Домашний кинотеатр на компьютере

Олег Татарников

Домашний театр

Видео на DVD

Звук на DVD

   Улучшение звукового сопровождения при программном декодировании

Возможные альтернативы DVD

Стандарты записи/воспроизведения звука

Зональные ограничения

Программные декодеры DVD

Сначала на экраны компьютеров пришел текст, затем — графика, постепенно стали привычными звук и музыка, и вот, наконец, наступил черед видео. Казалось бы, чему тут удивляться? Простенькие движущиеся картинки размером с почтовую марку уже давно посещают наши экраны то в компьютерных играх, то с мультимедийных CD-ROM-дисков.

аверное, ни для кого уже не секрет, что на компьютере можно прослушивать обычные звуковые компакт- и видеодиски (VideoCD). Достаточно в компьютерном магазине приобрести звуковую карту, динамики, CD-ROM-привод — и вам уже не понадобится обычный лазерный проигрыватель, а ваш компьютер в мгновение ока превратится в музыкальный центр.

Как принимать на свой домашний компьютер обычные теле- и радиопередачи, многие уже знают — достаточно приобрести недорогую плату под общим названием TV & FM Tuner и подключить это устройство к своему компьютеру. Более того, вы будете поражены возможностями этого устройства. Например, при просмотре любимого фильма вы можете делать снимки актеров (захватывать стоп-кадры) и даже записывать на свой компьютер отрывки из фильма, как на обычный видеомагнитофон. Кроме того, введенные в компьютер фрагменты можно потом еще и редактировать, получая, например, «достоверные» фотографии, на которых вы стоите в обнимку с любимым актером, что немало поразит ваших близких. Многие TB-тюнеры имеют обычный видеовход, к которому можно подключить видеомагнитофон или видеокамеру либо создать собственный видеоархив на CD-R/RW.

Впрочем, возможностями приема телевизионного сигнала (причем в российском стандарте SECAM-DK) обладают и некоторые современные видеокарты. Например, неплохими возможностями обладают видеоплаты компании ASUS серии Deluxe Combo. Это настоящие видео/телевизионные комбайны-универсалы, базирующиеся на GeForce 2MX и представляющие собой модифицированные варианты известных 3D-ускорителей компании ASUS. ТВ-тюнер — это устройство, преобразующее высокочастотный аналоговый видеосигнал с антенны или сети кабельного телевидения в изображение на экране компьютерного монитора. В данном случае ТВ-тюнер интегрирован с видеокартой, что позволяет сэкономить PCI-слот, который потребовался бы в случае отдельной платы. Схема ТВ-тюнера производства Philips наглухо закрыта традиционной металлической коробочкой-экраном (однако не обольщайтесь — уровень паразитных помех и наводок внутри корпуса очень высок и наличие экрана вокруг тюнера неспособно полностью снять эту проблему). Для настройки сигнала и просмотра телевизионных программ служит специальная программа ASUS Live Utility.

Неоднократно мы рассказывали и о том, каким образом что-то переписать с видеомагнитофона или видеокамеры на компьютер и обратно. Особенно просто работать с цифровым видео в формате DV/Digital8.

Однако у большинства пользователей DVD пока ассоциируется с чем-то дорогим, требующим больших затрат на приобретение соответствующей техники и потому недоступным, хотя на самом деле большинство современных компьютеров уже могут воспроизводить DVD-видео. Для этого надо только приобрести DVD-ROM-привод!

Стоимость дисководов DVD неуклонно снижается, они продаются уже по цене от 60 долл. Если учесть, что CD-ROM-приводы стоят в среднем 40 долл., а все CD-диски воспроизводятся и на DVD-приводах, то всего за 20 долл. вы получаете возможность проигрывать фильмы высокого качества и диски с программами или с играми огромного, по сравнению с CD, объема. Таким образом, покупка простого CD-привода сегодня не очень целесообразна, так что пора менять свои стереотипы и ориентироваться на современную технику.

Напомним, что бытовой DVD-плейер и необходимый ему AV-ресивер пока остаются довольно дорогими, поэтому персональный компьютер как платформа для воспроизведения DVD привлекает многих. Тем более что программный DVD-плейер сегодня уже может поспорить по качеству воспроизведения и с аппаратными декодерами, и с бытовыми DVD-плейерами. Конечно, качества и бесплатности DVD-плейера все еще недостаточно для привлечения внимания к этой технологии. Стоимость DVD-дисков пока чрезмерно высока по сравнению с видеокассетами VHS-формата, а разницу между Dolby Digital 5.1 на DVD и Dolby ProLogic на видеокассетах Hi-Fi неподготовленному слушателю уловить довольно сложно. Кроме того, рекламируемое высокое качество DVD-изображения не так просто продемонстрировать на обычном телевизоре при использовании обычной стереосистемы, а непременные атрибуты DVD — цифровые артефакты MPEG-компрессии — иногда заметны. Но, несмотря на все сложности, российский рынок DVD-продукции расширяется, число «локализованных» фильмов растет и даже появился пиратский рынок (который, возможно, подтолкнет официальных производителей и расширит популярность DVD в целом).

Домашний театр

ля просмотра DVD требуется система, называемая домашним театром. Полноценный домашний театр состоит из DVD-проигрывателя, телевизора и дискретной 5.1 аудиосистемы. Аудиосистема с шестью разделенными каналами и колонками: левой, правой, центральной, левой задней, правой задней и сабвуфером (так называемым каналом «.1»). Система может включать любой процессор окружающего звучания со встроенной схемой декодирования DD5.1/DTS или внешним декодером DD5.1/DTS, плюс 6-канальный усилитель (или 5-канальный с активным сабвуфером).

DVD-проигрыватели состоят из считывающего устройства, процессора обработки сигналов, декодера и микроконтроллера. Процессор цифровой обработки сигналов — это интегральная микросхема, переводящая импульсы лазера в электрический сигнал, который может использоваться другими компонентами декодера. Цифровой аудио/видеодекодер восстанавливает сжатые данные на диске, преобразуя их в выходной сигнал для компьютеров, телевизоров и стереосистем. Микроконтроллер переводит команды с пульта дистанционного управления, с лицевой панели или введенные в программе в команды для аудио/видеодекодера и считывающего устройства. Микроконтроллер также отвечает за реализацию родительского контроля, набор распределителей для кодов доступа и управление дешифрованием. Для обеспечения стереозвучания все проигрыватели имеют встроенный двухканальный декодер Dolby Digital, который микширует каналы стандарта 5.1 в стереозвук Dolby Surround.

Помимо видео- и аудиоданных DVD-диски могут содержать данные, предназначенные для считывания на компьютере, например игры, программы и пр.

Чем же система домашнего кинотеатра отличается от обычного Hi-Fi-видео? Во-первых, качеством самого видеоизображения, достигаемым благодаря более высокому разрешению и цифровой записи видеосигнала. На практике же это означает чистое, практически лишенное всяческих видимых искажений изображение, плавные линии, насыщенные цвета и т.д. Ярким примером могут служить титры в конце видеофильмов. Если при аналоговом способе записи черный фон выглядит пятнисто-серым, края букв нечеткие, сами слова не читаются из-за низкого разрешения, то в системах домашнего кинотеатра все выглядит иначе: глубокий черный фон без изъянов, а по нему плывут белые четкие и легко читаемые слова. Во-вторых, в DVD-видео используется высококачественный 6-канальный звук. Функции этих колонок распределяются примерно следующим образом: две боковые спереди — стереомузыка, средняя спереди — речь, две боковые сзади — создание атмосферы присутствия, низкочастотная — эффекты (стрельба, взрывы, катастрофы и прочие ужасы).

Видео и звук улучшенного качества должны создать эффект присутствия зрителя в происходящем на экране. Однако рядовому гражданину не под силу выложить за готовую систему домашнего кинотеатра несколько тысяч долларов. А при создании домашнего кинотеатра на базе компьютера дополнительные вложения составят уже не тысячи, а сотни долларов. Более того, такую систему можно строить поэтапно (подразумевается, что у вас достаточно мощный компьютер, оснащенный хорошей видео- и звуковой картой).

Практически все имеющиеся на рынке приводы DVD пригодны для воспроизведения DVD-фильмов. Не гонитесь за скоростями, для просмотра DVD-видео достаточно и двухскоростного привода. Лучше обратите внимание на возможность работы с разными зонами или найдите привод, свободный от зонального кодирования. Большинство приводов имеют возможность смены зоны от 5 до 9 раз, но есть и такие, которые позволяют менять зону неограниченное количество раз. В то же время приводы с ограничением количества смен зоны можно сделать и мультизонными (например, найти «прошивку» подправленных версий firmware в сети Интернет — http://firmware.inmatrix.com/). Недорогие модели приводов DVD-ROM по стоимости уже сравнимы с хорошими CD-ROM-устройствами и могут читать диски обоих форматов (не стоит забывать, что у DVD немного другие номинальные скорости передачи данных и недорогая модель DVD-ROM 5x, которая позволяет читать DVD-диски на 5-кратной скорости, будет читать CD-диски на 32-кратной скорости, то есть CD-ROM вам уже не потребуется), и теоретически, имея такой DVD-привод, вы уже можете наслаждаться просмотром видеофильмов.

Однако на практике все гораздо сложнее. Ведь процессору придется заниматься декодированием и видео и аудио. А сделать это неспециализированному устройству довольно тяжело. К тому же видеокарта должна поддерживать режим Overlay, в противном случае программные декодеры просто не будут работать. Впрочем, поддержка оверлеев предусмотрена практически во всех последних графических чипсетах. Желательно, чтобы карта имела некоторые функции декодирования DVD: компенсацию движения, аппаратную поддержку обратного преобразования Фурье, качественное масштабирование изображения и т.д. (лучшие результаты, естественно, будут получены на AGP-картах). Для дальнейшего улучшения качества изображения стоит подумать и об аппаратном MPEG-декодере, который может быть как интегрированным в видеокарту, так и выполненным в виде отдельной платы. Такой декодер сам осуществляет необходимое преобразование и выводит изображение и звук. Платы-декодеры обеспечивают качественный вывод на экран телевизора, разгружают центральный процессор компьютера от задач, связанных с преобразованием информации, хранящейся на DVD-диске, а также позволяют просматривать фильмы при одновременной работе на компьютере. Лучшими на российском рынке считаются платы Hollywood+ от Sigma Designs — они обеспечивают очень качественную картинку и поддерживают вывод цифрового звука в формате DD/DTS (остальные только Dolby Digital). Одной из карт, спроектированных на основе Hollywood+, является декодер Creative Dxr3, который, кстати, может производить микширование дорожки Dolby Digital на 2 или даже на 4 канала (при использовании со звуковой картой SB Live!). Так что недорогой DVD-ROM и плата-декодер уже позволяют просматривать фильмы с качественным звуком, причем на довольно слабом компьютере.

Следующий этап на пути к полноценному домашнему театру — это 6-канальный звук, то есть акустическая система, лучше многоколоночная и с декодером звука Dolby Pro Logic, Dolby Digital или DTS. Можно найти несколько вариантов решения этой проблемы: звуковая карта, декодер звука, усилитель, колонки. Все это можно приобрести на рынке в разных комбинациях: все части отдельно; интегрированные звуковая карта и декодер; интегрированные усилитель и декодер; усилитель, декодер и колонки в полном комплекте. Лучшими звуковыми картами в этом случае будут решения от компании Creative нового семейства Audigy (о них можно прочитать в КомпьютерПресс № 11’2000 в статье С.Асмакова «Audigy — новое имя SoundBlaster»), а самыми дешевыми вариантами — SB Live! и Vortex2, имеющие поддержку более чем двух колонок и способные выводить поток AC3 на внешний цифровой разъем SPDIF, к которому можно подключить декодер Dolby Digital 5.1. Отличается все это, конечно же, ценой и функциональностью, а также наличием пульта дистанционного управления, который, согласитесь, не помешает вам при просмотре фильмов. Впрочем, заменой пульту дистанционного управления может стать беспроводная мышь и(или) клавиатура (часто такие клавиатуры дополнительно снабжены джойстиком, заменяющим мышь). В качестве сателлитов можно приспособить обычные активные стереоколонки, а можно купить и специализированный комплект 5+1. Разница в том, что на рынке очень много достаточно качественных и недорогих стереоколонок и совсем нет дешевых колонок для домашнего кинотеатра.

Видео на DVD

ифровое видео, сжатое по алгоритму MPEG-2, записывается на диски DVD-формата в стандарте PAL (25 кадров в секунду с разрешением 720×576) или NTSC (30 кадров в секунду с разрешением 720×480). Понятно, что в несжатом виде двухчасовой фильм занимал бы более 100 Гбайт, поэтому для его записи и последующего воспроизведения с DVD-дисков используется компрессия MPEG-2.

DVD-диски имеют емкость от 4,7 до 17 Гбайт — в зависимости от типа. При этом меняется не плотность записи, а тип размещения информации. Диски бывают односторонние однослойные, односторонние двухслойные, двусторонние однослойные и двусторонние двухслойные.

Алгоритм сжатия MPEG-2 эффективно удаляет «избыточную» для восприятия информацию практически без ущерба для качества картинки, благодаря чему на DVD-диске можно разместить до 4 часов высококачественного видео, 8 вариантов звукового сопровождения и 32 варианта субтитров на разных языках. Кроме того, DVD-формат имеет множество других интересных возможностей, таких как задание возрастных ограничений на просмотр, интерактивность, быстрый поиск и переход в нужное место, просмотр с различных точек и др.

Чтобы воспроизвести DVD-диск, необходимо «восстановить» видео из сжатого состояния, то есть — декодировать. Существует два способа декодирования DVD на компьютере: аппаратный (с использованием платы DVD-декодера) и программный (без применения специализированных аппаратных средств). Процесс декодирования весьма ресурсоемкий, поэтому последний способ предъявляет более жесткие требования к производительности компьютера.

В простейшем случае, когда декодирование выполняется программно, видео можно выводить только на экран монитора (однако в том случае, когда на видеокарте есть TV-выход, можно подать сигнал и на экран телевизора). Звуковое сопровождение в этом случае обеспечивает обычная звуковая карта (и 6-канальное звуковое сопровождение DVD-фильма микшируется в 2 стандартных стереоканала). Программное декодирование DVD имеет свои плюсы — это низкая стоимость решения, высокое качество картинки на экране монитора и практически полное отсутствие проблем со сменой зон. Однако смотреть чересстрочное видео на мониторе с построчным выводом изображения не вполне комфортно, да и экран хотелось бы побольше. Вывести картинку на экран телевизора в этом случае поможет видеокарта с TB-выходом. Некоторые видеокарты поддерживают режим DualView (TV+Monitor), в котором картинка выводится и на монитор, и на телевизор одновременно, но во время работы видеооверлеев изображение выводится на полный экран телевизора, а на мониторе, там где должно быть видео, остается пустое окно. Такой вариант на достаточно мощной системе позволит одновременно и смотреть DVD, и работать на компьютере.

Лучшими для воспроизведения видео являются видеокарты семейства RadeOn компании ATI (к ним сразу прилагается ATI DVD-плейер) и карты, построенные на чипсетах GeForce MX200/MX400 (часто поставляются с плейерами WinDVD). Эти карты имеют выход на TV, что будет нелишним для просмотра DVD-видео на большом экране телевизора.

Если же в компьютере имеется аппаратный DVD-декодер, то вывод можно осуществлять как на монитор, так и на телевизор. В этом случае телевизор подключается непосредственно к TV-выходу декодера, а работать на компьютере ничто не мешает. Стереозвук можно снимать непосредственно с разъема LineOut декодера или пропустить его через звуковую карту.

Звук на DVD

а DVD-дисках может быть записано до 8 звуковых дорожек в форматах PCM, MPEG-2, Dolby Digital или DTS Digital Surround.

PCM — это несжатый цифровой звук в том же формате, который используется на музыкальных компакт-дисках. При наличии от 1 до 8 каналов звук может разбиваться по 48 или 96 кГц по 16, 20 или 24 бита на выборку (обычный компакт-диск ограничивается частотой до 44,1 кГц при 16 бит с максимальной скоростью передачи 6,144 Мбит/с).

MPEG-звук — это многоканальный цифровой звук, использующий сжатие со скоростью выборки 48 кГц при 16 битах на выборку. Поддерживается формат MPEG-1, а также MPEG-2. При этом может использоваться передача с переменной скоростью от 32 до 912 Кбит/с при обычной средней скорости 384 Кбит/с. В формате MPEG-1 установлено ограничение скорости до 384 Кбит/с. Каналы объемного звучания MPEG-2 передаются в расширенном потоке, закодированном в матричной форме в стереоканалы MPEG-1, что делает звук в формате MPEG-2 совместимым со звуком в формате MPEG-1.

Dolby Digital (DD) — это многоканальный цифровой звук с частотой сэмплирования 48 кГц при записи до 24 бит на выборку. Скорость передачи — от 64 до 448 Кбит/с. При этом средняя скорость равна 384 Кбит/с для стандарта 5.1 и 192 Кбит/с для стерео, хотя большинство Dolby-декодеров поддерживают скорость передачи немного выше.

Digital Theater Systems (DTS) — это система кодирования/декодирования, которая имеет 6 каналов 20-битного звука (Dolby Digital 5.1). Это 6 независимых цифровых каналов: центральный, левый и правый фронтальные, левый и правый тыловые и сабвуфер (такое же звуковое сопровождение, кстати, имеют фильмы в современных кинотеатрах). В процессе кодирования алгоритм DTS пишет 6 каналов 20-битной цифровой звуковой информации в пространстве, ранее предназначенном только для 2 каналов 16-битного линейного звука в формате PCM. Затем в процессе воспроизведения DTS-декодер восстанавливает оригинальный 6-канальный 20-битный цифровой звук. Каждый из этих 6 каналов превосходит по качеству 16-битный PCM-звук, применяемый на обычных музыкальных компакт-дисках.

Улучшение звукового сопровождения при программном декодировании

Самая простая схема, как уже было сказано выше, — это микширование звукового сопровождения в обычный стереосигнал и вывод его на 2 колонки, подключенные к стандартной звуковой карте.

Еще один вариант — использование поддержки вывода многоканального звука, что, однако, требует звуковых карт совершенно определенного типа и поддержки этой возможности соответствующим декодером.

Лучшими звуковыми картами, необходимыми для превращения обычного компьютера в полноценный домашний кинотеатр, являются, например, аудиокарты компании Creative нового семейства Audigy или же полный комплект оборудования той же фирмы — Creative DeskTop Theatre 5.1. Собственно говоря, это комплект звукового декодера с усилителем и акустической системой по вполне приемлемой цене (до 300 долл.).

Другими словами, это многофункциональное устройство, которое позволяет выжать из аудиоподсистемы компьютера максимум возможностей. Вы можете воспроизводить звук, который выдает звуковая карта (в том числе и 4-канальная) на свой аналоговый или цифровой выход, а также декодировать и воспроизводить звук в форматах Dolby Digital 5.1 и Dolby Surround. Кроме того, можно придать дополнительное объемное звучание обычному стереосигналу при помощи встроенной в DTT системы CMSS (Creative Multi Speaker Surround). При этом внутреннее представление звука в этой аудиокарте — 32 бита.

DTT состоит из усилителя-декодера с блоком питания и акустической системы, которая, в свою очередь, включает 5 источников звука: центральный мощностью 21 Вт, передние левый и правый, задние левый и правый (4×7 Вт) и сабвуфер (мощностью 20 Вт).

Усилитель-декодер имеет аналоговый вход (Line In) для обычного стереосигнала, дополнительный аналоговый вход (Rear In) для тыловой стереопары, цифровой вход Dolby Digital SPDF IN для звукового сигнала в цифровом формате AC-3, а также еще один цифровой аудиовход типа Digital DIN. На задней панели декодера расположены также 6 выходных гнезд для подключения сабвуфера, центрального канала и 4 сателлитов.

На специальной передней панели, которая монтируется в 5-дюймовый отсек компьютера, помимо кнопки включения расположены регуляторы громкости: общий, сабвуфера, центрального канала и задних сателлитов. Там же находятся кнопки выбора режимов CMSS, включения процессора Dolby Surround, выбора аудиорежимов, кнопка для тестирования выходных каналов, кнопка «приглушения» (Mute) и несколько световых индикаторов режимов.

В комплект входят пульт дистанционного управления, а также набор подставок, липучек и шурупов для различных способов крепления колонок (на столе, на стене, на мониторе), а также две треноги для установки задних динамиков. Длина кабелей для передних динамиков, центрального канала и сабвуфера — 3 м, а для задних сателлитов — 5 м, что вполне достаточно для жилого помещения. В комплект входит кабель для цифрового входа AC-3, двойной стереокабель, а также кабель для цифрового разъема, который пригодится в том случае, если вы будете использовать цифровой выход (вывод недекодированного аудиосигнала на цифровой разъем SPDIF аудиокарты).

Таким образом, при помощи Creative DeskTop Theatre 5.1 можно наслаждаться всеми возможностями звукового сопровождения современных компьютерных игр, смотреть DVD-фильмы с полноценным 6-канальным звуком Dolby Digital, а также иметь весь остальной набор возможностей, который предоставляет компьютерная акустика высокого класса.

Возможные альтернативы DVD

месте с новым стандартом MPEG-4 появилась возможность за относительно невысокую плату просматривать фильмы, музыкальные программы, концерты и т.д., c неплохим качеством видео и звука как на персональном компьютере, так и на телевизоре с видеокартой, имеющей TV-out. Причем записывать такие фильмы можно и самому на CD-R/RW, а воспроизводить на обычном CD-ROM-приводе. Популярностью у пользователей компьютеров пользуются стандарты VideoCD/SVCD, однако понемногу они сдают позиции новому формату DivX.

Преимущества нового формата в том, что он при относительно небольшом размере файла имеет неплохие качественные показатели визуального отображения, по сравнению с другими форматами того же размера кадра и той же длительности воспроизведения.

Как переходный вариант к DVD, MPEG-4 себя вполне оправдывает. А если сравнивать качество и стоимость DVD и MPEG-4, то из финансовых соображений выбор делается в пользу DivX: диск DVD-Video с фильмом для нашей, 5-й зоны в среднем стоит от 20-30 долл., а диск с фильмом в MPEG-4 можно купить на рынке за 60 руб.

DivX, основанный на новом стандарте MPEG4, может воспроизводиться на различных версиях кодека Microsoft MPEG4 Video и имеет очень высокую степень сжатия с допустимыми потерями, что позволяет значительно сократить объем кинофильма и записать его на обычный компакт-диск. Для подробного знакомства с этим форматом можно обратиться на сайт http://www.divx.com/, содержащий разнообразную информацию, программное обеспечения и списки ссылок. Сайт http://www.divx-digest.com/ публикует новости из области DivX, а также предлагает кинофильмы в этом формате.

КомпьютерПресс 2'2002