Видеокамеры HDV-формата
Компании, объявившие о поддержке формата HDV (по данным на 18 октября 2005 года)
Первые цифровые видеокамеры появились на потребительском рынке ровно десять лет назад. Именно тогда, в 1995 году, видеокамеры формата DV (Digital Video) подняли планку качества видеоизображения и заставили пользователей отказаться от аналоговых форматов VHS (Compact VHS), SuperVHS, Video8 и Hi8. Помимо существенного улучшения качества картинки, формат DV также предоставил возможность переноса фильма на компьютер без ухудшения качества для последующего монтажа.
последние годы начало внедряться телевидение высокого разрешения (HD-TV), в широкую продажу поступили DVD-диски с широкоэкранными фильмами, появились проекторы и телевизоры с форматом кадра 16:9 (напомним, что старый телевизионный кадр имел формат 4:3). И тогда производители видеокамер задумались над созданием нового формата для видео потребительского уровня. Напомним, что появление такого формата произошло еще в 2002 году, когда была выпущена первая видеокамера высокого разрешения JVC GR-HD1 (позже появилась профессиональная модель JY-HD10), поддерживающая разрешение 1280x720 с прогрессивной разверткой. А уже в июле 2003 года компании JVC, Canon, Sharp и Sony объявили о разработке нового единого стандарта под названием HDV (High Definition Video), который был окончательно принят в сентябре 2003 года. Вскоре многие компании начали производство продуктов, поддерживающих HDV-стандарт, причем их список постоянно растет. Таким образом, пользователи сегодня получили возможность работать с видеосигналом высокой четкости за сравнительно небольшие деньги.
Новая большая CMOS-матрица Sony, которая, возможно, скоро станет основой для целой линейки видеокамер
Однако многие заблуждаются, считая, что HDV и HD-TV это одно и то же. Аббревиатура HDV представляет собой сочетание аббревиатур HD и DV, то есть видео высокой четкости на DV-ленте. HDV это именно видеоформат, использующий разрешение HD (1080i или 720p) с компрессией MPEG-2 Transport Stream. Формат HDV позволяет получить относительно небольшой поток данных (около 25 Мбит/с для 1080i и 19 Мбит/с для 720p), который можно записывать на стандартные miniDV-кассеты. Однако на самом деле стандарт HDV не позволяет записать тот же объем информации, что имеет вещательный видеосигнал телевидения высокой четкости HD-TV (например, размер кадра HDV составляет 1440x1080 пикселов в чересстрочном режиме, а у HD-TV 1920x1080 пикселов). Однако, несмотря на применение большего сжатия и меньшего размера кадра, стандарт HDV позволяет сохранить высочайшее качество изображения высокого разрешения, делая его доступным широкому кругу видеолюбителей.
В стандарте телевидения высокой четкости (High Definition, HD или HD-TV) уже несколько лет работают многие телевизионные каналы мира. Однако оборудование HD-стандарта очень дорого и работа с HD-TV требует огромных затрат. Поэтому для тех, кто хочет работать в HD, но не готов к большим вложениям, был создан новый видеоформат HDV.
Основные параметры HDV можно сформулировать так:
- запись и воспроизведение сигнала осуществляются в MPEG-2 IBP;
- используется единый тип кассет (miniDV);
- предусмотрены два стандарта записи HDV-сигнала: HDV1 запись сигнала 720р (720 строк с прогрессивной разверткой 60/30 кадров в секунду для стандарта NTSC или 50/25 кадров в секунду для стандарта PAL) и HDV2 запись сигнала 1080i (1080 строк с чересстрочной разверткой 60 кадров в секунду для NTSC или 50 кадров в секунду для PAL);
- формат кадра 16:9.
Обращаем ваше внимание на то, что продукты HDV от Sony и JVC имеют разные стандарты записи, не совместимые по воспроизведению (камеры JVC записывают сигнал HDV1, а Sony отдает предпочтение формату HDV2). То есть, к примеру, кассеты, записанные на HDV-камере JVC, не будут воспроизводиться на HDV-видеомагнитофоне Sony, и наоборот.
Ответить, какой формат предпочтительнее 720р или 1080i, очень сложно. Индекс «p» обозначает построчную (прогрессивную) развертку, а индекс «i» чересстрочную (interlaced). Почему же JVC выбрала именно формат 720p, если чересстрочное сканирование 1080i обеспечивает большее разрешение и устраняет мерцание изображения, имея при этом ту же полосу частот, что и при прогрессивном сканировании?
Да, в формате 1080i вертикальное разрешение больше, однако этот формат чересстрочный, а 720p прогрессивный. При чересстрочной развертке кадр создается сканированием двух наборов чередующихся строк или полей, а при прогрессивной развертке кадр создается за один прогон. В результате в последнем случае выводится меньше точек, зато скорость вывода в два раза выше. То есть за то время, которое требуется формату 720p для вывода изображения в 720 строк, в формате 1080i выводится изображение только в 540 строк. А за то время, пока в формате 1080i выводится полное изображение в 1080 строк, в формате 720p заканчивается вывод 1440-й строки. Кроме того, при чересстрочном сканировании эффективное вертикальное разрешение ограничено так называемым Kell-фактором (потерей части визуальной информации при отображении) и составляет приблизительно 70% от расчетного (как принято считать). Например, в формате стандартной четкости при чересстрочном сканировании у нас остается около 405 строк вместо заявленных 576 (это уже существенно меньше, чем 720p High Definition). И соответственно в формате 1080i эффективное разрешение, по грубым прикидкам, составляет 750 строк, что не намного больше, чем в формате 720p (для записи видео в формате 720р тоже используются 750 строк, правда 30 из них предназначены для служебной информации). То есть получается, что вертикальное разрешение движущихся объектов, действительно достигаемое в формате 1080i, даже ниже, чем в формате 720p. Да и горизонтальное разрешение 1080i на реальном оборудовании получается меньше заявленного.
Однако формат 720p очень непрактичен для отображения на большинстве существующих телеприемников (ЭЛТ-телевизоры его вообще воспроизводить не могут), и при выводе на такие устройства сигналы будут преобразовываться масштабированием либо в формат 1080i, либо в некий «промежуточный» формат 480p. И хорошо если 720р будет корректно переводиться в 480р без полей, а не преобразовываться в обычный телевизионный чересстрочный формат низкого разрешения. Формат 480p это прогрессивный, но универсальный формат, который был разработан вследствие упрощения прогрессивного формата 720р для воспроизведения на любых телеприемниках. Во многих DVD-плеерах с прогрессивным выходным сигналом (ColorStream Pro) сигнал для HD-TV, как правило, также соответствует либо 480p в прогрессивном режиме, либо 1080i в чересстрочном. Впрочем, сигнал 720p довольно просто конвертировать в 1080i. А вот обратное преобразование с технической точки зрения выполнить сложнее.
Новые профессиональные HDV-камеры даже конструктивно отличаются от других цифровых камер
Однако современные устройства отображения, такие как плазменные дисплеи, ЖК-мониторы и проекторы, напротив, воспринимают только прогрессивный сигнал. А все остальные входные сигналы аппаратно конвертируются в Progressive-формат самими этими устройствами. То есть, подавая сигнал 1080i на вход ЖК-монитора или проектора, мы теряем в качестве при его преобразовании и в итоге видим сигнал более низкого качества, нежели 720p, который конвертировать не нужно.
Кроме того, в программах для нелинейного монтажа проще работать с прогрессивным изображением (а некоторые пользовательские программы вообще не работают с чересстрочным изображением), то есть при использовании 720р не требуется времени на конвертирование сигнала и сохраняется его качество. Кстати, кадр изображения HDV 720p имеет «квадратные» пикселы. Благодаря этому проще обрабатываются спецэффекты и лучше отображаются на мониторе неподвижные изображения. Кроме того, видео в прогрессивном формате проще сжать в MPEG (меньше плотность данных при том же качестве, а следовательно, лучше качество при заданной величине потока).
И наконец, именно стандарт 720p выбран EBU (European Broadcast Union Европейский союз вещателей) в качестве основного для вещания в Европе.
Фирма Sony пионер HDV
Первые HDV-камеры появились три года назад, но настоящий прорыв в этой области произошел именно в этом году, с запуском в продажу полупрофессионального HDV-камкодера Sony HDR-FX1E, а затем его профессиональной версии Sony HVR-Z1E и, наконец, недорогой бытовой камеры Sony HDR-HC1E. Это событие по значимости можно приравнять к выпуску первой DV-видеокамеры в 1995 году, поднявшей планку качества изображения и давшей начало массовому переходу видеолюбителей от «аналога» к «цифре».
Конструктивно HDR-FX1E напоминает свою предшественницу, популярную полупрофессиональную DV-камеру Sony DCR-VX2100E, но очень многие детали изменены, доработаны и сконструированы по-иному. ЖК-экран у новой камеры широкоформатный, яркий, с отличным качеством изображения. Теперь он удобно расположен рядом с видоискателем, легко настраивается под нужный угол и отчетливо читается даже при ярком солнечном освещении. Управление трансфокатором и стартом/остановкой ленты продублировано на верхней ручке, что позволяет снимать этой камерой практически из любых положений. Отлично реализован автоматический режим съемки, а для профессионалов предусмотрен ручной контроль диафрагмы, фокуса, баланса белого и скорости затвора. Можно настраивать электронное усиление и выбирать режим обработки изображения.
Компании, объявившие о поддержке формата HDV (по данным на 18 октября 2005 года)Adobe Systems, Inc. Apple ASTRODESIGN, Inc. Avid Technology, Inc. Beijing Vistum Digital Technology Co, Ltd B.U.G., Inc. Canopus Co, Ltd CineForm, Inc. Cinegy GmbH Convergent Design, Inc. CyberLink Corporation Datavideo Technologies Co, Ltd FA SYSTEM ENGINEERING CO, LTD FOCUS Enhancements, Inc. Hamamatsu Photonics K.K. IBE, Inc. IBEX Technology Co, Ltd IIGA Ltd KDDI R&D Laboratories KEISOKU GIKEN Co, Ltd Leitch Technology Co Lumiиre HD, LLC MacroSystem Digital Video AG MAGIX AG MainConcept AG Manzanita Systems Matrox Electronic Systems Ltd Miranda Technologies, Inc. Mitsubishi Electric Information Systems Co NEC Personal Products Ltd Nero NewSoft Technology Co nNovia, Inc. NTT Electronics Co PC DTV Technologies, LLC Realmedia Lab. Co Real Vision, Inc. PEGASYS, Inc. Pinnacle Systems, Inc. Pioneer Co Pixela Co Pleora Technologies, Inc. Roland ED Co RRC, Inc. Shining Technology, Inc. Sigma Designs, Inc. Sobey Digital Technology Co, Ltd Sony Pictures Digital Networks Tcube SA Ulead Systems, Inc. Visual Media Co, Ltd XOS TECHNOLOGIES, Inc. Yamashita Engineering Manufacture, Inc. |
||
Вспомним, что большинство имеющихся на рынке видеокамер DV-формата, конечно, могут снимать и в формате 16:9, но используют они при этом так называемое анаморфотное преобразование то есть картинка 4:3 просто сжимается. И только новые камеры HDV-формата можно назвать первыми, которые действительно снимают в физическом формате 16:9, широко применяемом сегодня в проекторах, плазменных панелях и в больших ЖК-телевизорах. Другими словами, картинка сразу же захватывается в формате 16:9 и хранится на ленте без черных полос, как раньше. Именно поэтому ЖК-дисплеи новых камер тоже имеют формат 16:9. Кроме того, минимальное фокусное расстояние HDR-FX1E составляет 32,5 мм в 35-мм эквиваленте, что дает действительно панорамную, широкоугольную съемку. Впрочем, в меню можно перейти и на формат 4:3, но зачем это делать, когда открываются столь интересные возможности? Собственно, высокое разрешение и формат кадра 16:9 тесно связаны между собой, и именно широкому формату уготовано большое будущее.
Профессиональная версия HVR-Z1E аналогична HDR-FX1E по конструкции, но имеет следующие дополнительные функциональные возможности:
- поддерживается профессиональный формат DVCAM (что актуально для совместимости со старым оборудованием);
- реализована мультисистемность PAL/NTSC, 50/60 Гц (что важно для международной журналистской работы);
- имеется два микрофонных входа XLR с фантомным питанием (+40 В) и регулировкой уровня (для подключения внешних профессиональных микрофонов);
- осуществляется предустановка временного кода (time code);
- в отличие от цветного видоискателя HDR-FX1E, в камере HVR-Z1E имеется переключение режима видоискателя по умолчанию он цветной, но переключается в черно-белый режим, так как профессионалы предпочитают пользоваться монохромными видоискателями;
- возможна одновременная работа ЖК-дисплея и видоискателя;
- имеется шесть назначаемых функциональных кнопок, необходимых для быстрого контроля более десятка различных параметров: Hyper Gain (электронное усиление сигнала), AE Override (отмена автоматической экспозиции), Safety Zone Marker (маркер зоны гарантированного отображения) и др.
В HVR-Z1E предусмотрено подключение внешнего микрофона, однако ее встроенный микрофон также обладает широкими возможностями и все его параметры легко настраиваются (в том числе чувствительность, ограничение по уровню, режим шумоподавления, уровень выходного звукового сигнала и т.д.). Что касается видеонастроек, то на дисплее отображаются и цветовая коррекция, и гамма-коррекция, и баланс белого и т.д. Кроме того, имеются специальные настройки для имитации кинопленки, настройки съемки телесных тонов и другие возможности. Обе эти камеры трехматричные. В них используются ПЗС-матрицы Super HAD CCD, снабженные фокусирующими линзами, расположенными прямо на чипах.
Что касается бытовой модели Sony HDR-HC1E, которая появилась в этой линейке вслед за старшими моделями, то она, конечно, попроще: имеет одну матрицу и относится к классу ультракомпактных камер (ее вес всего 680 г), ориентированных на массового пользователя. Как и DV-камеры Sony такого класса, HDR-HC1E имеет сенсорный ЖК-дисплей 2,7” и оснащена высококачественной оптикой Carl Zeiss Vario-Sonnar T с 10-кратным оптическим увеличением (и 120-кратным цифровым). Однако сенсор в новой видеокамере необычный это новая большая CMOS-матрица Sony, которая, возможно, скоро послужит основой для целой линейки видеокамер. Специально отметим, что, в отличие от традиционных ПЗС-матриц, в новой камере применяется сенсор, сделанный на базе комплементарных металл-оксидных полупроводников (КМОП, или по-английски CMOS), что необычно для современных видеокамер.
Камера HDR-HC1E имеет качественный встроенный микрофон и электронный стабилизатор изображения Super SteadyShot. Для наиболее полного использования новых возможностей HDV в камере предусмотрен специальный режим съемки Cinematic Mode, позволяющий получать видеоматериал, визуально похожий на киносъемку, а функция Shot Transition позволяет добавлять различные интересные киноэффекты. Благодаря инфракрасной подсветке, HDR-HC1E, традиционно для камер Sony, имеет режим Super NightShot, который позволяет вести съемку даже в полной темноте (что, конечно же, является скорее рекламным трюком, нежели действительно полезной возможностью). Комплектная аккумуляторная батарея InfoLithium (тип M) со специальной системой контроля потребления энергии AccuPower System обеспечивает возможность ведения непрерывной видеосъемки в течение 90 минут (впрочем, дополнительно можно приобрести более емкий аккумулятор). Как обычно, на камерах этой ценовой категории поддерживаются карты памяти Memory Stick Pro Duo и интерфейс Picture Bridge. Кстати, к концу года анонсирован выпуск профессиональной модификации этой компактной модели HVR-A1E.
Характеристики HDV-камер Sony
Сегодня стоимость видеокамеры Sony HDR-HC1E на рынке колеблется от 1600 до 1800 долл., а вот стоимость комплекта полупрофессионального HDV-камкодера Sony HDR-FX1E примерно 3-3,5 тыс. долл.
Монтаж HDV на компьютере
Беда в том, что старое оборудование и ПО для видеомонтажа с новым форматом HDV работать, скорее всего, не будут. Нет, вы, конечно, можете отснять на miniDV-ленту видео в формате HDV, а потом воспользоваться встроенной в камеру возможностью конвертации HDV в DV и записать в компьютер видео в старом DV-формате. Но зачем тогда покупать новую дорогую камеру высокого разрешения?
В принципе, HDV-камеры могут сразу записывать в одном из двух форматов в HDV с компрессией MPEG-2 с разрешением 1440x1080 пикселов или в стандартном DV с разрешением 720x576 пикселов. Но парадокс заключается в том, что качество изображения при переходе к HDV повышается, а время записи остается тем же 60 минут на стандартной miniDV-кассете. Так почему бы не использовать все преимущества нового формата?
HDV-камеры могут записывать на любую кассету miniDV, хотя Sony специально рекламирует HDV-кассеты (утверждается, что они имеют более прочную ленту, что уменьшает вероятность выпадения кадров). Но вы вполне можете использовать и существующие кассеты miniDV как для записи, так и для воспроизведения видео. Однако учтите, что вы не сможете воспроизводить кассету, записанную в формате HDV, на обычной цифровой DV-видеокамере.
Что же касается работы на компьютере, то большая часть имеющегося на рынке оборудования для ввода цифрового видео и программ для видеомонтажа создавалась с оглядкой на прошлое. А HDV-видео требует нового класса устройств, который предполагает применение других контроллеров и соответственно другого ПО.
Бытовая HDV-камера Sony HDR-HC1E отличается от DV-камер только чуть большей массивностью
(в основном за счет более сложной оптики) и «широкоэкранным» дисплеем
Впрочем, основа HDV-оборудования не изменилась по-прежнему достаточно интерфейса IEEE-1394a (FireWire), максимально возможная скорость которого составляет 400 Мбит/с или 50 Мбайт/с. В переходе к новому интерфейсу IEEE-1394b (FireWire2) с максимальной скоростью обмена данными до 800 Мбит/с пока нет необходимости. Появление нового формата требует лишь обновления драйверов и программного обеспечения. Авторы самых распространенных программ для видеомонтажа уже обновили свои продукты, объявив их совместимость с новым форматом HDV. И Adobe Premier Pro начиная с версии 1.5, и Ulead Media Studio Pro с версии 7 (при установке плагина HD 2.0), и тем более Sony Vegas с версии 6.0 должны поддерживать новый формат.
Однако попытка подключить новую HDV-камеру может оказаться неудачной лишь по той простой причине, что она не распознается программой захвата видео. И даже если этап распознавания будет успешно пройден, то не факт, что производительности вашего компьютера хватит для успешной работы с видео высокого разрешения. Например, при монтаже HDV-видео для комфортной работы требуется компьютер с процессором не ниже 3 ГГц Pentium 4. А поскольку HDV является форматом со сжатием в MPEG-2 и 6-кадровым GOP (Group Of Images), то для обработки видео в высоком разрешении требуется и немалый объем памяти (не меньше 1 Гбайт).
Конечно, компьютеры становятся все быстрее, программное обеспечение совершенствуется, и эти проблемы со временем будут решены, однако если кому-то не терпится начать работу с HDV без особых проблем уже сегодня, ему можно порекомендовать появившиеся недавно на рынке специализированные решения для HDV как в виде отдельных плат, так и в виде модулей (внешних блоков). Многие компании, специализирующиеся на оборудовании и ПО для видео, такие, например, как Canopus или Pinnacle, сразу же выпустили собственные решения для монтажа HDV (компьютерная плата или внешний модуль и программное обеспечение). Однако стоят они недешево, поэтому покупать их не торопитесь. Впрочем, за эти деньги покупатель получает готовый к работе комплект с поддержкой HDV, который можно будет использовать как с настольным ПК, так и с ноутбуком.
Например, пакет Canopus Edius NX for HDV стоит дороже тысячи долларов, к той же ценовой категории относится внешний блок Pinnacle Liquid 6 Pro. Однако после их покупки все равно придется решать ряд проблем, связанных с переходом к новому формату.
Остановимся подробнее на решении от компании Canopus. Полное название продукта Canopus Edius NX for HDV, так что сразу становится понятно, для чего предназначена эта плата. Преимуществом данного решения является то, что компания Canopus весьма консервативно подходит к работе с видео и продолжает выпускать платы, которые за счет собственных ресурсов реализуют в реальном времени базовые эффекты видеообработки, в то время как другие производители все больший объем работы перекладывают на центральный процессор компьютера. Да, такая плата стоит недешево, зато она не заставит вас задумываться о мощности вашего компьютера, а ведь переход к HDV потребует значительных ресурсов. Edius NX for HDV умеет аппаратно обрабатывать несколько потоков и это очень большой плюс. Но для полной реализации данной возможности Edius NX for HDV нужно подключать в слот PCI 64-bit, так как пропускной способности обычного PCI-слота для работы с HD уже недостаточно. Понятно, что далеко не каждый компьютер имеет такой слот. Плата Canopus Edius NX for HDV рассчитана на профессиональную работу с видео, потому она такая дорогая. Более того, если вам потребуется компонентный видеовыход, то для этого придется докупить отдельный модуль и выводить результаты работы уже на большой видеомонитор (плазменную или ЖК-панель). Программное обеспечение к этой плате также придется покупать. А набор дополнительных кодеков будет стоить вам лишнюю тысячу долларов.
Что же касается блока Pinnacle Liquid 6 Pro, то это уже внешний модуль для профессионального монтажа и редактирования видео, который имеет в комплекте поставки специальный коммутационный блок.
Непрофессиональная версия Liquid Edition стоит вдвое дешевле (порядка 500 долл.) и представляет собой упрощенную программу Liquid Edition 6 с контроллером IEEE-1394a (без коммутационного блока). Кстати, у компании Pinnacle иной подход, нежели у Canopus, к формированию своих решений. Canopus сначала предлагает аппаратную плату для работы с видео, а потом уже программы для его редактирования, а Pinnacle, наоборот, в первую очередь продает программный продукт и при желании предлагает к нему аппаратную часть.
Кстати, блок коммутации Pinnacle Liquid Edition 6 Pro уже имеет компонентный выход, в отличие от платы Canopus, к которой его необходимо покупать отдельно.
На самом деле с точки зрения нелинейного монтажа HDV-видео ненамного отличается от DV, так что переход к новому формату должен пройти безболезненно.
Конечно, высокое разрешение имеет смысл только тогда, когда ваш телевизор может выдавать такую картинку. Вряд ли старенький ЭЛТ-телевизор сможет отобразить все преимущества HDV. А вот почти все новые ЖК-телевизоры совместимы с HDV, причем цены на них постоянно снижаются. Сегодня можно купить ЖК-модель с диагональю 26" примерно за тысячу долларов, а это именно тот формат, где ЖК-телевизоры демонстрируют весь свой потенциал. Кроме того, увеличивается число видеопроекторов, поддерживающих HDV-разрешение, и цены на них становятся все более привлекательными. Также формат 1080i поддерживают многие плазменные панели.
Чтобы выводить картинку HDV на такой телевизор или на проектор, лучше воспользоваться компонентным видеовыходом (YUV). Хотя этот выход и аналоговый, компонентное разделение цветов позволяет достичь лучшего качества картинки. К сожалению, HDV-видеокамеры пока не имеют цифровых HDMI-выходов, которые позволили бы передавать максимальное качество цифрового сигнала.