Wprowadzenie do DV
Tekst adresowany jest do adeptów sztuki filmowej nie oswojonych jeszcze z techniką cyfrową, choć znających podstawy techniki analogowej.
Dla użytkownikow zaawansowanych pewnie okaże się nudny. Zaraz wezmę się do tlumaczenia arcyciekawych artykułów Adama Wilta, to będzie ciekawsze :) No ale najpierw podstawy...
Rzecz pierwsza. Zadziwiająco często spotykam się z zaskoczeniem, kiedy wspominam o taśmie w kontekście kamery cyfrowej. Zazwyczaj 'cyfrowość' kojarzy się ludziom z jakimś niezidentyfikowanym bliżej nośnikiem o futurystycznych kształtach. Często pojawiają się też wątpliwości, czy można nagrany obraz pokazać na telewizorze, albo czy są kasety matki do miniDV. Zaawansowani pewnie teraz śmieją się pod nosem, śmiałem się i ja. Ale cóż, prawda jest jaka jest :) Czas wyjaśniać.
TAK, kamery cyfrowe nagrywają sygnał na taśmach.
Na powyższych rysunkach widać trzy spotykane obecnie w amatorskim sprzęcie wideo rodzaje taśm. Od lewej: VHS-C/SVHS-C, Video8/Hi8/Digital8 i miniDV.
Pierwszy rodzaj, taśmy VHS-C (występujące także w unowocześnionej odmianie SVHS) to rozwiązanie technologicznie najstarsze i - co tu dużo mówić - najdalsze od doskonałości. Obraz przechowywany jest na taśmie standardu VHS, zamkniętej w mniejszej kasetce. Jak widać na fotografii po prawej - jedna z rolek posiada duże wyprowadzenie od dołu - umożliwia to włożenie takiej kasety do tzw. 'kasety matki', która zawiera druga rolkę i mechanizmy które 'udają' przed magnetowidem VHS że włożona jest zwykła kaseta VHS - w końcu standard taśmy i zapisu jest dokładnie ten sam. Znacznie lepszy obraz daje użycie standardu SVHS, wymaga to jednak używania kamery i magnetowidu przystosowanych do tego formatu.
Drugi rodzaj, taśma ośmiomilimetrowa, jest dość 'zdradziecka' jeśli chodzi o klasyfikowanie jej, ponieważ występuje w kilku odmianach, które różnią się zastosowaniami i jakością nośnika magnetycznego. Najwcześniejszą wersją jest Video8, wprowadzone przez Sony. Jakość w niej jest porównywalna z VHS-C. Po paru latach pojawiły się kamery używające tego samego standardu taśm do zapisu z lepszą jakością, porównywalna mniej więcej z SVHS - standard Hi8. Był on jeszcze ulepszany przez Sony do formatu Hi8XR (eXtended Resolution).
Ostatni typ taśmy, miniDV to taśma projektowana z myślą o zapisie cyfrowym. Wprowadzenie tego standardu zrewolucjonizowało przemysł video, złośliwi twierdzą nawet że wyszedł z laboratorium 'za szybko', zanim specjaliści od marketingu zdążyli okroić jego możliwości. Sprzęt klasy DV nie dzieli już przepaść od systemów klasy broadcast, używanych w telewizji. Dobra kamera DV za kilka tysięcy euro jest w stanie w niektórych zastosowaniach dorównać jakością kamerom Beta wartym kilka do kilkunastu razy więcej. Do tego dochodzi bardzo prosta i wygodna obróbka na domowych komputerach klasy PC i Mac - możliwość bezstratnego montażu nieliniowego.
Widząc sukces standardu miniDV Sony postanowiło wskrzesić raz jeszcze technologie 8mm i w nowszych kamerach Sony, oznaczonych Digital8 stosowany jest ten sam format cyfrowego zapisu - DV, przy użyciu innego nośnika - starych taśm 8mm dla zachowania kompatybilności. Ta konkretnie kasetka Hi8 która widać na zdjęciu pracowała zarówno w kamerze Video8, Hi8, jak i Digital8, bez żadnych problemów.
Patrz też: Zestawienie formatów DV, porównanie DV i Hi8.
Co takiego fajnego jest w tym całym DV ?
Każdy kto próbował montować film za pomocą analogowego sprzętu wie, jakie związane są z tym trudności (patrz seria artykułów na ten temat na filmsite.art.pl).
Jeżeli chcemy przeprowadzić montaż liniowy - musimy wykonać mozolną pracę 'rzeźbienia' ostatecznego kształtu filmu przewijając taśmę tam i spowrotem i wciskając pauzę i rec na magnetowidzie - efekty są zazwyczaj 'powalające' - dynamiczny montaż przy użyciu takiej techniki jest w zasadzie niemożliwy. Do tego każda kolejna generacja kopii takiego filmu znacznie traci na jakości - jeżeli 'montowaliśmy' na magnetowidzie VHS to nawet pierwsza kopia filmu dla znajomych pewnie nie będzie się dała oglądać bez skurczy.
Jeżeli jesteśmy ambitni i chcemy montować film z kamery analogowej na komputerze - proszę bardzo. A jednak - szereg trudności. Można zdecydować się na zakup dedykowanej karty montażowej (np Pinnacle DC10+) za ok. 1000 pln i uzyskać akceptowalną jakość, albo walczyć po partyzancku z tunerami TV, kartami graficznymi z wejściem i innym tego rodzaju sprzętem, który jakość naszego materiału podda katuszom na spółkę ze stratnymi kodekami. Kto spędził noc na walce z dropami i desynchami - wie, o czym mówię. Potem godziny cięcia materiału na sceny, albo mozolne wyszukiwanie na taśmie odpowiednich momentów. Jeżeli jeszcze zachce nam się wypuścić wynik na VHS, czeka nas zabawy ciąg dalszy, szukanie karty graf. z wyjściem, podłączanie, walka z brzegami ekranu, utrata rozdzielczości itp.
Można tak pracować. Robiłem tak przez trzy lata.
Ale nie trzeba, już nie.
Z kamerą cyfrową możemy tak samo wykonać montaż liniowy na magnetowidzie, wciskając i zatrzymując rec, wszystkie kamery maja też wyjścia analogowe, które umożliwiają przegranie sygnału na wideo, i obejrzenie na telewizorze. Ale mamy też inną możliwość.
Jednym kablem podłączamy kamerę do komputera, stawiamy ją obok i zapominamy że jest. Korzystając z podglądu wybieramy sceny do zrzucenia, wciskamy capture i idziemy na kawę. Albo jeszcze prościej, korzystając ze Scenalizera - wciskamy capture, idziemy na kawę. Po powrocie zastajemy na swoim dysku każdą scenę z kamery (pomiędzy wciśnięciem rec a wciśnięciem pause) w osobnym pliku na dysku, oznaczonym data i czasem nagrania. Wywalamy co niepotrzebne. Z reszty sklejamy filmik. Potem z Adobe Premiere robimy Export to tape, kamera sama zaczyna nagrywać i... nasz film znajduje się spowrotem na taśmie, zmontowany. Z jakością taką samą jak zaraz po nagraniu, ponieważ o ile nie zażyczyliśmy sobie nałożenia filtrów - obraz nie jest rekompresowany, komputer tylko przesuwa go, przestawia klatka po klatce zachowując je w stanie 'naturalnym'. Można operację tą powtarzać do znudzenia - zgrywać do komputera, na taśmę, do komputera na taśmę, nie gubiąc żadnej informacji. Co więcej - na niektórych kamerach możesz po wszystkim odczytać jakie były parametry naświetlania podczas nagrania, dokładny czas, mierzony co do klatki itp.
WOW, mam kamerę cyfrowa, co musze mieć żeby zacząć zabawę? W sklepie powiedzieli, że mam kupić kartę za 1000 pln. Muszę?
Nie, nie musisz. Najbardziej w tej chwili opłacalna opcja jest kupienie najtańszego możliwego kontrolera FireWire (IEEE.1394), kompatybilnego z OHCI (czyli praktycznie dowolny). Najtańsze są do dostania za 160-180 pln. Często niewiele drożej sprzedawane są karty wraz z legalnym oprogramowaniem, warto dołożyć kilka złotych i dostać np. Adobe Premiere, który wart jest kilkaset gdyby kupować go samodzielnie.
Ponieważ pracujemy cały czas w domenie cyfrowej 'jakość' karty FW nie ma żadnego znaczenia dla jakości obrazu - 'Jeżeli zadziała, zadziała doskonale', mogłoby brzmieć hasło reklamowe.
Nie mam Firewire, czy mogę użyć USB do zrzucania obrazu?
Obrazu - tak, niektóre kamery umożliwiają wypuszczenie pojedynczych klatek, albo fotografii za pomocą USB, niektóre mogą też działać jako 'webcam', przekazując ujęcia filmowe z bardzo niską rozdzielczością, ale żeby przekazać pełen strumień wideo USB jest zdecydowanie za wolne, nie ma możliwości przesłania przez nie DV.
W jakiej rozdzielczości nagrywa kamera DV?
Standard ZAPISU takiego obrazu jest jeden (w zasadzie dwa) i wynosi on 720x576 przy 25 klatkach na sekundę (PAL) lub 720x480 przy 30 klatkach na sekundę (NTSC) i każda kamera na wyjściu poda sygnał takiej właśnie postaci, ale czasem będzie to rozdzielczość interpolowana. 720x576 to 414 720 pikseli (w trzech kolorach). Kamera która ma przykładowo 540 000 pikseli, z czego 320 000 aktywnych nie ma fizycznej możliwości 'zobaczenia' pełnej wymaganej rozdzielczości.
Czy kompresja DV jest bezstratna?
Nie, kompresja DV powoduje przekłamania obrazu. Przy nagraniach 'naturalnych' pozostają one w zasadzie niezauważalne, ale 'sztuczne' obrazy takie jak grafika komputerowa, ostre, kontrastowe kształty, jaskrawe kolory, uwidaczniają wyraźnie wady i zniekształcenia. Policzmy jeszcze pasmo. 720x576x25 daje 10368000 bajtów na sekundę. Wartość tą mnożymy jeszcze przez dwa gdyż przypomina nam się że kolor jest zapisany 16 bitowo, czyli przez dwa bajty na piksel. Otrzymujemy więc 20MB/s nagrania. Kompresja DV ma ustalony na stałe współczynnik 5:1, więc redukuje pasmo do 3,7MB/sek na obraz, do czego dochodzi 2x16x48000=1,5MB/sek na dźwięk, dając nam łącznie ok 5MB/sek. Przy kompresji DV objawiają się specyficzne artefakty. Więcej o nich tutaj.
Zgrywam obraz, ale zgrywa się tylko w połowie rozdzielczości (360x288).
To co zgrywa się z kamery kiedy zrzucamy DV musi być w formacie DV - patrz poprzednie pytanie. Powód dla którego zdawać się może, że zrzucony obraz jest w niższej rozdzielczości jest prosty: standardowo ustawiony kodek MicrosoftDV tak właśnie odtwarza obraz. Zrób tak: otwórz plik w DV (mplayer2) , wciśnij na media playerze przycisk STOP, File/properties/advanced/DV video decoder/properties/, zmień 'decoding resolution' na 'full pal', wciśnij 'save as default' i ok. Teraz powinno być dobrze.
Jest lepiej, ale przy szybkim ruchu obraz jest poszarpany.
To najzupełniej normalne, miedzy innymi przed tym kodek próbuje cię 'chronić' odtwarzając obraz w polowce rozdzielczości. Linie 'poszarpania' to półpola. Każda z 25 klatek które mieszczą się w sekundzie składa się z dwóch półpol. Półpole to tak jakby klatka, ale złożona tylko z parzystych, albo tylko nieparzystych linii obrazu. Więc w zasadzie mamy 50 klatek na sekundę, z których każde dwie są 'sklejone' w jedna. nieparzyste linie pochodzą z pierwszej 1.50 sek, a parzyste z drugiej 1.50 sek obrazu. Więcej o półpolach i przeplocie tutaj.
Co zrobić, żeby obraz nie zrzucał się w kodeku Microsoft DV tylko w innym?
Nic, obraz nie zrzuca się w Microsoft DV. MSDV tylko go odtwarza. "Autorem" spakowanego w DV strumienia który jest przesyłany przez firewire z kamery jest sama kamera, jej sprzętowy kodek zamknięty w chipie. Często pojawiają się pytania - jak to zmienić. Ale po co zmieniać? Standard DV przewidziany w tzw. Blue Book ma jasno określone metody dekodowania, Każdy kodek przestrzegający standardu rozpakuje nam ze strumienia dokładnie taki sam obraz.
W takim razie - dlaczego używamy różnych kodeków programowych?
O ile dekodowanie jest określone jasno, o tyle proces kodowania, a więc wykluczania z obrazu pewnych informacji, przebiegać może na rożne sposoby, dające w wyniku kompatybilny ze sobą strumień, ale niekoniecznie zawierający zawsze te same informacje. Główna przyczyna dla której tak się dzieje jest ograniczona dokładność przeliczeń stałoprzecinkowych oraz ograniczony czas jaki dajemy kodekowi na przeprowadzenie obliczeń. Każdy algorytm musi dokonywać kompromisu miedzy jakością a szybkością, no i liczy się także kunszt programisty, który implementował ów algorytm. Aby obejrzeć jak różne potrafią być rezultaty, przejrzyj porównanie kodeków DV z http://digitalvideo.from.lv/. Przeczytaj też ciekawy tekst nt. DV vs. MJPEG
autor: Zambari
filmsite.art.pl
