Видеокамеры высокого разрешения. Ликбез

Ключевые слова: mpeg, кодек mpeg, нежели mpeg, кодека mpeg, mpeg использует, mpeg фильмами, mpeg просто, mpeg будучи, mpeg позволяет, mpeg подобный

Кажется, ещё совершенно недавно мы были свидетелями и участниками перехода от аналоговых видеокамер к цифровым. И вот на наших глазах развернулась новая революция, приход в любительский сегмент видео высокого разрешения (HD). Переломным в этом отношении стал прошлый, 2007 год. Уже тогда самые впечатляющие новинки появлялись как раз в HD-секторе, а вот видеокамеры стандартного разрешения (SD) вступили в полосу технологической стагнации. Ну а представители некоторых линеек и отнюдь оказались слабее своих предшественников. И это неудивительно - камкордеры SD исподволь дрейфуют в нижний ценовой сегмент, и производителям приходится экономить, в том числе и на качестве. Указанная тенденция к началу 2008 года лишь укрепилась, и на одной из авторитетнейших выставок потребительской электроники, CES 2008, мы могли лицезреть массу любопытнейших HD-новинок - но о них мы расскажем ниже.

Основным препятствием на пути победоносного распространения HD-видеокамер является их повышенная требовательность к сопутствующей инфраструктуре. В самом деле, для цифровой SD-видеокамеры позволительно было в принципе не докупать ничего. Уже имеющийся телевизор без проблем позволял заметить прирост качества изображения. Сейчас же придётся как самое меньшее обзавестись широкоэкранным телевизором высокого разрешения, в идеале - FullHD (1920х1080).

Такой стоит броско дороже самой видеокамеры. Более того, вам наверняка захочется обрести также и Blu-ray-плеер, чтобы обозревать свои фильмы с него, а не с видеокамеры. А для монтажа этих самых фильмов понадобится достаточно мощный компьютер. В общем, совокупные затраты оказываются весьма внушительными. Правда, упрощает то, что большинство людей склонны обновлять наш PC и домашний кинотеатр без всякой привязки к видеолюбительству и зачастую уже имеют количество необходимой для HD-видеокамеры "обвязки". Кстати, покупка современного телевизора нередко служит мощным стимулом к апгрейду и видеокамеры тоже. Объясняется это тем, что HD-вещание в России развито слабо, а Blu-ray-релизов в то время как ещё мало. Получается, что телевизор высокого разрешения есть, а вот смотреть-то особенно и нечего. Выход - снимать HD-видео самому. Но на первых порах придётся определиться с выбором подходящей камеры.

HDV

Существует два основных любительских формата записи видео высокого разрешения - HDV и AVCHD.

Формат HDV создали в 2003 году фирмы Sony, JVC, Canon и Sharp. Позже к ним примкнули и другие гранды отрасли, такие как Apple, Avid, Canopus, Ulead. Благодаря настолько широкой поддержке нет недостатка ни в совместимом оборудовании, ни в монтажном софте. Видеокамеры, поддерживающие HDV, осуществляют запись только на магнитные кассеты (обычно MiniDV) - таково заявочное пожелание стандарта.

И это неплохо, если учитывать тот факт, что MiniDV до сих пор с большим отрывом лидирует по соотношению "цена/объём". С другой стороны, всем известны и недостатки кассет, а аккурат надобность перемотки для доступа к нужному фрагменту данных, а ещё длительное миг копирования информации на жёсткий диск компьютера. HDV-фильмы предназначены для просмотра на широкоэкранных (16:9) HD-телевизорах. Формат позволяет снимать с разрешением 1280x720 (720p) и 1440x1080 (1080i). Следует отметить, что режим 1080i - не совершенно "честный", так как сущий 1080i требует разрешения 1920x1080.

Для того чтобы итоговая картинка корректно отображалась на экранах с соотношением сторон 16:9, пришлось сходить на хитрость. А именно придать пикселям матрицы не квадратную, а прямоугольную форму. Благодаря этому при просмотре не происходит искажения пропорций. Однако отчего запрещено было отступиться от таких ухищрений? Количество линий по горизонтали пришлось сократить до 1440, для того чтобы уменьшить битрейт (сиречь поток информации за единицу времени), - потому как не следует забывать, что запись ведётся на обычную кассету MiniDV, первоначально созданную для видеозаписей стандартного разрешения. Впрочем, одной этой меры было бы очевидно недостаточно, потребовались и другие. При записи SD-видео в формате DV использовалось только покадровое сжатие, на манер JPEG. Теперь же стал применяться кодек MPEG2 (подобный тому, что применяется для видеодисков DVD). Помимо покадрового он использует ещё и межкадровое сжатие. То есть на сто процентов сохраняются лишь избранные, ключевые кадры. А вот кадры, расположенные между ними, не сохраняются, фиксируется только информация относительно их отличий от ключевых. Такой подход позволил радикально сократить объём получающегося видео, при всем при том вызвал и ряд проблем. Наиболее серьёзная из них - падение качества фиксации динамичных сцен. В самом деле, если подвижность картинки невелика - например, снимаем пейзаж, - то невелика и отличалка между кадрами, а в силу того что проблем не возникает. Но вот если снимаемый предмет - скажем, спортсмен - сильно подвижен, начинаются сложности. Так как разница между кадрами становится весьма значительной, доступного битрейта (для HDV - 25 Мбит/с) может нетрудно не хватить, и появляются характерные артефакты - квадраты или более того "рассыпание" изображения. Ситуация усугубляется ещё и тем, что видеопоток приходится обрабатывать в режиме реального времени, а процессорной мощности и энергии в мобильном устройстве по определению мало. Разумеется, фирмы-производители приложили полно усилий, чтобы сладить с такой напастью, - и добились немалых успехов. Однако полностью задача до сих пор не решена.

AVCHD

AVCHD был разработан фирмами Sony и Panasonic к середине 2006 года. Это значительно более гибкий формат, нежели HDV. В частности, разрешено применять различные типы носителей: жёсткие диски, флеш-карточки, а кроме того оптические накопители. Не является жёстко заданным ни битрейт, ни дозволение снимаемого видео. Это несомненный плюс, позволяющий творить устройства для всех сегментов рынка.

Формат AVCHD, как следует из названия, основан на кодеке H.264/MPEG-4 AVC. MPEG4, будучи больше новым кодеком, нежели MPEG2, использует очень хитроумные алгоритмы сжатия - и они позволяют достигнуть заметно большей степени компрессии. Однако базовые принципы их действия схожи, к примеру - MPEG4 также использует межкадровое сжатие. А стало быть, AVCHD-видеокамеры имеют такие же сложности с динамичными сценами, как и их HDV-собратья. Есть и строй специфических проблем. Во-первых, не все ведущие производители поддержали стандарт AVCHD, некоторые - например, Samsung и Sanyo - ориентируются на "чистый" кодек H.264. Из-за этого отбор оборудования для съёмки и демонстрации AVCHD-фильмов не до того велик, как хотелось бы. Есть некоторые вопросы и с монтажным софтом. Ситуация усугубляется ещё и чрезвычайной требовательностью стандарта к аппаратным ресурсам устройств кодирования и декодирования. Это оборотная край использования сложных алгоритмов, позволивших добиться высокой степени сжатия. В итоге даже для простого просмотра фильма подойдёт далеко не всякий компьютер - нужны двухъядерный процессор, пара гигабайт оперативной памяти и в идеале видеокарта с аппаратной поддержкой кодека H.264. Для серьёзного видеомонтажа потребуется ещё более навороченная конфигурация - если только вам не улыбается ждать завершения перекодировки несколько дней. Радует лишь то, что все сколько-нибудь серьёзные монтажные программы давнехонько и благополучно умеют распараллеливать процессы. Благодаря этому отдача от увеличения количества ядер процессора для данного типа задач максимальна.

Так что предпочтительнее, AVCHD или HDV? Сейчас уже не возбраняется говорить о постепенном превращении AVCHD в стандарт для любительского видео высокого разрешения. Такой исход обусловлен многими факторами. Среди основных - виктория технологии Blu-ray над HD-DVD, ибо подавляющее большинство BD-плееров "понимают" диски AVCHD.

А также негативное отношение потребителей к записи видео на плёночную кассету, в том числе и в случае с HDV. Не стоит сбрасывать со счетов и уже упоминавшуюся гибкость стандарта AVCHD - в современном динамичном мире её важность тяжело переоценить. К примеру, благодаря отсутствию жёстких рамок сравнительно разрешения изображения AVCHD-камеры смогли перейти к "честному" FullHD, 1920x1080, а вот HDV-камеры насовсем ограничены разрешением 1440x1080.

Однако ж, теряя свои позиции у любителей, стандарт HDV очень укрепился в сегменте "полупро". Он весьма зачастую используется для съёмки свадеб, торжеств, корпоративных вечеринок и даже для малобюджетных телепрограмм.

Основная причина - довольно высокое свойство картинки, а также экстремально низкая цена кассет miniDV. Да, пока что AVCHD-камеры так и не смогли нагнать по качеству изображения своих HDV-собратьев, хоть разница между ними и здорово сократилась.

Но зачем же разрыв в качестве до сих пор не преодолён? Многие думают, что всё дело в кодеках. Будто бы используемый стандартом HDV кодек MPEG2 позволяет получить лучшую картинку, нежели AVCHD'шный MPEG4. Но на самом деле это заблуждение, хоть и довольно давнее, возникшее ещё в эпоху внедрения в массовое фабрика DVD. Люди, сравнивая фильмы, записанные на DVD (кодек MPEG2), с фильмами, распространяемыми в Интернете (кодек MPEG4), просто не могли не пометить гигантского преимущества DVD-видео. На основании этого и был сделан вывод о превосходстве MPEG2. Проблема в том, что эдакий эксперимент, разумеется, нельзя признать корректным. В самом деле, видео для интернет-релиза безбожно ужимают - обыкновенно в 4-5 раз по сравнению с исходным материалом. Хуже того, часто речь идёт о пережатии уже и так пожатого материала. Всё это приводит, естественно, к катастрофической деградации качества видео. Но вот если с помощью кодека MPEG4 обработать качественный исходный материал, да не экономить битрейт - итог будет очень впечатляющий. К примеру, стандарт Blu-ray изначально поддерживает и MPEG2, и MPEG4. Так вот, BD-фильмы, закодированные с помощью кодека MPEG4, превосходят по качеству релизы, созданные с помощью MPEG2.

К чему я всё это рассказываю? Ну, во-первых, хочется поколебать скепсис читателей, раньше имевших негативный навык работы с MPEG4-видео и потому как относящихся к нему предвзято. Во-вторых, становится очевидной причина нынешнего отставания качества изображения у AVCHD-камер: банальное стремление сэкономить на размере получающегося видеофайла. Действительно, качество изображения тяжко формализировать. А вот надпись на коробке "камера позволяет отснять до 20 часов видео в максимальном качестве" подкупит многих. Неважно, что у разных камер "максимальное качество" может шибко и крайне шибко отличаться. Неважно, что привезённый из отпуска материал, вероятнее всего, никто даже и не отсмотрит (шутка ли - 20 часов!). Это подбивает производителей уменьшать битрейт AVCHD-камер, и у лучших моделей он не превышает 17 Мбит/с, хотя мог бы быть увеличен до 24 Мбит/с. А вот стандартом HDV битрейт задан жёстко - 25 Мбит/с. Именно это различие и предопределило некоторое отставание AVCHD. Радует только то, что в новых моделях камер битрейт растёт, хоть и не столь быстро, как хотелось бы.

Короче говоря, для большинства любителей разрешается советовал видеокамеру AVCHD, а для профи и легко сильно увлечённых людей - видеокамеру HDV. Разобравшись с форматами записи видео, перейдём к обзору особенностей их реализации "в железе".