10430-Videomontazh_-_formaty_video

Предпрофильный курс
«Видеооператор.
Оператор видеомонтажа»
А.В. Бурдаев, заместитель директора по ИТ
МОУ Просветской СОШ м.р. Волжский Самарской области
Занятие 3. Форматы видеозаписей
Введение
Из второго занятия вы должны были запомнить, что существует два
основных класса форматов записи видеоизображения: аналоговые и
цифровые.
Аналоговые форматы для видеосъемки исторически
разрабатывались на основе телевизионного стандарта.
Аналоговый видеосигнал в телевидении содержит 625 строк
в кадре при соотношении размеров кадра 4x3. Этот сигнал
является непрерывным и составным (композитным).
Цифровыми форматами видеозаписи называются системы
правил, по которым сигнал об изображении из
непрерывного, превращается в дискретный, кодируется,
хранится на носителе, а потом декодируется при
воспроизведении.
В настоящее время используются как видеокамеры, сохраняющие отснятый
материал в аналоговых форматах, так и цифровые. Собственно, формат
сохранения
данных
является
одним
из
важнейших
оснований
классификации видеокамер.
Попробуем разобраться в существующих форматах видеозаписи, их
достоинствах и недостатках.
VHS
Формат VHS (Video Home System,
домашняя система видео) - был
разработан фирмой JVS в 1976 г. и
представляет собой всем известный
бытовой
формат,
используемый
в
обычных видеомагнитофонах.
Запись осуществляется на кассету с пленкой шириной 12,6 мм. Для простоты
декодирования объем информации в сигнале ограничен. Это ведет к
снижению по сравнению с обычным телесигналом числа строк в кадре до 240
и уменьшению четкости изображения. Не так уж и давно это был наиболее
распространенный формат, достоинство которого заключается в том, что
отснятый фильм можно сразу смотреть на видеомагнитофоне. Монтировать
же такой материал неудобно, для этого требуется дополнительная
аппаратура. Кроме того, при монтаже и перезаписи фильма на другой
носитель теряется качество.
Камеры формата VHS довольно громоздки (хотя фирмой Panasonic был
разработан вариант этого формата VHS-C, т.е. Compact, использовавший
кассеты уменьшенного размера, для легких ручных камер), и сегодня в
большинстве своем считаются морально устаревшими. При съемке такой
камерой большое значение имеет мастерство оператора, так как
редактированию видеозапись VHS поддается очень плохо.
S-VHS
S-VHS (Super VHS) – отличается тем, что параметры яркости и цветности
передаются двумя разными сигналами. Это приводит к уменьшению потерь
качества при перезаписи и повышению разрешающей способности до 400
строк в кадре. При этом изображение получается более четким.
Запись ведется на кассету, очень похожую на кассету VHS, но отснятый
материал просмотреть на бытовом видеомагнитофоне невозможно необходима перезапись. Более высокая четкость картинки позволяет
монтировать и копировать видеоматериалы без тех катастрофических потерь
качества, которые присущи формату VHS. К тому же на видеокассетах S-VHS
запись сохраняется дольше.
Однако широкого распространения этот формат не получил. Вероятно, если
бы не бурное развитие цифровых технологий , S-VHS, вероятно, вытеснил бы
VHS с рынка бытовой видеозаписи, но он просто не успел сделать. Оба
формата морально устарели одновременно.
Также имеет вариант
уменьшенного размера.
S-VHS-C
-
сохранение
на
кассетах
S-VHS
Video8
Формат Video 8
разработан фирмой Sony. С точки зрения способа
кодирования изображения этот формат идентичен формату VHS — тот же
способ обработки единого композитного сигнала, те же 240 строк в кадре,
только пишутся видеоматериалы здесь на маленькую кассету с шириной
пленки 8 мм.
Поэтому камеры формата Video 8 значительно компактней, чем модели УНЗ.
В свое время на рынок такие устройства продвигались под маркой Sony
Handycam.
С бытовым видеомагнитофоном восьмимиллиметровые кассеты, не
совместимы, поэтому приходится или смотреть отснятые фильмы прямо с
камеры, предварительно подключив ее к телевизору, или переписать
материалы на кассету VHS, естественно, с потерей качества. Последнее
делает монтаж такого фильма, как и в формате VHS, довольно сложным
процессом с не всегда удовлетворительным конечным результатом.
Hi8
Формат HI-8 был представлен в
1989 году, также компанией Sony.
Он
является
продолжением
«компактизации» формата SVHS.
Два
раздельных
сигнала
цветности и яркости и около 420
строк в кадре обеспечивают
четкость
изображения,
повышенную по сравнению с
предыдущими
аналоговыми
форматами.
Кассеты небольшого размера, вследствие усовершенствований магнитного
слоя позволяют достичь более высокого качества записи и сократить потери
при перезаписи.
Из аналоговых бытовых видеокамер устройства формата HI-8 являются
наиболее удобными и качественными. Необходимость перезаписи материала
при монтаже и кодировании компенсируется малыми габаритами камеры и
довольно высоким качеством изображения.
Формат Hi8 активно использовался и был популярен вплоть до конца 90-х
годов XX в.
Betacam
Формат Betacam разработан опять-таки фирмой SONY. В нем осуществлен
переход к сигналу, в котором все три составляющих - яркостная и две
цветоразностных - передаются раздельно. Это позволяет достичь наиболее
высокого качества аналогового видео с разрешением до 650 строк в кадре.
Данный
формат
до
последнего
времени
являлся
стандартным
профессиональным видеоносителем.
Качество изображения Betacam оценивается экспертами как эталонное. Но
чтобы сохранить его при монтаже, необходима и профессиональная
монтажная аппаратура. Камеры Betacam, как правило, обладают приличными
размерами и весом. Одним словом съемка в данном формате, скорее всего,
не для любителя.
Цифровая запись на носители
аналоговых форматов
Видеоизображение, преобразованное в цифровой сигнал, может быть
сохранено и на носителях, ранее использовавшихся для сохранения
аналоговых форматов.
Так появились цифровые форматы:
D-VHS (Digital VHS) — цифровой формат для записи на обычной S-VHSкассете, вмещающей до 50 Гб информации. Предназначен для записи
телевещания высокой четкости (HDTV).
D-9, созданный на базе D-VHS, в котором добавлена поддержка цифровой
звуковой дорожки.
Digital8, в котором цифровая запись изображения и звука осуществляется на
обычную кассету формата Hi8 (или Digital8 ) с разрешением до 500 строк,
правда с увеличенной скоростью движения ленты из за чего вместимость
кассеты уменьшена в 1,5 раза.
Digital Betacam (Digibeta) - профессиональный цифровой формат
видеоизображения и звука, один из самых широко используемых в
телевещании. Информация сохраняется на 12,7 мм ленте (как VHS),
возможна компрессия (сжатие). Считается идеальным форматом для
архивирования или использования в эфирных комплексах.
DV
DV (сокращенно от DVC - Digital Video
Cassette - Цифровая видеокассета).
Бытовой цифровой стандарт видеозаписи
на ленту шириной 6,35 мм.
Этот формат обеспечивает разрешение
500 строк. Оцифровка при записи
осуществляется с разрешением 720x576.
Видеоизображение
и
звук
пишутся
раздельно.
Это
дает
возможность
добавлять звуковое сопровождение после
завершения записи или редактирования
видео, а также перезаписывать звук.
Формат DV обеспечивает высочайшее качество фото- и видеосъемок и
позволяет сохранять все данные в цифровом виде на кассете, карте памяти
или на жестком диске компьютера.
Использование кассет меньшего размера с той же шириной пленки дало
начало формату MiniDV – самому распространенному на сегодняшний день
из форматов записи видео на магнитной ленте, позволяющему сохранять на
одной кассете более 14 Гб.
Сохранение записи с характеристиками DV на кассете с шириной пленки 8
мм привело к появлению формата Digital8
DVCAM, DVCPRO
Форматы DVCAM И DVCPRO –
это
форматы
профессиональных
цифровых видеокамер. Любительских
аппаратов,
работающих
в
этих
форматах,
нет.
По
принципам
обработки сигнала данный формат не
отличается от DV но он адаптирован
под нужды профессионального теле
производства:
изменена
скорость
пленки и ее тип, есть и менее
существенные особенности.
MPEG
В 1988 году был учрежден международный комитет под названием MOVING
PICTURES EXPERT GROUP (MPEG). В 1993 году этим комитетом был
разработан формат MPEG-1. Первоначально его планировалось использовать
в видеоконференциях для нужд бизнеса, но вскоре он стал применяться в
спутниковом телевидении и первых видеодисках (VCD). Сжатое цифровое
видео
имело
качество,
сопоставимое
с
качеством
бытового
видеомагнитофона. Для записи одного видеофильма обычно требовалось 2
CD. Вскоре появился формат MPEG-2, в котором изменились алгоритмы
оцифровки сигнала и степень сжатия. После изобретения цифрового
многоцелевого диска (Digital Versatile Disk) этот формат стал основным
форматом сжатия видеоданных в DVD системах. Поэтому MPEG-2 сейчас
ассоциируется, в первую очередь, с DVD-дисками. При переходе на цифровое
телевещание также планируется использовать формат MPEG-2.
В1998 г. был разработан формат MPEG-4 - стандарт видеозаписи с очень
высокой степенью сжатия цифрового потока.
С появлением телеприемников высокой четкости изображения, были созданы
форматы записи изображения высокой четкости: на основе MPEG-2 был
создан формат HD или HDV (High Definition Video), на основе MPEG-4 –
AVCHD. Они используют те же способы сжатия, но сохраняют изображение с
большим разрешением – 1920 х 1080.
Алгоритмы сжатия (компрессии)
Как было отмечено в самом начале, цифровые форматы отличаются от
аналоговых в том числе возможностью сжимать данные.
По использованию алгоритмов сжатия
подразделяются на два – DV и MPEG.
цифровые
форматы,
по
сути,
DV использует алгоритм MJPEG (Motion JPEG), в котором сжатие видео
происходит покадрово - каждый кадр видео сжимается по алгоритму JPEG (как
цифровая фотография). Сложные для сжатия области картинки сжимаются
меньше, а простые - больше. При этом общий коэффициент компрессии для
всего кадра остается постоянным (5:1).
При сжатии видео в формате MPEG сначала с помощью JPEG (так-же, как это
делалось и в DV) сжимаются ключевые кадры, составляющие лишь
небольшую часть всех кадров сжимаемого видео. Остальные кадры
сжимаются
по
другому
алгоритму:
для
большинства
кадров
видеопоследовательности сохраняется лишь информация о различиях между
данным кадром и ближайшими к нему ключевыми и промежуточными кадрами.
При достигается более высокая степень компрессии при сравнимом с MJPEG
(DV) качестве.
Плюсы и минусы компрессии
О положительных моментах, связанных с возможностью сжимать
видеоданные, неоднократно уже упоминалось. В первую очередь, это
возможность записать больше информации на носитель (или сделать более
компактным носитель для того же количества информации), и возможность
передать больше информации, не расширяя канал передачи.
Есть и недостатки. Во-первых, любое сжатие связано с некоторой потерей
качества, и чем оно сильнее, тем выше потери. Bo-вторых, при
редактировании видео, к ним добавляются потери на рекомпрессию (разжатие
- последующее сжатие видео, необходимое при наложении эффектов, титров,
переходов). Ну и в-третьих, качество при большом коэффициенте сжатия
сохраняется только для относительно статичной картинки, когда изменения от
кадра к кадру малы. А на динамичных сценах, где изменения от кадра к кадру
значительны, качество изображения с межкадровой компрессией может
значительно уступать качеству изображения с покадровой компрессией.
Заключение
Наиболее продвинутые могут задаться вопросом: как заключение, а почему
после DVD не были упомянуты способы сохранения видеоинформации на
MiniDVD (да еще RW), Flash-картах, HDD и т.п? Просто потому, что в данном
случае речь идет лишь о прогрессе в области разработки новых носителей,
форматы же сохранения на них информации остаются все теми же DV, MPEG
и их вариациями.
Таким образом, под форматом сохранения видеоинформации понимается в
первую очередь совокупность состава сохраняемого сигнала и способа его
кодирования, и лишь затем учитывается тип носителя. Формат сохранения
информации и вид носителя являются основными признаками,
определяющими тип видеокамеры. Видеокамеры различных типов и
критерии выбора камеры для решения различных задач мы рассмотрим в
ходе следующего занятия.