 |
|
Устройства хранения видео, понятие о чересстрочной и прогрессивной развёртке
Устройства хранения видео (носители видео) предназначены для записи видеосигнала и хранения видеозаписи без потерь качества в течение достаточно длительного периода времени. Они совершенствуются и изменяются довольно быстро. Наиболее известны и употребительны в современных цифровых видеокамерах кассеты miniDV, диски DVD, жесткие диски (HDD) и электронные карты памяти (рис. 1.9).
Совсем недавно (до начала 2000-х годов) в любительской видеозаписи более всего использовались кассеты и камеры VHS (англ. Video Home System). Они не предназначены для записи цифрового видео вообще, громоздки и окончательно устарели.
Первым существенным шагом на пути миниатюризации видеоаппаратуры было создание кассет формата VHS-C, а затем и Video 8 (1985). Кассеты формата VHS-C довольно маленькие, длительность записи 30 и 45 минут. В бытовых видеомагнитофонах воспроизводятся с помощью специального переходника (адаптера), имеющего внешние габариты обычной кассеты VHS.
Кассеты и камеры формата Video 8 значительно компактней, чем VHS, но запись видео на них идентична формату VHS и имеет те же недостатки.
Кассеты Digital 8 размером 94х62х15 мм с плёнкой шириной 8 мм предназначены для записи цифрового видео в формате Digital 8 (вариант формата DV). Возможна запись на кассеты Hi8.В режиме записи SP обычно на кассете помещается 60 минут видео.
Рис. 1.9 Эволюция носителей видео (слева направо): кассеты Video8, VHS-С и mini-DV, ниже - флэш-карта SD и винчестер Microdrive™
Кассеты мiniDV отличается небольшими размерами (66х48х12 мм) и узкой лентой (всего 6,35 мм). Видео пишется обычно в формате DV. Высокое качество ленты позволяет использовать эти кассеты для архивного хранения. Продолжительность записи на одну кассету - 60 минут в режиме SP и 90 минут в LP. Кассета мiniDV до сих пор является бесспорным лидером по соотношению емкость/цена, стоит она в среднем 120-200 рублей.
Кассеты формата DVCAM- для профессиональной цифровой видеозаписи. Лента кассеты DVCAM немного шире, чем miniDV. Видео в формате DVCAM можно записывать и на обычные miniDV кассеты, но длительность записи будет на 1/3 меньше указанной на кассете.
Кассеты формата Betacam созданы фирмой Sony для профессиональной видеозаписи на 1/2 дюймовую ленту. Видеокамеры Betacam очень дороги, обычно используются в профессиональных телестудиях (рис. 1.10).
Рис. 1.10 Камера Sony DVW-970 Digital BETACAM и кассеты формата Betacam
Многие видеокамеры записывают видео на DVD диски. DVD-видео диск – это не просто оптическое устройство с записанным на него набором файлов. Он имеет свою собственную структуру и стандарт. Простая перезапись этих файлов на DVD-R не превращает «болванку» в DVD-видео диск. В корневом каталоге DVD-видео диска находятся две директории AUDIO_TS и VIDEO_TS, (TS – Title set или разделы). AUDIO_TS – для DVD Audio (обычно пустая), в директории VIDEO_TS в одном или нескольких разделах хранится вся видеоинформация, включая меню и звук. Каждый раздел может состоять из нескольких видеообъектов (файлы с расширением VOB), часто отдельным VOB-файлом идёт реклама. Субтитры и аудиопотоки также содержатся в VOB-файле.
DVD-видео диск позволяет записывать многоканальный звук разных форматов и качества.
Компании производят цифровые видеокамеры, запись в которых осуществляется на маленькие восьмисантиметровые DVD-диски ёмкостью 1.4/2.6 ГБ (последняя цифра — для двухслойных дисков), что позволяет записывать на такой диск около 20-35 минут видео в формате MPEG-2 стандартного разрешения с максимальным качеством (или до часа достаточно качественной видеозаписи). Диски перезаписываемые. Количество циклов перезаписи - около ста тысяч.
У DVD-видео диска как носителя есть свои преимущества: моментальный обзор содержимого и быстрый доступ к любому фрагменту съемки, компактность, удобство пользования. Но есть и существенные недостатки: нестойкость к механическим повреждениям (царапина, деформация, удар могут погубить всю запись полностью), сложность редактирования записанного материала.
В современных камерах для записи видео используется и жесткие диски объемом от 20 до 120 ГБ, что позволяет записывать много часов видео в максимальном качестве. Видео пишется в форматах DV, MPEG-2 или MPEG-4. Но для более удобного просмотра его необходимо обрабатывать (обычно на компьютере) и записывать на другие носители, например DVD.
Другой современный носитель – электронная карта памяти. Главное её достоинство - отсутствие движущихся частей в механизме, ответственном за запись и воспроизведение видео (типа лентопротяжного механизма в кассетных видеокамерах или вращающихся дисков DVD/HDD). Карты памяти отличаются низким энергопотреблением и компактностью. Ёмкость этих устройств постоянно увеличивается и измеряется десятками (сотнями) ГБ. Видео пишется в форматах MPEG-2, MPEG-4. Но для просмотра видео на бытовых проигрывателях отснятый материал необходимо обрабатывать и записывать на другие носители (например DVD). Недорогие карты памяти обычно имеют небольшой срок службы (количество циклов перезаписи).
При работе с камерами, записи и отображении видео нужно иметь понятие о прогрессивной и чересстрочной развертке (англ. interlace).
Прогрессивная и чересстрочная развертки – это методы формирования изображения в видеокамере и отображения его на экране. Аналоговые камеры и мониторы используют метод чересстрочной развертки.
Телевизионный кадр состоит из 625 строк, 576 из которых являются видимыми (несущими информацию об изображении), а 49 – служебными. Строки выводятся (отображаются) на экран не последовательно (1-я, 2-я, 3-я и т.д.), а через одну – сначала выводятся четные строки (2-я, 4-я, 6-я и т.д.), а затем нечетные (1-я, 2-я, 3-я и т.д.), это и называется чересстрочной разверткой. Таким образом, кадр делится на два полукадра состоящих из четных и нечетных строк. Каждый такой полукадр называется полем (рис. 1.11). Причем, поле, состоящее из нечетных строк, называется нечетным или верхним, а поле, состоящее из четных строк – четным или нижним. Поэтому телевизионное изображение обновляется не 25 раз в секунду (частота кадров), а 50 раз в секунду (частота смены полей).
Рис. 1.11 Нижнее и верхнее поля кадра
Видеокамеры снимают 50 полей (полукадров) в секунду, и кадр формируется путем сложения обоих полей. Каждую 1/50 секунды с матрицы видеокамеры считываются и записываются попеременно четные и нечетные строки. При перемещении объекта даже за 1/50 секунды его изображение, записанное в верхнем и нижнем полях, будут отличаться. Если кадры, снятые аналоговой камерой, выводятся на аналоговый монитор, который также работает в режиме чересстрочной развертки, то они не искажаются, а на цифровом дисплее появится «гребёнка» (рис. 1.12).
С появлением цифровых устройств отображения на смену чересстрочной приходит альтернативный метод формирования изображения - построчная или прогрессивная развертка.
Прогрессивная развертка является системой формирования видеоизображения, при которой каждая строка изображения передается одна за другой. Прогрессивная развертка обеспечивает более четкое изображение, поскольку кадр рисуется полностью за один проход, а не состоит из двух полукадров, как при чересстрочной развертке. Это позволяет избежать эффекта «гребенки», который возникает при горизонтальном перемещении объектов, а также наблюдаемого на экране дрожания тонких горизонтальных линий. Прогрессивной развертке свойственны высокое разрешение по вертикали и более гладкая передача вертикального движения..
Теперь можно понять, что обозначают характеристики изображения - формат 1080i и формат 720p. 1080i - характеристика видео, имеющего чересстрочную развертку (англ. interlace) и кадры, состоящие из двух полей по 540 строк. 720p - характеристика видео, имеющего прогрессивную развертку и кадры, состоящие из одного поля в 720 строк.
Вопросы для контроля.
1. Что такое видеокамера, из каких основных устройств она состоит?
2. Определите основные характеристики видеокамер.
3. Зачем необходима стабилизация изображения и какие её виды применяются?
4. Охарактеризуйте основные устройства хранения видеозаписи.
5. Какие известны виды развёртки видеоизображения и каковы их особенности?