Формат HDV
История создания формата
Хорошая четкость изображения на телевизионном экране всегда была предметом исследования и обсуждения инженеров - разработчиков телевизионного оборудования. В середине прошлого века был разработан и распространен формат телевидения так называемой стандартной четкости. Этот формат успешно существует и по сегодняшний день, так как являет собой разумный баланс большого количества факторов. Основные из них — возможность передачи телевизионного сигнала массовому потребителю через наземные каналы, возможность записи и хранения аудиовизуального контента, доступность носителей и пр. Тем не менее, для разработчиков телевизионного оборудования всегда основной целью было достичь гораздо большей четкости телевизионного изображения.
Первые упоминания о телевидении высокой четкости относятся к 1969 году. Тогда специалисты японской компании NHK представили концепцию High Definition. После этого довольно длительное время шел очень сложный процесс формирования стандартов высокой четкости. Несколькими компаниями были выдвинуты различные концепции HD-телевидения, довольно сильно различавшиеся между собой. Только в результате объединения участников процесса в комитет ATSC (организация, разрабатывающая и утверждающая стандарты для передовых телевизионных систем, в том числе и HDTV) в конце 1996 года был разработан стандарт телевидения высокой четкости. Телевизионные программы в формате HD начали появляться в эфире с 1997 года. Далее, с приходом технологий передачи цифрового HD-контента с использованием очень эффективных схем компрессии, прием программ в HD стал физически доступен телезрителям, и вещание ТВЧ начало стремительно развиваться в мировом масштабе.
К сожалению, до последнего времени формат High Definition не был доступен малобюджетным потребителям из-за фантастически высокой стоимости оборудования, HD-оптики, устройств обработки и монтажа. Востребованность контента в формате High Definition резко возрастала, и настал момент, когда особенно остро встал вопрос доступности для массового пользователя съемочного и монтажного оборудования высокой четкости.
30 сентября 2003 года компаниями Canon, Sharp Corporation, Sony Corporation и Victor Company of Japan (JVC) в Токио был впервые представлен формат записи на видеопленку под названием HDV (High Definition Video). Некоторые источники утверждают, что аббревиатура HDV появилась в результате слияния двух сокращений: HD и DV. Основной задачей разработчиков было создание недорогой технологии на основе доступных по цене носителей видеоаудиоданных, отвечающих стандарту High Definition. Результат был ошеломляющим — в формате HDV для записи и воспроизведения используются привычные и недорогие видеокассеты MiniDV и DV c лентой шириной 0,25". Имеется два типа видеокассет: малые — с длительностью записи до 60 мин, размером 65×47×12 мм; большие — с длительностью до 180 мин, размером 125×78×14,6 мм. Качество изображения при этом было более чем приемлемым для бытового использования и достаточным для более обширной области применения, включая даже профессиональные задачи, такие как телевещание и кинематограф.
Первая видеокамера HDV GR-HD1 была представлена компанией JVC в 2004 году. Вслед за ней появилась очень хорошо известная видеокамера Sony HDR-FX1. Она поддерживала очень популярный стандарт телевидения HD 1080i. С этого момента и по сегодняшний день производится ряд видеокамер и видеомагнитофонов формата HDV. Несмотря на то что HDV сам по себе, в общем-то, считается бытовым форматом, уже появились устройства, которые по ряду признаков можно классифицировать как профессиональные. К таким признакам можно, например, отнести наличие интерфейсов HD-SDI, входы сигналов внешней синхронизации, формирование «Зебры» и тестовых сигналов, глубокую регулировку настроек процессора DSP камеры, включая такие исключительно профессиональные функции, как Skin Tone, Gamma Correction, Matrix adjust и т. д. А легкость и малый размер HDV-камер дают большую свободу при съемке сложных композиций, трюков, подводных сцен.
Технические характеристики
В формате HDV используются те же скорость ленты и шаг дорожек, что и в формате DV, поэтому возможно использование механических лентопротяжных механизмов от DV-формата. Это упрощает производителям оборудования разработку техники, совместимой с форматом DV. А благодаря применению компрессии MPEG-2, скорость цифрового потока не превышает обычных для формата DV 25 Мбит/с.
Формат HDV включает в себя две разные спецификации: прогрессивную 720p (720x1280, 50 кадров/сек.) и чересстрочную 1080i (1080x1920, 25 кадров/сек.).Много копий сломано в процессе полемики о том, какая спецификация лучше. Давайте сравним разрешение 1080i с 720p. Обратимся к строкам развертки: число 1080 больше, чем 720. Поэтому в данном случае предпочтительнее оказывается метод подсчета "пикселей" (точек, составляющих изображение). Совершим простейшие арифметические действия: умножим число текущих вертикальных пикселей в каждом формате на число горизонтальных пикселей. В формате 1080i: 1080*1920 = 2,073,600 точек. В формате 720p: 720*1280 = 921,600 точек. После подсчета пикселей выясняется, что в формате 1080i точек оказывается более чем в 2 раза больше по сравнению с форматом 720p и, следовательно, он более чем в 2 раза четче.
Однако цифры - это еще не все. Существует отличие, опирающееся на значения символов "i" и "p". 1080i - это "чересстрочный" формат, а 720p - "прогрессивный". В каждом формате используется особый способ превращения ряда статичных изображений в движущуюся картинку. При чересстрочной развертке неподвижное изображение или "кадр" создается за счет сканирования двух наборов чередующихся строк или "полей" (полукадров). При прогрессивной развертке кадр создается за один прогон. Если развертка изображения в обоих форматах осуществляются с одинаковой скоростью, т.е. в секунду происходит равное число прогонов, преимущество прогрессивной развертки становится , т.е. в секунду происходит равное число прогонов, преимущество прогрессивной развертки становится очевидным, так как сканируется полное изображение (кадр), а не половина изображения (поле). В рамках этой развертки выводится меньше точек и строк, но развивается удвоенная скорость. И получается, что например в период времени, требуемый в формате 720p для вывода изображения в 720 строк, в формате 1080i выводится изображение только в 540 строк.
Истина состоит в том, что изображения в обоих форматах, 1080i и 720p, выглядят лучше в разных условиях. Формат 1080i предназначен для воссоздания мелких деталей в неподвижных кадрах и изображениях при незначительном движении или полном его отсутствии. Этот формат лучше всего подходит для "пространственного разрешения". Независимо от того, как долго приходится создавать картинку, она будет содержать больше строк, больше точек. Система отлично функционирует до тех пор, пока отсутствует движение. Достаточно вспомнить, как два поля (полукадра) создают кадр. Если объекты перемещаются, траектория движения между чередующимися полями изменяется. Это вызывает "артефакты движения" (помехи изображения) или видимое искажение похожие ступенчатый рисунок на диагональном контуре (так называемая «гребёнка»). А основная идея телевидения и кино состоит в получении движущихся изображений. Поэтому на сегодняшний день вопрос выбора разрешения очевиден, хотя и может быть оспорен.
В HDV принят широкоформатный кадр 16:9 для обеих спецификаций — 720p и 1080i. В спецификации 720p разрешение составляет 1280×720 квадратных пикселов. То есть высота и ширина пиксела в режиме 720p одинаковы. Спецификация 1080i предполагает разрешение 1440×1080 пикселов. Оно не кратно 16:9, поэтому для того, чтобы обеспечить в этом режиме истинное соотношение 16:9, применяется увеличение ширины пиксела в 1,33 раза, благодаря чему получается реальное HD 1080 (1920×1080). Таким же образом это делается и в других, «старших» форматах видеозаписи HD-сигнала — HDCAM, DVCPRO HD, XDCAM HD. В них используется такое же или меньшее горизонтальное разрешение.
Просмотр HDV
Для того чтобы просматривать видеозаписи с устройств HDV в высоком разрешении на плазменных или ЖК-панелях HD, можно использовать аналоговое компонентное соединение. Некоторые модели имеют профессиональный интерфейс HD SDI, а также интерфейс HDMI. Кроме того, записанное изображение можно увидеть на привычных мониторах и телевизорах стандартного разрешения через композитное и S-Video соединения. Естественно, качество SD-изображения будет далеко от идеального, так как преобразование изображения из HD в SD производится грубо, для просмотровых целей.
Монтаж HDV
В отличие от стандарта DV, который основан на внутрикадровой компрессии и чрезвычайно легок для покадрового видеомонтажа, HDV базируется на компрессии MPEG-2, в которой невозможно получить произвольный кадр без процесса декомпрессии. И, конечно же, производить монтаж в исходном HDV-формате было бы чрезвычайно тяжело, так как для любой операции необходимо проводить декомпрессию и обратную компрессию. Многократные монтажные операции над одним и тем же фрагментом могли бы привести к артефактам и прочим ухудшениям изображения. Поэтому в современных системах видеомонтажа чаще всего применяется процесс перекодирования в формат, который приемлем для проведения видеомонтажа. Например, компания Apple разработала Intermediate Codec, который позволяет монтировать HDV-видеоматериалы на станциях Final Cut Pro. Также для Final Cut Pro разработаны кодеки Lumiere HD и BitJazz SheerVideo, которые обеспечивают хорошее качество и характеризуются отсутствием потерь. Кодеки CineFormConnectHD, AspectHDи ProspectHDне только более качественны, но и содержат «движки», которые существенно ускоряют просчет, создавая ощущение выполнения операций «в реальном времени» в простых программах монтажа, таких как AdobePremierePro, SonyVegas, CorelUleadMediaStudioPro 8, UleadVideostudio 11 Plus. Avid Express Pro позволяет производить монтаж материала в исходном формате HDV, причем функции системы дают возможность расположить на одной временной шкале видео разных форматов без перекодирования. Если необходимо произвести видеопродукцию специально для просмотра на компьютере, например через web, то хорошие результаты дает перекодирование в формат WMV HD с потоком 6…8 Мбит/с.
На сегодняшний день имеется большой выбор монтажных систем, программ и кодеков, которые совместимы с HDV: AppleFinalCutExpressи FinalCutPro 6, AvidXpressProHD, AvidLiquid, AvidAdrenalineHD + XpressHD + AvidDS/Nitris, AdobePremierePro, CanopusEdius, PinnacleStudio 11 Plusили Ultimte, SonyVegas, SonyVegasMovieStudioи многие другие — этот список постоянно пополняется новыми системами.
Итоги
Очень важно понимать что формат HDV не является заменой вещательных форматов High Definition. Профессионалы легко могут заметить недостатки формата в виде артефактов на «тяжелых» для MPEG-компрессии видеофрагментах, содержащих, например, большое количество движущихся ярких объектов (блики на морской глади или падающее конфетти), или при очень резких движениях камеры. Однако стоит признать, что благодаря появлению формата HDV телевидение высокой четкости стало доступно всем категориям компаний и отдельных специалистов, от крупных вещателей до небольших видеостудий и независимых видеолюбителей. В формате HDV уже снимают телепрограммы, кинофильмы, архивы пополняются замечательными работами. Так что российскому телезрителю осталось только подключиться к уже работающим в нашей стране телеканалам HD и получить истинное удовольствие от телевидения высокой четкости.
Развитие формата HDV в наше время во многом аналогично процессу, который происходил лет 10 назад с появлением формата DV. Ведь оборудование формата DV в свое время тоже ошеломило профессионалов и любителей телевидения своими невероятно качественными характеристиками изображения (субъективно не уступающими профессиональному формату Betacam), и при этом имело «неприлично» малые (по тем временам) размеры, массу и стоимость. Таким же образом вошел в сегодняшний день формат HDV, становясь рядом со своими более «могучими» собратьями из вещательного класса HDCAM и DVCPRO HD. Вы можете заказать профессиональную видеосъемку в формате HDVна моем сайте! Материал с сайта: Digital Art Photo - Услуги профессионального фотографа в Москве.
