Video digital

O casetă MiniDV

Digital Video , cunoscut și sub numele de DV , și în versiunea miniaturizată MiniDV este un format video digital introdus în 1995 , dezvoltat de diverși producători de camere video conform specificațiilor IEC 61834 , care definesc atât formatul benzii, cât și codecul .

În 2003 a fost produsă o versiune mai avansată, numită High Definition Video .

Caracteristici

Codecul DV nu se limitează la bandă, ci poate fi utilizat și de multe servere video , datorită compromisului bun între calitatea și dimensiunea fișierelor video înregistrate. În domeniul strict amator, în ciuda faptului că este formatul cel mai potrivit chiar și pentru aplicații de editare simple, oferta pieței s-a mutat treptat spre sisteme capabile să înregistreze direct pe DVD (în MPEG-2 ) sau pe o cartelă de memorie sau un hard disk (de obicei în MPEG-4). Prin utilizarea unei compresii mai mari, aceste sisteme au avantajul unei capacități de înregistrare mai mari. Caracteristicile DV includ:

compresie intra-cadru pentru montare ușoară,
interfață standard pentru transfer către sisteme de editare neliniare (cunoscute sub numele de FireWire sau IEEE1394),
calitate video bună, în special în comparație cu sistemele analogice de amatori precum Video8 , Hi8 și VHS-C .

DV permite, de asemenea, producția de filme la prețuri reduse. În domeniul editării video neliniare , având în vedere puterea platformelor, editarea materialului DV este posibilă fără niciun suport hardware, altul decât cel furnizat de procesorul PC. Chiar și un computer entry-level poate gestiona astfel de fluxuri de date ridicate, iar cardurile dedicate nu mai sunt necesare pentru a gestiona DV. Cu toate acestea, rămâne clar că atunci când editați și adăugați efecte, perdele și titluri, suportul hardware suplimentar (așa-numitele carduri în timp real) poate fi întotdeauna util, pentru a evita necesitatea unei redări lungi.

Aspecte calitative

Calitatea video a DV este, de asemenea, suficientă pentru sectorul profesional, deși nu este comparabilă cu cele mai populare formate analogice din acest sector, cum ar fi Betacam SP , și cu atât mai mult pentru formatele digitale orientate spre difuzare. În domeniul profesional, factorii care nu sunt strict legați de calitatea formatului de înregistrare sunt, de asemenea, foarte importanți, inclusiv:

calitatea intrinsecă a corpului camerei, numărul, dimensiunea și tipul senzorilor CCD ;
sunt permise ajustări manuale;
calitatea și tipul de optică;
cantitatea de canale audio;
intrări audio echilibrate, alimentare fantomă pentru microfoane
disponibilitatea codului de timp și a intrărilor / ieșirilor aferente.

Mai mult, trebuie luată în considerare și robustețea casetelor cu bandă și video, mai ales atunci când vine vorba de lucrul pe teren prin schimbul acelorași casete între mai multe dispozitive.

Calitate video și megapixeli

Pe piața de consum există adesea o oarecare confuzie cu privire la importanța reală a megapixelilor camerelor video, care sunt considerate greșit semnificative în ceea ce privește calitatea finală a videoclipului, în timp ce în realitate se referă doar la utilizarea ca cameră. În timp ce o cameră de consum de la 5-600 de euro ajunge la 3 megapixeli, o cameră profesională de înaltă rezoluție de la 40.000 de euro pentru formatul DVCPRO HD 100 are o rezoluție de puțin peste un megapixel: este evident că diferența calitativă dintre cele două nu se datorează rezoluției senzorilor. De asemenea, faptul că standardul video DV actual nu poate depăși 400.000 de pixeli, orice pixeli suplimentari de pe CCD sunt doar pentru stabilizatorul digital.

Standarde tehnice

În standardul DV, rezoluția video este de 720 × 480 pixeli la 29,97 fps pentru NTSC și 720 × 576 pixeli la 25 fps pentru PAL. Semnalul analogic este eșantionat la o frecvență de 13,5 MHz pentru luminanță și 6,675 MHz pentru fiecare dintre cele două componente de crominanță, U și V. Acest tip de sub-eșantionare este denumit în mod normal 4: 2: 0 și este valabil pentru formatul PAL . În NTSC, componentele de cromă U și V sunt eșantionate la 3,375 MHz și este denumită în mod normal 4: 1: 1. Rata de eșantionare este de fapt aceeași în cele două sisteme, dar datele urmează un model diferit.

Compresie video

Videoclipul eșantionat este ulterior comprimat folosind tehnica DCT ( Transformarea cosinusului discret ) și este implementat prin compresie intra-cadru; înseamnă că fiecare cadru (pătrat sau „cadru”) este comprimat ca o imagine în sine, fără corelație cu cadrele anterioare sau următoare. Această tehnică face posibilă compresia 5: 1. Rata de biți este fixată la 25 megabiți pe secundă (25.146 Mb / s), adăugând la ce date audio (1.536 Mb / s), subcoduri și sisteme de detectare și corectare a erorilor (aproximativ 8,7 Mb / s) sunt atinge aproximativ 36 megabiți pe secundă (35,382 Mb / s), sau aproximativ un gigabyte la fiecare 4 minute. Folosind un bitrate similar cu cel al vechiului codec MJPEG , codecul DV oferă performanțe mai bune și este comparabil cu intra-cadru MPEG-2. (Rețineți totuși că multe codificatoare MPEG-2 pentru aplicații de captare în timp real utilizează compresie intraframe, dar nu folosesc compresie interframe.)

Subesantionarea cromatică

Sub-eșantionarea cromatică este 4: 2: 0 în PAL și 4: 1: 1 în NTSC, ceea ce reduce informațiile despre culoare înregistrate. Acesta este parțial motivul pentru care nu toate sistemele analogice de înregistrare video sunt depășite de DV și este, de asemenea, motivul pentru care utilizatorii profesioniști preferă să nu folosească DV în incrustarea culorilor sau procesarea cu cheie cromatică . În orice caz, însă, eșantionarea este un compromis acceptabil împotriva beneficiilor copierii, a formatului redus, a sunetului digital și a costurilor accesibile.

Audio

DV vă permite să înregistrați atât 2 canale audio digitale (de obicei stereo ) la 48 kHz și 16 biți, cât și 4 canale la 32 kHz și 12 biți. Pentru aplicații profesionale și de difuzare, se utilizează aproape exclusiv 48 kHz. În plus, există opțiunea de eșantionare audio la aceeași rată de eșantionare utilizată de discurile compacte, 44,1 kHz, deși în practică acest lucru este rar folosit. O diferență substanțială între cele trei formate constă în faptul că, în DV standard, sunetul nu este legat de videoclip; aceasta înseamnă că pot exista diferențe între numărul de eșantioane audio din fiecare cadru video. Un cristal oscilator are grijă să mențină sincronismul dintre cele două piste. Pe DVCAM și DVCPRO, pe de altă parte, sunetul este legat de video și menține întotdeauna același număr de eșantioane pe cadru, permițând astfel sincronismul audio / video perfect.

Acest lucru nu se traduce printr-o diferență apreciabilă, fără utilizarea unui echipament adecvat, dar este indispensabil pentru o editare profesională exactă „pentru a încadra”.

Conectivitate

Autobuzul FireWire (IEEE 1394) nu face parte din specificația DV, dar evoluția sa a mers mână în mână cu ea. Aproape toate camerele DV au o interfață IEEE 1394, ieșiri video compozite și ieșiri Y / C. VCR-urile high-end pot avea interfețe profesionale, cum ar fi SDI , SDTI sau componente video analogice. Toate variantele DV au cod de timp , dar unele programe de calculator mai vechi sau amatori nu îl folosesc (de exemplu, versiunea non-profesională a Adobe Premiere). Unele camere video au un port USB 2.0 , dar de obicei nu este folosit pentru a transfera fluxuri de date, ci mai degrabă pentru a transfera unele date digitale din camera video, cum ar fi cadrele statice.

Pe computere, fluxurile DV sunt de obicei stocate ca fișiere AVI sau QuickTime , dar uneori datele DV brute sunt înregistrate direct.

Tipuri de lucru cu codecul DV

Există două tipuri de lucrări în format DV:

CODEC HARDWARE : se folosește un card de captare firewire cu cip decodor DV integrat. Acest lucru face ca videoclipul să fie codificat hardware și sistemul nu se va încărca. Se comportă exact ca cipul MJPEG al plăcilor de captare video, cu excepția faptului că se omite faza de digitalizare a imaginilor, care sunt reproduse și procesate doar în timpul fazei de editare.
Acest sistem se mai numește editare în timp real, deoarece există posibilitatea de a vizualiza rezultatele fără a fi nevoie de o redare. Costul ridicat al acestor periferice se datorează atât software-ului de editare scump, adesea adaptat cardului, cât și hardware-ului în sine.
SOFTWARE CODEC : codecul software este acum o comandă rapidă utilizată pe scară largă pentru cei care au un PC suficient de puternic, prin urmare capabil să funcționeze în timp real fără hardware suplimentar. Vizualizarea în mod normal a unui fișier DV este posibilă fără suport hardware, dar în momentul redării sau previzualizării (deci dacă doriți să editați cu efecte, perdele și filtre) aveți nevoie de un software sau un plug-in (adesea asociat cu editarea) care să ruleze pentru a vă ajuta reproducere / prelucrare.
Codecul DV care vine cu pachetul poate fi, de asemenea, optimizat și astfel vă poate ușura munca.

În acest caz, este suficient să aveți un card firewire pentru a captura videoclipul sursă.

Format fizic

Casete DV
De la stânga la dreapta: DVCAM-L, DVCPRO-M, MiniDV.

Toate variantele DV utilizează bandă largă de 1/4 inch (6,35 mm). Cu toate acestea, în funcție de format, există diferite dimensiuni de casetă. DV-ul standard utilizează casete mari (L), în timp ce MiniDV utilizează casete mici (S). Ambele tipuri de casete au un cip de memorie de capacitate redusă încorporat în shell, de obicei 4 kb pentru casetele MiniDV, deși sunt acceptate până la 16. Acest cip este utilizat pentru a stoca anumite puncte pe bandă (de exemplu, codul de timp al fiecărui început de înregistrare) .

MiniDV / DV

Compararea dimensiunilor între diferite formate video.
De sus în jos: VHS , VHS-C , MiniDV

Caseta "L" măsoară 120 × 90 × 12 mm și poate rezista până la 4,6 ore, extinsă la 6,9 în EP / LP. Cele mai frecvente casete MiniDV „S” care măsoară 65 × 48 × 12 mm durează 60 sau 90 de minute, în funcție de viteză. În modul SP, panglica rulează la 18,81 mm / s. Banda este înregistrată prin scanare elicoidală , o singură pistă video are o lățime de 10 µm, redusă la 6,7 µm în LP.

Există programe de calculator care pot converti tot felul de date într-un flux DV, permițând camerelor video și VCR-urilor să fie utilizate ca unități de rezervă . În acest scop, considerați că o bandă MiniDV de 60 de minute poate conține aproximativ 13 GB de date, calculând că videoclipul în format DV are un flux de date constant de 3,6 MB / s (3,6 MB / s × 60 secunde × 60 minute = 12 960 MB pe oră, împărțită la 1024 = 12,66 GiB pe oră).

DVCAM

Sony DVCAM este o variantă profesională a standardului DV care utilizează aceleași casete video. Viteza benzii a crescut la 28.215 mm / s, iar lățimea pistei la 15 µm. Codecul folosit este același ca și pentru DV, dar datorită lățimii mai mari a pistei, datele înregistrate sunt mai robuste, rezultând o rată de abandon de 50% mai redusă în citire. O abandonare este o eroare de citire a benzii, cauzată de absența materialului magnetic în acel punct sau de prezența prafului sau a obiectelor străine între bandă și cap. Nu există un mod LP în DVCAM.

Toate VCR-urile DVCAM pot citi casete DV, în timp ce suportul pentru DVCPRO este un plus recent la unele modele. Benzile DVCAM (și benzile DV înregistrate de o mașină DVCAM) sunt cu o treime mai scurte decât DV.

Datorită raportului bun calitate / preț și ușurinței de gestionare a sistemului în postproducție, mașinile Sony, indiferent dacă sunt din seria semi-profesională sau profesională (Master Series), au fost de la început și sunt încă adoptate pe scară largă de televizoare și de studiouri mici de producție, precum și de structuri mai mari ca unități secundare destinate utilizărilor pur jurnalistice cu echipamente compacte ușor de utilizat chiar și pentru personalul mai puțin experimentat.

DVCPRO

Această variantă a formatului a fost proiectată de Panasonic special pentru utilizare în ENG , cu accent deosebit pe robustețea benzii, interschimbabilitatea înregistrărilor și capacitățile de editare cu sisteme liniare. În Italia, acest format este utilizat de multe televizoare locale și orientate spre informații, printre care Sky TG24 este unul dintre cele mai importante.

DVCPRO nu folosește casete mici, dar are un tip de dimensiune medie (M) și, de asemenea, un tip XL care este utilizat în VCR-uri DVCPRO HD.

Viteza de rulare a benzii în DVCPRO este de 33,82 mm / s. Urmele sunt de 18 nm , adăugând, de asemenea, o bandă de protecție între o pistă și alta.

Spre deosebire de casetele MiniDV și DVCAM fabricate din metal evaporat, casetele DVCPRO sunt formate din particule metalice; adică stratul de metal magnetizabil nu este evaporat pe bandă, ci depus ca și cum ar fi un oxid. Acest lucru asigură o durată de viață mai lungă a benzilor.

Sunetul este disponibil numai în versiunea pe 16 biți de 48 kHz, nu există un mod EP și sub-eșantionarea cromatică se face întotdeauna în conformitate cu schema 4: 1: 1.

În afară de aceste aspecte, din punctul de vedere al fluxului de date, DVCPRO standard (cunoscut și sub numele de DVCPRO25) este identic cu DV standard, dar, în ciuda acestui fapt, și spre deosebire de Sony cu DVCAM, Panasonic promovează acest format pentru utilizări profesionale de ultimă generație .

Formatul DVCPRO50 utilizează două codificatoare DV-decodare paralele. În acest fel, fluxul de date de 50 Mb / s este exact dublu decât obțineți în DVCPRO. Munca de compresie partajată între două codecuri are ca rezultat o imagine cu informații despre culori mai bogate, eșantionate în 4: 2: 2. Cu cât rata de biți mai mare înjumătățește timpul de înregistrare, dar calitatea imaginii este foarte mare și comparabilă cu mult mai scumpul Digital Betacam .

La fel, formatul DVCPRO HD , cunoscut și sub numele de DVCPRO 100 , folosește 4 codecuri DV. În ciuda faptului că este numit HD , acest format reduce eșantionarea semnalelor originale 720p / 1080i la o rezoluție mai mică. 720p este redus de la 1280 × 720 la 960 × 720, iar 1080i este redus de la 1920 × 1080 la 1280 × 1080, dacă este 59,94i, și la 1440 × 1080 dacă este 50i. Raportul de compresie este de aproximativ 7: 1. Pentru a menține compatibilitatea cu interfața HD SDI , echipamentul DVCPRO reduce eșantionarea la înregistrare și o mărește la citire.

Toate variantele DVCPRO sunt compatibile înapoi, dar nu înainte.

VCR-urile DVCPRO pot citi (dar nu înregistra) casetele DV și DVCAM, în timp ce casetele MiniDV pot fi adaptate printr-un adaptor mecanic. Orice flux din 4: 2: 0 este convertit de hardware special în timpul citirii.

HDV

Același subiect în detaliu: videoclip de înaltă definiție .

Formatul HDV utilizează un codec MPEG2 care eșantionează la 25 Mb / s pentru a produce o imagine anamorfică de 1440 pixeli orizontali și 1080 pixeli verticali. Imaginea este apoi reprodusă pe 1920 pixeli orizontali pentru a ajunge la dimensiunea formatului „Full HD”.

Variante și formate similare

Există mai multe variante ale standardului DV, dintre care cele mai importante sunt formatele profesionale DVCAM și DVCPRO, produse de Sony și respectiv Panasonic . Există, de asemenea, o versiune de înaltă definiție introdusă recent, numită HDV, destul de diferită din punct de vedere tehnic, deoarece folosește doar casete video DV și MiniDV, dar cu compresie MPEG-2 la rezoluții 1440x1080. Drept urmare, înregistrează rezoluții mai mari, dar și videoclipuri mai comprimate. Formatele concurente sunt HDV și AVCHD

Formatul Sony XDCAM vă permite să înregistrați fluxuri MPEG IMX , DVCAM și de rezoluție redusă pe suport optic similar cu un disc Blu-ray , în timp ce Panasonic P2 înregistrează fluxuri DV / DVCPRO / DVCPRO50 / DVCPROHD în memoria flash compatibilă PCMCIA . Sistemul Ikegami Editcam poate înregistra în format DVCPRO sau DVCPRO50 pe un hard disk amovibil. Rețineți că majoritatea diferențelor dintre aceste formate sunt pur la nivel de marketing : întrucât diferențele dintre DVCPRO și DVCAM se găsesc doar în sistemul cu care scriu fluxul DV pe bandă, toate aceste sisteme fără bandă sunt identice cu cu privire la date. video.

Formatul JVC D9 (cunoscut și sub numele de Digital-S ) este foarte asemănător cu DVCPRO50, dar înregistrează pe casete video de tip S-VHS . D9 nu trebuie confundat cu D-VHS , care utilizează compresia MPEG-2 la o rată de biți semnificativ mai mică). Standardul Digital8 folosește codecul DV , dar înlocuiește mediul de înregistrare cu o casetă video Hi8 , oferind astfel calitate DV fără a sacrifica compatibilitatea de citire a materialului existent Video8 / Hi8.