Максим Смирнов - Секреты цифровой видеозаписи. Подсказки профессионала

Если когда-то любители профессиональной HD -видеокамеры Sony NEX-FS100 вполне довольствовались записью fullHD видео 50 кадров\сек с битрейтом 24 Мбит\сек, то сейчас на форумах ломаются копья, отчего же в стоковой прошивке новых камер Panasonic серии GH не предусмотрен битрейт в 200 Мбит\сек, а надо ждать каких-то обновлений. В камере Panasonic GH5 предусмотрен режим «несжатой» съемки 4К ALL—Intra с битрейтом 400 Мбит\сек, а в профессиональных камерах Canon линейки Сinema есть битрейты 600 Мбит\сек и выше, если речь идет о 4K. Аналогичных показателей можно достичь и с более простыми камерами, которые поддерживают вывод несжатого видео по каналу HDMI во внешний рекордер, который сам уже кодирует с тем битрейтом, который вашей душе угоден – было бы место на диске.

Что дает дополнительный битрейт, если на глаз не видно приращения качества, кроме, естественно, нещадного пожирания места на флэш-картах и жестких дисках? Оказывается, есть целое направление мировых «pixelpipers», которые проводят бесконечные тесты на своих и чужих камерах, методом хака увеличивая битрейт до безумных величин. Например, для моей камеры Samsung NX500 умельцами разработан хак (взлом), который можно найти на просторах интернета, и который позволяет увеличивать битрейт вручную хоть до 1,5 Гбит\сек – достаточно просто вписать нужную цифру в меню. Я сам тоже этим занимался. Во-первых, первая трудность, с которой я столкнулся – все мои SD карты не настолько скоростные, чтобы «пожирать» битрейт больше 140 Мбит\сек в формате 4K. Я купил карты, специально предназначенные для съемки 4К с повышенным битрейтом, однако, выше 140 Мбит\сек камера отказывалась писать. Тогда по совету форумчан я потратился на Sandisk Extreme PRO SDXC UHS-II cо скоростью обмена данных 2000х – скорость возросла до 250 Мбит\сек на 4K, но, увы, разницы с тем, что я имел на 100 Мбит\сек я не увидел.

Да, у меня не 4К монитор, как и у 99% читающих эту книгу, и да, я не снимал во всех возможных режимах освещенности, чтобы удостовериться в том, что подобные высокие битрейты действительно увеличивают ДД и детализацию – мне остается только верить на слово тем, кто такие опыты проводил. Я лишь знаю точно, что, во-первых, я этими не рассчитанными производителями битрейтами нагружаю процессор камеры и неизвестно, сколько она так прослужит, и во вторых, место на моей дорогущей флэшке забивается с космической скоростью, а мне это не надо.

Кстати, в режиме 1080р 25 кадров\сек. и обычная 4К флэшка позволяет писать с битрейтом 250 Мбит\сек. Это связано с тем, что поток информации в 4 раза меньше, чем в 4К, и камера успевает перерабатывать и такие высокие битрейты.

Казалось бы, что плохого в высоких битрейтах? Они не нагружают процессор, а, наоборот, разгружают, так как меньше сжимают поток, следовательно, и процессор меньше работает. По факту же, всякий производитель ориентирует мощность процессора на заложенные в камеру битрейты. Опыт показывает, что не в заниженных битрейтах проблема, а в завышенных. Именно в сторону повышения битрейта идет технический прогресс, а для этого требуются более мощные процессоры камер. Другое дело, если несжатый поток выводится на внешний рекордер через HDMI – тут камера, не обрабатывая, передает информацию по кабелю, и кодируй дальше в рекордере хоть 1500 Мбит\сек.

Имеет значение и кодек, в который кодируется поток. Например, используемый в камерах Samsung новый кодек HEVC (h.265) – считается, что в 3—4 раза эффективней кодека h.264. То есть, по идее, он кодирует тот же фрагмент с тем же качеством, занимая при этом в 4 раза меньше места. На практике так не получается, он, конечно, эффективней, но не на столько. Да и «тяжелее», то есть для его прочтения процессор затрачивает больше ресурсов. По идее, применяя к такому кодеку одинаковый битрейт с h.264, мы закладываем больше информации, так как сам кодек экономнее. Следовательно, там, где h.264 нужно 200 Мбит\сек, h.265 требует 100 Мбит\сек или около того. Поэтому в моей камере Samsung NX500 производитель заложил для режима 4К всего 70 Мбит/сек. Это логично, учитывая, что с другим кодеком это бы равнялось гораздо большим битрейтам, например, 140—200 Мбит/сек для h.264.

Аналогичная картина с парой кодеков h.264 и mpeg2. Считается, что там, где mpeg2 требует, например, 20 Мбит\сек., h.264 достаточно 10 Мбит\сек., т.к. он в два раза эффективнее. На практике любой монтажер скажет, что это большей частью маркетинг и никаких там приращений в разы не видно. Например, если я выгоняю свой фильм из Premiere в кодеке mpeg2, он занимает столько же места, как если бы я с тем же битрейтом выгонял его в кодек h.264. По идее, с тем же битрейтом он должен был бы в 2 раза меньше места занимать, так как кодек в 2 раза «эффективнее» сжимает поток, при этом не теряя в качестве. Однако, на практике все наоборот. Чем больше кодек сжимает поток, тем вероятнее пролезут артефакты от сжатия, особенно в сложных местах – там, где применены тяжелые эффекты: ускорения, рапид, многослойная цветокоррекция. Например, мой HEVC на Samsung не очень любит, когда тянут цвета – и быстрее желательного скатывается в расслоение цвета из-за большого сжатия и малой цветовой битности (стандартный 4:2:0). Не случайно поэтому в спутниковом и кабельном ТВ как промышленный стандарт используется старый добрый mpeg2, которому уже сто лет в обед. Многие камеры в последние годы стали включать кодек mpeg2 в качестве варианта кодирования видео потока.