Как да създадем дигитално видео вкъщи? Избор на дигитална видеокамера

Нямате ли желание да създадете собствен филм и да се посъстезавате с Джордж Лукас и Стивън Спилбърг? В днешно време вие можете да създадете филми с великолепни визуални и звукови ефекти – и всичко това на сравнително достъпни цени. Разбира се, че „Оскар” за филмите си едва ли ще получите, но вашите приятели най-вероятно ще бъдат впечатлени.

Ние решихме да създадем обемно ръководство, което ще ви помогне да създадете дигитални филми. Ще опишем всички необходими апаратни средства, ще обосновем тяхната покупка и ще дадем препратки къде и за колко можете да си ги закупите. По-нататък ще опишем и някои програмни средства, с помощта на които ще редактирате и обработвате заснетия материал, за да създадете вашите шедьоври.

ИЗБОР НА ДИГИТАЛНА ВИДЕОКАМЕРА

Първата и най-очевидната вещ, която ще ви трябва е дигитална видеокамера. По принцип видеокамерата може да бъде и аналогова, но в днешно време, когато всяка техника която ни заобикаля е цифрова, е направо кощунство да не се възползвате от всички предимства, които ви дава използването на цифрова видеокамера. Най-голямото предимство е способността да размножавате вашите записи колкото си искате пъти и това ни най-малко да не снижи качеството на презаписания материал. Но целта на тази статия е не да сравняваме двете технологии, а да се възползваме от последните технологични достижения, които ни позволяват да постигнем по-добри резултати с по-малко усилия. Средният потребител желае да се сдобие с каквато и да е видеокамера, способна да заснеме видео, но ако вие искате да получите видеопродукция с достойно качество, тогава би трябвало да бъдете изключително внимателни при избора на дигитална видеокамера.

Висока резолюция (накратко HD) или стандартна резолюция (накратко SD)

В днешно време има голямо разнообразие от формати за компресиране на видеопотока и съответно носители за видеозаписа, но най-съществената разлика, по която трябва да категоризираме видеокамерите, е дали записват видеото във висока резолюция (HD) или стандартна резолюция (SD). Нека първо изясним каква е разликата между HD и SD. SD е резолюцията, с която все още се излъчва телевизионният сигнал в България. Този стандарт е приет по времето, когато се е появила телевизията и до ден днешен не е променен. Характерното за този стандарт е, че изображението му се състои от 576 хоризонтални реда и 25 кадъра или 50 полукадъра (тъй като сигналът се излъчва презредово) в секунда (за PAL и SECAM), както и 480 хоризонтални реда и 29.97 кадъра или 59.94 полукадъра за NTSC. На изображението по-долу се вижда в коя държава кой стандарт се използва.

Телевизионния стандарт се излъчва презредово и се означава с 576i където i означава interlace . Това означава че всеки кадър се сканира като два полукадъда. При първият полукадър се сканират само нечетните редове а при вторият само четните. Това позволява да създадем плавност на телевизионното изображение без да е необходимо увеличаване на потока от предавана информация. А плавността е два пъти по-голяма защото полукадрите се сканират с два пъти по-висока честота.

Във времената, когато се е създавал този стандарт по всяка вероятност качеството и детайлността може и да са задоволявали потребителите, не виждали дотогава телевизор, но всъщност стандартът се е определил като такъв от апаратните средства и техническото оборудване, с които са разполагали големите компании. Но, за толкова много години от създаването на телевизията до днес е настъпил значителен напредък в технологично отношение и направо е чудно как толкова години не се е променил стандартът. А може би когато са го създавали са погледнали доста напред във времето и по този начин са осигурили такова дълголетие. Но както и да е. Явно е настъпил моментът за промяна на стандарта. И ако в България това все още не се е случило, то в съединените щати и Япония (Меката на техническия прогрес) това вече е факт. Над 70 процента от телевизионните излъчвания в тези страни вече е HD или HDTV. В Европа също се работи усилено по налагането на новия стандарт за телевизионно разпръскване. Няколко големи компании като BBC вече излъчват свои канали в HDTV.

Та HDTV е телевизия с висока резолюция, която се характеризира с това, че има 1080 хоризонтални реда и 25 кадъра (50 полукадъра) в секунда за PAL и 29.97 кадъра (59.94 полукадъра) за NTSC стандартите.

Но нека да допълня нещо важно. За да получим пълното предимство в детайлността от използването на HD видеоизточник е необходимо телевизорът или компютърният монитор, на който се гледа HD, да е със същата резолюция, т.е. 1080 хоризонтални реда. Тези телевизори или монитори се наричат FullHD. Ако телевизорът е HDready, то това означава, че е с по-ниска резолюция от 1080 реда, но по-висока от SD(576 реда), което е компромисно решение по отношение на детайлността. HDready телевизорите обаче са значително по евтини от FullHD и представляват преходно решение докато цените на FullHD телевизорите станат по-достъпни.

След като изяснихме разликите между HD и SD може би много потребители биха си задали въпроса защо да купувам HD видеокамера, след като нямам HD телевизор и съответно няма как, поне на този етап, да усетя предимството на HD видеосигнала. От една страна, видео и телевизия се гледат и на компютри, чиито монитори са с по висока резолюция от обикновен телевизор, а от друга страна почти всички HD видеокамери могат да записват видео и в SD резолюция. В бъдеще (а то непременно ще е скоро) когато си купят и останалото HD оборудване ще се възползват от пълния потенциал HD видеокамерата. Преходът към HD телевизия е необратим.

България също е част от тази революция в качеството на телевизионния сигнал и рано или късно всички излъчвания ще бъдат с HD резолюция. Свидетели сме на изключителен качествен скок в телевизионното разпръскване, дължащо се на цифровизацията на телевизионния сигнал и на наличието на мощни апаратни средства за обработката му. Приемайки доводите, които изтъкнах току що, смятам че изборът на видеокамера за потребителите, търсещи най-високото възможно качество е еднозначен и е в полза на HD стандарта. Единствено цената би трябвало да е причина да изберете алтернативата в лицето на остарелия вече SD стандарт.

Какъв носител да изберем?

Нека сега направим една класификация на видеокамерите според това какъв носител за записа те ползват и да опишем предимствата и недостатъците на съответния носител. Основните използвани в днешно време носители са магнитна лента (miniDV касета), твърд магнитен диск (HDD), памет карта и оптичен диск (DVD, Blu-ray, HD-DVD). Като носител магнитната лента и в частност miniDV касетата е с най-добро съотношение цена/вместимост.

Тя струва около 5 лева и събира близо 13 GB (гигабайта) в нормален режим на запис (SP) или около 19 GB в режим на запис LP. Нека вметна само, че при режима LP лентата се движи с 1.5 пъти по ниска скорост отколкото при SP. Това означава, че информацията се записва значително по-нагъсто и оттам следва изискването да се ползват касети с по-висококачествени ленти, за да се намали вероятността от загуба на информация вследствие на препокриване на записаните пътечки. Но нека се върнем на анализа. Както виждате, магнитната лента представлява един доста евтин носител за вместимостта си. Но за съжаление преглеждането на заснетия материал без използването на самата видеокамера е проблемно. Декове за miniDV касети съществуват, но намирането им е доста трудно и ако ги намерите, то цената едва ли ще ви задоволи. А използването на видеокамерата ви като плеър, освен че ангажира самата видеокамера, която на първо място би трябвало да се използва за заснемане, изхабява транспортния й механизъм, който също има някакъв ограничен ресурс. Също така лентата е носител, който при експлоатацията си доста бързо губи качествата си, тъй като тя осъществява физически контакт с много елементи като обтягащ механизъм, глави за запис, за четене и триене. Тя лесно може да бъде намачкана при невнимателна употреба, както и да загуби информацията вследствие на доближаването й до силни магнитни полета. Лично аз не бих рискувал да архивирам старите си записи на магнитна лента.

Спасението е да пренесем заснетите материали от магнитната лента на някой друг носител, примерно твърд магнитен диск (HDD) или оптичен диск. Но да не забравяме, че съществуват видеокамери, които ползват за запис именно тези носители. Има и случаи, в които е добре да запишем материала първо на лента и след това да го презапишем на някой от другите носители, но това ще изясним по-нататък, когато се спрем по-подробно на форматите на компресиране, които се използват при отделните носители.

Оптичните дискове като носители са най-удобни и лесни за ползване за потребителите, на които не им се занимава с компютърна обработка на заснетия материал или желаят да изключат въобще компютъра като елемент от създаването и преглеждането на своите творби.

 Видеокамерите, ползващи такива носители, записват видеоматериала директно върху оптичния диск след което може да вземете диска, да го поставите в домашния плеър и да се наслаждавате на резултата. Когато преглеждате заснетия материал имате почти моментален достъп до всяка желана сцена от видеозаписа, за разлика от лентовия носител, където за да прегледате нещо, заснето 30 минути по-назад, се налага да превъртате лентата. А това отнема значително повече време. Недостатъкът на оптичните дискове е, че са със сравнително малък обем памет и оттам съотношението цена/вместимост е по-лошо в сравнение с лентовите носители. Капацитетът на един едностранен еднослоен mini DVD диск е 1.4 GB, което е достатъчно за записа на около 20 минути видео с най-високото възможно качество за стандартна резолюция (SD). Иначе самите носители са по-надеждни от лентата на касетите и са подходящи за архивиране на видеозаписи. Магнитните полета по никакъв начин не могат да повредят информацията, записана върху тези дискове. Желателно е все пак да се отнасяте внимателно с повърхностите на оптичните дискове и да ги съхранявате в кутийки или специални джобове, за да не се надраскат. В последно време (което много ме радва) все по-често се срещат видеокамери с вградени твърди магнитни дискове (HDD).

Това се дължи на бурното развитие на компютърната индустрия вследствие на което HDD бързо повишават капацитета си при запазване на същите физически размери и цени. Предимствата на този носител са изключително много. Вместимостта им е направо огромна в сравнение с mini DV касетите, да не говорим за оптичните дискове. В момента на пазара има видеокамери с HDD с капацитет от 30 GB до 100 GB и тези обеми ще се увеличават двойно на година при запазване на същите цени и размери на носителя. При запис върху HDD може да се използва променлив битрейт, за разлика от лентовия носител. Това е възможно благодарение на значително по-високите скорости на запис и четене на HDD спрямо нуждите на видеопотока. Променливият битрейт позволява качеството на изображението да се запази когато имаме динамични сцени, без да се увеличават средните стойности на битрейта. Освен това, при преглед на записите имате моментален достъп до всяка една сцена от видеоматериала. Също така силните магнитни полета не могат да повредят записите, защото за разлика от магнитните ленти HDD е екраниран. Циклите на презапис значително превъзхождат тези на оптичния диск и лентовите носители. Няма опасност да надраскаме диска просто защото той се намира в метален корпус, който допълнително го защитава от прах и магнитни полета.

При всички тези предимства, които изредих е редно да спомена и някой друг недостатък. На първо място това е вграденият HDD във видеокамерата, който не може да се сменя (поне от неоторизирани и неквалифицирани хора). За да преглеждате видеозаписите на телевизор е необходимо да използвате самата видеокамера като плеър, включвайки я към телевизора със съответните кабели или да прехвърляте записите на компютър и след това да записвате на оптични дискове, които да преглеждате на домашната ви система. Между другото, има и модели със сменяеми HDD, но това че можете да ги свалите не ви дава възможност да преглеждате видеоматериала директно на домашната ви система (поне засега). По-скоро това е възможност в бъдеще да си смените HDD с по-голям такъв. От гледна точка на надеждността, по принцип HDD са крехки устройства и не понасят добре сътресения. Но производители като SONY използват HDD със специална технология, която отчита примерно някакво ускорение на видеокамерата и автоматично паркира главите, за да не може да се ударят в магнитните дискове и да ги повредят. Но имайки предвид, че самото изпускане на видеокамерата по всяка вероятност ще я повреди независимо какъв носител използва, смятам, че е пресилено да смятаме това за недостатък на самия носител.

Като последно нововъведение в съвременните видеокамери може да се посочи използването като носител на сменяеми памет карти. 

То е възможно благодарение на това, че скоростите, с които могат да записват вече са достатъчни за пренасянето на видеопотока върху тях и че обемите, които събират са приемливи за нормално използване, без да ги сменяме през 5 минути. Досега имаше много видеокамери, които имаха слот за памет карта, но те се използваха за записване на снимки или видео с ниско качество, а висококачественото видео се записваше на друг, по-бърз носител. С новите видеокамери, записващи директно на памет карта, получавате възможността да притежавате изключително компактна камера, която същевременно е много надеждна в експлоатация поради липсата на подвижни механични части в носителя. Единствения недостатък на този носител в сравнение с HDD е относително малкия обем памет за цената си. По отношение на удобството за преглед на записите на телевизор ситуацията е същата както при видеокамерите с вграден HDD.

Дотук класифицирахме видеокамерите по използван стандарт (HD или SD) и по удобство на ползване в зависимост от носителя на записания материал. Но как стоят нещата по отношение на качеството на записания материал съответно за HD и SD резолюция, в зависимост от използвания носител и съответно алгоритъма за компресия? Нека първо анализираме нещата при видеокамерите със стандартна резолюция (SD).

Всички видеокамери за да съберат определено количество видеоматериал върху съответния носител използват някакъв вид компресия със загуби. Алгоритъмът за компресия се е определя до голяма степен от времето, в което е създаден определен формат. В различните времена техническото развитие е определяло себестойността на апаратните средства, способни да компресират видеопотока в реално време. Тъй като индустрията има за цел да създаде продаваеми продукти, то се е налагало използването апаратни средства с приемлива цена съобразно класът видеокамери, в които ще се вграждат. Първата цифрова видеокамера, достъпна за широките маси потребители, е използвала за носител лента (miniDV касета) и е ползвала компресия тип DV.

До този момент, почти всички аналогови видеокамери са ползвали за носител лента. Магнитната лента е била доста разпространена и технологичното й производство е било оптимизирано, затова цената на този носител е била много добра. С появяването на цифровата видеокамера не е имало друг, по-подходящ носител за цифровото видео. Затова компресията DV е създадена и оптимизирана за лентов носител. Протяжните механизми и записващите глави на лентата се движат с постоянна скорост, което налага използването на постоянен поток от записвана информация. Това условие е принудило създателите на стандарта DV да измислят компресия с променливо качество, само и само да запазят постоянен битрейт.

По-рано съществуващият кодек MJPEG се е ползвал за цифровизиране на вече заснети аналогови видеозаписи, но този компресор не е можело на се ползва за лентов носител, тъй като той е генерирал видео с постоянно качество, но променлив поток (битрейт). MJPEG и DV по същество представляват JPEG компресия на всеки отделен кадър от видеопотока, но при DV кодека, в кадрите с повече детайли, компресията е по-голяма и обратно − в кадрите, където има по-малко детайли компресията е по-малка. На практика разлика в качеството между MJPEG и DV в кадрите с много детайли не се забелязва, тъй като по-голямата компресия при DV кодека се осъществява в зоните на кадъра които се явяват по-несъществени от психо-визуална гледна точка. По този начин DV компресията успява да поддържа постоянен коефициент на компресия 5:1, което означава видеопоток от 25 мегабита (Mb).

Появата на DVD като носител прави възможно скоро след това да се създадат и видеокамери, които ползват този носител. Но за да се запази все пак компактността в тези видеокамери се използва по-малката 8см версия (miniDVD). Това е разбира се за сметка на вместимостта, която при miniDVD e 1.4 гигабайта (GB) срещу 4.7 GB при DVD. Ограниченият обем от 1.4 GB изисква използването на други, по-сложни алгоритми на компресия, а и апаратните средства тогава са позволявали те да са на приемлива цена. Върху DVD носителите вече се записва видеопоток с максимален битрейт 9 Mb. Ако се ползваше алгоритъм от типа MJPEG при битрейт 9 Mb, то това означава, че качеството на видеото би се занижило близо 3 пъти, което е неприемливо. Затова разработчиците са били принудени да измислят нов, по-сложен и съответно по-тежък за апаратните средства алгоритъм, който да съхрани качеството високо при значително намален битрейт. Този кодек се нарича MPEG2. При този алгоритъм, освен така наречената покадрова (JPEG) компресия се използва и времева компресия. Разликата между DV и MPEG2 структурата е показана на изображението по-долу.

Без да изпадам в подробности ще обясня само, че при времевата компресия видеопотокът се разделя във времето на групи кадри. Във всяка една група кадрите се обвързват един с друг по такъв начин, че на носителя на всеки кадър се записва само тази информация, с която той се отличава от съседните кадри в групата. Никой кадър от групата, с изключение на първия и последния, не носи пълната информация за себе си. Дължината на тази група се нарича GOP и в стандартните случаи е равна на 15 кадъра. По този начин на носителя се записва значително по малко информация, но по време на преглед процесори се занимават с възстановяването на пълната информация за всеки кадър. Това кратко обяснение за MPEG компресията важи за всеки един MPEG: MPEG1, MPEG2, MPEG4. Разликата е в начина, по който се определят дължините на тези групи и сложността на взаимовръзките между кадрите в групата. Мисля че става ясно, че изпълнение на кодиране и декодиране в реално време с някой MPEG кодек изисква значително по-мощни и сложни апаратни средства. Цените на тези устройства обаче придобиват все по-нормални стойности така че ние имаме щастието да се сдобием с високо качество на записания видеоматериал при използването на сравнително малки по обем носители.

Но прогреса не стои на едно място и вбъдеще ще се използват още по-сложни алгоритми за компресиране, които ще се изпълняват от още по-мощни апаратни средства. Съвременните видеокамери с вграден HDD също използват MPEG2 компресия въпреки, че при тях вместимостта не е проблем за разлика от оптичния диск. Това позволява да записваме на тях в продължение на много часове без да се притесняваме, че нямаме компютър наблизо, на който да източим информацията.

DV или MPEG2 ?

Следва въпросът дали са съизмерими като качество кодеците DV и MPEG2. Първият предлага по-голям битрейт, по-малка компресия, по-елементарен алгоритъм на компресиране и заема 3 пъти повече памет от вторият. MPEG2 кодекът, от своя страна, предлага по-малък битрейт, което е предпоставка за по-ниско качество на видеозаписа и изисква по-мощни процесори заради по-сложния алгоритъм, но използва значително по-удобни и надеждни в употребата носители. Безспорно е, че DV компресията е по-висококачественият избор, но истинското предимство от този кодек се забелязва едва когато всички останали компоненти на видеокамерата, имащи пряко отношение към качеството на видеото са на ниво и не внасят своите дефекти в крайното качество на изображението. А както се досещате това е приоритет на високия клас видеокамери.

При любителския клас видеокамери обикновено се използват сензори с по-малки размери, които генерират повече цифров шум, поради което предимството от по-висококачествения формат DV не се забелязват. Така че моят съвет е ако желаете възможно най-високо качество от видеокамера със стандартна резолюция, изберете DV формат и продукт от висок клас с качествен обектив и голям сензор, а още по добре с 3 сензора. Този формат ще ви даде възможност да извлечете максимума от останалите качествени компоненти на видеокамерата, за които сте платили не малка сума. Комбинацията от всички тези качествени компоненти е идеалното решение за хората, занимаващи се с видеомонтаж и постобработка с различни видеоредактиращи програми.

Ако сте потребител, който не желае да се занимава с постобработка на компютър и иска максимално улеснение на живота си, то изборът е DVD видеокамера. От вас се изисква да заснемете шедьовъра си, да извадите диска от видеокамерата, да го поставите в домашния DVD плеър и да се наслаждавате. По отношение на удобството в употребата HDD видеокамерите стоят някъде посредата. От една страна, огромният капацитет ви позволява да записвате буквално цял ден без прекъсване (стига батериите да са няколко) и пак да има място за още. От друга страна, за да източите видеозаписите не може да не използвате компютър. Но все пак източването е по лесно отколкото при miniDV камерите. Просто трябва да включите HDD камерата към някой от USB портовете и да източите за минути цялото съдържание на вградения HDD. Камерите с miniDV касета се източват на компютъра за време, равно на реалната продължителност на записа. Примерно, 1 час видео се източва за 1 час. Освен това е необходимо на компютъра да има наличен порт IEEE1394( i.link, FireWire) плюс съответен софтуер за сваляне на информацията от касетата. За да може да запишете видеоматериала на DVD диск след като свалите записа на компютъра трябва да го конвертирате в MPEG2 формат. Това конвертиране от DV формат към DVD(MPEG2) понякога може да отнеме много време. Колкото е по-мощен компютърът ви (по-точно централният процесор), толкова по-бързо ще се изпълни прекодирането. Продават се и специализирани хардуерни решения, струващи немалко пари, които се справят със задачата в реално време. И накрая трябва да изпълните DVD компилация и да запишете така създадената DVD структура на DVD диск. При HDD камерите не е необходимо конвертиране, тъй като те ползват същия формат MPEG2, както DVD видеокамерите и съответно качеството на записите е абсолютно същото. Единствено трябва да подадете записа на програма за DVD компилация и да запишете резултата на диск.

А сега нека видим как стоят нещата при видеокамерите с висока резолюция (HD). Искрено се надявах, че с настъпването на HD ерата ще настъпи края на лентовия носител, но уви, за да има така наречената приемственост индустрията реши все пак да запази miniDV касетите. Вярно е, че като носител те все още са с най-добро съотношение цена/вместимост, но до няколко години и това вече няма да е така (да живеят HDD и Flash паметите). Но все пак miniDV касетите позволяват по-безболезнен от ценова гледна точка преход от стандартна към висока резолюция, тъй като не оскъпяват допълнително видеокамерата. А и апаратните средства за MPEG2 компресия са със съвсем достъпни цени. Освен това HD видеокамерите, ползващи miniDV касети, могат да записват и в DV формат. Та новият формат се нарича HDV.

Разработчиците са се сблъскали със същите ограничения, които има лентата, когато са създавали и DV формата. Трябва видеопотокът да е с постоянниа скорост от 25Mb за секунда, за да може да се използват старите ленти със старите механизми за обтягане и предвижване на лентата. Но тъй като при HD резолюцията имаме около 4 пъти повече пиксела в кадъра, то използването на DV компресия е невъзможно. Затова за HDV е избран MPEG2 алгоритъм за компресиране, но с постоянен битрейт. Пълната резолюция на HDTV е 1920 х 1080 пиксела, но HDV записва върху лентата само 1440 х 1080. Това се налага тъй като при използване на пълната резолюция и MPEG2 кодек, целящ да компресира видеопотока до 25Mb, качеството става неприемливо. Започват да се виждат значителни дефекти в изображението от компресията. Затова се приема пикселите във всеки ред да са по-малко на брой и с правоъгълна форма със съотношение на страните 1.33:1. По този начин прилагайки по-малка компресия се запазва високото качество на изображението. Това определено е за сметка на детайлността и е в ущърб на потребителите, притежаващи телевизори с пълната (1920 х 1080) резолюция, но такива са ограниченията на miniDV носителите. Що се отнася до самия алгоритъм на компресиране при HDV, то нищо ново тук не може да се допълни към това, което описах вече по-рано за MPEG2 кодека.

Появата на алтернативни носители за HD резолюция не закъсня много. Но се наложи и използването на нов, значително по-сложен и тежък за наличния хардуер алгоритъм за компресия. По принцип нищо не пречи да се използва MPEG2 кодек при запис върху HDD, но индустрията представи засега само една такава видеокамера и е много вероятно на няма друга такава. Може би причината за това е появата на новия кодек AVCHD, който много по ефективно използва заделения за него битрейт, и при едни и същи стойности на битрейта би дал значително по-високо качество на изображението. Новият кодек дава свободата да се използва променлив битрейт и пълната 1920 х 1080 пиксела резолюция за постигане на максимална детайлност и качество на видеото.

Благодарение на значително по-съвършените си алгоритми на компресия е възможно значително да се намали битрейта без това да снижи качеството спрямо HDV формата. В момента се използват видеопотоци с максимален битрейт до 15 Mbit за HDD носители и 12 Mbit за DVD и Flash носители. Но спецификациите на AVCHD формата позволяват използването на видеопоток с максимален битрейт до 24 Mbit, което е почти колкото 25 Mbit на HDV формата. AVCHD е базиран на MPEG4/H.264, което го определя като времева компресия. Освен че създава значително по сложни взаимовръзки между кадрите в една група, този кодек се отличава от MPEG2 и с това, че използва променлива адаптивна дължина на групите кадри. Всяка значителна промяна в сцените на видеото генерира началото на нова група кадри. AVCHD кодекът позволява използването както на постоянен, така и на променлив битрейт. Променливият битрейт позволява да се запази качеството в моменти от видеозаписа когато има много детайли и динамика в сцените. Ако трябва да сравним качеството на HDV и AVCHD при използване на видеокамери със съпоставими останали компоненти, то малък превес за момента като че ли има HDV кодекът. Цветопредаването и остротата са с леко предимство при HDV. При AVCHD се забелязва малко повече цифров шум, но това по-скоро е проблем на използваните цифрови филтри, отколкото на самата компресия. Според мен лекото изоставане в качеството при AVCHD е в следствие на използването на първо поколение хардуерни компресори за този формат. С излизането на по-мощни процесори очаквам тази разлика да се заличи и дори да се обърне в полза на AVCHD. Освен това, нека не забравяме, че сравняваме AVCHD с битрейт 15 Мbit, което далеч не е максимумът на спецификациите на този формат. Така че бъдещето е в използването на сложни алгоритми за компресиране.

Възможните носители за AVCHD в момента са: HDD, flash памет, DVD, Blu-ray и HD-DVD. Най-добро съотношение цена/вместимост в момента има miniDVD носителят. Еднослоен, едностранен miniDVD диск побира 1.4 GB информация, което означава че при максимално качество от 12 Mbit ще побере около 15 минути. Еднослоен, едностранен, 8-сантиметров HD-DVD диск побира 4.4GB или около 50-минутен видеозапис с най-високо качество. Еднослоен, едностранен, 8-сантиметров blu-ray диск побира 7.4GB или около 1 час и 20 минути HD видео с маскимално качество. При HDD продължителността набъбва значително заради по-голямата вместимост, докато flash паметите все още са със сравнитено малък обем памет. Но все пак тенденцията е скоро flash паметите да надминат вместимостта на оптичните дискове. В момента на писането на материала все още не са се появили видеокамери, ползващи HD-DVD носител, но blu-ray вече има.

Очевидно бъдещето при оптичните носители е използването на многолойни HD-DVD и Blu-ray дискове. Засега цената на тези дискове е сравнително висока, но скоро тя ще стане по-достъпна. Дотогава най-изгодно е използването на mini DVD, въпреки малкия си обем памет.

Според мен най-удачното решение е използването на HDD. Вярно е, че употребата им е по-усложнена от директния запис върху оптичен диск. Но имайки предвид, че HD-DVD и Blu-ray плеъри се срещат все още рядко и са на много високи цени, то използването на компютър, на който да си съхраняваме и преглеждаме записите, докато станат по-достъпни плеърите, не е никак лоша идея. Освен това можете с не по-малко удоволствие да преглеждате видеозаписите си на монитора на своя компютър. Що се отнася до miniDVD дисковете със записан на тях AVCHD материал, то и при тях нещата засега не са никак розови. Въпреки че са DVD дискове те не могат да бъдат разчетени от днешните масови DVD плеъри. За целта са необходими DVD плеъри от ново поколение, които да поддържат AVCHD формат, а такива се срещат все още изключително рядко.

Но Blu-ray и HD-DVD плеърите все пак възпроизвеждат AVCHD съдържание, записано на DVD носител. При HDD видеокамерите, след като сме прехвърлили видеозаписите от вградения твърд диск на компютър, единственото което е необходимо да направим е да запишем материала на някой от оптичните дискове (без CD) с помощта на специална програма (обикновено включена в комплекта). HDV видеокамерите ползващи miniDV касети имат същите условия за пренасяне на съдържанието си върху оптични дискове, както при DV камерите. Първо трябва да имате на компютъра наличен свободен IEEE 1394 порт, към който да включите видеокамерата. Трябва да имате и съответния софтуер за прехващане на видеопотока, след което да чакате да се прехвърли на компютъра толкова време, колкото е продължителността на записа при преглед с реална скорост. Следва процедура по конвертиране на видеоматериала от HDV формат към някой от форматите, подходящи за HD видео (MPEG-2; VC-1; WMV HD; H.264 / MPEG-4 AVC) и запис на съответния оптичен носител. И не забравяйте, че за обработката на HD видео е необходим доста мощен компютър.

Според мен минималните изисквания за компютърна конфигурация са: двуядрен процесор (core2duo), работещ на 2 GHz и 1 GB RAM памет при използване на операционна система WindowsXP. Надявам се след това описание на съществуващите носители и формати да е станал по-лесен изборът на видеокамера, която да удовлетворява вашите конкретни нужди. Докато носителят и свързаният с него формат на компресия до голяма степен определят удобството при употребата, то други компоненти на видеокамерата имат пряко отношение към качеството на видеосигнала. Ще опиша основните компоненти на видеокамерата, от които до голяма степен зависи това качество.

Обектив

Обективът е първата преграда по пътя на светлината, от чиито характеристики се определя качеството на заснетия видеоматериал. Некачественият обектив може да внесе в изображението различни аберации. Например хроматичните аберации са много типични за нискокачествените обективи. От показаните две изображения горното е с коригирана хроматична аберация.

Намаляването им изисква използването на специални лещи, които биха оскъпили цената на видеокамерата. Хроматичните аберации се забелязват обикновено на границата на резките контрастни преходи. Разделителната способност на обективите е характеристика, която обикновено не се посочва от производителите, но за нея косвено може да се съди по размазаността на изображението. Проблемът е, че компресията на видеопотока също намалява рязкостта на картината и не се знае кое какъв дял има в общото снижаване на детайлността. Обективите винаги дават по-остро изображение в централната част спрямо краищата на кадъра, но при по-висококачествените тази разлика е по-малка. По-нискокачествените обективи винетират по-силно, което се изразява в по-силно притъмняване на краищата на кадъра спрямо центъра. Бъчвообразната дисторзия е проблем на обективите когато се ползват в широкоъгълно положение. Коригирането й е ясен критерий за качеството на оптиката. Светлосилата (по-точно максималният относителен отвор) е характеристика, която е обозначена с две числа на самият обектив и се отнася за широкоъгълно и телеположение на вариото. Тя указва колко е максималното количество светлина, което е в състояние да събере обектива за единица време и да я пренесе до светлочувствителния сензор. Колкото тези стойности са по-близки до нулата, толкова обективът е по-светлосилен, пардон, с по-голям максимален относителен отвор.

Друга характеристика е кратността на оптичния зум. Удобно е да имаме видеокамера с 25-40 кратен оптичен зум, но трябва да знаете, че високата кратност е обикновено за сметка на оптичното качество. Просто няма как да се направи обектив с голяма кратност с високо качество на изображението в целия вариодиапазон, който същевременно да е с приемливи габарити и цена. А от кратността на цифровия зум, който така демонстративно изписват с голям шрифт производителите (но забележете – само върху видеокамерите от нисък клас) бих съветвал да не се главозамайвате особено много. Тази функция на практика увеличава централната част от изображението като по този начин не се появяват нови детайли вследствие на приближението. Дори напротив, изображението става с по-малка детайлизация и повече цифров шум, защото се интерполира от по-ниска резолюция до такава, нужна за използвания стандарт.

Светлочувствителен сензор (матрица)

Един от най-важните компоненти във видеокамерата е сензорът (матрицата), който се ползва за регистрирането на изображението, получено от обектива. 

От типа и размера на матрицата пряко зависи качеството на видеоизображението. Матрицата представлява двумерен масив от фотодиоди. Колкото е по-голяма площта на матрицата, толкова са по-големи тези фотодиоди при запазване на броя им. По-големият фотодиод е способен да регистрира светлината в по-широк диапазон от яркости. Освен това разликата между регистрирания полезния сигнал и генерирания електронен фонов сигнал (шум) е толкова по-голяма, колкото е по-голяма светлочувствителната повърхност на фотодиода. С други думи, по-големите сензори генерират изображение с по-малко цифров шум и са способни да регистрират по-контрастни сюжети без да прегарят светлите тонове в тях и същевременно запазват проработката на детайлите в тъмните части от кадъра. Предимството от по-ниските нива на шум се забелязват особено силно при видеозаснемане на слабо осветени сцени. По-големите сензори, от друга страна, изискват използването на обективи, които да покриват по-голямата им площ, което автоматично ги прави по-обемни и тежки. За да се запази портативността все пак обикновено се пренася в жертва кратността на тези обективи. Затова видеокамери с приблизително еднакви габарити и различни по размер матрици се отличават значително и по кратността на оптичния зум.

Колко пиксела да има на сензорът?

Ако видеокамерата е за стандартна резолюция (SD), то тя записва 720 х 576 пиксела, което е равно на 0.4 мегапиксела. Та дали сензора има 1, 2 или 6 мегапиксела това няма никакво значение за видеозаписа. В крайна сметка ще се запишат на носителя само 0.4 мегапиксела за всеки отделен кадър. Тези мегапиксели са необходими за заснемането на фотографии с видеокамерата. Също така при наличието на цифрова стабилизация се ползват тези излишни пиксели. Това важи и за видеокамерите с висока резолюция (HD,) само че тук резолюцията е 1920(1440) х 1080, което е около 2.0 мегапиксела. Всеки сензор с резолюция по-висока от 2.0 мегапиксела се използва както описах вече при видеокамерите със стандартна резолюция.

CCD или CMOS сензор?

По този въпрос е написано много и аз не искам да се спирам подробно за разликите между двете технологии. Консумацията на енергия е значително по-ниска при CMOS сензорите, което предполага най-малкото по-дълъг живот на батериите. Качеството на изображението е почти идентично, но докато CCD технологията е много по тромава по отношение на технологичното си развитие, то CMOS технологичния процес се развива стремглаво. Това е така, защото CMOS технологията е значително по-разпространена и се използва за производството на най-различни полупроводникови интегрални схеми, което я прави и значително по-евтина за разлика от тясната специализация на производствения процес при CCD. Това означава, че е въпрос на една или две години CMOS сензорите окончателно да вземат надмощие в качествено отношение над CCD. Едно много важно качество на CMOS сензорите ги прави единственият възможен избор когато говорим за HD видео. Това е многократно по-високата скорост на източване на информацията от този тип сензори. Всички едноматрични HD видеокамери използват именно CMOS сензори, защото трябва да се източват от сензора 2.0 мегапиксела на кадър, 30 пъти в секунда, което прави около 60 мегапиксела в секунда. Не че няма HD видеокамери, ползващи CCD, но те обикновено са с три матрици, което облекчава скоростта на източване трикратно за всеки отделен сензор. Така че бъдещето определено е в полза на CMOS сензорите.

1 матрица или 3 матрици?

Всеки отделен светлочувствителен елемент на една матрица представлява фотодиод, който е чувствителен към яркостта на светлината, но не и към нейния цвят. За синтезирането на почти всички видими от човешкото око цветове е достатъчно смесването на три основни цвята. Тези цветове са червен, зелен и син и се наричат още адитивни. Когато се смесват тези цветове с равни яркости се получават сиви полутонове, като при минимални стойности на яркостите цвета е черен а при максимални е бял. За да регистрира фотодиодът само яркостта на отделен цвят, пред него се поставя цветен филтър. Едноматричните видеокамери обикновено ползват Баерова схема за създаване на цветно изображение, при която отношението на количествата на червени : зелени : сини филтри е 25% : 50% : 25%.

Причината да имаме по-голямо количество зелени филтри е, че зеления цвят има най-голяма тежест при определянето на яркостната съставка на видеосигнала, а човешкото око е много по-чувствително към яркостните различия в изображението, отколкото към цветовите неточности. Независимо каква подредба ползваме на цветните филтри, всеки фотодиод регистрира само един цвят а другите два цвята се поглъщат от съответния филтър. При триматричните системи светлината преди да стигне до сензорите преминава през специални призми, които разделят светлинния поток на три спектъра – червен, зелен и син.

На всяко разклонение се поставя сензор без филтри за основните цветове, тъй като светлината вече е разделена спектрално. Основното предимство на триматричната система е именно липсата на филтри пред пикселите, което определя пълноценното използване на цялото количество светлина, постъпило през обектива, въпреки че наличието на тези дихроични призми все пак поглъща част от полезния светлинен поток, докато при едноматричните системи 2/3 от светлината се поглъща от цветните филтри. Това обуславя значително по-ниските нива на генериран цифров шум при триматричните системи. Недостатци на триматричната система е голямата сложност и съответно високата цена. Затова те се поставят обикновено във висок клас видеокамери.

Цифрова или оптична стабилизация?

Когато заснемате от ръка видеоматериал вие генерирате трептения, които се предават на видеокамерата, а от там и на самия запис. Картината става много нестабилна и много дразнеща с непрекъснатото си подскачане. Тези трептения на картината стават толкова по-големи, колкото повече сме приближили с оптичния зум това, което снимаме. Най-доброто спасение от този проблем е използването на статив. Но често пъти това е неудобно поради необходимостта да носите допълнителен товар със себе си. За наша радост вече има и други средства за стабилизиране на изображението, макар и не толкова ефективни както статива. Използват се два начина за стабилизиране на образа. Единият метод е оптичен. При него се използва сензор (жироскоп), който регистрира тези трептения. При този метод една от лещите (група лещи) е подвижна и може да бъде премествана принудително напречно на оптичната ос.

Когато жироскопичния сензор подаде информация за възникнало трептение в определена посока то отклонителната система на подвижната леща я премества в противоположна посока на това трептение, като по този начин изображението върху матрицата остава неподвижно. Ефективността на оптичната стабилизация зависи от чувствителността на сензора, регистриращ трептенията и от честотата, с която той проверява за наличие на такива. Когато се използва цифрова стабилизация липсват подвижни механични части. Тогава е необходимо да се използва само централната част от матрицата, регистрираща изображението, като при наличие на трептение в определена посока се използва съответно част от матрицата, отстояща от централната част на разстояние равно по големина и противоположно по посока на възникналото трептение. Информация за трептенията се взема от жироскопичен сензор или посредством анализ на сцените.

Естествено вторият начин е много по-неефективен и изисква значителни процесорни ресурси. Основният недостатък на цифровата стабилизация е, че се използва само част от светлочувствителната повърхност на матрицата, а обективът е разчетен да покрива с качествено изображение цялата матрица, докато при оптичната стабилизация се използва ефективно както цялата повърхност на матрицата, така и целия ареал на покритие на обектива. Освен това, при цифровата стабилизация детайлността и цифровият шум са влошени. Искам да подчертая още веднъж, че резолюцията на видеосигнала е строго фиксирана и резолюции на матрицата, по-големи от тези на видеостандарта, се използват за заснемане на фотографии, за нуждите на цифровата стабилизация или се интерполират до резолюцията на видеостандарта. Това са общо взето основните компоненти на видеокамерата, имащи пряко влияние върху качеството на видеосигнала, преди той да се подаде на видеопроцесора, компресиращ записа в съответния видеоформат. Самият видеоформат е създаден, за да изпълни изискванията на определен носител (да вмести определено количество видеоматериал в определен обем памет), но той има и пряко отношение към качеството на записа. Така че при избора на видеокамера е безсмислено да се спрем на такава, която съдържа компоненти, генериращи високо качество на видеосигнала, но ползваща видеоформат, който да заличи цялото това преимущество в качеството. Има още някои важни характеристики, които могат да имат значение при избора на видеокамера.

Налични портове.

Наличието на аналогови A/V(композитен) и S-Video изходи е просто задължително. Би било добре да има и аналогов Y/Pb/Pr (компонентен) изход.Най-добро качество се получава от компонентния изход, защото трите компоненти на видеосигнала (яркостна и двете цветови) се предават по отделни проводници.

При S-Video стандарта яркостната компонента се предава по един проводник, а двете хромакомпоненти се носят от общ проводник.

Най-ниско качество се получава от композитния изход, тъй като при него трите компонента на видеосигнала се предават по един проводник.

Когато по един проводник се предават повече от една видеокомпонента, то устройството приемащо видеосигнала трябва да раздели тези компоненти отново с помощта на филтри. От качеството на тези филтри зависи и качеството на изображението, което ще получим на визуализиращото устройство. Не забравяйте, че за да се възползвате от по-качествените компонентен и S-Video изходи, е необходимо и вашият телевизор да притежава съответните входове. Наличието на аналогови входове е много полезно, ако желаете да използвате видеокамерата за цифровизиране на стари аналогови (VHS; Video8; sVHS; Hi8) видеозаписи. Поради това, че VHS; Video8; sVHS; Hi8 са аналогови формати, то всеки един преглед или презапис води до увреждане на качеството на видеоматериала, затова една такава възможност въобще не е за пренебрегване. Освен това, с помощта на аналоговия вход можете да записвате любими телевизионни предавания директно на дигитален носител. Всички miniDV видеокамери имат цифров изход DV(IEEE 1394; FireWire; i.Link).

Посредством този изход и съответно IEEE 1394(FireWire; i.Link) вход на компютър вие можете да прехвърлите съдържанието на касетата върху харддиска на компютъра ви без никакво прекодиране и загуба на качество. Но има и случаи, в които е полезно да имате и DV вход. Той е полезен в случаите, когато искате да направите монтаж и редактиране на заснетите с miniDV камера видеоматериали с помощта на компютър и да ги архивирате, като ги запишете отново на miniDV касета. По този начин ще запазите редактирания видеоматериал с възможно най-високо качество, като при това ще използвате един доста евтин носител.

 

 

Имайте предвид че A/V(композитен) и S-Video изходите не могат да показват по-голяма резолюция от 576i. Интерфейсът HDMI през един конектор предава както видео сигнала, така и многоканален звук. Освен това, има пълна съвместимост с компютърния DVI интерфейс, с изключение на това, че DVI не предава звук.

 

Наличието на гнездо за аксесоари е желателно ако искате да ползвате допълнително осветление или външен микрофон. Гнездо за памет карта е удобно когато искате оперативно да направите снимки и бързо и лесно да ги прехвърлите на компютър или да ги разпечатате на принтер. Ако искате да имате по-голям контрол над снимачния процес, то възможността за  настройка на бял баланс, бленда, скорост и тип на мерене на експозицията, както и възможността за избор между различни сценични настройки, би способствало за това. Наличието на гривна за ръчен фокус ви дава възможността сами да избирате какво да ви е на фокус.  Възможността за поставяне на допълнителни конвертори би разширило значително обхвата на интегрираната оптика, тъй като само професионалните видеокамери имат възможност за смяна на целия обектив.

 
 

Следва продължение в което ще разгледаме някои популярни програми за видеоредактиранe