DV formát a zpracování DV videa na PC

A nyní o DV formátu. DV vzniklo jako výsledek spolupráce SONY a Panasonic, a stalo se respektovaným standardem pro spotřební a semiprofesionální účely. Jedná se o digitální formu záznamu založeného na DCT (Diskrétní kosinová transformace) transformaci s datovým tokem 25MBit/s. Profesionální varianty DVCAM (SONY) a DVCPRO (Panasonic) jsou odvozeny od DV a rovněž pracují s 25MBit/s ale mají jinak uložené stopy záznamu a vyšší transportní rychlost pásku a z toho odpovídající mírně vyšší rozlišení (minimální nárůst horizontálního rozlišení je dán kromě jiného i využitím identických CCD čipů a dalších komponent systému DV hlavně v případě firmy SONY a jejích DVCAM kamer, které jsou odvozeniny typů DV - např. DVCAM kamera DSR-200 je odvozena od DV kamery DCR-VX9000) . O třídu výš se vyskytují formáty DVCPRO50 (Panasonic) a Digital-S (JVC) s 50MBit/s. DV je akceptováno v nevyšší míře díky dobrému poměru cena/kvalita. Se zkušeností , že DV kvalitativně předčí S-VHS (Hi-8) formát, a je více než jeho plnohodnotnou náhradou, se setkáváme na každém kroku. Někteří se dokonce nebrání srovnání s BETACAM SP. Kvalitativní srovnání s BETACAM SP si má pozorný divák možnost udělat v některých pořadech ČT a především TV NOVA, která používá DV kameru SONY při záběrech v hůře přístupných místech a v různých zábavných (pořady se skrytou kamerou) a reportážních pořadech.

DV formát se svojí koncepcí i pojetím hodně podobá kompresnímu standardu MPEG 2 ale bohužel s ním není zcela shodný. Z toho vyplývá fakt, že datový tok z DV zařízení nelze přímo číst zařízeními pracujícími s MPEG 2 datovým tokem (DVD přehrávače, D-BOX satelity, SET TOP BOX apod.).

DV, FireWire, IEEE1394

DV je digitální formát záznamu videa založený na DCT (diskrétní kosinová transformace) transformaci. Pro PAL se používá formát 4:2:0 při fixní kompresi 5:1 (kompletní datový tok audio+video je cca 3,7Mb/s). FireWire 1394 je starý přenosový protokol firmy Apple využitelný pro jakékoliv datové přenosy (data, zvuk, video). Jeho koncepce je vhodná pro přenos DV v jeho původní formě. Po FireWire (IEEE1394) lze přenášet obousměrně video, zvuk i řídící signály. Toto na první pohled subtilní propojení tedy nahradí veškerou standardní audio/video kabeláž. Zde je nutné připomenout základní fakt, že pracujeme se zkomprimovanými signály, a tudíž při každé dekompresi a zpětné rekompresi mezi různými datovými formáty (DV na M-JPEG apod.) dochází ke ztrátám. Pouze práce s původním signálem (datovým tokem) minimalizuje ztráty. To lze zaručit pouze zachováním původního digitálního zápisu bez konverze do analogu a zpětné digitalizace. Při digitalizaci analogu dochází pochopitelně k navzorkování mimo nosné informace i parazitnich jevů (šum). Proto je logické přenášet signál v původní digitální zkomprimované formě a dále zpracovávat ve shodné (původní) datové podobě.

Adaptec HotConnect Ultra 8945 Kit

Jedná se o balík, obsahující řadič Adaptec AHA-8945, kombinující rozhraní IEEE-1394 a Ultra Wide SCSI, ovladače pro SCSI řadič a software pro práci s DV zařízeními. PCI karta má možnost interního i externího připojení zařízení Wide SCSI, 2 externí a jeden interní port 1394, ke kterým lze připojit až 62 zařízení s rozhraním IEEE-1394 (DV a DVCAM kamery, např. SONY).

Ovladače a software jsou k dispozici jak pro WIN95 a WIN98/WINNT tak i pro Apple Macintosh. Hot Connect Ultra software obsahuje kodek DV-soft, který slouží pro kompresi a dekompresi videa ve formátu DV, a programy 1394 DIAGNOSTIC a DV DECK. Pomocí aplikace 1394 DIAGNOSTIC lze identifikovat, nastavit (tzn. jedná-li se o digitální kameru, kamkordér nebo rekordér) a otestovat všechna zařízení, připojená k 1394 rozhraní (otestování a nastavení je nutno provést, inicializační program software DV DECK musí vědět, zda-li se jedná o obousměrné tzn. vstup/výstup nebo jednosměrné-jen výstup digitální zařízení a tomu i přizpůsobí ovládání jednotlivých funkčních kláves).

DV DECK slouží pro vlastní ovládání těchto zařízení a přenos digitálních dat (nahrávání a přehrávání videa) v DV formátu z pásky na pevný disk počítače a zpět na pásku. Datový tok z DV zařízení se ukládá jako avi soubor. Kromě standardního ovládání DV zařízení má uživatel i informaci o časovém kódu zaznamenaném na pásce (rozhraní IEEE-1394 umožňuje přenášet po jediném kabelu jak zvuková a obrazová data tak i časový kód a povely pro ovládání). Při nahrávání videa jsou digitální data přímo kopírována (bezeztrátově) na HDD počítače. Datový tok je u formátu videa DV přibližně 3,6 MB/sec, takže lze celkem bez problémů použít disky s rozhraním Ultra-SCSI. Zajímavá je možnost přenosu dat přímo přes vestavěný řadič Ultra Wide SCSI. Video je ukládáno do souborů typu AVI s příslušným softwarovým kodekem DV-soft v rozlišení 720x576 bodů pro PAL resp. 720x480 pro NTSC. Zvuk je zaznamenáván také v originálním DV formátu. tedy 32kHz 12 bit stereo nebo 48kHz 16 bit stereo. Při editaci je potom převáděn na "CD kvalitu" - 44kHz 16 bit stereo.

Okno programu DV DECK

Kromě plynulého videa lze odchytávat i jednotlivé snímky z připojeného DV zařízení a ukládat je ve zvoleném rozlišení (max. 640 x 480) a kvalitě ve formátu BMP. Pro zpracování videosekvencí lze použít libovolný střihový software - Ulead Media Studio, Adobe Premiere (k dispozici je plug-in modul pro Adobe Premiere). Preview videa je možné zvolit v nastavení DV-soft kodeku bud' na monitor PC nebo na DV výstup (pak je potřeba mít připojen DV rekordér nebo kameru, která umí převádět DV na analogové video tj. má aktivován DV vstup), případně na monitor PC i DV výstup zároveň - toto je vhodné při editaci videa, kvalita náhledu je ovšem nižší (poměrně časté dropování videa které vede k málo plynulému obrazu).

Zpracované AVI soubory můžeme pomocí programu DV DECK nahrát (nakopírovat) zpět na DV pásku. Jedná se opět o bezeztrátovou kopii digitálních dat - pásku lze tedy s úspěchem využít jako zálohovací medium pro video.

Praktické tipy:

1. Při spolupráci s DV zařízeními (např. digitální kamkordéry a rekordéry firmy SONY - DCR VX700, DCR VX1000, DCR VX 9000 a rekordér DHR 1000) a Adaptec HotConnect 8945 je někdy potřeba vyzkoušet několik verzí ovladačů a řídícího software (DIAGNOSTICS, DV DECK). Někdy pracuje starší verze ovladačů (kterou naleznete na www.adaptec.com) s daným PC lépe než novější přibalená verze. Občas totiž dochází u některých kombinací verzí aplikací DIAGNOSTIC a DV DECK a verzí Windows 95 nebo 98 k zamrznutí Windows a ovládání digitálního přístroje prostřednictvím výše uvedených aplikací nelze spustit. Další důležitou radou, která se osvědčila, je před zpětným přehráváním avi souboru zpět na DV rekordér SONY DHR 1000 použít následující postup: 1-vypnout vypínačem ON/STANDBY rekordér v případě, že je zapnut, 2- spustit aplikaci DV DECK (okno informace DEVICE MODE zůstane prázdné, tedy bez připojeného podporovaného zařízení) a v podskupině VIDEO OUT vybrat požadovaný avi soubor, 3- zapnout DV rekordér, vybrat DEVICE MODE na VTR a v podskupině VIDEO OUT začít s nahráváním.

2. Použití běžného a logického postupu, totiž přímé nahrávání avi souboru na DV zařízení (platí i pro upravené camcordery SONY DCR VX 7000 a DCR VX 1000 s možností nahrávání s odblokovaným DV vstupem) a spuštění DV DECK aplikace se zapnutým DV zařízením většinou vede k tomu, že operaci nahrávání nelze provést. Důvodem této komplikace je pravděpodobně jistá inkompatibilita řadiče a DV zařízení. Pokud vím, ani užití novější verze ovladačů Adaptec kitu nevedlo zatím k odstranění tohoto problému. Dalším problémem převodu digitálního toku dat na a z DV zařízení je jistá časová prodleva mezi spuštěním funkce nahrávání a přehrávání z DV DECK a skutečným počátkem toku dat na a ze zařízení. Toto je třeba míti na paměti a začít nahrávání a přehrávání o cca 2 sekundy dříve než je požadovaná scéna.

Adaptec HotConnect je jednoduchým, ale funkčním řešením bezeztrátové editace DV videa na PC na jehož příkladu jsme si objasnili filozofii celého přenosu datového toku. Tuto ideologii přenosu (čipovou sadu založenou na Adaptec) dat používají i ostatní výrobci digitalizačních karet s 1394 DV vstupem/výstupem.

V zásadě platí: Softwarový střih DV je založen na kompresi a dekompresi DV signálu pomocí softwarového kodeku. Tato zařízení tedy neumožňují práci v reálném čase, implementaci analogových vstupů a výstupů (máte-li ovšem DV rekordér lze jej pro analogové zdroje samozřejmě použít) a Preview (náhledové zobrazení na videomonitoru). Preview na externím monitoru lze uskutečnit, máte-li k DV rozhraní připojeno DV zařízení s DV vstupem (např. rekordér SONY DHR 1000 nebo upravený kamkordér DCR VX-1000 - viz výše). Ovšem funkce současného dekódování obrazu pomocí DV soft kodeku a přenosu dat na externí DV zařízení vede k velkým výpadkům v plynulosti sledovaného obrazu. Softwarová řešení jsou velmi náročná na výpočetní výkon vlastního PC, Preview náhled větší než cca 240 x 180 bodů již vykazuje obvykle neplynulý obraz.

V případě hardwarového kodeku je pro rychlou editaci a Preview v reálném čase implementován originální SONY DVBK-1 modul. Video karta firmy FAST DV Master (viz dále) interně pracuje ve standardním DV. SONY DVBK-1 umožňuje zpracování také analogových signálů. CVBS a Y/C vstupy slouží k doplňkovému vstupu analogového videa přepisem do DV (4:2:0; 5:1).

Další možností je použít kartu firmy FAST DV MASTER která je vybavena hardwarovým kodekem DV formátu firmy SONY (DVBK-1, viz výše) a obraz lze proto sledovat na připojeném analogovém monitoru zcela plynule bez výpadku obrazu a střih je tedy mnohem přesnější a práce rychlejší. Rovněž tak není potřeba mít připojeno jakékoli digitální externí zařízení. Bohužel začleněním tohoto kodeku do vybavení karty vzrostla její prodejní cena na cca 5-násobek ceny karty Adaptec HotConnect Kit (cca 100 tis. Kč oproti 20 tis. Kč) i když karta DV MASTER je vybavena i dalšími funkcemi a zařízeními, které z ní dělají špičkou v žebříčku digitalizačních karet (např. DV Master obsahuje mimo Y/C i YUV výstup, který umožňuje převod DV na BETACAM SP v reálném čase, a to dokonce bez zápisu na hardisk, obsahuje i analogové vstupy a výstupy). Karta DV MASTER je rovněž dle našich informací jedinou digitalizační kartou, která nepoužívá softwarový DV kodek ale kodekový modul SONY DVBK-1 který je na kartu viditelně připojen (jako připájený rovnoběžný modul).

Tyto produkty představují na našem trhu momentálně jediná dostupná řešení DV editace na semiprofesionální úrovni (DV, FireWire). Uživatel má k dispozici volbu mezi komplexním dražším řešením v podobě hardwarové editace pomocí DVBK-1 kodeku (FAST DV Master) a cenově atraktivními SW systémy (viz Adaptec HotConnect Kit). Mnoho dalších výrobců implementuje ke svým zařízením FireWire (IEEE1394) vstupy/výstupy s následným převodem DV (i v reálném čase) do M-JPEG. Vzhledem k již popisovaným ztrátám kvality signálu při přechodu z jednoho digitálního formátu (DV) do jiného (M-JPEG) však tyto systémy nepatří do třídy tzv. "native". Typickým příkladem M-JPEG zařízení s FireWire (IEEE1394) vstupy/výstupy je DraCo Casablanca.

miroVideo DV 300 od Pinnacle systems

Snímá, zaznamenává, edituje a přehrává digitální video data pomocí rozhraní IEEE 1394 (Fire Wire). Vhodné pro doplnění digitalizačních karet s analogovým vstupem typu MIRO DC30 a DC30plus stejného výrobce nebo samostatně pro zpracování digitálního signálu ve standardech DV a DVCAM (SONY). Je to PCI BUS MASTERING karta s interfacem vybavená 1 interním a 2 externími konektory typu Fire Wire (IEEE 1394) pro připojení DV zařízení. Je vybavena technologií softwarového kodeku optimalizovaného pro SONY DV zařízení. Pro střih videa je dodávána společně se softwarem Adobe Premiere LE.

Umožňuje přesné řízení DV zařízení, náhled obrazu na VGA monitoru, aplikace miroINSTANT VIDEOTM odstraňuje omezení délky klipu a zkracuje produkční čas.

Další funkce:

·         drag and drop video klipů z Capture galery

·         auto-index dat přímo na kamkordéru najde automaticky začátky a konce klipů na pásku

·         automatické ukládání klipů v databázi klipů

·         úprava vašich klipů pro výslednou editaci

·         výstup hotových klipů na DV kamkordér

·         Pracuje pod Windows 95 a NT.

SPARK DV od DPS

SPARK DV od firmy DPS (Digital processing systém) je PCI bus master karta určená ke zpracování digitálního DV formátu pod Win 95 (WIN98) a NT. Je vybavena 1 interním a 2 externími rozhraními IEEE 1394 (Firewire). V podstatě jde o řadič vyrobený ve spolupráci s firmou Adaptec (tzn. karta je téměř totožná s kartou Adaptec HotConnect kit), který je schopen přenášet data po tomto rozhraní. Karta neumožňuje zpracování analogového videa. Dodává se buď samostatně (verze DV-3000U pro PAL) nebo se softwarem pro střih videa VideoAction Pro (DV-3000S) nebo Adobe Premiere 4.2 (DV-3000).

Specifikace:

SCSI I/O Port: 1 interní: 68 Pin Ultra-Wide High Density
2 externí: 68 Pin Ultra-Wide Very high Density
IEEE-1394 Digital Video I/O Port:
Interní: 1x6 pin
Externí: 2x6 pin
Rozměry (IEEE-1394 Adapter):
délka: 175 mm
šířka: 107 mm
Bus Master Interface: PCI Bus Master
ing

Systémové požadavky:
Windows NT (Verze 4.0 či vyšší) nebo Windows 95 (Windows 98)
Pentium 133 nebo rychlejší CPU
volný PCI Slot BUS MASTERING
64 MB RAM
A/V SCSI Disk
DV zařízení (kamera nebo rekordér) s IEEE-1394 Port
em
SVGA karta AGP
CD-ROM Drive

DV MASTER firmy FAST

DV Master je digitalizační kartou, která má na sobě implementován DV čip DVBK-1 firmy SONY umožňující hardwarovou komprimaci a dekomprimaci DV formátu v reálném čase. Díky této vlastnosti a YUV výstupu, lze kartu DV Master použít i jako konverzní jednotku pro převod DV formátu na BETACAM SP a to v maximální možné kvalitě bez nutnosti záznamu na HDD. DV Master také má zabudován interface FireWire (IEEE 1394). Zvuk je obsažen v digitálním formátu 32 kHz (4 kanály) nebo 48 kHz (2 kanály) a standardním analogovém formátu s možností digitalizace do WAV souboru v 16-bitové stereo kvalitě a CD kvalitě 44.1kHz. S kartou je dodáván editační software MediaStudio (Ver. 5.0) firmy Ulead. Karta umožňuje řízení videorekordérů pomocí Fire Wire s přenosem timecode.

Technická specifikace:

- 2 digitální rozhraní (IEEE 1394 "FireWire"), programově přepínatelné pro 2

externí a 1 interní rozhraní pro video vstup/výstup,

- audio vstup/výstup (4 kanály 32kHz, 2 kanály 48kHz)

- řízení periférií přes FireWire, přenos timecode

- I/O box pro analogová zařízení (PAL/NTSC)

- 1 video vstup S-VHS/Hi8 (Y/C) nebo VHS (pomocí dodávané redukce)

- 1 video výstup pro S-VHS/Hi8 (Y/C)

- 1 video výstup pro BETACAM SP (YUV)

- 1 audio vstup a 1 výstup (L/R 2x mono) v CD kvalitě 16-bit 44.1 kHz stereo

- 1 výstup na sluchátka

- rozlišení: 24-bit True Color, PAL (720x576), NTSC (720x480)

- komprese a dekomprese DV formátu pomocí čipu DVBK-1 (SONY)

Požadavky na systém:

PCI (V.2.0) BUS MASTERING

Pentium 166MHz

32 MB RAM

rychlý EIDE, popř. A/V SCSI HDD

CD-ROM

Windows 95 nebo Windows NT

Video monitor pro overlay

příslušnou VGA kartu

DraCo Casablanca (Canada)

Draco Casablanca je poněkud atypickou digitalizační kartou pro zpracování DV videa ale protože o tomto typu bylo hovořeno výše a jedná se o jinak zajímavé zařízení, vysvětlíme podstatu a činnost tohoto systému . Předně se nejedná o PCI kartu do počítače ale o samostatné zařízení s modulovou koncepcí která je zakomponována do samostatné case velikosti digitálního přijímače. Vlastní case obsahuje procesor MOTOROLA, Fire Wire rozhraní, SONY DVBK-1 modul a další modulové komponenty. Systém Casablanca je založen na M-JPEG hardwarové kompresi a digitální tok dat z DVBK-1 modulu je převáděn na M-JPEG datový tvar. Case, která obsahuje vstupní a výstupní analogové a DV (IEEE 1394 Fire Wire) video konektory a audio konektory, je řízena vlastní (ne PC) infračervenou klávesnicí.

Technická specifikace

CPU:

Motorola 68040/25 nebo 68060/50 (Render accelerated)

RAM:

16 MBs EDO 60ns standard, rozšiřitelná na 32 MB

Uložení dat:

SCSI HDD, 4-18 GB

Display:

Interface pro VGA monitor, výstup na TV

Porty:

Video vstupy:

Y/C (S-Video), Compozitní; IEEE 1394

Video výstupy:

Y/C (S-Video), Compozitní; IEEE 1394

YUV (Component) with optional Breakout Box.

Audio vstup:

Stereo cinch konektory vpředu a vzadu

Audio Outputs:

Stereo cinch konektory, vpředu a vzadu

External SCSI:

Klasický DB25 SCSI connector

A/V Specifikace

Video Standard:

NTSC and PAL (podle použitého software)

Komprese:

Motion JPEG, variabilně v rozsahu 40:1 až 5:1

Rozlišení:

720 x 576 (PAL)

Audio Standard:

variabilní, až do 16bit 48kHz