Естественно, цифровые системы нелинейного монтажа позволяют включать в видеопоследовательность компьютерную графику и анимацию, видео и аудиоэффекты.
На этапе монтажа восстанавливается синхронность аудио и видео потоков.
Цифровое видео характеризуется четырьмя основными факторами: частота кадра (Frame Rate), экранное разрешение (Spatial Resolution), глубина цвета (Color Resolution) и качество изображения (Image Quality).
Частота кадра (Frame Rate)
Стандартная скорость воспроизведения видеосигнала -- 30 кадров/с (для кино этот показатель составляет 24 кадра/с). Каждый кадр состоит из определенного количества строк, которые прорисовываются не последовательно, а через одну, в результате чего получается два полукадра, или так называемых "поля". Поэтому каждая секунда аналогового видеосигнала состоит из 60 полей (полукадров). Такой процесс называется interlaced видео.
Между тем монитор компьютера для прорисовки экрана использует метод "прогрессивного сканирования" (progressive scan), при котором строки кадра формируются последовательно, сверху вниз, а полный кадр прорисовывается 30 раз каждую секунду. Разумеется, подобный метод получил название non-interlaced видео. В этом заключается основное отличие между компьютерным и телевизионным методом формирования видеосигнала.
Этот показатель является комплексным и определяет количество цветов, одновременно отображаемых на экране. Компьютеры обрабатывают цвет в RGB-формате (красный-зеленый-синий), в то время как видео использует и другие методы. Одна из наиболее распространенных моделей цветности для видеоформатов -- YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть представлена разными уровнями глубины цвета (максимального количества цветов).
Для цветовой модели RGB обычно характерны следующие режимы глубины цвета: 8 бит/пиксель (256 цветов), 16 бит/пиксель (65,535 цветов) и 24 бит/пиксель (16,7 млн. цветов). Для модели YUV применяются режимы: 7 бит/пиксель (4:1:1 или 4:2:2, примерно 2 млн. цветов), и 8 бит/пиксель (4:4:4, примерно 16 млн. цветов).
Еще одна характеристика - экранное разрешение, или, другими словами, количество точек, из которых состоит изображение на экране. Так как мониторы PC и Macintosh обычно рассчитаны на базовое разрешение в 640 на 480 точек (пикселей), многие считают, что такой формат является стандартным. К сожалению, это не так. Прямой связи между разрешением аналогового видео и компьютерного дисплея нет.
Стандартный аналоговый видеосигнал дает полноэкранное изображение без ограничений размера, так часто присущих компьютерному видео. Телевизионный стандарт NTSC (National Television Standards Committe), разработан Национальным комитетом по телевизионным стандартам США. Используемый в Северной Америке и Японии, он предусматривает разрешение 768 на 484. Стандарт PAL (Phase Alternative), распространенный в Европе, имеет несколько большее разрешение -- 768 на 576 точек.
Поскольку разрешение аналогового и компьютерного видео различается, при преобразовании аналогового видео в цифровой формат приходится иногда масштабировать и уменьшать изображение, что приводит к некоторой потере качества.
Последняя, и наиболее важная характеристика - это качество видеоизображения. Требования к качеству зависят от конкретной задачи. Иногда достаточно, чтобы картинка была размером в четверть экрана с палитрой из 256-ти цветов (8 бит), при скорости воспроизведения 15 кадров/с. В других случаях требуется полноэкранное видео (768 на 576) с палитрой в 16,7 млн. цветов (24 бит) и полной кадровой разверткой (24 или 30 кадров/с).
Завершается монтаж финальным сжатием смонтированного видеосюжета для создания видеофайла, пригодного для публикации. На этом шаге смонтированная видеопоследовательность подвергается окончательному сжатию с большим коэффициентом. Смонтированный и сжатый таким образом видеопоток считается окончательным результатом, пригодным для просмотра.
Наиболее широко распространенными программными пакетами нелинейного видео монтажа являются Adobe Premier и Ulead MediaStudio.
Требования, которые применяются к воспроизведению файлов цифрового видео достаточно жесткие. Одно из главных требований - к пропускной способности телекоммуникационных каналов связи. Основными параметрами уменьшения размера видеофайла являются: размер кадра, кодировка цвета и частота кадров. Достаточно часто вводят термин "битрейт". Средний битрейт - это размер видеопоследовательности в битах, отнесенный к его длительности в секундах. Единицей измерения битрейта служит 1 бит/с - 1 бит в секунду (1bps - 1 bit(s)-per-second). Поскольку 1 бит/с - величина очень маленькая в приложении к цифровому видео, также вводятся Килобит/с (Кбит/с) и Мегабит/с (Мбит/с). Для видео некомпрессированного видео битрейт составляет 58 Мбит/с. Битрейт сжатого видео на VideoCD, имеющего такой же размер кадра и частоту кадров, равен 1.1 Мбит/с.
Основным стандартом современного цифрового видео являются форматы MPEG и DivX.
Термин MPEG является сокращением от Moving Picture Expert Group - названия экспертной группы ISO, действующая в направлении разработки стандартов кодирования и сжатия видео- и аудио- данных. Официальное название группы - ISO/IEC JTC1 SC29 WG11. Часто аббревиатуру MPEG используют для ссылки на стандарты, разработанные этой группой. На сегодняшний день широко используются следующие:
· MPEG-1 предназначен для записи синхронизированных видеоизображения (обычно в формате SIF, 288 x 358) и звукового сопровождения на CD-ROM с учетом максимальной скорости считывания около 1.5 Мбит/с. Качественные параметры видеоданных, обработанных MPEG-1, во многом аналогичны обычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первую очередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговые видеоносители.
· MPEG-2 предназначен для обработки видеоизображения, соизмеримого по качеству с телевизионным, при пропускной способности системы передачи данных в пределах от 3 до 15 Мбит/с, а в профессиональной аппаратуре используют потоки скоростью до 50 Мбит/с. На технологии, основанные на MPEG-2, переходят многие телеканалы, сигнал сжатый в соответствии с этим стандартом транслируется через телевизионные спутники, используется для архивации больших объемов видеоматериала.
· MPEG-3 - предназначался для использования в системах телевидения высокой четкости (high-defenition television, HDTV) со скоростью потока данных 20-40 Мбит/с, но позже стал частью стандарта MPEG-2 и отдельно теперь не упоминается. Кстати, формат MP3, который иногда путают с MPEG-3, предназначен только для сжатия аудиоинформации и полное название MP3 звучит как MPEG-Audio Layer-3.
· MPEG-4 - задает принципы работы с цифровым представлением медиа-данных для трех областей: интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Сеть), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения.
Алгоритм сжатия MPEG4 получил наибольшую популярность в несколько модифицированных реализациях DivX и используется при компрессии для передачи качественного видео по каналу с низкой пропускной способностью, посредством оптимизации алгоритма для работы в больших разрешениях с низким битрейтом.
Основное ограничение на разрешение выходного видео накладывает аппаратный оверлей компьютерных видеокарт. Для просмотра видео с использованием аппаратного оверлея необходимо, чтобы его размеры по горизонтали и вертикали были кратны 16. Кроме того, стандартами де-факто стали отношения сторон кадра 4:3 и 16:9. В случае, если производится оцифровка видео, имеющего отношение сторон кадра 16:9, но дополненное до 3:4 с помощью черных полос, эти полосы необходимо перед сжатием удалить, вернув видео изначальное отношение сторон 16:9. Это необходимо сделать перед финальным сжатием видео, так как качественное сжатие резкой контрастной границы между черной полосой и кадром потребует большую часть битрейта видео. Среди стандартных компьютерных разрешений для видео чаще всего используют 320х240, 512х384 и 640х480. Из стандартных телевизионных разрешений используют 176х144, 352х288 и 704х576.
Общая характеристика программно-аппаратного комплекса записи видео MIRO VIDEO DC30.
Плата MIRO VIDEO DC30 при цене менее чем в 1,500 долларов эта система позволяет уже вполне профессионально работать с видео даже в студийных условиях. Благодаря использованию режима PCI Bus Master достигается пропускная способность до 6 Мбайт/с, что позволяет работать с коэффициентом сжатия 3,5:1 для полного PAL разрешения (768 на 576, 25 кадров/с, 50 полей). Поддерживается стандарт CCIR-601 (720 на 576, PAL) для монтажа видео вещательного качества и последующего вывода на BetaCAM. Более того, впервые в комплект поставки MIRO VIDEO DC30 включена полная версия профессионального видеомонтажного редактора Adobe Premiere 6.0. 0Аналогично тому, как это было сделано в плате AV Master, MIRO VIDEO DC30 имеет встроенный звуковой адаптер для синхронной работы с цифровым аудио в формате WAV (16-бит, до 48 кГц). К концу года MIRO собирается выпустить интерфейс IEEE 1394 "Firewire" для прямого ввода на винчестер компьютера видео с цифровых DV камер. Если эта возможность будет реализована, то MIRO VIDEO DC30 станет заметным конкурентом для профессиональных систем PVR и Targa.
Технические характеристики MIRO VIDEO DC30:
•Видео ввод: один композитный, один S-Video (S-VHS, Hi8)
•Видео вывод: один композитный, один S-Video (S-VHS, Hi8)
•Видео стандарты: PAL M, PAL N, NTSC, SECAM
•Видео оцифровка: до 786 на 576 (PAL/SECAM), 640 на 480
(NTSC); 4:2:2 YUV TrueColor
•Поддержка CCIR-601: до 720 на 480 (NTSC) или 720 на 576 (PAL/SECAM), 4:2:2 YUV TrueColor
•Сжатие: Motion-JPEG в реальном времени с коэффициентом сжатия от 3.5:1 до 100:1
•Частота кадров: до 25/30 кадров/с (PAL, NTSC), 50/60 полей в секунду
•Цветность: до 24 бит, 16,7 млн. цветов
•Обработка видео: 2D фильтрация, масштабирование YUV 4:2:2, фокусировка, MPEG фильтры