Фоторедактирование (ретуширование)

Когда сканер осуществляет фиксацию цветного изображе­ния, это — часто только начало технологического процесса. Бу­дучи однажды оцифрованной, фотография может быть представ­лена в разных видах и комбинироваться с другой информацией в растровом редакторе или пакете раскрашивания (рис. 3.10).

В подготовке печатного издания очень редко используются «сырые» изображения — черты моделей «очищаются»: сглажива­ние морщин, окраска глаз, «причесывание» волос и пр. Обычно фоторетушер пытается сделать одну из двух вещей — или замена некоторых элементов изображения (например, изменение цвета чьих-то волос), или сотворение чего-то нереального и фантасти­ческого. В любом случае, вмешательство ретушера не должно обнаруживаться визуально.

^ISJxJ

 

О

□ .4 а В Ь,

Файл Правка бид Рисунок Палитра Справка

<9
f	Q
	fi
r%	A
\ □	? L~>
м

 

±i

 

"ИГЯГСПИИГИП

Рис. 3.10. Основные возможности графического редактора PaintBrush: а — вставка текста; о — вставка фотографии, вырез части изображения; в — рисо­вание эллипса, заливка контура, стирание ластиком; рисование: г — прямоуголь­ника; д — кривых; е — прямых; ж — панель инструментов; з — цветовая палитра

 

а б

Рис. 3.11. Преобразование фотографии (я) в штриховой рисунок (б) с помощью программного продукта Adobe Photoshop

Большинство этих видов работ может быть произведено, на­пример, используя Adobe PhotoShop, но даже самые простые программы раскрашивания позволяют проделать подобные из­менения. Однако, хотя многое может быть выполнено с помо­щью более дешевых пакетов наподобие PaintShop Pro или PC Paintbrush, программы, подобные PhotoShop. Xres и Corel PhotoPaint, позволяют намного проще достигнуть сложных эф­фектов (рис. 3.11).

Форматы графических файлов

Размер файла, в котором сохраняется изображение, сущест­венно зависит от формата файла, а это — важная характеристика технологии, поскольку высокие разрешающие способности, под­держивающиеся многими современными сканерами, могут при­вести к созданию файлов размера до 30 Мбайт для страницы формата А4.

Перечислим основные форматы изображений.

BMP. Используемый в Windows формат точечный рисунок (BMP — bitmap) приводит к наибольшим размерам файлов, так как при этом сохраняется изображение в полном цвете без сжа­тия или в 256 цветах с простым сжатием — кодирование с пере­менной длиной строки (run-length encoding — RLE). Изображе­ния, которые используются как «обои» в Windows, должны быть представлены в формате BMP, но для большинства других слу­чаев этого можно избежать.

TIFF. Формат TIFF (tagged image file format), или формат с разметкой, имеет наиболее гибкие возможности, так как в нем изображения могут сохраняться как в режиме RGB для экранно­го устройства отображения, так и CMYK для печати. TIFF также поддерживает алгоритм сжатия LZW, который может значитель­но уменьшить размер файла без потери качества. Метод сжатия основан на двух методах, предложенных Дж. Зивом и А. Лемпэ- ле.м в 1977 г. и впоследствии усовершенствованный Т. Вслчем (Unisys). Алгоритм LZ77 создает указатели к повторяющимся группам данным, a LZ78 — словарь повторяющихся фраз с ука­зателями на них.

GIF. Разработанный CompuServe формат обмена графическими данными (graphics interchange format) сохраняет изображения, ис­пользуя индексирование цветов. Хотя общее количество цветов, доступных в каждом изображении, — 256, характер этих цветов может изменяться от изображения к изображению. Таблица на­сыщенности цветов RGB сохраняется в начале файла. GIF-файлы обычно являются меньшими в размере, чем большинство других форматов файла из-за уменьшенной цветовой глубины, что дела­ет их хорошим выбором для WWW-публикаций.

PCX. Формат PC Paintbrush предлагает сжатый формат при цветовой глубине в 24 бита, однако он практически вышел из употребления.

JPEG. Данный формат файла использует сжатие с потерями и может создавать файлы небольших размеров при цветовой глу­бине 24 бита. Уровень сжатия (и следовательно, степень потери данных) может изменяться, но даже при максимальной качест­венной установке JPEG теряет некоторые подробности и поэто­му наиболее подходит только для интерактивного просмотра изображений. Количество доступных уровней сжатия зависит от используемого для редактирования изображений программного обеспечения.

Таблица 3.2 иллюстрирует размеры и цветовую глубину фай­лов, которые соответствуют различным форматам при сохране­нии исходного изображения размером в 1 Мбайт.

Таблица 3.2.Сравнительные характеристики различных графических файлов Формат обмена графическими данными Размер файла, Кбайт Число цветов BMP-RGB 1 Мбайт 16,7 млн BMP-RLE     GIF     JPEG - минимальное сжатие   16 J млн JPEG - минимальное прогрессивное сжатие   16,7 млн JPEG - максимальное сжатие   16,7 млн JPEG - максимальное прогрессивное сжатие   16J млн PCX   16,7 млн TIFF 1 Мбайт 16,7 млн TIFF - LZW compression   16,7 млн

 

3.5. Цифровое видео

Основные принципы

Известны три формы кодирования сигнала телевидения:

• система PAL (использует большинство стран Европы);

• Франция, Россия и некоторые восточно-европейские стра­ны используют SECAM. который отличается от системы PAL только в тонкостях, однако этого достаточно, чтобы они были несовместимыми:

• США и Япония используют систему NTSC.

В системе PAL (Phase-Alternation-Line, чередование строк) каждый законченный кадр заполняется построчно, сверху до­низу.

В Европе используется переменный электрический ток с частотой 50 Гц, и система PAL связана с этим — здесь выполня­ется 50 проходов экрана каждую секунду. Требуется два прохода, чтобы нарисовать полный кадр, так что частота кадров равна 25 кадров/с. Нечетные строки выводятся при первом проходе, четные — на втором. Этот метод называется чересстрочная развертка (interlaced), в противоположность чему изобра­жение на компьютерном мониторе, создаваемое за один проход, известно как без чередования строк (progressive).

Компьютеры, наоборот, имеют дело с информацией в циф­ровой форме. Чтобы хранить визуатьную информацию в цифро­вой форме, аналоговый видеосигнал должен быть переведен в цифровой эквивалент с использованием аналого-цифро­вого и р е о б р аз о в ате л я - ко н в е р те р a (ADC. или АЦП). Процесс преобразования известен как осуществление оцифров­ки, или видеозахват. Так как компьютеры имеют дело с цифровой графической информацией, никакая другая специаль­ная обработка данных не требуется, чтобы в дальнейшем выво­дить это цифровое видео на компьютерный монитор. Однако чтобы отобразить цифровое видео на обычном телевизоре, об­ратный конвертер — цифроаналотовый (DAC или ЦАП), должен преобразовать двоичную информацию в аналоговый сиг­нал. Кроме того, источником видеоинформации в цифровой форме являются цифровые видеокамеры.

Цифровые видеокамеры

Начиная с введения Sony в 1995 г. формата DV и последую­щего почти повсеместного принятия интерфейса IEEE 1394, цифровые видеокамеры стали почти столь же свойственным ПЭВМ атрибутом, как мышь. Массовый пользователь получил доступ к технологии, которая позволила создавать в цифровом формате видеоматериал, качество которого далеко превосходило возможности аналоговых средств, доступных в то время — напо­добие Hi-8 и S-VHS — и превращать его в профессионально вы­глядящее домашнее кино на настольном ПК.

Запись и сохранение видео и аудио в цифровой форме устра­няют возможности для целого диапазона ошибок в изображении и звуке почти тем же образом, как музыкальные компакт-диски изменили к лучшему записи на виниловых дисках (LP). Кассеты цифрового видео не могут быть прочитаны на видеомагнитофо­нах, однако любая цифровая видеокамера имеет обычные, ана­логовые AV-гнезда выхода, что позволяет записанный материал передать на видеомагнитофон либо на телевизор. Поскольку ин­терфейс IEEE 1394 стат вездесущим в области видео потребите­ля, он позволяет передавать видеосигнал от одной цифровой ка­меры к другой, к цифровому видеомагнитофону или на ПЭВМ. В процессе своего развития цифровые видеокамеры все чаще снабжаются аналоговыми звуковыми и видеовходами, позволяя копирование старых записей в анатоговых форматах VHS или 8 мм в формат цифрового видео, и таким образом обеспечивая как архивирование без потерь, так и доступ к мощным средствам редактирования цифрового видео.

Светочувствительная матрица (прибор с заря­довой связью — ПЗС) цифровой видеокамеры — обычно размером в '/₄" — собирает и обрабатывает свет, приходящий от объектива, и преобразует его в электрический сигнал. В то время как видеокамеры среднего качества оборудованы единственной ПЗС, модели более высокого ряда используют три матрицы. В этом случае объектив содержит призму, которая расщепляет поступающий свет на три основных цвета, причем каждый по­ступает на отдельную матрицу. Результатом является высокока­чественные цветопередача и качество изображения, заметно луч­шие чем для моделей с единственной ПЗС, хотя и при сущест­венной дополнительной стоимости.

Число пикселей, которые составляют матрицу, может изме­няться от одной модели к другой, однако большее число пиксе­лей не обязательно означает лучшее качество изображения. Мат­рицы в цифровых видеокамерах Canon, например, обычно име­ют намного более низкое число пикселей, чем в моделях JVC или Panasonic, но все же способны к достижению превосходных результатов.

Современные камеры имеют мощные способности «наезда» (трансфокатор), реализованные как путем оптического измене­ния масштаба изображения (обычно 10-х или более), так и циф­рового (до 200-х). Конечно, в этих случаях изображения стано­вятся высокозернистыми и их стабильность становится сущест­венной проблемой. Используются два варианта видоискателя: традиционный окуляр и выдвижной цветовой жидкокристалли­ческий экран, который дополнительно может быть сенсорным, срабатывающим от прикосновения и позволяющим осуществ­лять цифровое увеличение объекта, указанного прикосновением на экране.

Большинство потребительских цифровых камер продаются как единые решения для видео, фото и даже МРЗ и электрон­ной почты. Большинство из них, однако, может захватить фото только с разрешением, характерным для цифрового видео (720 х 576 пикселей, что не дотягивает даже до 1 мегапикселя), которое приходится уменьшать до 640 х 480, чтобы сохранить правильное отношение размеров экрана (3: 4). Некоторые ви­деокамеры обладают более высоким разрешением для фото, но часто при этом используется интерполяция, чтобы достигнуть указанного разрешения. Видеокамеры на 1,5 мегапикселей по­зволят получить разрешение в 1360 х 1020 для фото. Способ­ность делать запись фотоснимков — также все более популяр­ная особенность профессиональных цифровых видеокамер, не­которые из которых даже способны к настройке датчиков изображения к удобному для компьютера формату сборки кар­тины, что оптимизировано для записи фотоизображения.

Цифровые камеры обеспечивают цифровую или оптическую стабилизацию изображения, чтобы уменьшить колебание, кото­рое неизбежно сопровождает ручную съемку. Цифровая стаби­лизация изображения (Digital image stabilisation — DIS) очень эффективна, но имеет тенденцию уменьшать разрешение карти­ны. поскольку активно используется для записи образа меньший

Число пикселей, которые составляют матрицу, может изме­няться от одной модели к другой, однако большее число пиксе­лей не обязательно означает лучшее качество изображения. Мат­рицы в цифровых видеокамерах Canon, например, обычно име­ют намного более низкое число пикселей, чем в моделях JVC пли Panasonic, но все же способны к достижению превосходных результатов.

Современные камеры имеют мощные способности «наезда» (трансфокатор), реализованные как путем оптического измене­ния масштаба изображения (обычно 10-х или более), так и циф­рового (до 200-х). Конечно, в этих случаях изображения стано­вятся высокозернистыми и их стабильность становится сущест­венной проблемой. Используются два варианта видоискателя: традиционный окуляр и выдвижной цветовой жидкокристалли­ческий экран, который дополнительно может быть сенсорным, срабатывающим от прикосновения и позволяющим осуществ­лять цифровое увеличение объекта, указанного прикосновением на экране.

Большинство потребительских цифровых камер продаются как единые решения для видео, фото и даже МРЗ и электрон­ной почты. Большинство из них, однако, может захватить фото только с разрешением, характерным дтя цифрового видео (720 х 576 пикселей, что не дотягивает даже до 1 мегапикселя), которое приходится уменьшать до 640 х 480, чтобы сохранить правильное отношение размеров экрана (3: 4). Некоторые ви­деокамеры обладают более высоким разрешением для фото, но часто при этом используется интерполяция, чтобы достигнуть указанного разрешения. Видеокамеры на 1.5 мегапикселей по­зволят получить разрешение в 1360 x 1020 для фото. Способ­ность делать запись фотоснимков — также все более популяр­ная особенность профессиональных цифровых видеокамер, не­которые из которых даже способны к настройке датчиков изображения к удобному для компьютера формату сборки кар­тины, что оптимизировано для записи фотоизображения.

Цифровые камеры обеспечивают цифровую или оптическую стабилизацию изображения, чтобы уменьшить колебание, кото­рое неизбежно сопровождает ручную съемку. Цифровая стаби­лизация изображения (Digital image stabilisation — DIS) очень эффективна, но имеет тенденцию уменьшать разрешение карти­ны. поскольку активно используется для записи образа меньший процент датчиков (остальные заняты стабилизационной обра­боткой). Оптическая стабилизация изображения (Optical image stabilisation — OIS) использует призму, которая компенсирует колебания регулировкой пути светового луча, проходящего через систему линз камеры. Оба метода достигают примерно одной и той же степени видимой стабильности, но OIS, возможно, луч­ше, так как не уменьшает разрешение.

Форматы цифрового видео

VCD. Формат VideoCD был создан, чтобы обеспечить диало­говую среду, которая была бы недорога для копирования, под­держивала полный экран и видео полного движения и функцио­нировала бы в широком диапазоне различных платформ ПЭВМ, телевидения, игровых приставок или мультимедийного оборудо­вания.

В середине 1993 г. Philips. Sony, Matsushita и JVC согласова­ли спецификации VideoCD, позже получившие известность как «Белая Книга». Стандарт использует определения, описанные в стандартах «красной» (CD-DA) и «желтой» (CD-ROM) книг и вводит дополнительную гибкость, чтобы учесть защиту автор­ского права, вставки библиографической информации, абстракт­ных данных, компьютерных программ, обеспечить диалоговый контроль в течение воспроизведения.

Формат стал чрезвычайно популярным в Азии, и начиная с середины 1990-х гг. почти все гонконгские фильмы были дос­тупны на VCD, а по сделанной в конце тысячелетия оценке, только в Китае ежегодно производились более чем 2 млн плейе­ров VCD. Формат никогда не завоевыват популярность на запа­де и остается малоизвестным в Северной Америке и Европе.

VCD использует CD-ROM ХА Mode 2, чтобы делать запись первой дорожки диска (Track 1). который содержит файловую структуру ISO 9660 и информационную область. Файловая сис­тема ISO может также включать расширения Joliet, чтобы под­держивать длинные имена файлов Windows.

VCD 1.1 поддерживает понятие выбираемых треков, но толь­ко в VCD 2.0 версии (1995 г.) поддерживалась полная интерак­тивность через дистанционное управление. VCD 2.0 позволяет организовать до 98 треков, каждый из которых может быть ин­дексирован в 99 сценах. Каждый трек может содержать и вое- производить сцены, которые могут быть видео, звуковыми или фотоизображениями. В основном этот формат можно трактовать как Audio CD с дополнением видео или фотофрагментами и средствами навигации по содержанию.

Стандарт поддерживает обратную совместимость, так что версия 1.1 VCD работает в плейерах версии 2.0. VCD имеет вме­стимость до 74/80 минут (на носителе 650/700 Мбайт соответст­венно) видео полного движения, сопровождаемого стереозвуком. Используется технология сжатия MPEG-1 для обеспечения ка­чества видео, эквивалентного пленке VHS или аудио CD-DA. Таблица 3.3 содержит ключевые характеристики вариантов VCD-стандарта.

Таблица 3.3. Характеристики различных вариантов формата Video CD Параметры   Стандарт   PAL NTSC NTSC Film Разрешение 352 х 288 352 х 240 352 х 240 Частота кадров, 1 /с   29,97 23,976 Скорость передачи видео, кбит/с 1150 MPEG-1 1150 MPEG-1 1150 MPEG-1 Звук 44,1 кГц стерео, кодирован в MPEG-1 Level 2 формат, скорость - 224 кбит/с Общая скорость передачи   1394,40 кбит/с

 

SVCD. Выпушенный в 1998 г. консорциумом, который вклю­чал Philips, Sony, Matsushita и JVC, формат «VCD Высшего каче­ства» (SuperVCD) — впоследствии стандартизированный как ISO IEC 62107 — является естественным развитием стандарта VCD. Основное различие в том. что для видеопотока используется ко­дирование MPEG-2 (вместо MPEG-1), которое обеспечивает бо­лее высокое разрешение и скорость, а также поддерживает суб­титры и переменную скорость видеопотока. Как последствие, SVCD способен к показу в 2 раза более четких видеоизображе­ний, чем его предшественник, за счет уменьшенной вместимо­сти (35 и 80 мин на диск в зависимости от средней используемой битовой скорости).

Формат имеет обширную поддержку субтитров и режима ка­раоке. Видеопоток SVCD может содержать до четырех независи­мых каналов субтитров для различных языков, которые накла­дываются на видеоизображения в процессе воспроизведения и могут подключаться или удаляться по желанию. Так как субтит­ры сохранены как битовая графика, они не привязаны к како­му-то специфическому набору символов. Наконец, SVCD стан­дарт поддерживает гиперсвязи типа HTML, позволяет подклю­чать фотографии, автоматическое проигрывание слайдов и музыкальных фрагментов, поддерживает многоуровневые иерар­хические меню и оглавления (индексацию). Характеристики формата приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4.Характеристики SVCD Видеосигнал Стандарт MPEG-2 Скорость передачи Переменная до 2,6 Мбит/с Разрешение NTSC 480 х 480 с перекрытием, 29,97 Гц Разрешение PAL 480 х 576 с перекрытием, 25 Гц Фотография Стандарт MPEG-2,1 Frame Разрешение NTSC 480 х 480, 704 х 480 Разрешение PAL 480 х 576, 704 х 576 Звуковой сигнал Стандарт MPEG-1, layer II Частота оцифровки 44,1 кГц Скорость передачи От 32 до 384 кбит/с Число каналов До 2 стерео или 4 моно Звуковое окружение MPEG-2 (5.1)

 

XVCD и XSVCD (extended VCD и extended SVCD - расши­рения соответственно) являются неофициальными вариантами стандартов VCD и SVCD, предназначенными, чтобы достигнуть улучшенного качества изображения, например, увеличивая бито­вую скорость (битрейт) в соответствии с более быстрой способно­стью передачи данных современными накопителями CD-ROM. XSVCD работает на принципах, обычных для уровня DVD, что обеспечивает скорость, близкую к DVD-Video (до 9,8 Мбит/с — поддерживает полное разрешение DVD в дополнение к обычному для SVCD 480 X 576/480 х 480).

DivX. Формат DivX базируется на видеотехнологии MPEG-4 с дополнением звукового потока МРЗ. Поскольку сжатый в форма­те DivX кинофильм составляет от 10 до 20 % размера оригинала DVD (обычно 5 Гбайт). 80—90 минутное DVD-кпно занимает приблизительно 650 Мбайт в разрешении 640 х 480 — фильм Гол­ливуда может вообще поместиться на единственном CD-ROM. Единственным весомым недостатком является то. что не преду­смотрено возможности развернуть изображение формата 16: 9 до 4: 3. Просмотр осуществляется на широко распространенном Windows Media Player (Microsoft) с НебИвших® Добавлениями.

К концу 2001 г. появилась новая версия DivX — проект с от­крытыми исходными программами кодека, известный как «Project Мауо» или как «OpenDivX» или «DivX для Win- dows/Linux/Мас». В отличие от оригинала DivX. OpenDivX не имеет ничего общего с Microsoft. Однако, подобно его предше­ственнику, он также базируется на формате сжатия MPEG-4.

Формат DV. Panasonic и Sony были первыми, кто использо­вал стандарт цифрового видео на своих видеокамерах, и хотя он и не был первоначально предназначен для профессионального использования, обе компании впоследствии объявили их собст­венные расширения для стандарта — Panasonic DVCPRO в 1995 г., a Sony — DVCAM в 1996 г. Однако оба изготовителя придерживались формата MiniDV для производимого цифрового оборудования.

Формат DV использует пленку с металло оксидным напыле­нием ширины '/₄" (6,35 мм), способную к записи до 3 часов ви­део в стандартном режиме (standard play, SP) на кассете, которая имеет размеры 125 х 78 х 14,6 мм.

Технически DV использует дискретное косинус-преобразова­ние, используя процесс с тремя стадиями. Первая стадия ис­пользует DCT-сжатие, удаляющую информацию, которая не мо­жет быть замечена человеческим глазом. При этом в каждом пикселе отделяют цветовую и яркостную информацию, что со­кращает данные на одну треть. Затем сигнал RGB преобразуется в YUV — Y для яркости и U и V для цвета, по формуле YUV 4:2:2. Затем цифровой видеокодек оптимизирует формулу к YUV 4:2:0, связывая цветовую информацию от смежных пик­селей в блоки 4x4. Датее, система аппаратного сжатия, разме­ренная на камере, сжимает видео с использование алгоритма, подобного M-JPEG.

Система DV отличается способностью записи различных час­тей каждого кадра с различной степенью сжатия. Так, синее небо в фоне изображения может быть сжато, скажем, к 25: 1, в то вре­мя как лес на переднем плане, который нуждается в большем ко­личестве деталей, только до 7: 1. Этим способом цифровое видео может оптимизировать видеоструктуру потока кадров. Наоборот, M-JPEG должен иметь установленную норму сжатия для видео в целом и не может разумно регулировать сжатие каждого изобра­жения. Кроме того, также используется техника, известная как адаптивное межстрочное сжатие, которое заключается в том, что перекрывающиеся строки кадра (как в PAL. например) соединя­ются в одну, если различие между ними невелико. В теории это означает, что сцены с меньшим количеством движения обраба­тываются лучше, чем быстрые сцены. Номинальный поток дан­ных DV — 25 Мбит/с, который увеличивается до 36 Мбит/с с учетом аудио и различных средств управления данными и кор­рекции ошибок.

Mini-DV (мини-цифровое видео). Главное преимущество формата MiniDV состоит в том, что лента, являющаяся '/₁₂ от размера стандартной пленки VHS. позволяет сделать запись 1 часа в формате SP или до 90 мин более низкого качества выхода в «долгоиграющем режиме» (long play, LP) при горизонтальном разрешении до 500 линий. Видеокамеры этого формата являются часто достаточно маленькими, чтобы удобно размешаться в ла­дони руки.

Digital8. Введенный в начале 1999 г., формат видеокамеры Sony Digital8 может рассматриваться как шаг между 8 мм или Hi-8 и MiniDV. Запись здесь производится почти в том же са­мом качестве как для MiniDV, но на ленты 8 мм и Hi-8, которые имеют размер '/₄ размера VHS и вместимость до 1 часа. Фор­мат — хороший выбор для тех, кто переходит к.цифровой видео­камере, так как видеокамера Digital8 может также воспроизво­дить старые записи аналоговых видео на 8 мм и Hi-8;

MICROMV. В 2001 г. Sony объявила ряд цифровых видеока­мер MICROMV, использующих формат сжатия MPEG-2 при за­писи сигналов качества DV на ленты, размер которых составляет 70% от кассет MiniDV. При скорости в 12 Мбит/с ультраком­пактный формат MICROMV имеет битовую скорость, вполовину меньшую, чем для miniDV, что делает редактирование видео на ПЭВМ намного менее ресурсопоглощающей задачей.

Форматы DVD

Фирма Hitachi объявила первую цифровую видеокамеру, способную к записи на носитель DVD (в данном случае это был DVD-RAM) летом 2000 г.. что было очередным шагом в движе­нии видеоприложений к области ПЭВМ. Важное преимущество формата DVD — способность к прямой выборке видео и непо­средственному переходу к определенным сценам видеозаписи, экономя время и ресурсы, затрачиваемые на запись/редактиро­вание.

DVD видео. Видео DVD обычно кодируются в формате MPEG-2. MPEG-2 предлагает более высокую степень сжатия, чем MPEG-1, и приводит к намного более четкому и чистому изображению (табл. 3.5). Раскодированный из MPEG-2 видео­сигнал обычно использует 480 горизонтальных строк в кадре (или 720 х 480 пикселей) по сравнению с 425 строками для CD-видео и 250—270 строками для VHS-видео.

Таблица 3.5.Параметры кодирования видеосигналов для DVD video Параметры MPEG-2 MPEG-1   720 х 576   Разрешение PAL/' SECAM 704 х 576 352 х 576 352 х 288 352 х 576 352 х 288   720 х 480   Разрешение NTSC 704 х 480 352 х 480 352 х 240 352 х 480 351 х 240 Переменная битовая скорость (VBR), постоянная битовая скорость (CBR) VBR или CBR CBR Частота кадров PALySECAM, 1/с     Частота кадров NTSC, 1/с 24 или 30

 

Переменная битовая скорость (VBR) позволяет достичь бо­лее высокого качества изображения и более низкой средней ско­рости передачи информации в битах, при этом используется больше данных для кодирования тех частей видеопоследователь­ности, которые более сложны и плохо сжимаются. При исполь­зовании постоянной битовой! скорости (CBR) скорость передачи данных должна быть достаточно высокой, чтобы одинаково хо­рошо кодировать все сцены видео.

Ранние диски DVD-ROM использовали два метода для запи­си MPEG-2 видео:

• аналоговый оверлей (наложение видеоизображений или просто оверлей);

• метод встраивания VGA. иногда упоминаемый как Videolnlay.

Оба метода отображают видео в окне или полном экране, но они реализуют различные подходы. Videolnlay использует графи­ческий адаптер PC. чтобы масштабировать видео и вывести его на монитор. Оверлейные платы обеспечивают масштабирование собственными аппаратными средствами и выводят видео само­стоятельно, встраивая его в графический выводом, который при­ходит от платы VGA. При использовании этих плат дополни­тельный кабель соединяет выход адаптера VGA с вводом на пла­те декодера.

Главный недостаток подхода Videolnlay — нагрузка на систе­му. При проходе сцен, закодированных с высокой скоростью пе­редачи информации, метод Videolnlay может перегрузить инфор­мацией старые, более медленные адаптеры дисплея, что может потребовать сокращения горизонтальной разрешающей способ­ности для получения приемлемого изображения.

Требуя немного большего количества усилий по установке и конфигурированию, платы наложения видеоизображений требу­ют меньше системных ресурсов и допускают более широкое раз­нообразие аппаратных средств. В то время как видеовывод мо­жет быть менее четким, чем в случае встраивания VGA, наложе­ние видеоизображений имеет то преимущество, что может дать приличное качество фактически с любыми видеоплатами.

Односторонний (DVD 5) диск может вместить ти­пичный кинофильм, длительность которого составляет в сред­нем 133 минуты. MPEG-2 кодирование использует сжатие с по­терями. которое удаляет избыточную информацию (например, неизменяющиеся области изображения) и информацию, кото­рая не воспринимается человеческим глазом. Выходной видео­сигнал, особенно когда он сложен или содержит быстрые изме­нения, может иногда включать визуальные недостатки в зависи­мости от качества обработки и коэффициента сжатия. При использовании сжатия MPEG-2 полномасштабное изображение требует минимальную скорость передачи данных 3500 кбит/с. Звуковое окружение — центральный, левые, правые, лево-тыло­вые и право-тыловые каналы, плюс ненаправленный басовый громкоговоритель — требует дополнительно еще 384 кбит/с. Если учесть добавочную память для фонограмм дублирования на различных языках и титров, необходимо увеличение скоро­сти до 4,692 кбит/с (минимум 4 Мбит/с. требуемых для высоко­качественных результатов). Окончательный итог — требование размера памяти в 4,68 Гбайт.

Более высокие скорости передачи данных могут привести к повышению качества, почти неотличимому от оригинала, при скоростях более чем 6 Мбит/'с. С развитием MPEG-технологий сжатия лучшее качество достигается при более низких скоро­стях. Кроме того, DVD-видео обычно поддерживают множест­венные коэффициенты сжатия, позволяя при просмотре выбрать по меньшей мере из пары широкоэкранных форматов (например 16:9 или более обычного 4: 3). Кроме того, DVD-видео также обычно позволяет выбрать один из восьми языков и предостав­ляет 32 различных набора субтитров.

Для двухслойного (DVD 9) диска вместимость увели­чивается до 240 мин. Двусторонний однослойный д и с к (D V D 10) будет вмешать немного больше (около 266 ми­нут), но он должен быть перевернут, чтобы была доступна вторая сторона. Многие производители видео DVD используют двусто­ронние диски, помещая версию, отформатированную для нор­мального телевидения или монитора с экраном 4: 3 на одной стороне и широкоэкранную версию, отформатированную для эк­рана 16: 9 — на другой.

Существуют два способа записи двухслойных DVD — па­раллельный проход дорожки (Parallel track path — РТР) и противоположный проход дорожки (Opposite track path — OTP). В дисках РТР оба слоя считываются от внутренней части диска к внешней, тогда как в диске OTP сначала считывается внешний слой от внутренней части к внешней, а затем — внут­ренний слой обратным ходом. Это позволяет дисководу читать оба слоя почти непрерывно, с коротким перерывом, чтобы пере­фокусировать линзу лазера.

В 1998 г. Цифровой Видео Экспресс (DVE) — партнерство между одним из крупнейших американских розничных продав­цов электроники, Circuit City, и видной Лос-анджелесской юри­дической фирмой — объявил альтернативный формат DVD-ви- део, использующий подход «оплата за использование» при про­смотре фильмов, и быстро получил поддержку таких ведущих студий, как Disney, Paramount. Universal и MGM.

Региональное кодирование

Поскольку обычно выход фильма на экраны не является од­новременным (фильм может выйти на видео в США, когда толь­ко выходит на экраны в Европе), киностудии хотят контролиро­вать выпуск видеокопий в различных странах. Поэтому потребо­валось, чтобы стандарт DVD включал коды, которые могут предотвратить воспроизведение некоторых дисков в определен­ных географических областях (регионах). Каждый видеопроиг­рыватель получает код для региона, в котором он продан. Это означает, что диски, купленные в одной стране, не могут считы- ваться на плейерах, купленных в другой стране.

Региональные коды являются дополнительными для изгото­вителя диска и отсутствие кода означает отсутствие региональ­ных ограничений. Это — не система кодирования, а только ин­формационный байт, обозначающий восемь различных регио­нов, который проверяется при проигрывании диска (табл. 3.6).

Таблица 3.6.Региональное кодирование DVD Номер региона Регион 1 США, Канада, американские территории   Япония, Европа, Южная Африка и Ближний Восток (включая Египет)   Юго-восточная Азия и Восточная Азия (включая Гонконг)   Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские острова, Центральная Америка, Мексика, Южная Америка и Карибское море   Восточная Европа (прежний Советский Союз), индийский субконтинент, Африка, Се­верная Корея и Монголия   Китай   Зарезервирован 8 Специальные международные места встречи (самолеты, круизные суда и т. д.)

 

В сводной табл. 3.7 приводятся основные технические харак­теристики цифровых видеоформатов, перечисленных выше.

Таблица 3. 7.Характеристики основных видеоформатов Формат парами фы VCD SVCD X(S)VCD DivX DV DVD Формат стандартен? Да Да Нет Нет Да Да Разрешение NTSC PAL 352 х 240 352 х 288 480 х 480 480 х 456 720 х 480 720 х 576 или меньше 640 х 480 или меньше 720 х 480 720 х 576 720 х 480 720 х 576 Видеосжатие MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1 или MPEG-2 MPEG-4 DV MPEG-2 Аудиосжатие MPEG-1 MPEG-1 MPEG-1 МРЗ WMA DV MPEG-2 АС-3 Скорость, Мбайт/мин   10-20 5-20 1-10   30-70 Совместимость DVD-плейеров Очень хорошая Хорошая Хорошая Нет Нет Отличная Интенсивность загрузки ЦП Низкая Высокая Высокая Очень высокая Высокая Очень высокая Качество Хорошее Очень хорошее Очень хорошее Очень хорошее Отличное Отличное

 

Видеоредактирование

Известны два типа видеоредактирования. Первый заключа­ется в редактировании при переписывании одной ленты на дру­гую и называется линейным редактированием. Второй требует, чтобы редактируемые видеопоследовательности были вначале помещены на жесткий диск, затем отредактированы и возвраще­ны на пленку. Этот метод известен как нелинейное редактирова­ние (HJIP, NLE). Для нелинейного редактирования видеопереда­чи карты захвата переводят видео в цифровую форму на жесткий диск ПЭВМ и при этом функция редактирования выполняется полностью на ПЭВМ, почти так же, как редактируется документ в текстовом редакторе. Носители могут быть дублированы и многократно использоваться по мере необходимости, сцены мо­гут быть перестроены, добавлены или удалены в любое время в течение процесса редактирования (рис. 3.12, 3.13).

Широкое распространение НЛР началось в начале 1990-х гг., что связано с появлением все более вместительных, быстрых и дешевых НЖМД, с разработкой все более мощного программно-

JSjxj ;35пгск: Xi Z' Jl ^' ^J> j У■ ■ - \ I... j 5П!Т_03_МШ... j Pinnacle St... Рис. 3.13. Установка параметров программного средства Pinnacle Studio 9, предназначенного для видеозахвата, редактирования (НЛР) и вывода в файл видеопотока

 

го обеспечения редактирования видео, получило мощную под­держку в 1995 г. с появлением формата DV Sony.