Розділ 3.

-1.0 Відеомонтаж.

-1.1 Програмне забезпечення.

-1.2 Формати збереження.

-1.3 Конвертор

1.0 Відеомонтаж

Будь-який відзнятий відеоматеріал перед тим як подати в ефір, записати відеофільм на DVD треба змонтувати, тобо прибрати "зайві" відеосюжети, склеїти окремі шматочки відеоматеріалу, виконати між ними переходи, додати спецефекти і титри. Це і є відеомонтажем.

Відеомонтаж

Відео (від лат. video — дивлюся, бачу) — під цим терміном розуміють широкий спектр технологій запису, обробки, передачі, зберігання й відтворення візуального і аудіовізуального матеріалу на моніторах. У побутовому значенні відео означає відеоматеріал, телесигнал або кінофільм, записаний на фізичному носії (відеокасеті, відеодиску й т. п.).

Аудіо (лат. audio «чую») — загальний термін, що стосується звукових технологій. Найчастіше під терміном аудіо розуміють звук, записаний на звуковому носії; рідше під аудіо мається на увазі запис і відтворення звуку та відповідна апаратура.

Звукові хвилі в повітрі — чередовані області стиснення й розрідження.

Розрізняють аналогове та цифрове аудіо (або, аналоговий звук та цифровий звук).

Термін «аналогове аудіо» (або аналоговий звук) в загальному випадку означає інформацію про звук, зафіксовану в аналоговому електричному сигналі. Аналоговий електричний сигнал отримується шляхом запису звуку через мікрофон. Він може бути збережений на таких носіях, як грамофонна платівка, магнітна стрічка у вигляді котушки (бобіни) чи магнітофонної касети. Відтворюється сигнал за допомогою аналогового устаткування, наприклад електропрогравачів чи магнітофонів.

Грамплатівка Мікрофон Компакт-касета Магнітофон

Термін «цифрове аудіо» (або цифровий звук) в загальному випадку означає інформацію про звук, зафіксовану в цифровому сигналі. Цифровий сигнал отримується при оцифруванні аналогового сигналу, він може бути збережений на таких цифрових носіях, як компакт- чи DVD-диски, DAT-касети, у пам'яті комп'ютера у вигляді аудіофайлів тощо. При відтворенні цифрового аудіо здійснюється цифро-аналогове перетворення.

Компакт-диск

Історично аналогові технології роботи зі звуком виникли значно раніше ніж цифрові — першим пристроєм механічного запису і відтворення звуку вважається винайдений у 1877 році фонограф, тоді як експериментальні цифрові звукозаписи з'явилися лише в 1960-їх роках. На рубежі XX-XXI століть цифрове аудіо поступово витісняє аналогове, особливо в побутовому вжитку, проте високоякісне аналогове устаткування досі використовується звукорежисерами й аранжувальниками.

Фонограф — пристрій для механічного запису і відтворення звуку, що широко використовувався наприкінці XIX — початку XX століття.

Фонограф Едісона і барабани, приблизно 1899 рік.

Характеристики відеосигналу.

Відео характеризується такими параметрами:

Кількість кадрів на секунду — це число нерухомих зображень, що послідовно змінюються одне за одним впродовж однієї секунди відеоматеріалу, створюючи ефект руху об'єктів на екрані. Чим більша частота кадрів на секунду, тим плавнішим і природнішим буде здаватися рух. Мінімальний показник, за якого рух буде сприйматися однорідним — приблизно 10 кадрів на секунду (це значення індивідуальне для кожної людини).

У традиційному плівковому кінематографі використовується частота 24 кадри на секунду.

Системи телебачення PAL й SECAM використовують 25 кадрів на секунду (англ. 25 fps або 25 Герц), а система NTSC використовує 29,97 кадри на секунду.

-PAL (від англ. Phase Alternating Line) — система аналогового кольорового телебачення, розроблена інженером німецької компанії «Telefunken» Вальтером Брухом і використовується як стандарт телевізійного мовлення з 1967 року.

- SÉCAM або SECAM (від фр. Séquentiel couleur avec mémoire, пізніше Séquentiel couleur à mémoire;— послідовний колір із пам'яттю; вимовляється [сека́м]) — система аналогового кольорового телебачення, вперше використана у Франції. Історично вона є першим європейським стандартом кольорового телебачення.

- NTSC (від англ. National Television Standards Committee — Національний комітет з телевізійних стандартів) — розроблена в 1953 році Національним комітетом з телевізійних стандартів США. Стандартна система кольорового телебачення в США, Канаді, Японії, Філіпінах, Південній Кореї, Тайвані та інших країнах (див. карту). Стандарт має відносно високу частоту кадрів — 30 на секунду. Це знижує мерехтіння зображень та робить менш помітними шуми. До недоліків можна зарахувати кількість рядків розгортки, лише 525, що призводить до зниження вертикальної чіткості та до помітності рядкової структури на великих екранах.

Телевізійні стандарти за країнами.

Комп'ютерні оцифровані відеоматеріали гарної якості, як правило, використовують частоту 30 кадрів на секунду. Верхня гранична частота мерехтіння, що сприймається людським мозком, в середньому становить 39-42 Герца й індивідуальна для кожної людини. Деякі сучасні професійні камери можуть знімати з частотою до 120 кадрів на секунду. Застосовуються також спеціальні камери для надшвидкої зйомки з частотою до 1000 кадрів на секунду і вище, така швидкість необхідна для детального вивчення траєкторії польоту кулі або структури вибуху.

Розгортка.

Розгортка відеоматеріалу може бути прогресивною (англ. progressive) або черезрядковою (англ. interlaced, інтерлейс). При прогресивній розгортці всі горизонтальні лінії зображення (рядки) відображаються одночасно. При черезрядковій розгортці показуються почергово парні й непарні рядки (називані також полями кадру). Черезрядкову розгортку було винайдено для показу зображення на кінескопах і використовується зараз для передачі відео по «вузьких» каналах, що не дозволяє передавати зображення у всій якості.

Кінескоп

Системи PAL, SECAM й NTSC - це всі системи із черезрядковою розгорткою. Нові цифрові стандарти телебачення, наприклад, HDTV передбачають прогресивне розгорнення.

HDTV (телебачення високої роздільної здатності, високої чіткості, англ. High-definition television) — система трансляції цифрового телебачення з роздільною здатністю вищою за аналогові системи телебачення (NTSC, SECAM, PAL). HDTV транслюється в цифровому форматі, оскільки цифрове телебачення потребує канали з меншою пропускною спроможністю за умови застосування відповідного стиснення зображень.

Хоча з'явилися технології, що дозволяють імітувати прогресивне розгорнення при показі матеріалу з інтерлейсом. Черезрядкову розгортку звичайно позначають символом «i» після вказівки вертикальної роздільної здатності, наприклад 720×576і×50 для відео у форматі PAL.

Роздільна здатність

За аналогією з роздільною здатністю комп'ютерних моніторів, будь-який відеосигнал також має роздільну здатність (англ. resolution, розділення), горизонтальне і вертикальне, що вимірюється у пікселях. Звичайний аналоговий телевізійне розділення становить 720×576 пікселів для стандартів PAL і SECAM, при частоті кадрів 50 Герц (одне поле, 2×25); і 648×486 пікселів для NTSC, при частоті 60 Герц (одне поле, 2×29,97). В позначенні 648×480 першим числом позначається кількість крапок у горизонтальній лінії (горизонтальне розділення), а другим числом кількість самих ліній (вертикальне розділення). Новий стандарт високоякісного (англ. high-definition) цифрового телебачення HDTV передбачає роздільну здатність до 1920×1080 (тобто 1920 пікселів на лінію, 1080 ліній) при частоті коливань (мелькання, мерехтіння) 60 Герц з прогресивною розгорткою.

Роздільні здатності у порівнянні

Роздільна здатність у випадку трьохмірного відео вимірюється у вокселях — елементах зображення, що являють собою крапки (кубики) у тривимірному просторі. Наприклад, для простого трьохмірного відео зараз використається в основному роздільність 512×512×512, демонстраційні приклади такого відео доступні навіть на КПК.

Воксель (від англ. Volume та англ. pixel) — елемент простору, позначає значення певної величини в клітинках рівномірної просторової ґратки. Аналогічний пікселю, у двовимірних зображеннях (значенням величини в клітинах гратки виступає колір). Вокселі традиційно використовуються для візуалізації та аналізу медичних та наукових даних. Окрім того, таку технологію використовують деякі прогресивні програми тривимірного моделювання, та комп'ютерні ігри, для генерації складного ландшафту (що містить арки та печери, які не можуть задаватись картою висот).

Серії вокселів. Чорним кольором виділений одиничний вексель

Співвідношення сторін екрану.

Співвідношення ширини й висоти кадру (англ. aspect ratio) — найважливіший параметр у будь-якому відеоматеріалі. Ще з 1910 року кінофільми мали співвідношення сторін екрана 4:3 (4 одиниці завширшки до 3 одиницям у висоту; іноді ще записується як 1,33:1 або просто 1,33). Уважалося що глядачеві зручніше дивитися фільм на екрані такої форми. Коли з'явилося телебачення, воно успадкувало це співвідношення і майже всі аналогові телесистеми (і, отже, телевізори) мали співвідношення сторін екрана 4:3. Комп'ютерні монітори також успадкували телевізійний стандарт сторін.

Співвідношення сторін кадру у порівнянні

Хоча ще в 1950-х роках уява про 4:3 суттєво змінилася. Справа в тому, що поле зору людини має співвідношення аж ніяк не 4:3. Оскільки у людини 2 ока, розташовані на одній горизонтальній лінії, то поле зору людини наближається до співвідношення 2:1. Щоб наблизити форму кадру до природного поля зору людини (і, отже, підсилити сприйняття фільму), був уведений стандарт 16:9 (1,78), що майже відповідає так званому «Золотому перетину». Цифрове телебачення в основному теж орієнтується на співвідношення 16:9. До кінця XX століття, після ряду додаткових досліджень у цій області, почали з'являтися навіть і радикальніші співвідношення сторін кадру: 1,85, 2,20 й аж до 2,35 (майже 21:9), що покликані глибше занурити глядача в атмосферу відеоматеріалу.

Кількість кольорів і кольорова розрядність.

Кількість кольорів і кольорова розрядність описується кольоровими моделями.

Колірна модель — абстрактна модель опису представлення кольорів у вигляді кортежів (наборів) чисел, зазвичай з трьох або чотирьох значень, званих колірними компонентами або колірними координатами.

Хроматична діаграма з довжинами хвиль кольорів

Кількість кольорів, що може показати монітор або проектор залежить від якості монітора або проектора. Людське око може сприйняти, по різних підрахунках, від 5 до 10 мільйонів відтінків кольорів. Кількість кольорів у відеоматеріалі визначається числом бітів, відведеним для кодування кольору кожного пікселя (англ. bits per pixel, bpp). 1 біт дозволяє закодувати 2 кольори (як правило, чорний і білий), 2 біти — 4 кольори, 3 біти — 8 кольорів, …, 8 бітів — 256 кольорів(28 = 256), 16 бітів — 65 536 кольорів (216), 24 біти — 16 777 216 кольорів (224). У комп'ютерній техніці є також стандарт 32 біти на піксель (αRGB), але цей додатковий α-байт (8 бітів) використовується для кодування коефіцієнта прозорості пікселя (α), а не для передачі кольору (RGB). При обробці пікселя відеоадаптером, RGB-значення буде змінено залежно від значення α-байта і кольору належного пікселя (який стане «видимий» через «прозорий» піксель), а потім α-байт буде відкинуто, і на монітор піде тільки колірний сигнал RGB.

Бітова швидкість або ширина відеопотоку (для цифрового відео).

Ширина (або швидкість) відеопотоку вимірюється в бітре́йтах (англ. bit rate) — це кількість оброблюваних бітів відеоінформації за секунду часу, позначається «біт/с» — бітів на секунду. В основному застосовуються величини кбіт/с (англ. kbit/s) - кілобіти в сек. та мбіт/с (англ. mbit/s) — мегабіти в секунду. Чим вище ширина відеопотоку, тим, загалом, краща якість відео. Наприклад, для формату VideoCD ширина відеопотоку становить приблизно 1 мбіт/с, а для DVD становить приблизно 5 мбіт/с. Хоча суб'єктивно різницю в якості не можна оцінити як п'ятикратну, але об'єктивно це так. Формат цифрового телебачення HDTV використовує ширину відеопотоку біля 10 мбіт/с. За допомогою швидкості відеопотоку також дуже зручно оцінювати якість відео при його передачі через Інтернет.

Розрізняють два види керування шириною потоку в відеокодеку — постійний бітрейт (англ. constant bit rate, CBR) і змінний бітрейт (англ. variable bit rate, VBR). Концепція VBR, нині дуже популярна, покликана максимально зберегти якість відео, зменшуючи при цьому сумарний обсяг переданого відеопотоку. При цьому на швидких сценах руху, ширина відеопотоку зростає, а на повільних сценах, де картинка змінюється повільно, ширина потоку падає. Це дуже зручно для буферизованих відеотрансляцій і передачі збереженого відеоматеріалу по комп'ютерних мережах. Проте для безбуферних систем реального часу й для прямого ефіру (наприклад, для телеконференцій) необхідно використовувати постійну швидкість відеопотоку.

Телеконференція з використанням відеозв'язку.

Оцінка якості відео.

Якість відео виміряється за допомогою формальних метрик, таких, як PSNR або SSI, або з використанням суб'єктивного порівняння із залученням експертів.

Суб'єктивна якість відео виміряється за наступною методикою:

• Вибираються відеопослідовності для використання в тесті

• Вибираються параметри системи вимірювання

• Вибирається метод показу відео й підрахунку результатів виміру

• Запрошується необхідне число експертів (звичайно не менше 15)

• Проводиться сам тест

• Підраховується середня оцінка на основі оцінок експертів.

К ілька методів суб'єктивної оцінки описані в рекомендаціях ITU-T BT.500. Один із широко використовуваних методів оцінки — це DSIS (англ. Double Stimulus Impairment Scale), при якому експертам спочатку показують вихідний відеоматеріал, а потім оброблений. Потім експерти оцінюють якість обробки, варіюючи свої оцінки від «обробка непомітна» і «обробка поліпшує відеозображення» до «оброблений відеоматеріал сильно дратує».

Стереоскопічне відео.

Стереоскопічне відео або стереовідео (англ. stereoscopic video або 3D video) було дуже популярно наприкінці XX століття і зараз регулярно виникають хвилі інтересу до нього. По усьому світу є кінотеатри, які за допомогою тієї або іншої технології відтворюють стереоскопічне відео.

Кінотеатр в Австралії

Для стереовідео потрібно два відеоканали: один для лівого ока, інший для правого. У такий спосіб у глядача виникає відчуття об'ємності, тривимірності відеоматеріалу, підвищується реалістичність відчуття перегляду. Приблизно такий же за якістю, але слабший ефект дає перегляд відео в пластикових окулярах, де одна лінза червона, а інша блакитна або зелена. Нові технології, представлені в 2006 році, зокрема HD DVD і диски HD Blu-Ray, призначені зробити більше доступним і домашнє стереоскопічне відео.

Формати відео.

Стандарти відтворення відео:

Нові цифрові:

• ATSC (Advanced Television Systems Committee; США, Канада, і т. д.).

• DVB (Digital Video Broadcasting; Європа).

• ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting; Японія)

Старі аналогові:

• MAC (Multiplexed Analogue Components; Європа, застарілий стандарт)

• MUSE (Multiple sub-nyquist sampling Encoding; Японія)

• NTSC (США, Канада, Японія, і т. д.)

• PAL (Європа, Азія, Австралія, і т. д.)

• PALplus (розширення PAL, тільки Європа)

• SÉCAM (іноді пишетеся «SECAM»; Франція, СРСР, Центральна Африка)

Поширення стандартів аналогового відео у світі

Монтаж

Монтаж (фр. montage) відео-або аудіоматеріалу (в кінематографі, на телебаченні, на радіо, на студіях звукозапису) - процес переробки або реструктурування початкового матеріалу, в результаті чого виходить іншої цільової матеріал. Вважається, що монтажно-тонувальний період у кіновиробництві не менш важливий, ніж знімальний: монтаж здатний додати фільму потрібний ритм і атмосферу.

Розрізняють лінійний і нелінійний монтаж.

Лінійний і нелінійний монтаж відео.

Лінійний монтаж відбувається частіше в реальному часі. Відео з декількох джерел (відеомагнітофонів, камер т. д.) надходить через комутатор на приймач (ефірний транслятор, записуючий пристрій). У цьому випадку перемиканням джерел сигналу займається режисер лінійного монтажу. Про лінійному монтажі також говорять у випадку процесу урізання сцен у відеоматеріалі без порушення їх послідовності.

Лінійний монтаж на телебаченні

При нелінійному монтажі відео або кіноплівка (яка може бути відсканована і переведена в цифровий варіант) розділяється на фрагменти, після чого фрагменти записуються в потрібній послідовності, в потрібному форматі на обраний відеоносій. При цьому фрагменти можуть бути урізані, тобто не весь вихідний матеріал потрапляє в цільову послідовність; підчас скорочення бувають дуже масштабними.

Нелінійний монтаж на комп’ютері

У разі кіноплівки процес нелінійного монтажу відбувається вручну: монтажер із застосуванням монтажного столу під керівництвом кінорежисера ріже плівку в потрібних місцях, а потім склеює фрагменти в обраній режисером послідовності.

Монтажний стіл - пристрій або комплекс пристроїв для монтажу і контролю фільмів.

Механізм професіонального звукомонтажного стола

Переносний монтажний столик «Экран-16»

Гібридний відеомонтаж має гідності перших двох (нелінійна відеомонтажних система відіграє роль відеоджерела). Недолік - більш висока ціна.

У 1917 році Лев Кулешов написав про монтаж:

«Для того, чтобы сделать картину, режиссёр должен скомпоновать отдельные снятые куски, беспорядочные и несвязные, в одно целое и сопоставить отдельные моменты в наиболее выгодной, цельной и ритмической последовательности, так же, как ребенок составляет из отдельных, разбросанных кубиков с буквами целое слово или фразу».