Текст книги "Видео на вашем компьютере: ТВ тюнеры, захват кадра, видеомонтаж, DVD"

Карта осуществляет сжатие MPEG-2 для видео-, аудио– и синхронизированных видео/аудиопотоков в реальном масштабе времени. Имеет компонентный видеовход. Основные параметры:

• входы – композитный, S-видео, компонентный, звуковые линейные;

• форматы – 16-бит RGB (RGB555, RGB565); YUV 4:2:2 (YUV2);

• максимальный размер изображения – 720x480 (NTSC), 720x576 (PAL);

• формат – YUV 4:2:0;

• формат данных – MP@ML); MPEG-2 программный поток (смешанный поток видео/аудио);

• частота кадров – NTSC: 29,97 кадров/с; PAL: 25 кадров/с;

• размер кадров – NTSC: 720x480; PAL: 720x576;

• поток – 3000-15000 Кбит/с;

Рекомендуется как плата ввода видео для Internet-конференций. Осуществляет ввод видео с компрессией MPEG 1, а также ввод в AVI-формате. Размер кадра компрессированного видео: 352x240, 176x112, 320x240, 160x112. Входы – композитный, S-video.

Видеоплаты с функциями видеозахвата

Некоторые фирмы, производящие видеоплаты (например, фирма Matrox), создали свои модули захвата кадров, работающие только с данным видеоадаптером. Несколько лет назад такое решение было довольно распространенным, однако сейчас подобные устройства не очень популярны. Известный производитель видеоадаптеров – фирма ATI – пошла еще дальше и создала полностью интегрированную видеоплату с видеовходом, выходом и ТВ тюнером.

Предшествующий вариант платы ATI All-In-Wonder, появившийся пару лет назад, уже имел функции ввода/вывода видео и ТВ тюнер, однако тот не работал в отечественной системе SECAM. Сейчас производители исправили этот недочет. По их утверждению, новый вариант платы принимает SECAM нормально.

Кроме выхода для SVGA-монитора, обычного для видеоадаптера, плата имеет композитный (VHS) и S-Video входы и аналоговый видеовыход.

Простейшие устройства приема цифрового видеосигнала

Одной из важнейших функций большинства систем видеоввода является оцифровка аналогового сигнала. Однако в последнее время все чаще встречается ситуация, когда мы имеем на входе цифровой сигнал, и задача системы – принять его с минимальными искажениями. Среди бытовой видеотехники все большую долю занимают устройства DV и Digital 8 форматов (ранее доступные лишь единицам). Естественно, информация от цифровой видеотехники на компьютер должна передаваться по цифровому интерфейсу. В качестве такового обычно используется шина FireWire. Конечно, разъемы FireWire присутствуют на многих высокопрофессиональных платах нелинейного монтажа, однако наличие в доме хорошей цифровой видеотехники еще не обязывает пользователя становиться профессиональным оператором. Как раз для такого случая и предназначены простые устройства с FireWire-интерфейсом.

PCI-плата, имеющая два внешних и один внутренний FireWire-разъемы. Работает с видео в форматах DV, PAL; размер кадра – 720x576 и дискретизация – YUV 4:2:0 и NTSC (720x480, YUV 4:1:1).

Интерфейс несколько напоминает Studio 400, причем это сходство не только внешнее. При записи используется технология Smart Capture, суть которой заключается в том, что в начале производится захват кадров небольшого размера с низким качеством, а после завершения монтажа на диск с высоким разрешением записываются только нужные кадры. Естественно, эта технология предполагает управление видеомагнитофоном. Автор не имела возможности протестировать это устройство (за отсутствием в хозяйстве цифрового видеомагнитофона), поэтому проверить, насколько качественно осуществляется управление (возникают ли неприятности, как со Studio 400), предстоит вам самим, уважаемые читатели.

Данная плата предъявляет довольно жесткие требования к аппаратному обеспечению (например, компьютер Pentium не ниже 233 МГц), что, впрочем, вполне естественно для FireWire-устройства. Ниже приведен полный список системных требований:

• 233 MГц или более быстрый Pentium;

• 32 Mбайт оперативной памяти (рекомендуется 64 Mбайт);

• Windows 98 (рекомендуется Second Edition);

• графический адаптер с отображением 256 цветов (минимум) и совместимый с DirectX 6.0 (или выше);

• звуковая карта, совместимая с DirectX 6.0 (или выше);

• DV или Digital-8 камера или магнитофон с портом Fire Wire/iLink;

• 30 Mбайт свободного дискового пространства для установки ПО;

• 50 Mбайт дискового пространства на отдельном жестком диске для каждых 20 минут видео, захваченного с качеством для предварительного просмотра (4 Гбайт для каждых 20 минут полноценного DV видео);

• жесткий диск должен обеспечивать непрерывную скорость записи/воспроизведения как минимум 4 Mбайт/с (рекомендуются EIDE UDMA/66 жесткие диски новых серий).

Этот раздел содержит обзор наиболее простых устройств для ввода видеопоследовательностей в реальном времени. Это еще не профессиональные платы, но уже и не «игрушки» (каковыми, в общем-то, являются USB-устройства видеозахвата). При помощи этих плат можно уже не только делать семейные альбомы и участвовать в видеоконференциях, но и создавать научные видеоархивы (необходимые, например, в различных областях медицины и биологии), делать несложные фильмы. Обычно эти устройства обеспечивают аппаратную компрессию, хотя можно работать и без нее.

Наиболее дешевые устройства такого класса могут вводить только видео. Для записи звука необходимо использовать звуковую карту. При этом не всегда удается добиться хорошей синхронизации звука и изображения. Это в значительной степени зависит от возможностей звуковой платы, поэтому очень важно нижеследующее правило.

Если вы собираетесь записывать озвученные ролики, при приобретении устройства видеоввода без функции записи звука его следует проверять именно с той звуковой платой, с которой вы планируете вести запись.

Плата в стандарте PCI (рис. 4.25). Принимает сигнал в стандартах NTSC, PAL, SECAM. Работает с полноразмерным кадром (576x768 для PAL и SECAM, 640X480 для SECAM). Имеет композитный и S-Video входы. Поток данных до 6 Mбайт/с. Компрессия Motion JPEG с коэффициентом до 3,5:1. В комплект программного обеспечения входит программа miroInstant, снимающая ограничение в проигрывании файлов размером более 2 Гбайт.

Рис. 4.25. Miro Studio DC10 Plus

Требования к системе:

• 133 МГц Pentium и выше;

• оперативная память 32 Мбайт;

• адаптер 16 бит SVGA;

• Windows 95 или Windows 98;

• жесткий диск 2 Гбайт.

Эта плата (рис. 4.26) имеет практически те же характеристики, что и Studio DC10 Plus. Компрессия от 4:1 до 30:1. Обеспечивает поток до 5 Мбайт/с. Поставляется с программой Ulead Media Studio Pro. Имеется SDK для Windows 95.

Рис. 4.26. Miro Video MV300

Требования к системе:

• 90 MГц Pentium и выше;

• оперативная память 32 Мбайт;

• адаптер 16 бит VGA;

• Windows 95;

• жесткий диск 2 Гбайт.

Однопотоковые платы ввода/вывода

При помощи этих устройств можно производить оцифровку изображения, а также осуществлять запись смонтированного видео на аналоговые (или некомпьютерные цифровые) видеомагнитофоны. В этом разделе представлены вполне серьезные профессиональные платы. Они вряд ли представляют интерес для начинающих, поэтому здесь в основном приводятся лишь краткие характеристики.

Плата в стандарте PCI (рис. 4.27). Осуществляет ввод видео и аудио, монтаж, позволяет создавать спецэффекты и титры, микшировать звук, осуществляет вывод смонтированного ролика на видеокассету.

Рис. 4.27. Плата Miro Video DC30

Имеет композитный и S-Video входы, принимает сигнал в стандартах PAL, SECAM, NTSC с полным размером кадра. Компрессия MJPEG от 3:1 до 100:1. Поток до 6 Мбайт/c. В комплект программного обеспечения входит Adobe Premiere LE, а также программа miroInstant Video, которая снимает ограничения на размер AVI-файла в 2 Гбайт.

Несмотря на пугающее слово «профессиональный», плата довольно легко инсталлируется. Основные проблемы могут быть связаны с устаревшими компьютерами. Впрочем, довольно трудно предположить, что среди пользователей найдутся желающие устанавливать плату стоимостью 800 долларов в 486-й компьютер.

Качество захваченного кадра хорошее (рис. 4.28), хотя маловероятно, чтобы кто-нибудь решился использовать устройство такого класса только для захвата кадров.

Рис. 4.28 Кадр получен с использованием Miro Video DC30

Весьма популярная в мире (к весне 2000 года продано более 70000 комплектов) плата в стандарте PCI производства фирмы Fast Multimedia. Она имеет сходные характеристики с платой Miro Video DC30/30+: тот же набор входных и выходных разъемов, поток до 5 Мбайт/с, аппаратная M JPEG-компрессия на основе той же микросхемы фирмы Zoran. Различия в основном касаются качества драйверов и поставляемого с платой программного обеспечения: Miro поставляется с программой Adobe Premiere, AV Master – с Ulead Media Studio.

Плата AV Master 2000 поставляется с новой версией программы записи/воспроизведения FASTCap, позволяющей преодолеть барьер в 2 Гбайт и работающей под управлением Windows NT4.0, а также с забавным мультимедийным пакетом MatchWare Mediator 5 LE и улучшенной версией видеоредактора Ulead Media Studio Pro 5.2.

Набор характеристик почти тот же, что и у Fast AV Master. Максимальный поток – 6,5 Мбайт/с. С платой поставляется программа нелинейного монтажа Video Action Pro.

Плата DV Master выполнена в стандарте PCI и работает почти на профессиональном уровне. Имеет два внешних и один внутренний цифровые входы/выходы DV. Кроме того, на подключаемом к плате внешнем блоке (I/O Box) есть аналоговые входы S-Video, композитный (через адаптер), выходы S-Video, компонентный YUV, вход/выход стереозвука. Благодаря интегрированной плате DVBK-1 (фирмы Sony) и двум портам FireWire DV Master может служить преобразователем видеосигнала формата DV в S-Video/Component и аналогового Composite/S-Video в DV-формат в реальном времени.

При записи аналогового видео на жесткий диск DV Master поддерживает фиксированный коэффициент сжатия 5:1, скорость – 3,6 Мбайт/с. Программное обеспечение – Ulead Media Studio Pro 5.2.

DV Master Pro обеспечивает профессиональный уровень качества, работает под управлением Windows NT4.0. Программное обеспечение – видеоредактор Speed Razor DV.

Плата с интерфейсом Fire Wire; аналоговых входов/выходов не имеет и предназначена для ввода записей в форматах DV и Digital 8. Поток данных – 3,6 Мбайт/с.

Функционально аналогичная плата. Имеет вариант Spark Plus со встроенным контроллером SCSI для записи видео на выделенные жесткие диски.

Имеет, кроме композитного и S-Video, компонентный вход/выход, а также вход и выход внешней синхронизации. Поток видеоданных до 7 Mбайт/с. Компрессия MJPEG от 2,8:1 до 20:1 при полном разрешении. Внешний вид системы показан на рис. 4.29.

Рис. 4.29. Miro Video DC50

Набор входов/выходов тот же; кроме того, при помощи дополнительной платы организуется цифровой вход и два цифровых выхода. Есть контроллер FAST SCSI-2 для подключения выделенных жестких дисков для видеозаписи. Для платы такого уровня система довольно нетребовательна к ресурсам компьютера. Основной ее недостаток заключается в том, что для работы со звуком требуется отдельная плата, и это, естественно, вызывает проблемы синхронизации.

Разработка российской фирмы Soft Lab. Данная карта позволяет при работе с медленными дисками записывать несжатое видео в несколько проходов. Другим интересным решением является возможность наложения проходящего видеосигнала на воспроизводимый AVI-файл.

Карта имеет компонентные (Y/C) и композитные входы, встроенный коммутатор входов. Звук пишется синхронно с видео. В новых версиях имеется вход внешней синхронизации.

Двухпотоковые платы ввода/вывода

Высокопрофессиональные устройства, которые дают возможность не просто работать одновременно с двумя потоками видео, но и просчитывать эффекты, накладывать титры, осуществлять переходы в реальном времени. Все эти платы имеют компонентный вход/выход, встроенную поддержку звука. Такие системы стоят дорого и используются, например, на телевидении.

Приведем несколько примеров подобных устройств.

Одна из систем нелинейного монтажа двух видеослоев в реальном времени. Включает две платы: PCI – входы/выходы SDI и управление; ISA – дополнительная плата аналоговых входов/выходов. Позволяет осуществлять запись одного и воспроизведение двух потоков видео в реальном времени, имеет встроенный блок двумерных эффектов, который дает возможность осуществлять свыше 200 монтажных эффектов и управлять параметрами бордюров, размытием границ, цветокоррекцией на одном из каналов в реальном времени. Также в реальном времени на видеоизображение могут накладываться 32-битные статические титры, которые способны медленно появляться и исчезать. Для трехмерных эффектов необходима дополнительная плата.

Благодаря тому, что видео записывается на диски, подключенные через встроенный UW-SCSI контроллер, Perception RT может воспроизводить два потока видео любого уровня компрессии при минимальной загрузке центрального процессора и PCI-шины компьютера.

Новинка. На плате DTV, по утверждению производителей, аппаратно реализованы механизмы сжатия, почти аналогичные алгоритмам, реализованным в известном архиваторе ZIP, благодаря чему достигается сжатие без потерь. Этот механизм не исключает наличие аппаратного кодека (микросхемы) MJPEG-компрессии. К сожалению, в одном проекте нельзя использовать фрагменты с компрессией разного вида.

В стандартном комплекте DTV имеет композитный, Y/C и аналоговый компонентный входы/выходы. Как опция поставляются SDI (поддерживаются форматы Digital-S, DVCPRO, DVCPRO 50, DVCAM и все существующие форматы DV), SDTI, на плате которого установлен дополнительный кодек, существенно ускоряющий работу с видеопотоками, а также, в виде опции, интерфейс FireWire с Ultra-Wide SCSI контроллером.

Плата может работать с двумя потоками видео в формате DV, DV50 или MPEG-2, причем поток может быть преобразован из одного формата в другой и обратно; более того, поддерживается вывод MPEG-2 и создание DVD. Есть облегченный Matrox DigiSuite LE, использующий компрессию MJPEG и не содержащий SCSI-контроллера.

По способу записи на диск различаются два варианта исполнения:

1. Запись видео/аудио в стандартный файл на жесткий диск компьютера.

2. Запись на выделенный жесткий диск при помощи собственного контроллера.

Первый способ используется в основном в устройствах нижней ценовой группы, второй – в более дорогих, хотя бывают и исключения.

Плата с большими возможностями для создания эффектов в реальном времени. Обеспечивает MPEG-компрессию и возможность подключения цифрового интерфейса.

Некоторые фирмы стараются поставлять устройства двухпотокового монтажа (и другую аппаратуру) не в виде отдельных плат, а в виде готовых, полностью укомплектованных систем, представляющих собой системный блок с установленным аппаратным и программным обеспечением. Конечно, это значительно повышает стоимость предлагаемого продукта. Такая политика связана с утверждением производителей, что настройка подобных комплексов может вызвать проблемы даже у подготовленного пользователя. (Конечно, позиция спорная, но фирмы заботятся не столько о нас, сколько о собственном имидже).

Система blue. состоит из нескольких основных функциональных блоков (blue.Connect, blue.Workstation, blue.Control, blue.Studio) и ряда дополнительных блоков или плат, которые расширяют возможности системы и по желанию заказчика поставляются отдельно. Отличительной особенностью является возможность работы со всеми форматами видеоданных. Обработка осуществляется по принципу «Every In – Any Out» (все стандарты на входе – любой на выходе). Система blue. имеет полный набор аналоговых входов/выходов, цифровые интерфейсы SDI, FireWire (DV) и QSDI (DVCAM). Еще одной интересной особенностью системы blue. является работа по принципу Native Digital, что означает «монтаж в «родном» или некомпрессированном цифровом формате». Это позволяет свести к минимуму потери качества, связанные с кодированием/декодированием сигнала.

blue.Connect – внешний блок для ввода/вывода видео и звука, включающий в себя:

• двухканальный кодек MPEG-2;

• двухканальный кодек Sony DVBK-1;

• 10-битные АЦП-ЦАП для видео (YUV);

• два интерфейса RS-422;

• два интерфейса FireWire;

• композитный, S-Video, YUV входы/выходы;

• SDI-вход/выход для видео и звука;

• вход/выход синхронизации;

• четыре аналоговых симметричных аудиовхода/выхода;

• цифровой аудиовход/выход (AES/EBU);

• 20-битные АЦП-ЦАП для аудио;

• DV-вход/выход.

blue.Workstation – закрытая рабочая станция на базе IBM PC совместимого компьютера с установленной операционной системой Windows NT4.0 и необходимым программным обеспечением.

blue.Control – устройство с набором программируемых клавиш и возможностью вывода звука на головные телефоны.

blue.Studio – программа нелинейного монтажа.

blue.Genue – плата, обеспечивающая просчет трехмерных эффектов в реальном времени, и соответствующее программное обеспечение.

Система blue. позиционируется фирмой-изготовителем в качестве замены популярного (продано более 17.000 комплектов) программно-аппаратного комплекса гибридного монтажа FAST Video Machine (три полноразмерных платы в стандарте ISA, I/O box, пульт), который еще в 1994 году удивлял специалистов способностью устойчиво работать и обеспечивать профессиональное качество видеопрограмм (по 601 стандарту) на 486-м компьютере под управлением Windows 3.1 (!).

В качестве упрощенного варианта системы blue. – только для формата MPEG-2 и подготовки видеопрограмм для DVD-video – фирма предлагает комплекс нелинейного монтажа FAST601.

Видеомультиплексоры

Эти устройства позволяют подключать большое число видеокамер. Они обычно используются в системах безопасности и контроля доступа, а также в научно-измерительном оборудовании. Здесь приводятся два примера многоканальных плат видеоввода, разработанных широкоизвестными фирмами. На самом деле рынок подобных моделей значительно шире, однако в большинстве случаев отдельно они не поставляются и не рекламируются и доступны только в составе готовых, укомплектованных систем. Клиент может вообще не представлять, как выглядит плата оцифровки, работающая в его охранном комплексе.

Кроме того, существуют фирмы, разрабатывающие и поставляющие устройства, представляющие интерес только для разработчиков. Это может означать, например, что вместо пользовательского программного обеспечения устройство поставляется с исходными материалами для написания собственных программ. Поскольку данная книга предназначена для конечного пользователя, такие устройства не вошли в наш обзор.

Разработка корейской фирмы Darim, занимающейся преимущественно проектами с использованием формата MPEG. В этой книге уже упоминались программа DV MPEG и платы MPEGator, сконструированные этой фирмой. VideoSpider также использует формат MPEG, но является многоканальной платой ввода. Описание возможностей охранной системы, созданной на основе этой платы, есть в разделе, посвященном системам безопасности. Здесь приведем лишь основные характеристики VideoSpider:

• видеовходы – 8 композитных;

• компрессия – MPEG 1;

• частота кадров на канал – NTSC: 0,9-15 кадров/с; PAL: 0,8 -12.5 кадров/с;

• общая максимальная частота кадров – NTSC: 29,97 кадров/с, PAL: 25 кадров/с;

• разрешение – 352x240, 320x240 (default), 160x120;

• поток на канал – 10-700 Кбит/с.

Требования к системе:

• Pentium 166 и выше;

• оперативная память 32 Mбайт, рекомендуется 64 Mбайт и больше;

• Microsoft Windows NT 4.0, Service Pack 4;

• 40 Mбайт свободного дискового пространства для установки программного обеспечения.

Фирма AVer Media пытается выйти и на этот рынок. Если еще несколько лет назад компьютерные охранные видеосистемы были доступны только крупным фирмам и банкам, то сейчас и у частных пользователей появляется к ним интерес. Эту тенденцию, естественно, немедленно уловила фирма, основная специализация которой – компьютерное видео для дома. Конечно, репутация фирмы-производителя устройств для развлечения может сослужить недобрую службу на рынке систем безопасности. А может, и нет. Поживем – увидим.

Предлагаются платы для подключения четырех и шести видеокамер и программное обеспечение к ним, осуществляющее обнаружение движения в охраняемой зоне и запись на диск оцифрованного изображения. Подробнее об AVer Media Security рассказывается в разделе, посвященном системам безопасности.

Основные характеристики:

• видеовходы – 4 композитных;

• видеостандарт – PAL, NTSC;

• кадр – 320x240 (NTSC); 384x288 (PAL); 24 бита;

• скорость ввода – 1-15 кадров/с.

Требования:

• Pentium 200 и выше, рекомендуется Pentium II;

• оперативная память 32 Мбайт;

• по 1 Гбайт свободного дискового пространства на каждую из подключаемых камер;

• видеокарта с поддержкой DirectDraw;

• 16-битная звуковая плата (желательно).