Оксана Буковецкая - Видео на вашем компьютере - ТВ тюнеры, захват кадра, видеомонтаж, DVD

На самом деле, во многих случаях разница между вариантами весьма невелика. В этом разделе автор постаралась привести краткие характеристики наиболее известных форматов. Конечно, здесь нет их полной спецификации и подробных технических описаний. За небольшим исключением также опущены данные, касающиеся особенностей пленки, расположения и числа дорожек, работы головок. Основное внимание уделено стандартам кодирования видеоинформации.

Форматы, с которых все начиналось

Формат D1 – это «дедушка» всех современных цифровых форматов. В нем используется компонентный сигнал, дискретизация 4:2:2, уровень квантования составляет 8 бит. Существование кода, содержащего контрольную информацию, позволяло исправлять ошибки, эквивалентные продольной царапине длиной в 0,5 мм или выпадению трех строк изображения. Аппараты этого формата способны принимать данные в двух основных ТВ стандартах: PAL и NTSC. При этом число строк в поле (полукадре) варъируется: 300 при 625 строках на кадр и 250 при 525 строках на кадр.

Форматы D2 и D3 использовали композитный сигнал (в стандартах PAL или SECAM) и частоту дискретизации, соответствующую четвертой гармонике цветовой несущей. Формат D2 обладал на тот момент беспрецедентной плотностью записи.

D1 и D2 работали на широкой ленте – 3/4 дюйма, D3 – на более узкой, 1/2 дюйма, что дало возможность использовать этот формат для создания первой цифровой видеокамеры.

В наши дни форматы представляют лишь исторический интерес и в современной технике не используются. В дальнейшем композитный видеосигнал не применялся в цифровой технике. Все современные цифровые видеомагнитофоны используют компонентный сигнал.

Современные цифровые форматы

Число форматов цифрового видео очень велико, однако с точки зрения их использования в качестве источника сигнала для компьютерного видеоввода эти различия не очень значительны.

Все современные цифровые форматы работают с компонентным сигналом. Частота дискретизации и глубина квантования могут заметно различаться. Появился еще один существенный параметр: это наличие/отсутствие компрессии (сжатия), ее тип и уровень. В начале этой главы мы разбирали проблемы, связанные со сжатием данных. Проблема записи больших потоков связана с существенным расходом пленки, и решить вопрос возможно только с помощью громоздкой и очень дорогой студийной техники. Поэтому большинство современных цифровых форматов используют сжатие.

Последний формат без сжатия – D5 (1992 г.) – использовал дискретизацию 4:2:2 и уровень квантования 10 бит. Как было показано выше, при таких характеристиках поток данных достигает 270 Мбит/с. Скорость протягивания ленты и, соответственно, ее расход увеличен в два раза.

У Digital Betacam при компрессии 2:1 те же параметры записи видеосигнала. Аппараты этого формата могут воспроизводить записи в аналоговых Betacam-форматах.

Аналогичные характеристики имеет формат DCT, однако в нем использовалась широкая, в 3/4 дюйма, лента, и в конце концов он был снят с производства. Однако оборудование, использующее этот формат, еще работает в некоторых студиях.

Betacam SX – цифровой формат, который позиционируется не как студийный, а в качестве техники для репортеров. Он сохраняет параметры профессиональных форматов, в частности, высокое разрешение (608 строк), но имеет высокий уровень компрессии 10:1 в стандарте MPEG 2. Столь сильное сжатие считается несовместимым с высоким качеством изображения. Тем не менее с его помощью, по общему мнению, можно получать кадры достаточно хорошего качества. (Естественно, для видео, а не для захвата кадра.)

Digital S (D 9) – версия цифрового видео, предложенная фирмой JVC (автором популярного аналогового формата VHS). Дискретизация – 4:2:2, уровень компрессии не очень высокий – 3,3:1, межкадровое сжатие не применяется. Такое значение уровня компрессии считается достаточно «безопасным» (хотя и не гарантирующим отсутствие потерь).

Формат DV (Digital Video – цифровое видео) – это, собственно, не формат, а спецификация, разработанная консорциумом фирм DV. Она определяет диапазон сжатия, стандарт кодирования, особенности кассет и лентопротяжного механизма и другие (не очень важные для нас) характеристики. Сигнал, естественно, компонентный. Дискретизация в стандарте – 4:2:0. Используется вариант MJPEG сжатия с коэффициентом 5:1. От стандартного MJPEG отличается использованием переменных таблиц квантования: при анализе крупных блоков (16x16 пикселов) выбираются малоинформативные группы – однородные блоки, для которых уровень компрессии повышается, и информативные блоки с большим количеством мелких деталей. Для последних уровень компрессии меньше стандартного. Разрешение – до 500 линий. В этом формате используется очень узкая лента: 1/4 дюйма (6,35 мм), что делает аппараты гораздо легче и компактнее. Существует несколько форматов, созданных на основе спецификации DV, в частности, DVCPRO (Panasonic) и DVCAM (Sony). Оба формата имеют сжатие 5:1. Считается, что для студийной техники это значение слишком велико, поэтому выпущен вариант формата DVCPRO – DVCPRO 50, с уровнем компрессии 3,3:1.