Цифрове устаткування

На недорогому устаткуванні домашньої студії нелінійного відеомонтажа можна створювати фільми професионального якості. Тут не потрібна обробка великих об'ємів даних в реальному часі, як на телестудії. Висока вартість професійних пристроїв визначається індивідуальними налаштуваннями, сервісними функціями, високою надійністю, хоча основа їх часто виявляється загальною з апаратурою любительського рівня.

Стискування відеоінформації

Відеоінформація перед записом на жорсткий диск комп'ютера або передачею по цифрових каналах зв'язку має бути перетворена в цифровий вигляд і стисла для скорочення потоку і об'єму даних.

За стандартом Міжнародного консультативного комітету Ccir-601 для трансляції відеосигналів із стискуванням MPEG роздільно проводять оцифрування сигналу яскравості (частота дискретизації 13,5 Мгц) і двох цветоразностних сигналів (частота дискретизації 3,375 Мгц, метод 4:1:1). Повний потік відеоінформації для цього стандарту дорівнює 20,74 Мбайт/с. Дозвіл в системах PAL і SECAM при цьому складає 720 х 576 крапок (передаються 25 кадрів в секунду), в системі NTSC — 720 х 480 крапок (передаються 30 кадрів в секунду).

Похідним від Ccir-601 є формат оцифрування CIF (обробляється тільки одне поле відеокадру), де при потоці відеоінформації 5,07 Мбайт/с дозвіл складає 352 х 288 крапок в системах PAL і SECAM і 352 х 240 крапок — в системі NTSC. Ні CCIR, ні CIF не передбачають збереження пропорції зображення 4:3.

Square Pixel Video Format (SPVF) — формат оцифрування відео з квадратним розташуванням пікселів. При цьому в системі NTSC використовується алгоритм дискретизації 4:1:1 сигналів Y/u/v (Y — сигнал яскравості, U — червоний, V — синій цветоразностниє сигнали). При дискретизації відеоінформації формату PAL або SECAM простір Y/u/v представляється моделлю 4:2:2, де на байт інформації яскравості доводиться по півбайта інформації цветоразностних сигналів. Частота дискретизації сигналів яскравості, дозвіл і повний потік відеоінформації в SPVF наступні: для PAL або SECAM — 14,75 Мгц, 768 х 576 крапок і 22,12 Мбайт/с, для NTSC - 12,2727 Мгц, 640 х 480 крапок і 18,43 Мбайт/с відповідно.

Похідним від SPVF є формат SIF (обробляється одне поле відеокадру) з дозволом і повним потоком відеоінформації відповідно для PAL або SECAM 384 х 288 крапок і 5,53 Мбайт/с, для NTSC - 320 х 240 крапок і 4,61 Мбайт/с.

Повний потік дискретної відеоінформації записати на жорсткий диск персонального комп'ютера вельми проблематично, оскільки потрібні величезний об'єм пам'яті і велика швидкість запису даних. Існує ряд способів стискування (компресії) відеоданих з допустимим рівнем втрат інформації і зворотного перетворення (декомпресії), що реалізованої на програмному або апаратному (у пристроях відеовведення-відеовиводу) рівні, дають добрі результати. Нижче перераховані способи, використовувані в пристроях захоплення.

Motion JPEG (MJPEG). Спосіб заснований на стискуванні кожного відеокадру окремо по алгоритму JPEG (Joint Photographic Expert Group), розробленому для стискування нерухомих зображень. Кадр надалі можна модифікувати незалежно від останніх. Алгоритм JPEG симетричний і заснований на роздільному дискретному косинусном перетворенні блоків 8x8 точок компоненту яскравості і блоків 8x16 точок кожного цветоразностного компоненту зображення з подальшою низькочастотною фільтрацією. Тимчасова функція дискретних сигналів яскравості і кольоровості перетвориться в частотне уявлення по аналогії з перетворенням Фурье. Чим більше ступінь стискування, тим менше високочастотних складових залишається після фільтрації, і тим менше стає дозвіл.

На межах блоків 8x8 може порушуватися гладкість. На великих однотонних ділянках зображення можливі спотворення яскравості і кольоровості.

Коефіцієнт стискування 5-8 (вихідний потік 4,4-2,8 Мбайт/с для дозволу 768 х 576 крапок в PAL) дає можливість отримати якість зображення майже без втрат.

Коефіцієнт стискування 8-13 (вихідний потік 2,8-1,7 Мбайт/с для дозволу 768 х 576 крапок в PAL) дає можливість отримати якість S-video.

Значення стискування ідеального початкового зображення до 20 зберігає якість формату VHS.

Для смуг випробувальної таблиці, що чергуються, потрібний менший з приведених коефіцієнтів, тоді як для реального зображення допустимо брати більше значення.

MPEG. Стандарт MPEG (Moving Picture Experts Group) — це міжнародний стандарт стискування відео- і звукової інформації. Залежно від дозволу розрізняють Mpeg-1 — для стискування відеопотоку CIF і Mpeg-2 — для стискування повного відеопотоку Ccir-601. На основі Mpeg-2 розроблений алгоритм VBR (Variable Bit Rate) передачі інформації із зміною швидкості потоку.

Спосіб заснований на стискуванні з втратами ключових кадрів з використанням дискретного косинусного перетворення і подальшої високочастотної фільтрації подібно до алгоритму JPEG. Далі інформація стискується без втрат по методу компенсації руху, тобто використовується міжкадрове стискування. У відеоїотоке MPEG кадри бувають трьох типів:

• ключові кадри з'являються із заданим періодом або при різкій зміні характеру зображення. Ступінь їх стискування найменший;

• залежні кадри несуть інформацію тільки про зміни в попередньому ключовому кадрі («перша похідна»);

• двосторонні кадри мають найменшу інформативність, відображають зміни швидкості компонентів зображення («друга похідна»), дешифруються за наявності двох «своїх» кадрів попередніх типів.

Спосіб, таким чином, не є симетричним, на відміну від алгоритму стискування MJPEG. При потоці 1,2 Мбайт/с можна отримати якість на рівні S-video.

Формат DVI. Як і MJPEG, цей формат грунтується на дискретному косинусном перетворенні з подальшою високочастотною фільтрацією інформації кожного кадру. Інформація в просторі Y/u/v має уявлення 4:2:0 (ноток зменшений на 25% в порівнянні з методом 4:2:2), то ecu, сигнал про ннетностп кодується через рядок. Ступінь стискування рані;» 5:1. Дозвіл -500 лінії. Потік інформації для повного дозволу в PAL складає 3,1 Мбайт/с.

У відеокамерах форматів Mini DV і Digital S ВИКОРИСТОВУЮТЬ апаратний кодек. За рахунок адаптивної зміни розмірів яскравості і цветора.чпостних блоків, що піддаються дискретному косинусному перетворенню, досягається більший дозвіл при меншому потоці Інформації, причому максимальний дозвіл задається для центру екрану, is той час як по краях воно дещо гірше.

Комп'ютер

Персональний комп'ютер (ПК) для впдсомоптажа може істотно поступатися по швидкодії ігровій приставці. Для нього не потрібні апаратні прискорювачі тривимірної графіки (3d) і дорога звукова карта. Тому покупка устройсва відеовведення-відеовиводу не обов'язково має бути пов'язана з необхідністю модернізації нашого ПК.

Залежно від вживаної карти відеовведення-відеовиводу вимоги до комп'ютера змінюються в широких межах. При апаратній компресії і декомпресії даних необхідно, принаймні. IIMCI процесор Pentium НИМ Мгц, оперативну пам'ять об'ємом 32 Мбайт, 14-дюймовий монітор з дозволом GOO x 800 24-бітових пікселів, графічний адаптер з буферною пам'яттю 2 Мбайт. При такій скромній озброєності треба імель довготерпінню, адже доведеться чекати прорахунку і формування вихідного кліпу декілька годин.

Редактірованіє- відео з цифрових носіїв (з касет Mini DV і Digital <S) відбувається з компресією-декомпресією програмним способом. Для цього буде потрібно комп'ютер могутніше за рало в три: процесор з мінімальною тактовою частотою 500 Мгц і пам'яті з об'ємом (54 Мбайт. По мегагерци і гігабайти ніколи зайвими не бувають. Для комфортної роботи з програмами відеоредагування, малювання і анімації обчислювальну потужність бажано наростити у декілька разів багато нових (не обов'язково кращі ) застосувань вимагають мінімум 48 Мбайт оперативної пам'яті.

Що стосується монітора, то для розміщення всіх необхідних інструментів у вікні програми н уве-лнчепія розміру кадрів, що відображаються, треба встановити дозвіл дисплея 1024 х 768 пікселів з 32-бітовим кольором (24 бита — колір, 8 битий -альфа-канал). Для .етого буде потрібно як мінімум 4 Мбайт пам'яті відеоадаптера. Бажано мати 17-дюймовий монітор, інакше при такому дозволі деталі на екрані будуть дуже дрібними н трудноразлічимимі.

До накопичувача на жорстких дисках при роботі з відеоданими пред'являються досить високі вимоги. Швидкість фізичного запису н читанні повинна помітно перевищувати вхідний потік (швидкість логічного обміну не може бути показником, оскільки об'єм використовуваної при цьому кеш-пам'яті істотно менше розміру реальних Лхч-файдов). Длі стислого потоку інформації з якістю S-vicleo або DVI (mini DV, Digital 8, DVD) диск повинен забезпечити обмін 5-7 Мбайт/с. Застосування SCSI-дисков стане виправданим лише за наявності в системі інших SCSI-устройств. У решті випадків IDE-диски працюють цілком задовільно.

Для збереження 8-10 хвилин високоякісних відеоматеріалів буде потрібно 2 Гбайт пам'яті. З урахуванням початкових файлів для створення 8-мінутпого кліпу і сумі буде потрібно не менше 6 Гбайт вільного дискового простору. (якнайкращий варіант — використання окремого фізичного диска для введення-виводу відеоданих.

Карта відеовведення-відеовиводу

Залишилося вибрати карту захоплення відео. Ми тут не перераховуватимемо назви, коротко зупинимося лише на деяких характеристиках. Техніка так бурхливо розвивається, що завжди треба мати запас на перспективу.

Карта повинна як вводити, так і видавати відеодані на стандартний пристрій архівації. Якщо карта додатково уміє обробляти і звук, то зникне проблема його синхронізації із зображенням. Не коштує економія), використовуючи телевізійний вихід системного відеоадаптера, оскільки при цьому не вийде хорошої якості. Крім того, слабкі карти захоплення часто грішать поганою сумісністю з іншими компонентами комп'ютера. Карта повинна забезпечити підключення будь-якого відеопристрою, наявного в будинку, з якнайкращою якістю.

Власникам аналогових відеокамер потрібна карта з апаратним оцифруванням і стискуванням. Вона повинна забезпечувати прийом і обробку повного відеосигналу is системах PAL і SECAM (7G8 х 576 пікселів при 25 кадрах в секунду) і видачу даних в системі PAL. Можливість роботи в NTSC відчутної користі не принесе, хоча виробниками зазвичай пропонується. Широко поширені карти із стискуванням за стандартом Motion JPEG. Для роботи в S-video вони повинні забезпечити мінімальний коефіцієнт стискування не більше 5 (потік відео 4,4 Мбайт/с), хоча значення 3,5 (потік 6,3 Мбайт/с) стає вже стандартом.

Карти із стискуванням за стандартом Mpeg-2 (сумістимо з DVD) менш поширені, дорожче за раз в півтора-два, але забезпечують якість S-vicleo вже при потоці 1,2 Мбайт/с (Motion JPEG вимагає в той же час как-мінімум 1,7 Мбайт/с). Формат кадру 720x576 пікселів. Існує думка, що стискування MPEG добре підходить тільки для програвання записів. Монтаж з точністю до кадру тут не виходить бездоганним, оскільки всі неключові кадри відновлюються, це вимагає подвійної компресії-декомпресії і великих обчислювальних ресурсів.

Введення цифрового відео здійснюється двома способами: з апаратним перетворенням вхідних потоків до формату VFW (Video tor Windows) і без такого (використовується стандартний інтерфейс IEEE 1391). Обидва способи вимагають могутнього комп'ютера. Для другого варіанту доведеться підбирати програми нідеомоп-тажа, що сприймають формат DVI, наприклад пакет Ulead Media Studio Pro версії не нижче 6.0.

Деякі карти мають режим видачі даних без попереднього розрахунку (прораховуються тільки ділянки з ефектами). Це дуже корисна функція, оскільки долається бар'єр 2 Гбайт на довжину файлу, крім того, не буде потрібно додаткову дискову пам'ять для збереження остаточного варіанту готового фрагмента.

Налаштування комп'ютерної системи

При введенні і виведенні відео (але не при розрахунку вихідного файлу) останнім до фінішу приходить накопичувач на жорстких дисках, оскільки є найповільнішим пристроєм з відео, що беруть участь в процесі захоплення. Цю обставину треба враховувати при налаштуванні і оптимізації системи.

УВАГА. Налаштування системи необхідно проводити під спостереженням досвідченого користувача і лише у разі виявлення неполадок, наприклад випадання кадрів при введенні або виведенні відеоінформації.

Для відеоданих краще використовувати окремий жорсткий диск. Його не слід підключати до того ж IDE-контроллеру, що і системний диск, щоб уникнути випадання кадрів, коли система працює з файлом підкачки (файлом віртуальної пам'яті).

Зміна віртуальній пам'яті. Якщо немає окремого фізичного диска, частковим вирішенням проблеми може стати зменшення або повне відключення віртуальної пам'яті на моменти захоплення і видачі відеоданих.

Щоб змінити файл підкачки, виконаєте перераховані нижче дії.

• 1. Відкрийте Панель управління (Пуск > Налаштування > Панель управління).

• 2. Виберіть значок Система.

• 3. У вікні, що відкрилося, перейдіть на вкладку Швидкодію і натисніть кнопку Віртуальна пам'ять (мал. 1).

• 4. У наступному вікні, що відкрилося, виберіть перемикач Параметри віртуальної пам'яті встановлюються уручну і задайте розмір файлу підкачки або встановите прапорець Не використовувати віртуальну пам'ять.

Для звичайної роботи, коли не потрібно вводити або видавати на зовнішній носій відеодані, має сенс задати мінімальний розмір файлу підкачки, рівний 1,5 об'ємам наявної в системі оперативної пам'яті, це виключить дефрагментацію жорсткого диска.

УВАГА. Віднесіться серйозно до попередження у вікні налаштування. Якщо ви не упевнені в своїх діях, порадьтеся з досвідченими користувачами, перш ніж змінювати установки віртуальної пам'яті. Після закінчення введення або видачі відео віртуальну пам'ять слід підключити і перезавантажити комп'ютер.

Мал. 1. Зміна віртуальній пам'яті

Створення логічних дисків. Жорсткий диск для відеоданих бажано розбити на логічні диски по 4-6 Гбайт. Це спростить надалі його обслуговування. Розбиття виконується програмою fdisk. Нагадаємо, що DVD-диск має об'єм 4,7 Мбайт, і якщо планується надалі його використання, то логічний диск для попереднього формування даних повинен мати об'єм не менш вказаний.

УВАГА. Програма fdisk при розбитті диска видаляє ті, що все зберігаються на нім дані. Запускаючи її, ви маєте бути упевнені, що на диску немає ніяких потрібних вам або операційній системі файлів. Це має бути або новий диск, або диск, з якого заздалегідь скопійована вся інформація.

Прямий доступ до пам'яті (Direct Memory Access, DMA) також дозволить прискорити роботу жорсткого диска. Щоб дозволити дисковим накопичувачам прямий доступ до пам'яті, виконаєте вказані нижче дії.

• 1. Відкрийте Панель управління (Пуск > Налаштування > Панель управління).

• 2. Виберіть значок Система.

• 3. У що відкрився вікні перейдіть на вкладку Пристрою і виберіть в розділі Дискові накопичувачі ваш цільовий диск (мал. 2).

• 5. Натисніть кнопку Саойслаа в нижній частині вікна.

• 6. У вікні, що відкрилося, на вкладці Налаштування встановите прапорець DMA.

Ріс.2. Дозвіл прямого доступу до пам'яті

Відключення режиму енергозбереження. Режим енергозбереження для дисків Краще відключити, оскільки виграш і кіловатах не порівняємо з втратами від зносу поверхні диска під час зльотів і посадок магнітних головок. Але головне: не забувати про збільшення періоду температурного калібрування в процесі роботи, Протягом перший півгодини роботи жорсткі диски кожні 5 хвилин автоматично калібруються. Ця процедура займає близько секунди і призначена для обліку температурних відходів при позиціонуванні головок головок. Після тривалої роботи калібрування диска повторюється вже з періодом 15 і/або 20 хвилин, по при введенні плі виведенні відеоінформації вона все ще може привести до втрати кадрів. Треба враховувати цю особливість. Спеціальні мультимедійні накопичувачі на жорстких дисках (позначаються A\v) не калібруються до закінчення операції обміну. Крім того, і А\v -діськах допустимо відключати корекцію помилок.

Для відключення режиму енергозбереження необхідно виконати перераховані нижче дії.

1. 1. Откромте Панель управління (Пуск > Налаштування > Панель управління).

2. 2. Виберіть значок Управління електроживленням.

3. 3. На вкладці Схеми управління живленням не виберіть значення ніколи для всіх налаштувань відключення живлення (мал. 3).

4. 4. Відключите режим енергозбереження в BIOS. Для цього відразу після включення комп'ютера натисніть клавішу Del і далі в процедурі конфігурації BIOS на вкладці Power Management Setup в рядку HDD Power Down встановите значення Disabled. Збережете нову конфігурацію: натисніть клавіші Esc. F10. Y.

Мал. 3. Відключення енергозбереження

Налаштування Корзини. Корзина для видалених файлів на AVI-дисках — річ зайва, оскільки AVI-файлы можуть перевершувати але розмірам відведений для Корзини об'єм дискового простору.

Щоб видалені файли дійсно віддалялися з диска і не займали більше дисковий простір, набудуйте Корзину, виполнв вказані далі дії.

1. 1. Клацніть правою кнопкою миші на ярлику Корзини на Робочому столі.

2. 2. Виберіть в контекстному меню пункт Властивості.

3. 3. У вікні, що відкрилося, на вкладці Глобальні встановите прапорець Незалежна конфігурація дисків (мал. 4).

4. 4. На вкладках кожного AVI-диска встановите прапорець Знищувати файли відразу після видалення, не поміщаючи їх в корзину.

Відключення завдань і додатків. На час введення-виводу працюючі програми (додатки) треба закрити, щоб вивільнити всю обчислювальну потужність процесора.

Особливу увагу звернете на фонові завдання, що опускаються під час простою ПК. Оскільки захоплення або видача буває досить довгим процесом, система може запустити завдання Планувальник завдань (наприклад, дефрагментацію дисків) або заставку екрану і тому подібне Це приведе до перехоплення обчисли тільних ресурсів на достатньо тривалий для випадання кадрів час.

Мал. 4. Налаштування Корзини

Мал. 5. Налаштування відображення годинника

Дефрагментація диска. Перед роботою диски треба дефрагментіровать, наприклад за допомогою програми Speed Disk з складу Norton Utilities або за допомогою команди Пуск > Програми > Стандартні > Службові > Дефрагментація диска. Чим більше розмір і завантаження диска, тим довше триває його дефрагментація.

Те, що Планувальник завдань запущений, можна визначити по його значку в правому нижньому кутку Панелі завдань. Щоб відключити Планувальник завдань, виконаєте перераховані нижче дії.

1. 1. Відкрийте теку Мій комп'ютер.

2. 2. Виберіть теку Призначені завдання.

3. 3. У рядку меню виберіть команду Додатково > Зупинити планувальник.

Щоб відключити заставку, клацніть правою кнопкою миші по вільному полю екрану і в контекстному меню, що відкрилося, виберіть рядок Властивості. У вікні, що з'явилося, виберіть вкладку Заставка у однойменному полі якої встановите значення Немає.

Не переривайте процес введення-виводу зайвими діями, пересуваючи мишу. Відображення годинника на Панелі завдань також вимагає хоч і невеликих, але постійних витрат ресурсів. Щоб прибрати годинник з Панелі завдань, відкрийте вікно налаштування Панелі завдань (Пуск > Налаштування > Панель завдань і меню «Пуск») і зніміть прапорець Відображати годинник (мал. 5).