От DV к HDV

Новое поколение видеомонтажных решений Canopus

Прогресс не стоит на месте, как это банально ни звучит. В тоже время, вместе с прогрессом растут и человеческие потребности, которые заставляют его идти дальше. И в этом мы убеждаемся практически каждый день. Так, уже давно цветной телевизор (и не один) есть в любой семье, но потребности растут дальше – и просто «ящиком с живыми картинками» сейчас никого не удивишь – все хотят чего-то БОЛЬШЕГО. Несмотря на малопонятные простому человеку рекламные сказки производителей про «цифровую обработку сигнала» и прочие изыски, основным критерием «улучшения» телевизора с точки зрения рядового пользователя остаётся, безусловно, увеличение диагонали экрана. Однако многие вдруг стали замечать, что зачастую с ростом диагонали «почему-то» падает качество изображения. И это неудивительно - ведь разрешение телевизионной картинки определяется стандартом вещания, и при увеличении размера экрана элемент изображения также растёт в размерах, в результате увеличивается пикселизация (для аналогового ТВ это понятие условное). Конечно, современные телевизоры позволяют сделать её менее заметной, например, за счёт фильтрации, размытия и т.д. Но это всё полумеры и коренным образом улучшить качество картинки они не могут – размытие, например, позволяет избавиться от «зерна», но заметно снижает визуально воспринимаемую контрастность. А поскольку телевещатели и дальше хотели удовлетворять растущие потребности телезрителей, то перед ними встала задача увеличения разрешения телевизионной картинки. Выход был найден много лет назад и имя ему – High Definition (HD).

В отличие от стандартного (SD) разрешения (720 x 576), «классический» 2K HD (High Definition) обладает существенно большим размером кадра, согласно стандарту SMPTE 279, - 1920х1080 пикселей. Форматы высокой чёткости уже довольно давно вошли в жизнь профессионалов в области теле и кинопроизводства. В отдельных странах, например, в Японии и США, уже развернуто массовое HDTV (ТВЧ) вещание. Однако из-за весьма высокой стоимости оборудования работа с форматами высокой чёткости доступна только большим телекомпаниям, поэтому эти форматы не получили повсеместного распространения. Кроме того, с точки зрения вещателей, помимо цены собственно оборудования, при использовании ТВЧ резко возрастают расходы на доставку контента потребителю. Ведь по сравнению со стандартным разрешением, HD сигнал несёт в несколько раз больше информации и, следовательно, во столько же раз возрастает нагрузка на каналы доставки. По этим и некоторым другим причинам оборудование HD остаётся пока альтернативой только дорогим киносъёмкам. Тут ситуация обратная – количество информации в HD материалах в разы меньше, чем при оцифровке киноплёнки, благодаря чему их значительно быстрее (и дешевле) можно обрабатывать, кроме того, материал доступен сразу после окончания съёмки, минуя проявочный цикл. Никто также не будет оспаривать большее удобство работы с цифровой кассетой по сравнению с громоздкой бобиной киноплёнки. Конечно, по многим причинам заменить полностью плёнку при съёмке «серьёзного» кино, HD-форматы не могут. Однако удешевить производство рекламы, а также значительно повысить качество авторских программ и многих сериалов, до этого снимавшихся чуть ли не на DV, им вполне по силам.

И тут опять встаёт проблема «цены вопроса». Разрыв между относительно недорогими цифровыми камерами (DVCPRO и DVCAM) и даже самыми дешёвыми HD – камерами оказался слишком велик - тем, кто снимает «дёшево и сердито», не по силам заплатить за камеру сто тысяч, вместо пяти, а улучшить качество-то хочется. Почувствовав пустующую нишу, несколько ведущих производителей, среди которых такие «киты» как Sony, JVC (и некоторые другие) решили её заполнить – и появился формат HDV, который и стал «промежуточным» звеном между DV-клонами и форматами HD. C одной стороны разрешение в этом формате (по спецификации HDV 2) составляет 1440х1080, с другой, благодаря применяемому формату сжатия MPEG 2 IBP, поток HDV не превышает 25Мбит/с, то есть соответствует потоку DV. Такое удачное сочетание характеристик позволяет с одной стороны значительно повысить визуальное качество, с другой использовать для работы с этим форматом уже зарекомендовавший себя интерфейс FireWire (IEEE 1394) и широко распространённый тип кассет – mini-DV. Соответственно все видеомонтажные программы, предназначенные для работы с DV, теоретически можно легко приспособить под этот формат достаточно всего лишь добавить программный HDV-кодек. Но легко это оказалось только в теории – на практике даже у ведущих производителей возникли непредвиденные задержки с выходом новых версий программ с поддержкой HDV -кодека.

И тут как всегда, «впереди планеты всей» оказались японцы. Canopus, известная компания-производитель «нелинейного железа» первым выпустила продукт, который без проблем работает с HDV, причем в его названии «EDIUS NX for HDV» об этом говорится совершенно недвусмысленно. Этот продукт, назовем его для краткости просто «NX», стал правопреемником другого известного хита от Canopus – платы DV-Storm 2. Эта плата в комплекте с пакетом EDIUS по мнению многих специалистов являлась одним из лучших решений для нелинейного монтажа на РС. Дело здесь, видимо, в том, что большинство производителей нелинейных систем практически отказались (возможно, слишком рано) от производства эффектов посредством специализированного аппаратного обеспечения и сориентировались на ресурсы компьютера, в частности его графической подсистемы. По этой причине производительность подобных систем связана исключительно с мощностью машины, а так же, что не менее важно, с «правильностью» сборки компьютера. Компания же Canopus помимо мощности собственно РС всегда делала ставку на аппаратные ресурсы платы видеозахвата – и весьма в этом преуспела. С одной стороны, плата DV-Storm 2 имела в своём составе аппаратный акселератор, позволяющий реализовать многие возможности в реальном времени, такие как масштабирование, цветокоррекция, управление скоростью. С другой стороны, с ростом производительности РС растет количество эффектов и слоёв реального времени. Например, установив EDIUS 2.5 на двухпроцессорной машине с тактовой частотой 3 ГГц, мы воспроизводили до пяти видеопотоков DV, причём к каждому применяли ещё по несколько фильтров. По количеству эффектов реального времени, а так же по скорости просчёта DV-Storm 2 серьёзно обогнал ближайших конкурентов. Что касается удобства монтажного пакета EDIUS, то это дело субъективное и в данной статье не обсуждается.

Edius NX (имеет 64-битный PCI коннектор) с компонентной опцией

Как уже было сказано, на появление спецификации HDV Canopus отреагировал мгновенно – практически сразу после начала продаж HDV-камер объявил о выходе своего NX и одновременно о снятии с производства DV-Storm 2 - вроде как смена поколений… Смена ли? Попробуем разобраться...

DV-Storm 2, прежде всего, был ориентирован на «продвинутых» домашних пользователей, работающих с DV-форматом. Для профессионалов же, которым надо сбрасывать результат на аналоговые аппараты, (как правило, это Betacam SP), DV-Storm 2 мог оснащаться компонентным выходом, который представляет собой дополнительную плату. Внутренний формат при вводе мог быть только DV, не зависимо от вида входа (аналог или цифра) и, хотя DV-Storm 2 может проигрывать даже некомпрессированное видео, сам цифровать его не умеет. Зато в качестве опции он мог иметь MPEG-2 кодер, позволявший кодировать и воспроизводить потоки до 15 Мбит/с. С платой NX ситуация другая – она без проблем может вводить некомпрессионное видео, например, через S-video вход, но при этом не имеет аппаратного MPEG-2 кодека, что изначально несколько сужало область её применения. Только с выходом версии EDIUS Pro 3.22 положение исправилось - теперь MPEG кодирование осуществляется программно в реальном времени с использованием аналоговых (или DV) входов платы.

Мы практически одновременно получили первый экземпляр платы NX и новую HDV камеру от Sony HDR-FX1E, поэтому сразу же появилась возможность оценить качество HDV ввода. Для контроля видео использовалась компонентная опция NX и плазменная панель с аналоговым компонентным HD входом. Надо сказать, впечатления были сильные – картинка визуально воспринималась практически как HD, и даже если близко её рассматривать, пикселизация не заметна.

компонентная опция

Надо сказать, субъективно воспринимаемое качество HDV-картинки весьма высоко. Некоторое время назад у меня была возможность в этом убедиться. В институте НИКФИ я присутствовал на семинаре, который проходил под эгидой компании Sony. Частью программы семинара была демонстрация материалов, только что отснятых с помощью HDV камеры FX1. При этом выход камеры был напрямую подключён к проектору с разрешением 1440х1080, который проецировал картинку на огромный экран старого, ещё «советского» формата. Материал был самый простой, отснятый тут же – просто оператор вышел из здания на Ленинградский проспект и снимал всё что видел, используя штатив. Сидел я в десятом ряду, и с моего места были бы отлично видны все «огрехи». Я ловил себя на мысли что упрекнуть-то особенно не за что – ну, пожалуй, несколько смазан задний план (претензия скорее к оптике), ну, немного режет глаз цветопередача, явно не «киношная», но что касается пикселей, то их разглядеть очень сложно, если вообще возможно – надо точно знать куда смотреть.

Что приятно удивило - проблем с подключением и «опознанием» камеры не возникло никаких. Что касается качества аналогового ввода (через S-Video вход), то оно стало заметно выше по сравнению с DV-Storm 2, даже если вводить видео с компрессией, это, видимо, объясняется тем, что разработчики поставили новые качественные фильтры на входе и выходе аналогового тракта – это, кстати, одна из причин существенного удорожания платы. Кстати о цене – нижняя планка это 1300$, что в принципе, соизмеримо со стоимостью «старого» DV-Storm-а, за эти деньги вы получите собственно плату, программный пакет EDIUS Pro и модули plug-in для Adobe Premiere, Photoshop, AfterEffects. Если же вы хотите дополнить свою систему до профессионального уровня – придётся раскошелиться ещё на 800$ и купить так называемый «expansion kit». В его состав входит опция компонентного HD/SD выхода, коммутационный модуль (5'' bay), встраиваемый в лицевую панель компьютера, а также набор нужного, и не очень, программного обеспечения, состоящий из Ulead DVD Workshop Express (DVD авторинг), Sony Screenblast ACID (музыкальный семплер), Inscriber TitleMotion Pro (титровальный пакет).

5-дюймовый коммутационный модуль

Также для EDIUS NX был расширен ассортимент встраиваемых модулей (plug - in), позволяющих осуществлять вывод на телевизионный монитор из программ композитинга и 3D-анимации. Сейчас в список поддерживаемых пакетов включены Alias Maya 6, Bauhaus Mirage v1.2, NewTek LightWave 3D 7, Discreet 3ds max 6, Discreet Combustion, правда, за комплект этих модулей придётся заплатить дополнительно около 500$.

Для «совсем продвинутых» вещателей предназначена ещё одна недешевая, в 1000 долларов опция – это набор Canopus Codec Option Pack, который включает в себя программные кодеки, позволяющие работать без конвертации с форматами DVCPRO 50 и DVCPRO HD.

Что касается программного пакета EDIUS PRO 3.0, то рассказ о нём – это, пожалуй, тема для отдельной статьи, упомянем только об одной его особенности. Самое, на мой взгляд, интересное в этом пакете - это уникальный «фирменный» кодек Canopus HQ. Для сравнения с другими HD кодеками можно привести такую таблицу:

Как видим, в формате DVCPRO HD выборка по яркости уменьшена по сравнению с «классическим» HD до 1280 пикселей, а выборка по цвету по схеме 4:2:2 до 640 пикселей на линию. В формате HDCAM выборка по яркости составляет 1440 пикселей, а по цвету – (по схеме 3:1:1) – 480, то есть частотный диапазон по яркости в HDCAM шире, чем в DVCPRO HD, а по цвету – несколько уже. HDV, хоть и демонстрирует относительно показатели по разрешению, явно сдает по степени сжатия.

Если сравнивать эти кодеки с Canopus HQ, то последний имеет выборку яркости 4:2:2, яркостное разрешение 1440 пикселей, что эквивалентно форматам HDV и HDCAM, но по цвету разрешение выше всех форматов. Цветовое разрешение 720х1080 позволяет получить отличное качество многих эффектов, в частности хромакея.

Из таблицы видна ещё одна особенность кодека – это переменный битрейт, то есть поток может меняться в зависимости от сложности сцены, при этом практически не ухудшая качество. Дело в том, что наиболее дешёвые решения работают с некомпрессированным HD, что приводит к тому, что файлы занимают чудовищно много места и требуют от компьютеров максимальных ресурсов, что делает подобные проекты неповоротливыми и малоэффективными. Другая крайность - высокая компрессия MPEG-2 IBP, применяемая в HDV. Кодек же Canopus HQ позволяет увеличить скорость обработки и при этом получить максимальное качество.

Немного о производительности EDIUS NX for HDV - на нашей тестовой машине, (Pentium 4 3,2 ГГц, 1 Гб ОЗУ), удалось воспроизвести три HDV потока, к каждому применив эффект картинка-в-картинке и фильтр (цветокоррекцию). Количество потоков сильно зависит от мощности машины и видеокарты, например, на одной из недавних выставок я видел, как на двухпроцессорной машине с видеокартой на чипсете Radeon X800 PCI-E воспроизводилось одновременно 9 потоков DV и ещё несколько графических.

В целом надо сказать, что Canopus, как всегда, выдал «на-гора» вполне добротный комплект из программного пакета и платы. Вначале, правда, отпугивает высокая цена, но, трезво оценив характеристики NX, становится понятно, за что платить. Жаль также, что на плате нет компонентного входа, однако для этой задачи у Canopus припасён очень похожий продукт - EDIUS SP for HDV, а если кому-то нужно «всё сразу и побольше», и аналоговый ввод и SDI, и HDV, и HD, извольте – есть EDIUS HD с коммутационным блоком HDBX 1000. Это и называется нелинейный монтаж по-японски – мухи отдельно, котлеты – отдельно… Оригато, сайонара.*
Минимальные системные требования:

* Intel Pentium IV 3 ГГц (двойной Intel Xeon 3,2 ГГц для HD/HDV) с поддержкой Hyper-Threading
* 1 Гб ОЗУ
* Шина PCI 64 бит/66 МГц (ревизии 2.2) для HD/HDV или PCI 32 бит для SD
* 800 Мб свободного места на диске ATA100 (5400об/мин.)
* Графический адаптер с поддержкой DirectDraw-оверлея в режиме 32-бит 1024x768
* Порт IEEE 1394 или EDIUS NX Expansion Kit для захвата/экспорта в DV/HDV
* Windows XP Home/Professional SP1
* DirectX 9.0
* Аудиокарта
* Привод DVD-ROM

* - Спасибо, до свидания (японск.)

Олег Бондарев
по материалам http://www.ixbt.com