. Видеокомпрессия позволяет сократить избыточность видеоданных и уменьшить передаваемый поток, что позволит передавать видео по каналам связи с меньшей пропускной способностью или сохранять видеофайлы на носителях с меньшей ёмкостью.

Форматы цифровой видеозаписи

Следующая таблица показывает характеристики большинства видеоформатов и типов применяемой субдискретизации цветоразностных компонент, а также другие связанные с ними параметры, такие как скорость передачи данных и степень сжатия.

Форматы стандартной чёткости (SD)
Формат Владелец Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
DV/MiniDV Несколько 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 25 Panasonic 4:1:1 8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 50 Panasonic 4:2:2 8 бит 50 ДКП 3,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCAM Sony 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Digital Betacam Sony 4:2:2 10 бит 90 ДКП 2,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Betacam SX Sony 4:2:2 10 бит 18/170 MPEG-2 10:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
MPEG IMX Sony 4:2:2 8 бит 30
40
50
MPEG-2 [email protected] 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)
XDCAM Sony 4:2:0/4:1:1
4:2:2
8 бит 30
40
50
MPEG-2 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)

HD видео

Форматы высокой чёткости (HD)
Формат Владелец Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
DVCPRO 100 Panasonic 4:2:2 8 бит 100 ДКП 6,7:1 1440×1080
960×720
HDCAM Sony 3:1:1 8 бит 144 ДКП 7:1 1440×1080
HDCAM SR Sony 4:2:2
4:4:4
10 бит 440
880
MPEG-4 4,2:1
2,7:1
1920×1080
HDV Sony JVC Canon 4:2:0 8 бит 19/25 MPEG-2 18:1 1440×1080
1920×1080
1280×720
AVCHD Panasonic Sony 4:2:0 8 бит 18/24 H.264/MPEG-4 1440×1080
1920×1080
1280×720
XDCAM HD Sony 4:2:0 8 бит 18/35 MPEG-2 [email protected]/HL 1440×1080
1280×720
XDCAM HD422 Sony 4:2:2 8 бит 50 MPEG-2 [email protected] 16,5:1 1920×1080
1280×720
Dirac Pro (VC-2) BBC Research 4:2:2 10 бит 50/165 Вейвлет 1920×1080
DNxHD (VC-3) Avid 4:2:2 10 бит
8 бит
220
36/145
ДКП 1920×1080
1280×720
ProRes 422 Apple 4:2:2 10 бит 147/220 ДКП 1920×1080
CineForm CineForm Inc 4:2:2
4:4:4
10 бит
12 бит
Вейвлет 10:1 — 3.5:1 1920×1080

Цифровые видеоинтерфейсы

  • SDI и HD-SDI
  • HDMI (видео и аудио без сжатия). Обязательно HDCP.
  • IEEE 1394
  • DVI (только видео без сжатия). Возможно HDCP.
  • DisplayPort (видео и аудио без сжатия). Поддерживает DPCP, планируется как улучшенная полная замена HDMI.
  • DVB-ASI — для передачи транспортного потока MPEG-TS

Ссылки

dic.academic.ru

Цифровое видео — Википедия. Что такое Цифровое видео

Цифровое видео — совокупность технологий записи, обработки, передачи и хранения изображения и звука цифрового телевидения.
Основное отличие от аналогового видео заключается в том, что видеосигнал и звук кодируются и передаются не в исходном виде, а после аналогово-цифрового преобразования в потоки видео- и звукоданных. В большинстве случаев цифровое видео подвергается компрессии для уменьшения объёма данных, предназначенных для передачи и хранения. Цифровое видео может распространяться на различных видеоносителях, посредством цифровых интерфейсов в виде потока или файлов.

Формирование потока видеоданных

Компонентное видео

Оптическое изображение формируется с помощью объектива на светочувствительной матрице видео- и телевизионных камер, телекинопроекторов, цифровых фотоаппаратов, камерафонов или планшетов, веб-камер, камер систем видеонаблюдения и других подобных устройств. С помощью различных систем производится цветоделение изображения для получения монохромных полутоновых компонент трёх основных цветов.

Преобразование цветоделённых компонент RGB в Y’CrCb

После применения гамма-коррекции сигналов R, G, B производится их преобразование для получения сигнала яркости Y’ и двух цветоразностных сигналов: R’-Y’ и B’-Y’. В соответствии с 601-й рекомендацией ITU-R применяется кодирование по следующим формулам для перевода компонентного видеосигнала в цифровую форму:

Y′=0.299⋅R′+0.587⋅G′+0.114⋅B′CR=0.713⋅(R′−Y′)CB=0.564⋅(B′−Y′){\displaystyle {\begin{aligned}Y’&=&0.299\cdot R’&+0.587\cdot G’+0.114\cdot B’\\C_{R}&=&0.713\cdot (R’&-Y’)\\C_{B}&=&0.564\cdot (B’&-Y’)\end{aligned}}}

При передаче таких сигналов, возможно восстановление исходных составляющих цветов: красной (R), синей (B) и зелёной (G), которые используются в большинстве систем отображения видеоинформации, например в мониторах.

Уровни видео

Полученные компоненты Y’, Cr, Cb квантуются с разрядностью 8 или 10 бит. Однако не все уровни используются для передачи сигналов яркости. Например, для 8 битного кодирования из 256 доступных уровней только 220 используются для передачи сигнала яркости (диапазон 16-235), а остальные — для сигналов синхронизации. При 10-битном кодировании — используется 877 уровней. Для цветовых компонент используется только 225 уровней в 8-битной системе и только 897 дискретных уровней видео в 10-битной системе.

Цветовая субдискретизация

{\begin{aligned}Y Форматы цветовой субдискретизации

При дискретизации Y’, Cr, Cb компонент видеосигнала для сокращения скорости потока применяется так называемая цветовая субдискретизация. Если дискретизация каждого компонента производится с одинаковой частотой, такая схема будет называться 4:4:4. Однако она редко применяется на практике, из-за её избыточности. Для цифровых видеостандартов принято базовое соотношение 4:2:2, которое означает, что цветоразностные компоненты Cr, Cb передаются с горизонтальной чёткостью, в два раза меньшей чёткости яркостного сигнала, потому что человеческий глаз более чувствителен к изменению яркости, чем цвета. При этом частота дискретизации для яркостного сигнала Y’ устанавливается равной 13,5 Мегагерц, что в два раза больше, чем для цветоразностных сигналов Cr и Cb — 6,75 Мегагерц.

В целях дальнейшего сокращения избыточности сигналов цветности применяются схемы с соотношением 4:2:0 и 4:1:1. В последнем случае горизонтальная чёткость цветоразностных сигналов снижается до четверти от полного разрешения сигнала яркости. Оба варианта 4:1:1 и 4:2:0 вдвое сокращают пропускную способность по сравнению с представлением без субдискретизации.

Для сигналов ТВЧ согласно части II Рекомендации ITU-R 709-3 установлены частоты дискретизации сигналов яркости 74,25 МГц и цветности 37,125 МГц.

Стандарты разложения

{\begin{aligned}Y Основные стандарты разложения

Стандарты разложения цифрового видео определяют следующие параметры:

  • количество видимых строк. Для записи и передачи цифрового видео, также как и аналогового, применяют разложение его на отдельные строки, то есть последовательное сканирование и передача элементов каждой горизонтальной строки. Для видео и телевидения стандартной чёткости эти значения равны 480 или 576 строк, с повышенной четкостью — 720. Для видео высокой чёткости (англ. HD) — 1080.
  • режим развёртки («p» или «i»). Для сокращения передаваемого потока вдвое применяется чересстрочная развёртка, при которой каждый кадр передается двумя последовательными полукадрами — полями. Поле состоит из телевизионных строк. Одно поле содержит чётные строки, второе — нечётные. Такой режим развёртки обозначается значком «i» от англ. interlace. Такой режим был разработан в эпоху аналогового телевидения, когда не было возможности передавать сигналы с широкой полосой пропускания. Также первые цифровые форматы и даже HD использовали этот режим для уменьшения видеопотока. Недостатком такого режима является наличие эффекта «гребёнки» на движущихся объектах при воспроизведении на устройствах отображения с прогрессивной (построчной) развёрткой, для устранения которого применяют деинтерлейсинг. При построчной передаче всего кадра таких проблем не возникает, однако ширина полосы пропускания или поток такого видеосигнала будет вдвое большими. При прогрессивной развертке частоты дискретизации для схемы 4:2:2 будут равными для Y’ — 27 МГц, для Сr/Сb — 13,5 МГц.
  • частота кадров — частота смены кадров за единицу времени, как правило, за секунду. Из-за различных стандартов, принятых в разных странах, в телевизионном вещании, кино и видео производстве появилось значительное число различных стандартов, которые могут частично или полностью поддерживать различные видеоустройства. Основными являются:
    • на основе форматов семейства PAL: 25i, 25p, 50p
    • на основе форматов семейства NTSC: 29.97i, 30i, 29.97p, 30p, 59.94p, 60p
    • киноформаты: 23.98p, 24p

Также немаловажным параметром является соотношение сторон кадра видеоизображения. Типичными форматами для видео являются стандартный 4:3 (1,33:1) или широкоэкранный — 16:9 (1,77:1). Широкоэкранный режим иногда записывается на видео со сжатием по горизонтали до 4:3, а при воспроизведении растягивается. Такая технология называется цифровым анаморфированием и при записи широкоэкранных фильмов дает возможность более эффективно использовать кадр телевидения стандартной четкости. Корректное отображение закодированного формата обеспечивается его автоматическим распознаванием при помощи служебного бита AR (англ. Aspect Ratio) и пакетов WSS (англ. Wide Screen Signaling) или AFD (англ. Active Format Description)[1]. Вся эта информация о формате изображения и расположении экранных каше (англ. Bar Data) передаётся в 23-й строке кадрового гасящего импульса видеопотока[2][3].

Форматы цифрового кодирования и сжатия

Видеопоток

Видеопоток — это временна́я последовательность кадров определенного формата, закодированная в битовый поток. Скорость передачи несжатого видеопотока с чересстрочной разверткой разрядностью 10 бит и цветовой субдискретизацией 4:2:2 стандартной четкости будет составлять 270 Мбит/с. Такой поток получается если сложить произведения частоты дискретизации на разрядность каждой компоненты: 10 × 13,5 + 10 × 6,75 × 2 = 270 Мбит/с. Однако, расчет размера получаемого файла, содержащего несжатый видеопоток, производится несколько иначе. Сохраняется только активная часть строки видеосигнала. Для представления в пространстве Y’, Cr, Cb рассчитываются следующие составляющие:

  • количество пикселей в кадре для яркостной компоненты = 720 × 576 = 414 720
  • количество пикселей в кадре для каждой цветностной компоненты = 360 × 576 = 207 360
  • число битов в кадре = 10 × 414 720 + 10 × 207 360 × 2 = 8294400 = 8,29 Мбит
  • скорость передачи данных (BR) = 8,29 × 25 = 207,36 Мбит / сек
  • размер видео = 207,36 Мбит / сек * 3600 сек = 746 496 Мбит = 93 312 Мбайт = 93,31 Гбайт = 86,9 ГиБ

Расчёт скорости передачи данных:

Для формата 4:2:2 
 BR = BD × (W + 0,5 × W × 2) × H × FR = BD × 2 × W × H × FR
Для формата 4:1:1
 BR = BD × (W + 0,25 × W × 2) × H × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:2:0
 BR = BD × (W × H + 0,5 × W × 0,5 × H × 2) × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:4:4
 BR = BD × 3 × W × H × FR 

BR - скорость передачи данных, бит/с, 
W и H - ширина и высота кадра в пикселях, 
BD - разрядность для каждой компоненты, бит на пиксель
FR - кадровая частота, кадров/с

В таблице приведены скорость передачи несжатого видеопотока и размер требуемого пространства для часовой записи наиболее распространенных стандартов.

Скорость передачи несжатого видеопотока
Размер кадра
(пикселей)
Глубина
цвета(бит)
Дискретизация Кадровая
частота (Гц)
Битрейт
(Мбит/с)
Требуемая
ёмкость (ГиБ/час)
720 × 576 10 4:2:2 25 207 86.9
720 × 576 8 4:1:1, 4:2:0 25 124 52.1
1280 × 720 8 4:2:2 25 369 154.5
1280 × 720 8 4:2:2 50 737 309
1280 × 720 10 4:2:2 25 461 193.1
1920 × 1080 10 4:2:2 25 1037 434.5

Видеокомпрессия

Из-за относительно высокой скорости передачи несжатого видеопотока широко используются алгоритмы видеокомпрессии. Видеокомпрессия позволяет сократить избыточность видеоданных и уменьшить передаваемый поток, что позволит передавать видео по каналам связи с меньшей пропускной способностью или сохранять видеофайлы на носителях с меньшей ёмкостью.

Форматы цифровой видеозаписи

Следующая таблица показывает характеристики большинства видеоформатов и типов применяемой субдискретизации цветоразностных компонент, а также другие связанные с ними параметры, такие как скорость передачи данных и степень сжатия.

Форматы стандартной чёткости (SD)
Формат Владелец Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
DV/MiniDV Несколько 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 25 Panasonic 4:1:1 8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 50 Panasonic 4:2:2 8 бит 50 ДКП 3,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCAM Sony 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Digital Betacam Sony 4:2:2 10 бит 90 ДКП 2,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Betacam SX Sony 4:2:2 10 бит 18/170 MPEG-2 10:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
MPEG IMX Sony 4:2:2 8 бит 30
40
50
MPEG-2 [email protected] 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)
XDCAM Sony 4:2:0/4:1:1
4:2:2
8 бит 30
40
50
MPEG-2 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)

HD видео

Форматы высокой чёткости (High-Definition)
Формат Владелец Год выпуска Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
HDCAM Sony 1997 3:1:1 8 бит 144 ДКП 7:1 1440×1080
DVCPRO 100 Panasonic 2000 4:2:2 8 бит 100 ДКП 6,7:1 1440×1080
960×720
HDCAM SR Sony 2003 4:2:2
4:4:4
10 бит 440
880
MPEG-4 4,2:1
2,7:1
1920×1080
HDV Sony JVC Canon 2003 4:2:0 8 бит 19/25 MPEG-2 18:1 1440×1080
1920×1080
1280×720
XDCAM HD Sony 2005 4:2:0 8 бит 18/35 MPEG-2 [email protected]/HL 1440×1080
1280×720
AVCHD Panasonic Sony 2006 4:2:0 8 бит 18/24 H.264/MPEG-4 1440×1080
1920×1080
1280×720
ProRes 422 Apple 2007 4:2:2 10 бит 147/220 ДКП 1920×1080
AVC-Intra 100 Panasonic 2007 4:2:2 10 бит 100 H.264/MPEG-4 1920×1080
AVC-Intra 50 Panasonic 2007 4:2:0 10 бит 50 H.264/MPEG-4 1440×1080
1280×720
Dirac Pro (VC-2) BBC Research 2008 4:2:2 10 бит 50/165 Вейвлет 1920×1080
DNxHD (VC-3) Avid 2008 4:2:2 10 бит
8 бит
220
36/145
ДКП 1920×1080
1280×720
XDCAM HD422 Sony 2008 4:2:2 8 бит 50 MPEG-2 [email protected] 16,5:1 1920×1080
1280×720
CineForm (VC-5) CineForm Inc 2001-2012 4:2:2
4:4:4
10 бит
12 бит
-/320 Вейвлет 10:1 — 3.5:1 1920×1080

Цифровые видеоинтерфейсы

  • SDI и HD-SDI
  • HDMI (видео и аудио без сжатия). Обязательно HDCP.
  • IEEE 1394
  • DVI (только видео без сжатия). Возможно HDCP.
  • DisplayPort (видео и аудио без сжатия). Поддерживает DPCP, планируется как улучшенная полная замена HDMI.
  • DVB-ASI — для передачи транспортного потока MPEG-TS

Примечания

Литература

Ссылки

wiki.sc

Что такое цифровое видео?

Существует два вида видео — цифровое и аналоговое. Сейчас мы рассмотрим, цифровое видео, из чего оно состоит, как построено.

Разобьём общеизвестное понятие «цифровое видео» на составляющие, чтобы точно определить, что же это такое на самом деле. Итак по порядку:

1. Пиксели

Цифровое изображение, как правило, состоит из пикселей. Чем их больше, тем (теоретически) качественнее больше и тяжелее это изображение.
Пиксель (pixel — точка) представляет собой квадратный элемент на экране компьютера. Каждый пиксель имеет определенный цвет. Формат кодирования цвета в пикселе при выводе его на экран определяется текущими установками видеоадаптера компьютера.

2. Цветовой формат RGB

При выведении информации на экран компьютера обычно используется формат RGB.
По сути это комбинация трех цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) из которых строятся все остальные цвета и оттенки. Результирующий цвет варьируется в зависимости от процентного содержания каждого из трех составляющих цветов. Например: R-0 + G-255 + B-0 даст нам зеленый (G = 255), а R-255 + G-255 + B-255 дадут белый, соответственно, если все три цвета поставить в ноль, то получится чёрный цвет.

Режимы видеокарты обычно переключаются с помощью стандартных средств операционной системы. Кроме цвета задаётся разрешение экрана, т.е. «размер» изображения на экране в пикселях по горизонтали и по вертикали (наиболее часто используемые стандартные разрешения: 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024).

3. Режимов вывода изображения на экран

Режим 8 bit (1 байт на пиксель, 256 color)
Отображает 256 цветов, так называемый «палитровый режим». Цвет пикселя кодируется в виде номера в таблице (палитре) из 256 элементов. Для каждого элемента в палитре хранится его RGB содержание. Видеокарта берет значение пикселя (номер цвета в палитре, от 0 до 255) и по значению получает значения его RGB составляющих, которые и выводятся на экран.

Для видеосигнала, получаемого от чёрно-белых камер (одноканальных), возможно, этот режим и даст выигрыш в скорости, но в остальных случаях не используется.

Режим 16 bit (2 байта на пиксель, HiColor)
Отображает 65536 цветов, что обеспечивает вполне реалистичное изображение. При графических операциях пиксель (точка) кодируется всего двумя байтами, что ускоряет обработку изображения.
Этот режим обычно является лучшим для работы с несжатым видеоизображением.

Режим 24 bit (3 байта на пиксель, TrueColor)
TrueColor — это наиболее реалистичный режим. Он отображает 16581375 цветов.
Режим 32 bit (4 байта на пиксель)
Функционально режим аналогичен режиму 24 bit, но на компьютерах с поддержкой технологии MMX и с соответствующей видеокартой работает несколько быстрее.

Дисплеи компьютеров отображают цвет в формате RGB, так что изображения и видеоинформация в других форматах преобразуются в формат RGB перед выводом на экран.

4. Сжатие цифровых изображений

Сжатие графической (в том числе и видео) информации применяется с целью уменьшения занимаемого объёма при хранении и передаче такой информации.

Существует ряд способов сжатия цифрового изображения. Один из самых распространённых заключается в объединении нескольких мелких соседних элементов изображения в один. В этом случае достигается хорошая степень сжатия, но снижается качество изображения. И чем большей будет степень сжатия, тем менее подробным и более нечётким будет результирующее изображение.

Снижение качества выражается в «размывании» мелких деталей, проявления эффекта «дискретизации» закруглённых линий и границ объектов на изображении (плавные линии и границы объектов выглядят состоящими из маленьких квадратиков и «ступенек»), изменении качества цвета и т.п…

Полезными последствиями результата операции сжатия являются меньшие временные и ресурсные затраты на последующие манипуляции с таким изображением. Файлы со сжатым изображением занимают меньше места и передаются по каналам связи быстрее, чем файлы с оригинальным, несжатым изображением.
Кадры (Frames) и скорость отображения кадров (fps)

Видеофрагмент состоит из серии изображений, или кадров (frames). При последовательном выводе этих кадров на экран создаётся имитация «живого» изображения. Подобный принцип используется в кинематографии.

Для получения слитного, плавного движения без рывков, используется особенность человеческого зрения. Человеческое зрение обладает инертностью, т.е. глаз продолжает видеть предмет ещё некоторое (очень малое) время после того, как предмет переместился (или исчез из поля зрения) в другое место. Этот эффект можно наблюдать, если посмотреть на яркий предмет (например, на лампу), а затем быстро закрыть глаза. Даже с закрытыми глазами несколько секунд будет виден, постепенно меркнущий, след от яркого предмета. Таким образом, если сменять кадры на экране с достаточной скоростью, человек будет видеть следующий кадр в то время, как предыдущий ещё не «потух» окончательно. Скорость смены кадров измеряется в «кадрах за секунду» (fps – frames per second).

Для получения более-менее качественного видеоизображения «в реальном времени» достаточно просматривать видеофрагмент со скоростью не менее 16 fps. Мировым стандартом в кинематографии является 24 fps. Для видеосистем наиболее распространёнными являются значения 25 fps для видеостандарта PAL и 30 fps для видеостандарта NTSC.

Чем большее значение скорости будет установлено в настройках программы, тем более качественным и «живым» получится видеоизображение. Соответственно, количество кадров, регистрируемых системой в секунду, возрастёт и, как следствие, возрастёт нагрузка на систему в целом.

5. Стандарты аналоговых видеосистем PAL и NTSC

Наиболее часто используются два стандарта — NTSC (США) и PAL (Западная Европа).

NTSC (National Television System Committee)

Стандарт разработан в США и принят для вещания в 1953 г. Кроме США вещание по этому стандарту ведётся в Канаде, Японии, Южной Корее и ряде стран американского континента. Основной недостаток стандарта — возможность появления искажений в передаче цвета. Они вызывают изменение цветового тона на экране телевизора в зависимости от яркости данного участка изображения. Например, человеческие лица на экране окрашиваются в красноватый цвет в тенях и в зеленоватый — на освещённых участках. Для уменьшения этих искажений телевизоры стандарта NTSC оснащаются регуляторами цветового тона «TINT CONTROL». Этот регулятор позволяет добиться более естественной окраски деталей с какой-то одной яркостью, однако искажения цветового тона более ярких или более темных участков изображения при этом даже возрастают.

Разрешения стандарта NTSC: 320×240, 640×240, 640×480

PAL (Phase Alternation Line)

Стандарт разработан фирмой Telefunken (ФРГ) в 1962—1966 г.г. Телевизионное вещание в этом стандарте ведётся в большинстве стран Западной Европы, в Австралии и ряде стран Азии и Африки. По сути, стандарт PAL представляет собой усовершенствованный вариант стандарта NTSC.

PAL использует метод добавления цвета к телевизионному сигналу чёрного и белого цветов. Создаёт на экране 625 строк с частотой 25 кадров в секунду. Система менее чувствительна к фазовым искажениям, чем NTSC, но в то же время в телеприёмнике происходит усреднение сигналов цветности в двух соседних строках, что приводит к понижению вертикальной четкости цветовой составляющей.

Разрешения стандарта PAL: 384×288, 768×288, 768×576

6. Чересстрочное (Interlaced) видеоизображение

Режимы 768×576 для стандарта PAL и 640×480 для стандарта NTSC представляют собой телевизионный стандарт (стандарт разделённых по времени полукадров или «чересстрочная развертка», Interlaced).

В режимах 640×480 для NTSC и 768×576 для PAL кадр разделяется на два полукадра. Второй полукадр снимается следом за первым и содержит снимок следующего момента времени того же изображения, смещённого построчно – то есть каждая строка второго полукадра располагается между строками первого. Из этих кадров впоследствии собирается целый кадр с вертикальным разрешением вдвое большего стандартного и, за счёт этого, лучшего качества. Работая с полукадрами, электронный луч в первый проход рисует все нечётные строки первого (нечётного) полукадра, затем возвращается в начало и рисует все чётные строки второго (чётного) полукадра.

Данные режимы применимы только в том случае, когда захватываемое изображение статично (т.е. в снимаемой сцене нет быстрого движения). В противном случае появляются специфические искажения за счёт того, что второй кадр «снимается» позже первого.

7. Ключевые кадры и операция дельта-сжатия

Операция дельта-сжатия представляет последовательность кадров видеофрагмента следующим образом:

Допустим, требуется произвести операцию дельта-сжатия для некоторого видеофрагмента.

Из оригинального видеофрагмента выбирается некий базовый кадр (допустим, первый). Этот кадр сохраняется в результирующем видеофрагменте без изменений и называется ключевым кадром.

Следующий за ним кадр (второй) после дельта-сжатия будет содержать не полное изображение второго оригинального кадра, а только изображение отличий второго кадра от первого. Такой кадр называется дельта-кадром.

Следующий (третий) дельта-кадр будет содержать отличия третьего оригинального кадра от второго оригинального кадра и так далее.

При воспроизведении получившегося видеофрагмента сначала показывается ключевой кадр, а затем поверх него накладываются изменения в виде серии дельта-кадров.

За третьим дельта-кадром будет находиться еще, скажем, 6 дельта-кадров, а затем — следующий ключевой кадр. Зачем он нужен? Если в силу каких-либо причин передача видеоинформации будет сопровождаться помехами, то все неточности изображения будут удалены следующим ключевым кадром.

video-practic.ru

Цифровое видео — Википедия

Цифровое видео — совокупность технологий записи, обработки, передачи и хранения изображения и звука.
Основное отличие от аналогового видео заключается в том, что видеосигнал и звук кодируются и передаются не в исходном виде, а после аналогово-цифрового преобразования в потоки видео- и звукоданных. В большинстве случаев цифровое видео подвергается компрессии для уменьшения объёма данных, предназначенных для передачи и хранения. Цифровое видео может распространяться на различных видеоносителях, посредством цифровых интерфейсов в виде потока или файлов.

Формирование потока видеоданных

Компонентное видео

Оптическое изображение формируется с помощью объектива на светочувствительной матрице видео- и телевизионных камер, телекинопроекторов, цифровых фотоаппаратов, камерафонов или планшетов, веб-камер, камер систем видеонаблюдения и других подобных устройств. С помощью различных систем производится цветоделение изображения для получения монохромных полутоновых компонент трёх основных цветов.

Преобразование цветоделённых компонент RGB в Y’CrCb

После применения гамма-коррекции сигналов R, G, B производится их преобразование для получения сигнала яркости Y’ и двух цветоразностных сигналов: R’-Y’ и B’-Y’. В соответствии с 601-й рекомендацией ITU-R применяется кодирование по следующим формулам для перевода компонентного видеосигнала в цифровую форму:

Y′=0.299⋅R′+0.587⋅G′+0.114⋅B′CR=0.713⋅(R′−Y′)CB=0.564⋅(B′−Y′){\displaystyle {\begin{aligned}Y’&=&0.299\cdot R’&+0.587\cdot G’+0.114\cdot B’\\C_{R}&=&0.713\cdot (R’&-Y’)\\C_{B}&=&0.564\cdot (B’&-Y’)\end{aligned}}}

При передаче таких сигналов, возможно восстановление исходных составляющих цветов: красной (R), синей (B) и зелёной (G), которые используются в большинстве систем отображения видеоинформации, например в мониторах.

Уровни видео

Полученные компоненты Y’, Cr, Cb квантуются с разрядностью 8 или 10 бит. Однако не все уровни используются для передачи сигналов яркости. Например, для 8 битного кодирования из 256 доступных уровней только 220 используются для передачи сигнала яркости (диапазон 16-235), а остальные — для сигналов синхронизации. При 10-битном кодировании — используется 877 уровней. Для цветовых компонент используется только 225 уровней в 8-битной системе и только 897 дискретных уровней видео в 10-битной системе.

Цветовая субдискретизация

Форматы цветовой субдискретизации

При дискретизации Y’, Cr, Cb компонент видеосигнала для сокращения скорости потока применяется так называемая цветовая субдискретизация. Если дискретизация каждого компонента производится с одинаковой частотой, такая схема будет называться 4:4:4. Однако она редко применяется на практике, из-за её избыточности. Для цифровых видеостандартов принято базовое соотношение 4:2:2, которое означает, что цветоразностные компоненты Cr, Cb передаются с горизонтальной чёткостью, в два раза меньшей чёткости яркостного сигнала, потому что человеческий глаз более чувствителен к изменению яркости, чем цвета. При этом частота дискретизации для яркостного сигнала Y’ устанавливается равной 13,5 Мегагерц, что в два раза больше, чем для цветоразностных сигналов Cr и Cb — 6,75 Мегагерц.

В целях дальнейшего сокращения избыточности сигналов цветности применяются схемы с соотношением 4:2:0 и 4:1:1. В последнем случае горизонтальная чёткость цветоразностных сигналов снижается до четверти от полного разрешения сигнала яркости. Оба варианта 4:1:1 и 4:2:0 вдвое сокращают пропускную способность по сравнению с представлением без субдискретизации.

Для сигналов ТВЧ согласно части II Рекомендации ITU-R 709-3 установлены частоты дискретизации сигналов яркости 74,25 МГц и цветности 37,125 МГц.

Стандарты разложения

Основные стандарты разложения

Стандарты разложения цифрового видео определяют следующие параметры:

  • количество видимых строк. Для записи и передачи цифрового видео, также как и аналогового, применяют разложение его на отдельные строки, то есть последовательное сканирование и передача элементов каждой горизонтальной строки. Для видео и телевидения стандартной чёткости эти значения равны 480 или 576 строк, с повышенной четкостью — 720. Для видео высокой чёткости (англ. HD) — 1080.
  • режим развёртки («p» или «i»). Для сокращения передаваемого потока вдвое применяется чересстрочная развёртка, при которой каждый кадр передается двумя последовательными полукадрами — полями. Поле состоит из телевизионных строк. Одно поле содержит чётные строки, второе — нечётные. Такой режим развёртки обозначается значком «i» от англ. interlace. Такой режим был разработан в эпоху аналогового телевидения, когда не было возможности передавать сигналы с широкой полосой пропускания. Также первые цифровые форматы и даже HD использовали этот режим для уменьшения видеопотока. Недостатком такого режима является наличие эффекта «гребёнки» на движущихся объектах при воспроизведении на устройствах отображения с прогрессивной (построчной) развёрткой, для устранения которого применяют деинтерлейсинг. При построчной передаче всего кадра таких проблем не возникает, однако ширина полосы пропускания или поток такого видеосигнала будет вдвое большими. При прогрессивной развертке частоты дискретизации для схемы 4:2:2 будут равными для Y’ — 27 МГц, для Сr/Сb — 13,5 МГц.
  • частота кадров — частота смены кадров за единицу времени, как правило, за секунду. Из-за различных стандартов, принятых в разных странах, в телевизионном вещании, кино и видео производстве появилось значительное число различных стандартов, которые могут частично или полностью поддерживать различные видеоустройства. Основными являются:
    • на основе форматов семейства PAL: 50i, 25p, 50p
    • на основе форматов семейства NTSC: 60i, 29.97p, 30p, 59.94p, 60p
    • киноформаты: 23.98p, 24p

Также немаловажным параметром является соотношение сторон кадра видеоизображения. Типичными форматами для видео являются стандартный 4:3 (1,33:1) или широкоэкранный — 16:9 (1,77:1). Широкоэкранный режим иногда записывается на видео со сжатием по горизонтали до 4:3, а при воспроизведении растягивается. Такая технология называется цифровым анаморфированием и при записи широкоэкранных фильмов дает возможность более эффективно использовать кадр телевидения стандартной четкости. Корректное отображение закодированного формата обеспечивается его автоматическим распознаванием при помощи служебного бита AR (англ. Aspect Ratio) и пакетов WSS (англ. Wide Screen Signaling) или AFD (англ. Active Format Description)[1]. Вся эта информация о формате изображения и расположении экранных каше (англ. Bar Data) передаётся в 23-й строке кадрового гасящего импульса видеопотока[2][3].

Форматы цифрового кодирования и сжатия

Видеопоток

Видеопоток — это временна́я последовательность кадров определённого формата, закодированная в битовый поток. Скорость передачи несжатого видеопотока с чересстрочной разверткой разрядностью 10 бит и цветовой субдискретизацией 4:2:2 стандартной четкости будет составлять 270 Мбит/с. Такой поток получается если сложить произведения частоты дискретизации на разрядность каждой компоненты: 10 × 13,5 + 10 × 6,75 × 2 = 270 Мбит/с. Однако, расчет размера получаемого файла, содержащего несжатый видеопоток, производится несколько иначе. Сохраняется только активная часть строки видеосигнала. Для представления в пространстве Y’, Cr, Cb рассчитываются следующие составляющие:

  • количество пикселей в кадре для яркостной компоненты = 720 × 576 = 414 720
  • количество пикселей в кадре для каждой цветностной компоненты = 360 × 576 = 207 360
  • число битов в кадре = 10 × 414 720 + 10 × 207 360 × 2 = 8294400 = 8,29 Мбит
  • скорость передачи данных (BR) = 8,29 × 25 = 207,36 Мбит / сек
  • размер видео = 207,36 Мбит / сек * 3600 сек = 746 496 Мбит = 93 312 Мбайт = 93,31 Гбайт = 86,9 ГиБ

Расчёт скорости передачи данных:

Для формата 4:2:2 
 BR = BD × (W + 0,5 × W × 2) × H × FR = BD × 2 × W × H × FR
Для формата 4:1:1
 BR = BD × (W + 0,25 × W × 2) × H × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:2:0
 BR = BD × (W × H + 0,5 × W × 0,5 × H × 2) × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:4:4
 BR = BD × 3 × W × H × FR 

BR - скорость передачи данных, бит/с, 
W и H - ширина и высота кадра в пикселях, 
BD - разрядность для каждой компоненты, бит на пиксель
FR - кадровая частота, кадров/с

В таблице приведены скорость передачи несжатого видеопотока и размер требуемого пространства для часовой записи наиболее распространенных стандартов.

Скорость передачи несжатого видеопотока
Размер кадра
(пикселей)
Глубина
цвета(бит)
Дискретизация Кадровая
частота (Гц)
Битрейт
(Мбит/с)
Требуемая
ёмкость (ГиБ/час)
720 × 576 10 4:2:2 25 207 86.9
720 × 576 8 4:1:1, 4:2:0 25 124 52.1
1280 × 720 8 4:2:2 25 369 154.5
1280 × 720 8 4:2:2 50 737 309
1280 × 720 10 4:2:2 25 461 193.1
1920 × 1080 10 4:2:2 25 1037 434.5

Видеокомпрессия

Из-за относительно высокой скорости передачи несжатого видеопотока широко используются алгоритмы видеокомпрессии. Видеокомпрессия позволяет сократить избыточность видеоданных и уменьшить передаваемый поток, что позволит передавать видео по каналам связи с меньшей пропускной способностью или сохранять видеофайлы на носителях с меньшей ёмкостью.

Форматы цифровой видеозаписи

Следующая таблица показывает характеристики большинства видеоформатов и типов применяемой субдискретизации цветоразностных компонент, а также другие связанные с ними параметры, такие как скорость передачи данных и степень сжатия.

Форматы стандартной чёткости (SD)
Формат Владелец Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
DV/MiniDV Несколько 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 25 Panasonic 4:1:1 8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 50 Panasonic 4:2:2 8 бит 50 ДКП 3,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCAM Sony 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Digital Betacam Sony 4:2:2 10 бит 90 ДКП 2,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Betacam SX Sony 4:2:2 10 бит 18/170 MPEG-2 10:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
MPEG IMX Sony 4:2:2 8 бит 30
40
50
MPEG-2 [email protected] 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)
XDCAM Sony 4:2:0/4:1:1
4:2:2
8 бит 30
40
50
MPEG-2 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)

HD видео

Форматы высокой чёткости (High-Definition)
Формат Владелец Год выпуска Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
HDCAM Sony 1997 3:1:1 8 бит 144 ДКП 7:1 1440×1080
DVCPRO 100 Panasonic 2000 4:2:2 8 бит 100 ДКП 6,7:1 1440×1080
960×720
HDCAM SR Sony 2003 4:2:2
4:4:4
10 бит 440
880
MPEG-4 4,2:1
2,7:1
1920×1080
HDV Sony JVC Canon 2003 4:2:0 8 бит 19/25 MPEG-2 18:1 1440×1080
1920×1080
1280×720
XDCAM HD Sony 2005 4:2:0 8 бит 18/35 MPEG-2 [email protected]/HL 1440×1080
1280×720
AVCHD Panasonic Sony 2006 4:2:0 8 бит 18/24 H.264/MPEG-4 1440×1080
1920×1080
1280×720
ProRes 422 Apple 2007 4:2:2 10 бит 147/220 ДКП 1920×1080
AVC-Intra 100 Panasonic 2007 4:2:2 10 бит 100 H.264/MPEG-4 1920×1080
AVC-Intra 50 Panasonic 2007 4:2:0 10 бит 50 H.264/MPEG-4 1440×1080
1280×720
Dirac Pro (VC-2) BBC Research 2008 4:2:2 10 бит 50/165 Вейвлет 1920×1080
DNxHD (VC-3) Avid 2008 4:2:2 10 бит
8 бит
220
36/145
ДКП 1920×1080
1280×720
XDCAM HD422 Sony 2008 4:2:2 8 бит 50 MPEG-2 [email protected] 16,5:1 1920×1080
1280×720
CineForm (VC-5) CineForm Inc 2001-2012 4:2:2
4:4:4
10 бит
12 бит
-/320 Вейвлет 10:1 — 3.5:1 1920×1080

Цифровые видеоинтерфейсы

  • SDI и HD-SDI
  • HDMI (видео и аудио без сжатия). Обязательно HDCP.
  • IEEE 1394
  • DVI (только видео без сжатия). Возможно HDCP.
  • DisplayPort (видео и аудио без сжатия). Поддерживает DPCP, планируется как улучшенная полная замена HDMI.
  • DVB-ASI — для передачи транспортного потока MPEG-TS

Примечания

Литература

Ссылки

wikipedia.bio

2 Цифровое видео и его основные характеристики

 

Недостатки, присущие
аналоговому способу воспроизведения
видео, привели к разработке цифрового
видеоформата. На смену аналоговому
видео пришло цифровое.

В области
профессионального видео применяется
несколько цифровых видеоформатов: D1,
D2, Digital BetaCam и др. В отличие от аналогового
видео, качество которого падает при
копировании, каждая копия цифрового
видео идентична оригиналу. Хотя
современный видеоряд базируется на
цифровой основе, практически все цифровые
видеоформаты до сих пор в качестве
носителя исходного сигнала используют
пленку с последовательным доступом.
Поэтому большинству профессионалов в
области видео все еще привычней работать
с пленкой, чем с компьютером. Конечно,
пленка в качестве источника данных пока
еще остается более предпочтительной,
чем жесткий диск компьютера, поскольку
вмещает значительно больший объем
данных.

Но зато для цифрового
видеомонтажа использование компьютеров
дает ряд существенных преимуществ: не
только обеспечивает прямой доступ к
любому видеофрагменту (что невозможно
при работе с пленкой, поскольку к
необходимым участкам можно добраться
лишь последовательно просматривая
видеоматериал), но и предполагает широкие
возможности обработки изображения
(редактирование, сжатие). Это достаточно
веские причины для перехода видеопроизводства
с традиционного оборудования на
компьютерное.

Компьютерное
цифровое видео представляет собой
последовательность цифровых изображений
и связанный с ними звук. Элементы видео
хранятся в цифровом формате.

Существует множество способов захвата,
хранения и воспроизведения видео на
компьютере. С появлением компьютерного
цифрового видео стали стихийно возникать
самые разнообразные форматы представления
видеоданных, что поначалу привело к
некоторой путанице и вызвало проблемы
совместимости. Однако в последние годы
благодаря усилиям Международной
организации по стандартизации (ISO —
International Standards Organisation) выработаны единые
стандарты на форматы видеоданных.

Для создания цифрового
представления видеоизображения
применяется следующая процедура.
Аналоговые сигналы от видеоисточников,
например, с камеры, преобразуются перед
оцифровкой в цветовую систему YUV или в
аналогичное цветовое представление.
Затем полученный видеосигнал преобразуется
в цифровую форму при помощи специального
устройства, называемого «аналого-цифровой
преобразователь» (АЦП, ADC — Analog-to-Digital
Converter). Результат этого преобразования
представляет собой последовательность
байтов, кодирующих цвет каждого пикселя
в кадре изображения. Объединение
информации о каждом кадре формирует
поток данных, полностью описывающих
видеофрагмент. Видео- изображение в
таком представлении можно в дальнейшем
обрабатывать, хранить или передавать
неограниченное число раз.

Для того чтобы
просмотреть цифровое видеоизображение,
необходимо преобразовать цифровую
информацию обратно в аналоговую форму.
Данную процедуру осуществляет
цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП,
DAC — Digital-to-Analog Converter). ЦАП формирует
необходимый аналоговый видеосигнал,
который воспринимается видеомонитором
или телевизором, что позволяет осуществить
просмотр видеофрагмента.

 

Цифровое видео
характеризуются четырьмя основными
величинами: частота кадра, экранное
разрешение, глубина цвета и качество
изображения /27/.

Частота кадра.
Стандартная скорость воспроизведения
видеосигнала — 30 кадров/с (для кино этот
показатель составляет 24 кадра/с). Каждый
кадр состоит из определенного количества
строк, которые прорисовываются не
последовательно, а через одну, в результате
чего получается два полукадра. Поэтому
каждая секунда аналогового видеосигнала
состоит из 60 полукадров. Такой процесс
называется interlaced видео.

В мониторе компьютера
для прорисовки экрана использован метод
«прогрессивного сканирования»,
при котором строки кадра формируются
последовательно, сверху вниз, а полный
кадр прорисовывается 30 раз каждую
секунду. Подобный метод получил название
non-interlaced видео. В этом заключается
основное отличие между компьютерным и
телевизионным методом формирования
видеосигнала.

Глубина цвета.
Этот показатель является комплексным
и определяет количество цветов,
одновременно отображаемых на экране
/27/. Компьютеры обрабатывают цвет в
RGB-формате (красный-зеленый-синий), в то
время как видео использует и другие
методы. Одна из наиболее распространенных
моделей цветности для видеоформатов —
YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть
представлена разными уровнями глубины
цвета (максимального количества цветов).

Для цветовой модели
RGB обычно характерны следующие режимы
глубины цвета: 8 бит/пиксел (256 цветов),
16 бит/пиксел (65 535 цветов) и 24 бит/пиксел
(16,7 млн цветов). Для модели YUV применяются
режимы: 7 бит/пиксел (4:1:1 или 4:2:2, примерно
2 млн цветов), и 8 бит/пиксел (4:4:4, примерно
16 млн цветов) /27/.

Экранное разрешение
или, другими словами, количество точек,
из которых состоит изображение на
экране. Мониторы PC и Macintosh обычно
рассчитаны на базовое разрешение в 640
на 480 точек (пикселей), но прямой связи
между разрешением аналогового видео и
компьютерного дисплея нет /27/.

Стандартный аналоговый
видеосигнал дает полноэкранное
изображение без ограничений размера,
присущих компьютерному видео. Телевизионный
стандарт NTSC (National Television Standards Committee),
мспользуемый в Северной Америке и
Японии, предусматривает разрешение 768
на 484. Стандарт PAL (Phase Alternative), распространенный
в Европе, имеет несколько большее
разрешение — 768 на 576 точек.

Разрешение аналогового
и компьютерного видео различается,
поэтому при преобразовании аналогового
видео в цифровой формат может
масштабироваться изображение, что
приводит к потере качества.

Качество
видеоизображения

— наиболее важная характеристика.
Требования к качеству зависят от
конкретной задачи. Иногда достаточно,
чтобы картинка была размером в четверть
экрана с палитрой из 256 цветов (8 бит),
при скорости воспроизведения 15 кадров/с.
В других случаях требуется полноэкранное
видео (768 на 576) с палитрой в 16,7 млн цветов
(24 бит) и полной кадровой разверткой (24
или 30 кадров/с).

Нелинейный
видеомонтаж.
Использование
анимационных и видеоконтроллеров
позволяет воспроизводить цифровое
видео в режиме реального времени
непосредственно с диска компьютера.
Система нелинейного монтажа состоит
из компьютера, в который вставлены
специальные платы и видеомагнитофона.
С видеомагнитофона видео и звук
записываются на жесткий диск компьютера,
при этом они оцифровываются и сжимаются.
С помощью монтажных программ можно
склеивать и вырезать различные фрагменты,
менять их порядок, добавлять различные
эффекты в места склеек, накладывать
титры, графику, менять звуковые дорожки
и т.д. По окончании монтажа готовый ролик
записывается на видеокассету.

 

studfile.net

Цифровое видео — Википедия

Цифровое видео — совокупность технологий записи, обработки, передачи и хранения изображения и звука.
Основное отличие от аналогового видео заключается в том, что видеосигнал и звук кодируются и передаются не в исходном виде, а после аналогово-цифрового преобразования в потоки видео- и звукоданных. В большинстве случаев цифровое видео подвергается компрессии для уменьшения объёма данных, предназначенных для передачи и хранения. Цифровое видео может распространяться на различных видеоносителях, посредством цифровых интерфейсов в виде потока или файлов.

Формирование потока видеоданных

Компонентное видео

Оптическое изображение формируется с помощью объектива на светочувствительной матрице видео- и телевизионных камер, телекинопроекторов, цифровых фотоаппаратов, камерафонов или планшетов, веб-камер, камер систем видеонаблюдения и других подобных устройств. С помощью различных систем производится цветоделение изображения для получения монохромных полутоновых компонент трёх основных цветов.

Преобразование цветоделённых компонент RGB в Y’CrCb

После применения гамма-коррекции сигналов R, G, B производится их преобразование для получения сигнала яркости Y’ и двух цветоразностных сигналов: R’-Y’ и B’-Y’. В соответствии с 601-й рекомендацией ITU-R применяется кодирование по следующим формулам для перевода компонентного видеосигнала в цифровую форму:

Y′=0.299⋅R′+0.587⋅G′+0.114⋅B′CR=0.713⋅(R′−Y′)CB=0.564⋅(B′−Y′){\displaystyle {\begin{aligned}Y’&=&0.299\cdot R’&+0.587\cdot G’+0.114\cdot B’\\C_{R}&=&0.713\cdot (R’&-Y’)\\C_{B}&=&0.564\cdot (B’&-Y’)\end{aligned}}}

При передаче таких сигналов, возможно восстановление исходных составляющих цветов: красной (R), синей (B) и зелёной (G), которые используются в большинстве систем отображения видеоинформации, например в мониторах.

Уровни видео

Полученные компоненты Y’, Cr, Cb квантуются с разрядностью 8 или 10 бит. Однако не все уровни используются для передачи сигналов яркости. Например, для 8 битного кодирования из 256 доступных уровней только 220 используются для передачи сигнала яркости (диапазон 16-235), а остальные — для сигналов синхронизации. При 10-битном кодировании — используется 877 уровней. Для цветовых компонент используется только 225 уровней в 8-битной системе и только 897 дискретных уровней видео в 10-битной системе.

Цветовая субдискретизация

{\begin{aligned}Y Форматы цветовой субдискретизации

При дискретизации Y’, Cr, Cb компонент видеосигнала для сокращения скорости потока применяется так называемая цветовая субдискретизация. Если дискретизация каждого компонента производится с одинаковой частотой, такая схема будет называться 4:4:4. Однако она редко применяется на практике, из-за её избыточности. Для цифровых видеостандартов принято базовое соотношение 4:2:2, которое означает, что цветоразностные компоненты Cr, Cb передаются с горизонтальной чёткостью, в два раза меньшей чёткости яркостного сигнала, потому что человеческий глаз более чувствителен к изменению яркости, чем цвета. При этом частота дискретизации для яркостного сигнала Y’ устанавливается равной 13,5 Мегагерц, что в два раза больше, чем для цветоразностных сигналов Cr и Cb — 6,75 Мегагерц.

В целях дальнейшего сокращения избыточности сигналов цветности применяются схемы с соотношением 4:2:0 и 4:1:1. В последнем случае горизонтальная чёткость цветоразностных сигналов снижается до четверти от полного разрешения сигнала яркости. Оба варианта 4:1:1 и 4:2:0 вдвое сокращают пропускную способность по сравнению с представлением без субдискретизации.

Для сигналов ТВЧ согласно части II Рекомендации ITU-R 709-3 установлены частоты дискретизации сигналов яркости 74,25 МГц и цветности 37,125 МГц.

Видео по теме

Стандарты разложения

{\begin{aligned}Y Основные стандарты разложения

Стандарты разложения цифрового видео определяют следующие параметры:

  • количество видимых строк. Для записи и передачи цифрового видео, также как и аналогового, применяют разложение его на отдельные строки, то есть последовательное сканирование и передача элементов каждой горизонтальной строки. Для видео и телевидения стандартной чёткости эти значения равны 480 или 576 строк, с повышенной четкостью — 720. Для видео высокой чёткости (англ. HD) — 1080.
  • режим развёртки («p» или «i»). Для сокращения передаваемого потока вдвое применяется чересстрочная развёртка, при которой каждый кадр передается двумя последовательными полукадрами — полями. Поле состоит из телевизионных строк. Одно поле содержит чётные строки, второе — нечётные. Такой режим развёртки обозначается значком «i» от англ. interlace. Такой режим был разработан в эпоху аналогового телевидения, когда не было возможности передавать сигналы с широкой полосой пропускания. Также первые цифровые форматы и даже HD использовали этот режим для уменьшения видеопотока. Недостатком такого режима является наличие эффекта «гребёнки» на движущихся объектах при воспроизведении на устройствах отображения с прогрессивной (построчной) развёрткой, для устранения которого применяют деинтерлейсинг. При построчной передаче всего кадра таких проблем не возникает, однако ширина полосы пропускания или поток такого видеосигнала будет вдвое большими. При прогрессивной развертке частоты дискретизации для схемы 4:2:2 будут равными для Y’ — 27 МГц, для Сr/Сb — 13,5 МГц.
  • частота кадров — частота смены кадров за единицу времени, как правило, за секунду. Из-за различных стандартов, принятых в разных странах, в телевизионном вещании, кино и видео производстве появилось значительное число различных стандартов, которые могут частично или полностью поддерживать различные видеоустройства. Основными являются:
    • на основе форматов семейства PAL: 25i, 25p, 50p
    • на основе форматов семейства NTSC: 29.97i, 30i, 29.97p, 30p, 59.94p, 60p
    • киноформаты: 23.98p, 24p

Также немаловажным параметром является соотношение сторон кадра видеоизображения. Типичными форматами для видео являются стандартный 4:3 (1,33:1) или широкоэкранный — 16:9 (1,77:1). Широкоэкранный режим иногда записывается на видео со сжатием по горизонтали до 4:3, а при воспроизведении растягивается. Такая технология называется цифровым анаморфированием и при записи широкоэкранных фильмов дает возможность более эффективно использовать кадр телевидения стандартной четкости. Корректное отображение закодированного формата обеспечивается его автоматическим распознаванием при помощи служебного бита AR (англ. Aspect Ratio) и пакетов WSS (англ. Wide Screen Signaling) или AFD (англ. Active Format Description)[1]. Вся эта информация о формате изображения и расположении экранных каше (англ. Bar Data) передаётся в 23-й строке кадрового гасящего импульса видеопотока[2][3].

Форматы цифрового кодирования и сжатия

Видеопоток

Видеопоток — это временна́я последовательность кадров определенного формата, закодированная в битовый поток. Скорость передачи несжатого видеопотока с чересстрочной разверткой разрядностью 10 бит и цветовой субдискретизацией 4:2:2 стандартной четкости будет составлять 270 Мбит/с. Такой поток получается если сложить произведения частоты дискретизации на разрядность каждой компоненты: 10 × 13,5 + 10 × 6,75 × 2 = 270 Мбит/с. Однако, расчет размера получаемого файла, содержащего несжатый видеопоток, производится несколько иначе. Сохраняется только активная часть строки видеосигнала. Для представления в пространстве Y’, Cr, Cb рассчитываются следующие составляющие:

  • количество пикселей в кадре для яркостной компоненты = 720 × 576 = 414 720
  • количество пикселей в кадре для каждой цветностной компоненты = 360 × 576 = 207 360
  • число битов в кадре = 10 × 414 720 + 10 × 207 360 × 2 = 8294400 = 8,29 Мбит
  • скорость передачи данных (BR) = 8,29 × 25 = 207,36 Мбит / сек
  • размер видео = 207,36 Мбит / сек * 3600 сек = 746 496 Мбит = 93 312 Мбайт = 93,31 Гбайт = 86,9 ГиБ

Расчёт скорости передачи данных:

Для формата 4:2:2 
 BR = BD × (W + 0,5 × W × 2) × H × FR = BD × 2 × W × H × FR
Для формата 4:1:1
 BR = BD × (W + 0,25 × W × 2) × H × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:2:0
 BR = BD × (W × H + 0,5 × W × 0,5 × H × 2) × FR = BD × 1,5 × W × H × FR
Для формата 4:4:4
 BR = BD × 3 × W × H × FR 

BR - скорость передачи данных, бит/с, 
W и H - ширина и высота кадра в пикселях, 
BD - разрядность для каждой компоненты, бит на пиксель
FR - кадровая частота, кадров/с

В таблице приведены скорость передачи несжатого видеопотока и размер требуемого пространства для часовой записи наиболее распространенных стандартов.

Скорость передачи несжатого видеопотока
Размер кадра
(пикселей)
Глубина
цвета(бит)
Дискретизация Кадровая
частота (Гц)
Битрейт
(Мбит/с)
Требуемая
ёмкость (ГиБ/час)
720 × 576 10 4:2:2 25 207 86.9
720 × 576 8 4:1:1, 4:2:0 25 124 52.1
1280 × 720 8 4:2:2 25 369 154.5
1280 × 720 8 4:2:2 50 737 309
1280 × 720 10 4:2:2 25 461 193.1
1920 × 1080 10 4:2:2 25 1037 434.5

Видеокомпрессия

Из-за относительно высокой скорости передачи несжатого видеопотока широко используются алгоритмы видеокомпрессии. Видеокомпрессия позволяет сократить избыточность видеоданных и уменьшить передаваемый поток, что позволит передавать видео по каналам связи с меньшей пропускной способностью или сохранять видеофайлы на носителях с меньшей ёмкостью.

Форматы цифровой видеозаписи

Следующая таблица показывает характеристики большинства видеоформатов и типов применяемой субдискретизации цветоразностных компонент, а также другие связанные с ними параметры, такие как скорость передачи данных и степень сжатия.

Форматы стандартной чёткости (SD)
Формат Владелец Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
DV/MiniDV Несколько 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 25 Panasonic 4:1:1 8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCPRO 50 Panasonic 4:2:2 8 бит 50 ДКП 3,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
DVCAM Sony 4:2:0 (PAL)
4:1:1 (NTSC)
8 бит 25 ДКП 5:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Digital Betacam Sony 4:2:2 10 бит 90 ДКП 2,3:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
Betacam SX Sony 4:2:2 10 бит 18/170 MPEG-2 10:1 720×576(PAL)
720×480(NTSC)
MPEG IMX Sony 4:2:2 8 бит 30
40
50
MPEG-2 [email protected] 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)
XDCAM Sony 4:2:0/4:1:1
4:2:2
8 бит 30
40
50
MPEG-2 6:1
4:1
3,3:1
720×576(PAL)
720×480(NTSC)

HD видео

Форматы высокой чёткости (High-Definition)
Формат Владелец Год выпуска Дискретизация Глубина
цвета
Битрейт
(Мбит/с)
Тип компрессии Степень
сжатия
Размер кадра
(пикселей)
HDCAM Sony 1997 3:1:1 8 бит 144 ДКП 7:1 1440×1080
DVCPRO 100 Panasonic 2000 4:2:2 8 бит 100 ДКП 6,7:1 1440×1080
960×720
HDCAM SR Sony 2003 4:2:2
4:4:4
10 бит 440
880
MPEG-4 4,2:1
2,7:1
1920×1080
HDV Sony JVC Canon 2003 4:2:0 8 бит 19/25 MPEG-2 18:1 1440×1080
1920×1080
1280×720
XDCAM HD Sony 2005 4:2:0 8 бит 18/35 MPEG-2 [email protected]/HL 1440×1080
1280×720
AVCHD Panasonic Sony 2006 4:2:0 8 бит 18/24 H.264/MPEG-4 1440×1080
1920×1080
1280×720
ProRes 422 Apple 2007 4:2:2 10 бит 147/220 ДКП 1920×1080
AVC-Intra 100 Panasonic 2007 4:2:2 10 бит 100 H.264/MPEG-4 1920×1080
AVC-Intra 50 Panasonic 2007 4:2:0 10 бит 50 H.264/MPEG-4 1440×1080
1280×720
Dirac Pro (VC-2) BBC Research 2008 4:2:2 10 бит 50/165 Вейвлет 1920×1080
DNxHD (VC-3) Avid 2008 4:2:2 10 бит
8 бит
220
36/145
ДКП 1920×1080
1280×720
XDCAM HD422 Sony 2008 4:2:2 8 бит 50 MPEG-2 [email protected] 16,5:1 1920×1080
1280×720
CineForm (VC-5) CineForm Inc 2001-2012 4:2:2
4:4:4
10 бит
12 бит
-/320 Вейвлет 10:1 — 3.5:1 1920×1080

Цифровые видеоинтерфейсы

  • SDI и HD-SDI
  • HDMI (видео и аудио без сжатия). Обязательно HDCP.
  • IEEE 1394
  • DVI (только видео без сжатия). Возможно HDCP.
  • DisplayPort (видео и аудио без сжатия). Поддерживает DPCP, планируется как улучшенная полная замена HDMI.
  • DVB-ASI — для передачи транспортного потока MPEG-TS

Примечания

Литература

Ссылки

wiki2.red

Путеводитель в Цифровое видео

  1. Выбор видеокамеры
  2. Основные правила съемки
  3. Захват и обработка видео
  4. Монтаж. Основы для начинающих
  5. Создание спецэффектов (композитинг)
  6. Вывод готового фильма, перекодирование
  7. Обработка видео с использованием технологии NVIDIA CUDA (New!)
  8. Глоссарий терминов
  9. ЧаВо — Часто задаваемые Вопросы
  10. Формат AVCHD — вопросы и ответы
  11. Цифровое видеонаблюдение

Редакция часто получает письма примерно следующего содержания: Подскажите, пожалуйста, почему при захвате с моей камеры я вижу на экране монитора какие-то горизонтальные полоски?«. Или: »Имеет ли мне смысл установить новую версию видеоредактора, с помощью которой я смогу создавать фильмы с высоким разрешением? И можно ли выжать из моей miniDV камеры такое разрешение? А если я буду захватывать не через iLink, а с помощью видеошнура, подключив его ко входу моей видеокарты, количество деталей в видео увеличится?«. »Задай мне вопрос, и я скажу, кто ты» — это перефразированное изречение работает здесь на все 100%. Если первый вопрос совершенно невинен, и говорит лишь о недостаточной информированности автора в области особенностей форматов видео, то настырность автора №2 выдает полное его нежелание что-либо изучать и знать, собственными ошибками упорно набивая себе шишки. Самый же распространенный тип писем просто сбивает с толку: «Приобрел камеру, съездили на отдых, где я заснял около четырех кассет. А что дальше, не подскажете?» Подсказать-то нетрудно. Если, конечно, у слушателя найдется пара суток чистого времени, а под рукой — все необходимые аппаратно-программные принадлежности, на примере которых мы станем подсказывать.Конечно, вы понимаете, что такое просто невозможно. Давайте пожалеем свои головы, и поучимся на чужом опыте, шаг за шагом изучив тонкости индустрии Цифрового видео.

P.S. Ссылки на статьи, опубликованные ранее, либо не вошедшие в Путеводитель, но отвечающие на поставленные здесь вопросы, вы можете найти в Архивах статей соответствующих подрубрик Путеводителя.

1. Выбор видеокамеры

В настоящее время на рынке представлено более сотни моделей любительских видеокамер, и цель статей, представленных в этой теме — помочь начинающим видеолюбителям, не слишком углубляясь в теорию, выбрать лучшую для его круга задач видеокамеру за наименьшие деньги. Читать…

— использование цифровой фотокамеры для видеосъемки

Использование цифровой фотокамеры в качестве видеокамеры… Фраза, вызывающая восторг и оптимизм у одних, и снисходительную улыбку, а то и презрительную усмешку — у других. Попробуем разобраться, что же это такое — дополнительная функция, позволяющая полностью отказаться от использования «отдельной» видеокамеры, или совершенно бесполезная игрушка, происки маркетологов. Читать…

— выбор аксессуаров

Как правило, производитель любой видеокамеры старается что-то «недовложить» в коробку. Цель очевидна: желание дополнительного заработка на продаже фирменных аксессуаров, без которых невозможно полноценное использование аппарата. Ну а как иначе можно трактовать тот факт, что в комплекте с видеокамерой поставляется аккумулятор, позволяющий вести съемку не более получаса? А отсутствие в коробке соединительного кабеля, кассет, дисков? Все это придется покупать самостоятельно, и вероятность наткнуться на подделку здесь очень высока. Читать…

2. Основные правила съемки

Давайте проведем эксперимент. Представьте себе, что ваша голова — это видеокамера. Соответственно, глаза — объективы. Направьте взгляд на любой объект. А теперь, зафиксировав положение глаз, начинайте энергично мотать и вертеть головой в разные стороны, вверх-вниз, влево-вправо, по кругу… И снова влево-вправо, вверх-вниз… Восхищены? Неужели нет? Так почему же вы думаете, что зрителю понравится наблюдать такую карусель на экране телевизора? Вывод: камеру нужно держать двумя руками, не дыша и не двигаясь. А лучше — совсем не касаться аппарата, штатив-то и пульт ДУ для камеры не зря изобрели. Читать…

— хранение видео

Итак, имеем целью сохранить на долгие годы снятые и/или обработанные материалы в как можно лучшем качестве (а то и вовсе в оригинале). Каждому ясно, что срок такого хранения будет зависеть в первую очередь от выбранного носителя. Стоимость хранения также впрямую связана с выбором. Что надежней и вместе с тем выгодней: DVD-диски, miniDV кассеты, жесткий диск компьютера? А может, существуют еще какие-то варианты? Обсуждение в Конференции…

3. Захват и обработка видео

Почти все программы редактирования видео и даже DVD-авторинга имеют функцию захвата. Какие-то из них работают только с цифровыми устройствами, какие-то не гнушаются захватывать и аналоговый сигнал. Однако, кроме собственно программы, для захвата цифрового видео требуется еще одна малость: плата IEEE1394 и специальный кабель. Читать…

— оборудование для захвата и обработки видео

Если в теме, рассмотренной выше, все кажется предельно простым и ясным (цифровая видеокамера -> IEEE1394 -> ПК), то в случае с оцифровкой аналогового сигнала дело обстоит совершенно иначе. Под источником аналогового сигнала можно понимать любой прибор, воспроизводящий телевизионный сигнал с параметрами, соответствующими утвержденным стандартам. Для того, чтобы оцифровать этот сигнал, превратить его в поток нулей и единиц, требуется специальное устройство. Читать…

— оцифровка 8-мм кинопленок

Несмотря на то, что снимать 8-ми миллиметровыми (8 мм и Супер 8 мм) кинокамерами прекратили еще в 80-90 годы прошлого века, интерес к оцифровке накопленных за несколько десятилетий домашних киноархивов до сих пор не ослаб. Пусть эти кинопленки и не обладают высоким качеством изображения, зато содержат очень важную для многих, и, главное — неповторимую информацию о годах собственной юности, о людях старшего поколения, традициях и особенностях ушедших времен... Читать…

— требования к ПК

Споры по поводу выбора компьютера для видеомонтажа никогда не утихают. Что лучше: Intel или AMD, Western Digital или Seagate, Asus или Gigabyte, Cola или Pepsi — все эти вечные вопросы из года в год вызывают эмоциональнейшие дискуссии самого разного уровня во всех уголках Рунета. Принимаясь за такую щекотливую тему, чувствуешь себя канатоходцем перед выступлением — на такую тревожную, неопределенную и обманчивую стезю предстоит вступить. Читать…

Этот материал рекомендуется к прочтению в первую очередь тем пользователям, кто слабо представляет себе процесс нелинейного монтажа видео. Что означает «нелинейный», зачем с места в карьер применять неизвестные термины? Не беспокойтесь, в статье мы во всем разберемся. В отличие от простого (линейного) монтажа, когда видео переписывается непосредственно с источника, нелинейный тем и примечателен, что работа ведется с уже имеющимся на жестком диске компьютера материалом. Таким образом, трудиться можно не спеша, всегда дозволяется вернуться к тому или иному сюжету и отредактировать его заново. Читать…

Представлять, а тем более рекламировать Pinnacle Studio нет особой нужды. Так получилось (и не в последнюю очередь благодаря грамотной политике руководства компании Pinnacle), что программные продукты этой марки являются лидерами продаж на российском рынке любительского монтажа. Именно поэтому мы посвящаем Pinnacle Studio отдельную рубрику. Несложный интерфейс с интуитивно понятными элементами управления, отсутствие мудреных и оттого раздражающих настроек — вот те плюсы, которые заставляют пользователя выбирать именно этот продукт. Читать…

— семейство Adobe

Корпорация Adobe давно и успешно ведет разработку программного обеспечения для нелинейного монтажа. С недавних пор Adobe развивает свои продукты в двух направлениях, каждое их них имеет различное назначение. Так, если программа Adobe Premiere Pro позиционируется как решение для профессионалов, то Adobe Premere Elements предназначается в первую очередь для домашних пользователей. Пакеты эти различаются не только ценой, но и (само собой) функциональностью. Благодаря такому разделению, профессионал, работающий в Pro-версии, всегда уверен в результате своей работы. В свою очередь, и начинающий пользователь не почувствует себя обделенным: Elements способен реализовать любую фантазию домашнего монтажера. Читать…

Своеобразный интерфейс, оригинальный подход к построению рабочего пространства — лишь малая часть особенностей этого видеоредактора. Разработчики Sony смотрят в будущее, все их силы сосредоточены не столько на усовершенствованиях программного функционала (он и так уже хорошо отработан), сколько на поддержке самых новых и передовых форматов записи и распространения контента. Читать…

Мощный и многофункциональный комбайн, который в части поддержки новых форматов видео с легкостью утрет нос любой профессиональной монтажной программе. Надежная и быстрая работа, отсутствие ошибок в программном коде и невысокие системные требования — пожалуй, идеальный вариант для домашнего видеомонтажера. Читать…

— прочие видеоредакторы

Почему, спросите вы, двум предыдущим видеоредакторам посвящены целые рубрики, в то время, как уйма великолепных, известных и простых в освоении программ снесены в одну тему? Дело в том, что подавляющее большинство несложных любительских программ для редактирования видео являются почти точными копиями друг друга; научившись работать в одной, вы с легкостью освоите и другую. Такие программы часто называют комбайнами за то, что помимо захвата и монтажа они позволяют еще и создать диск с фильмом. Одинаково несложный подход к монтажу по принципу «step by step», типичные приемы работы, и, увы, одинаково ограниченные возможности — вот основные признаки того, что перед вами типичный любительский комбайн. Исключениями из этого «софтопарка» являются, конечно же, два великолепных образчика — Canopus Edius и SONY Vegas, которым, мы надеемся, вскоре достанутся отдельные рубрики. Читать…

— бесплатное программное обеспечение для обработки видео

Кто может быть автором бесплатной программы? Да кто угодно, от прыщавого неофита с его «Hello World!» до обезображенного интеллектом гения-одиночки. Оставим студента-кодомана наедине с его произведениями, и попытаемся понять мотивацию профессионала. Что заставляет таких людей, зачастую не имеющих времени побриться, имеющих светлейшие, гениальные мозговые клетки, тратить своё время на создание кода, которым будут пользоваться тысячи или даже миллионы пользователей по всему миру, не дав при этом ни копейки и ни цента автору? Что угодно, но только не куча свободного времени. Читать…

— работа со звуком

Вы когда-нибудь пытались смотреть фильм без звука? Удручающее впечатление, не правда ли? Особенно скучным становится такой просмотр, если на экране не происходит ничего из ряда вон выходящего, не взрываются автомобили, не рушится дом — проще говоря, отсутствует «экшн». А ведь создатели фильма затратили на озвучание своего творения немало времени и сил — почти столько же, сколько на сам монтаж. Не зря звукооператоры часто ставят себе и только себе в заслугу успех того или иного кинопроизведения: впечатление, создаваемое музыкой и звуковыми эффектами, бывает даже сильнее, чем от видеоряда. Снятые вами бытовые сценки, день рождения, отдых на курорте… Попробуйте оставить оригинальный звук без изменения, и что у вас получится? Да то же самое, что и в жизни, только еще тоскливее. Ведь вдвойне тоскливо созерцать скучный быт, находясь в точно таком же обыденном окружении. [Готовится к публикации]

5. Создание спецэффектов (композитинг)

Чаще всего любительское видео представляет собой собрание бытовых сцен, которые, будучи дорогими сердцу автора, все же не являются образцами режиссерско-операторского искусства. Как раз поэтому ваши зрители неудержимо зевают в телевизор, будучи вынужденными наблюдать первые шаги малыша, затянутую речь гида или продолжительное скучное застолье. Не мучайте себя и своих близких, безжалостно вырезайте из фильма все эпизоды, не содержащие каких-либо действий. Но это лишь полдела — оставшиеся эпизоды все равно нельзя назвать заслуживающими пристального внимания. Вот здесь-то и пригодятся специальные эффекты, уж с их-то помощью вы сумеете приковать взгляд зрителя на все время демонстрации фильма. Читать…

— фильтры, плагины и прочие программы

Те, кто уже работал в программах нелинейного монтажа, знают о существовании в них генераторов эффектов (проще говоря — фильтров). Некоторые фильтры позволяют «почистить» видео от шумов, изменить цветовые оттенки, добавить или убрать контрастность и насыщенность. Другие служат для изменения геометрии картинки, добавления или наложения дополнительных объектов, включая геометрические фигуры или надписи. Однако зачем ограничиваться скудным набором, ведь возможности видеоредактора могут быть значительно расширены за счет подключения сторонних плагинов. Основное преимущество такого плагина в том, что операцию, для которой он предназначен, можно проделать, не выходя из основной программы. Читать…

6. Вывод готового фильма, перекодирование

В зависимости от вашей конечной цели данный этап может явиться окончательным звеном во всей производственной цепочке. Так, если вам необходимо создать видео для просмотра его на iPod, достаточно будет выбрать в параметрах вывода соответствующую заготовку (предустановку, или пресет). Если же возможности выбранного вами видеоредактора не предусматривают создание видео для мобильных устройств — к вашим услугам специализированные программы-перекодировщики. Читать…

— создание DVD/Blu-ray дисков (авторинг)

Пожалуй, эту тему можно считать завершающей весь процесс создания фильма. Несмотря на все возрастающую популярность мобильных и иных форматов видео, DVD-видео по прежнему сохраняет за собой лидирующую позицию; подавляющее большинство фильмов доходит до зрителя именно в этом формате. Как же создаются все эти красивые и сложные меню, возникающие на экране телевизора и предваряющие просмотр фильма? Каким образом отмечаются начала и окончания сцен в фильмах, как делается многоканальный звук и титры на разных языках? Читать…

7. Обработка видео с использованием технологии NVIDIA CUDA

CUDA — это название архитектуры NVIDIA, созданной для реализации параллельных вычислений на графическом процессоре. Перенос сложных расчётов с центрального процессора на графический процессор, которым оборудована любая современная видеокарта Nvidia, может дать многократный прирост производительности в процедурах, где требуется долго и нудно считать. По этой причине вполне объяснима увлечённость разработчиков к этой новой архитектуре неграфических вычислений на графическом процессоре. В свою очередь, программы для работы с видео здесь особенно интересны по одной простой причине: именно обработка видео всегда требовала и требует немалых вычислительных мощностей. Читать…

8. Глоссарий терминов

Похоже, весь мир ополчился против беззащитного человека. Каждое мало-мальски приметное в мире техники (и не только) событие, новая технология, прибор — да что угодно — кроме своего определения и названия обязательно имеют еще и аббревиатуру. Эти вездесущие условные обозначения используется везде и всюду, взгляните хоть на одежную этикетку. Как ни стараешься запомнить иное буквосочетание, а все равно регулярно консультируешься с Google. Да что там аббревиатура… Иногда встречается такой неудобоваримый термин, что без глубокого знания предмета это слово невозможно запомнить в принципе! В этой рубрике мы стараемся собрать воедино те аббревиатуры и термины, которые могут встретиться вам в процессе знакомства с индустрией цифрового видео. [Готовится к публикации]

9. ЧаВо — часто задаваемые вопросы
  • «Снял видео на DVD камеру, но диск нигде, кроме камеры, не читается! Что делать?»…
  • «Как понять, какой видеокодек нужно поставить, чтобы видеофайл нормально проигрывался?»…
  • «Почему видно явное различие между видео- и киносъёмкой?»…

«Истина где-то рядом»; для того, чтобы найти отгадку, вовсе необязательно одолевать массивы информации. Попытайте счастья — вдруг здесь найдется ответ и на ваш вопрос? Читать…

10. Формат AVCHD — вопросы и ответы

Стандарт AVCHD для бытовых видеокамер, кроме собственно формата сжатия видео AVC, регламентирует обязательное использование аудиокодека AC3 (Dolby Digital) и контейнера Transport Stream (расширение файла M2TS/MTS). Несоответствие хотя бы одному параметру не позволяет называть такое видео AVCHD.

Читать…

11. Цифровое видеонаблюдение

Цифровое видеонаблюдение — тема, выходящая за привычные рамки Цифрового видео. Здесь нет и не может быть упоминания ни о монтаже, ни о способах съёмки. Основные требования, предъявляемые к системам видеонаблюдения — следить, фиксировать и докладывать. В современных системах видеонаблюдения всё чаще встречаются самые разные технологии, от захвата и записи видео до беспроводной передачи потока. В данном разделе читатель сможет найти обзоры различного оборудования для построения систем видеонаблюдения, начиная от самых недорогих, и заканчивая системами видеонаблюдения премиум-класса.

Читать…

www.ixbt.com

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *