Karty a zařízení pro zpracování videa na PC.

Úvodem je třeba předeslat, že způsobů zpracování videa na PC je několik, i když hovořit tu termínem ,,způsob" není až zas tak přesné neboť všechny digitalizační karty převádí analogové video (o kartách pro přímé zpracování digitálního videa se zmíníme v dalších dílech seriálu) na tok dat, který je ukládán na paměťové médium (disk počítače nebo jiné kapacitně a rychlostně odpovídající médium např. JAZ Drive).

Protože by však objem dat z A/D převodníku byl i pro současná PC příliš velký pracují všechny digitalizační video karty s kompresí tohoto signálu. Tato komprese je obdobou komprese JPEG ale protože se zde nejedná o jednotlivé snímky nýbrž o pohyblivé video (neboli počet snímků - framů na jednotku času, tedy 1 sekundu), kde norma PAL používá 25 snímků za sekundu a NTSC jich má 30, provádí se tato komprese po jednotlivých snímcích. Pro zjednodušené vysvětlení předcházející poměrně šroubované věty tedy lze říci, že každá videokarta převádí podle použité televizní normy PAL 25 analogových obrázků o velikosti 768 x 576 řádek každou sekundu na komprimovaný datový tvar. Tato metoda komprese se jmenuje M-JPEG (movie JPEG) a jedná se o hardwarový kodek. A protože je třeba s tímto datovým souborem pracovat jako s živým videem, jsou tyto převedené datové soubory zpracovávány s příponou avi a nikoli jpg jak by se na první pohled zdálo logické. Rovněž tak není tento způsob komprese identický s kompresním formátem MPEG (a proto ani příponu mpg nelze použít) už i z toho důvodu, že MPEG datový tok neobsahuje kompletní informace o každém snímku (viz předcházející díl seriálu, problematika normy MPEG 1 je v tomto ohledu obdobná normě MPEG 2) a přesný střih takového materiálu by byl následně problematický. Rovněž norma MPEG dává nižší rozlišení obrazu než komprese signálu pomocí M-JPEG kodeku kde lze kromě toho nastavit kvalitu obrazu stupněm komprese jednotlivých snímků (analogicky kompresi statickému snímku při použití komprese JPEG, kde lze s nastaveným stupněm komprese sledovat změnu kvality snímku).

Pro představu a velikosti datového toku lze říci, že chceme-li dosáhnout kvalitu záznamu (tedy přesněji horizontální rozlišení obrazu na výstupu video digitalizační karty - avšak pozor na použité typy video výstupů a konektorů a rozdíl mezi kompozitním a komponentním video výstupem - viz Rejstřík pojmů!) s rozlišením okolo 400 řádek (tedy norma Super VHS), musí být kontinuální datový tok souboru avi kolem 3,6 MB/s. Ještě jednu poznámku, v tomto datovém toku je samozřejmě zahrnuta i audio složka se vzorkováním 44,1 Khz, 16 bitů stereo.

Trh s video digitalizačními kartami je poměrně ustálen co se týče vybavení těchto karet. To znamená použití kompozitních i komponentních vstupů a výstupů (viz Rejstřík pojmů), někdy dokonce i DV vstup, dnes již všechny nové karty používají sběrnici PCI a všechny lepší karty mají rovněž vlastní zvukovou kartu (kvůli synchronizaci audia s videem, oddělená zvuková karta přináší vždy problémy a snižuje i dosažitelný minimální kompresní poměr) kterou lze použít i jako klasickou ,,zvukovku" (ovšem bez MIDI syntézy). Jedním z problémů je to, že různé videokarty různých výrobců používají vlastní M-JPEG hardwarové kodeky (což je dáno použitím konkrétní čipové sady té které karty), nejedná se tedy o standard jako je tomu například u normy MPEG 2, kde výrobci zaručují dodržování určitých kvalitativních a parametrových požadavku a tedy i kompatibilitu s ostatními přístroji pracujícími s normou MPEG 2. Proto nelze M-JPEG kodeky a tedy ani výsledné avi datové video toky (ať již před střihem nebo po úpravách a zpracování) používat univerzálně na všech PC byť by k tomu počítače měli rychlostní (rychlost přenosu dat disku) a kapacitní schopnosti. Tyto datové toky se musí buď převést na takový kodek, který je univerzální (např. Cinepak firmy Radius) a který bohužel většinou snižuje kvalitu záznamu a kterým rovněž nelze video následně nahrát přímo na videokazetu neboť tento kodek zase nepodporují (respektive datový avi tok ve formátu kodeku Cinepak neaktivuje hardwarové kodeky příslušné videokarty) digitalizační videokarty směrem k výstupu na jejich konektory pro externí zařízení (monitor, videorekordér a podobně) nebo musí být každý počítač, na kterém je potřeba video datový tok ve formátu M-JPEG zobrazit, vybaven odpovídající video digitalizační kartou, která použitý M-JPEG kodek podporuje.

A zase pro zjednodušení. Máme-li například nasnímánu nějakou videosekvenci z videa VHS pomocí např. videokarty FAST AV MASTER a vytvořen avi soubor v tomto hardwarovém M-JPEG kodeku, nelze přenesením tohoto avi souboru na jiný počítač, který není vybaven tímto hardwarovým kodekem (tedy přesněji stejnou kartou) tento nasnímaný video pořad zobrazit. K tomu je potřeba mít opět výše uvedenou video kartu, která vám nasnímaný obraz znovu přehraje a dokonce vám umožní jej nahrát na externí zřízení. Dokonce nelze soubor nahraný na videokartě firmy FAST Movie Machine II přehrát na videokartě stejného výrobce (tedy opět firmy FAST) ale typu AV MASTER ! Znovu zdůrazňuji. To, že se tento datový videosoubor jmenuje AVI neznamená, že jej lze kdekoli a čímkoli přehrát. Existuje hned několik hardwarových i softwarových kodeků pro živé video, každý má jiné parametry a vlastnosti ! Zde je velký rozdíl v chápání přípon souborů. O klasickém souboru typu TXT například víme, že ho přečteme téměř čímkoli. Totéž ale neplatí o avi. AVI prostě znamená, že se jedná a živé video se zvukem a že tento video datový tok byl vytvořen v nějakém kodeku. Pro prohlížení tohoto videa je třeba tento kodek mít na počítači nainstalován ! Od externích zdrojů jsme získali informaci o softwarovém kodeku (zatím v beta verzi) který umožňuje zobrazovat M-JPEG video na počítači bez digitalizační karty s hardwarovým M-JPEG.

Těmto věcem se věnuji tak podrobně proto, že nejsou tak často zmiňovány a rovněž i proto, že si dovedu představit situaci, kdy budete chtít svoje "avíčko" pořízené nějakou videokartou chtít někde ukázat příteli s jinou (jiným typem) videokartou a ono nic. Jinak myšlenka je to samozřejmě logická, přenáším videopořad v maximální možné kvalitě bez jeho přehrávání na pásku a podobně.

Pro zajištění univerzálního přístupu k vašemu videopořadu na počítačích PC (vybavených Windows 95 a vyšší) je tedy nutné převedení AVI souboru s parametry M-JPEG komprese na univerzální AVI kodek, třeba na již zmíněný Cinepak nebo získat beta verzi již zmíněného softwarového M-JPEG prohlížeče. O převedení tohoto pořadu se postará nějaký střihový software (např. Adobe Premiere, Ulead Media Studio a další). Pak bude vaše video ,,čitelné" pro většinu PC ovšem s tím problémem, že tato transformace dosti podstatně sníží kvalitu originálního záznamu. Rovněž váš transformovaný datový videosoubor (pakliže si smažete původní vytvořený v M-JPEG) již nepůjde přehrát přes výstupní konektory videokarty na externí VHS rekordér, k tomu by bylo zapotřebí jej opět transformovat přes nějaký software zpátky na M-JPEG (ovšem za cenu velkého snížení kvality obrazu který již byl deklasován převodem na Cinepak kodek nebo podobný). A aby to nebylo tak jednoduché každý kodek pracuje s určitým maximálním formátem (velikostí) obrazu. Máme-li tedy na příklad na vstupu videopořad na kazetě VHS, který nahráváme pomocí videokarty na disk počítače, pracujeme s televizním PAL formátem 768 x 576 a 25 snímky/sec. Chceme-li tento pořad převést na univerzálním kodek Cinepak, pak jej převádíme na formát třeba 120 x 80 bodů (lze vybrat i jiný poměr, rozhodně to však nebude původních 768 x 576) a tedy snižujeme podstatně rozlišení obrazu. Tento avi datový tok v kodeku Cinepak bude mít tedy formát (velikost) obrazu odlišný od původního a budeme-li jej chtít jednoduše převést na M-JPEG datový tok aniž bychom opět změnili poměr stran a formát obrazu, stane se tento opravený M-JPEG datový tvar pro zpětné převedení obrazu (nahrání) na VHS rekordér nepoužitelný. Museli bychom tedy při transfomaci (což v podstatě jakákoli úprava a změna kodeku avi souborů je) změnit velikost obrazu na původních 768 x 576 řádek televizního obrazu což by vzhledem k původnímu nastavenému rozlišení kodeku Cinepak 120 x 80 vedlo k obrazu složenému z krásných velkých čtverců a vypovídací hodnota tohoto obrazu by byla prakticky nulová. Podobný jev lze analogicky pozorovat u kamer s digitálním zoomem obrazu při hodnotách nad 20 (a některé kamery umějí až 100 násobné digitální zvětšení např. Panasonic NV-M40). Kdo takovou kameru vlastní nebo ji měl v ruce se zapnutým takovýmto zvětšením ví, o čem je řeč.

Tyto výše uvedené informace budou užitečné i pro toho, kdo by chtěl využít různých video knihoven na rozličných CD ROM discích pro využitím těchto avi sekvencí (většinou v univerzálním Cinepak kodeku) pro výsledný pořad na kazetě VHS. Jistě, lze je použít (za výše uvedené konverze velikosti obrazu a transformace na odpovídající M-JPEG kodek) ale jejich obrazová kvalita bude většinou jen málo vyhovující.

Samozřejmě, že existují i digitalizační karty, které přímo převádějí externí videosignál (např. z VHS videa) na MPEG 1 datový tok protože obsahují hardwarový MPEG kodek (podobně jako karty pro video obsahují hardwarový M-JPEG kodek, resp. čip). Asi většina z vás totiž chápe, že specializovaný čip na speciální desce je schopen provádět takové digitalizační a kompresní procesy v reálném čase na rozdíl od softwarových postupů, které jinak univerzálnímu počítači dávají zabrat a o ,,real time" se nedá většinou vůbec hovořit, i když budete mít poslední Pentium II a velkou paměť RAM. Prostě počítač je schopen relativně bezproblémově a v reálném čase převádět datový tok MPEG 1 a MPEG 2 (na počítači s PII alespoň 300 Mhz a AGP grafickou kartou) na video pomocí softwarového zabezpečení než jej naopak z videa na datový tok převádět, tuto činnost bez přídavných hardwarových čipů není schopen provádět. M-JPEG hardwarový čip je v podstatě (alespoň ideologicky) podobný případ, jeho činnost počítači umožňuje pracovat s kvalitním a živým videem bez výpadku (drop frame) nebo zamrznutí (freeze) obrazu.

Přesto, že jsme se před chvíli zmiňovali o existenci MPEG 1 přídavné karty s hardwarovým kodekem, její nákup vřele nelze doporučit. Jednak cena, která činí (tedy spíše činila) kolem 20 - 30 tis. Kč ji nedělá zrovna lidovou ale hlavním argumentem proti její koupi je fakt, že neumožňuje vyšší kvalitu (rozlišení) obrazu než cca 250 řádek. Toto rozlišení poskytuje formát VHS. Rovněž univerzálnost využití této karty je diskutabilní. Podle našeho názoru je mnohem lepší mít za stejné peníze kvalitní videokartu a převod na MPEG provádět pomocí patřičného software (ovšem za cenu podstatně delší časové náročnosti konverze). Rozhodně možnosti využití videokarty na bázi M-JPEG jsou mnohem větší. Začínají se objevovat i informace o kartách na MPEG 2, ale jejich ceny jsou zatím skutečně jen pro profesionální firmy.