Текст книги "Видео на вашем компьютере: ТВ тюнеры, захват кадра, видеомонтаж, DVD"
Автор книги: Оксана Буковецкая
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 11 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]
Поскольку B-кадр нельзя декодировать, не приняв последующего P-кадра, кадры декодируются не в линейной последовательности (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Изменение последовательность кадров при декодировании MPEG
Алгоритм MPEG 2 является усовершенствованным вариантом MPEG 1, использует поиск и удаление избыточности (повторяющейся информации) в видеосигнале. Поскольку, по некоторым данным, дублируется более 90 % информации, уровень компрессии может быть весьма высоким. Этот стандарт позволяет работать с кадром полного размера, с видео в стандарте не только 4:2:2, но и 4:4:4, чересстрочной разверткой, широкоформатным изображением (соотношение сторон кадра 16:9).
MPEG подразделяется на уровни и профили. Профиль определяет набор методов обработки, а уровень – перечень ограничений, таких, как размер кадра или скорость потока данных.
В профиле Simple (простой) отсутствуют B-кадры, профиль Main (основной) – это обычный MPEG 1. В более высоких профилях – Main+ (основной+), Next (следующий) – используется разделение на три слоя, что позволяет организовать приоритет при передаче данных. При пространственном масштабировании основной, менее приоритетный слой кодируется с меньшим разрешением и затем используется как предсказание для более приоритетных. SNR-каналы (Signal to Noise Ratio Scalability – масштабирование соотношения сигнал/шум) кодируются с одинаковой скоростью, но с разным качеством: менее приоритетный слой содержит плохую картинку – более дискретные шаги, а высокоприоритетный слой содержит довесок, позволяющий построить качественную картинку.
При временном масштабировании слои различаются по скорости передачи информации. Обычно больший приоритет имеют низкочастотные компоненты, а меньший – более высокочастотные (мелкие детали).
Уровни определяют размер кадра и величину потока – см. табл. 3.1.
Существуют запретные сочетания уровней и профилей, например для профиля Main невозможны уровни High. Наиболее часто встречается сочетание главного уровня с главным профилем. Встретив обозначение ML@MP, не пугайтесь, это всего лишь Main Level, Main Profile. Возможны и более развернутые обозначения, например IBP 15/3 MP@ML. Вы, наверное, уже поняли, что такая запись означает главный уровень, главный профиль, кодирование с использованием и I-, B– и P-кадров, группы из 15 кадров, по 3 B-кадра между P-кадрами.Таблица 3.1
MPEG 2 является наиболее распространенным способом сжатия видеоданных и применяется во многих цифровых форматах. Однако в наиболее дорогой технике профессионального класса предпочитают обходиться без компрессии, следуя по пути увеличения скорости протяжки ленты и ее расхода, а для компьютерного видео – распараллеливания записей.
Для записей бытового класса и многих случаев видеорегистрации MPEG представляет собой вполне приемлемый вариант. Этот алгоритм с успехом используется в цифровом формате DVD-video, считающемся «последним словом» бытовой видеотехники. При непрерывном просмотре кадры MPEG кажутся полностью реалистичными. Однако это впечатление обманчиво. На рис. 3.8 и 3.9 показаны кадры из одного и того же видеоклипа: один взят из некомпрессированного AVI-файла, другой – из созданного на его основе MPEG-файла.
Рис. 3.8. Фрагмент AVI-файла
Рис. 3.9. Фрагмент из той же видеопоследовательности в формате MPEG
...
Если вы собираетесь получать из видеоролика отдельные кадры и использовать их, например, для полиграфии, формат MPEG, как и любой другой вариант компрессии, категорически противопоказан!
До недавнего времени считалось, что монтаж MPEG-последовательностей затруднен, если не невозможен. Для монтажа и создания эффектов их приходилось декомпрессировать. Наиболее современные системы видеоввода обеспечивают возможность не только монтажа, но и применения эффектов к видеопоследовательностям в формате MPEG. К сожалению, автор вынуждена честно признаться, что пока не видела видео, созданного подобным способом и ничего не может сказать о его качестве.
Существует (в зачаточном состоянии) еще два MPEG-формата: MPEG 4 и MPEG 7, не являющиеся собственно форматами сжатия. MPEG 4 – новый мультимедиа-формат, рассчитанный на низкоскоростную передачу данных. Суть его заключается в том, чтобы подразделить материал на несколько типов элементов (медиа-объектов): неподвижные, видеообъекты, аудиообъекты и т. д., формализовать их структуру и взаимосвязи и скомпоновать в единую, изменяемую пользователем сцену. Есть его вариант MPEG-J, использующий язык Java. MPEG 7 представляет собой интерфейс для описания и поиска различных типов мультимедиа-информации.
Несмотря на преимущества межкадрового сжатия, для ряда профессиональных форматов, например, Digital S фирмы JVC, применяется только внутрикадровая компрессия.
Цифровые видеоформаты
Как уже отмечалось, количество цифровых форматов значительно превышает количество форматов аналоговых. Даже при наличии общепринятых стандартов практически каждая известная фирма-производитель видеотехники предлагает свою реализацию формата. К сожалению, совместимость даже между разными реализациями одного формата чаще всего (точнее, почти всегда) оставляет желать лучшего. Причина не в сложности разработки совместимых форматов, а в соображениях исключительно маркетингового характера. Как только в среде производителей появляется даже не стандарт, а идея стандарта, сразу начинается борьба за лидерство: каждая фирма стремится первой создать его рыночную реализацию. Кроме того, каждая компания мечтает закрепить за собой своих клиентов «навеки». Поэтому делается все возможное для вертикальной совместимости между собой продукции данной фирмы. Приведет ли это к несовместимости с продукцией конкурентов – пока не важно. Зато потом, когда все, кто успел, уже предложили свои варианты и рынок оказался поделенным, начинается переманивание клиентов у «соседа». Вот тогда производители вдруг начинают заботиться о совместимости, выпускать адаптеры и заключать соглашения. В результате покупатели, растерявшиеся перед разнообразием торговых марок и стандартов, тратят массу времени на попытки разобраться, какой модели отдать предпочтение.
На самом деле, во многих случаях разница между вариантами весьма невелика. В этом разделе автор постаралась привести краткие характеристики наиболее известных форматов. Конечно, здесь нет их полной спецификации и подробных технических описаний. За небольшим исключением также опущены данные, касающиеся особенностей пленки, расположения и числа дорожек, работы головок. Основное внимание уделено стандартам кодирования видеоинформации.
Форматы, с которых все начиналось
Формат D1 – это «дедушка» всех современных цифровых форматов. В нем используется компонентный сигнал, дискретизация 4:2:2, уровень квантования составляет 8 бит. Существование кода, содержащего контрольную информацию, позволяло исправлять ошибки, эквивалентные продольной царапине длиной в 0,5 мм или выпадению трех строк изображения. Аппараты этого формата способны принимать данные в двух основных ТВ стандартах: PAL и NTSC. При этом число строк в поле (полукадре) варъируется: 300 при 625 строках на кадр и 250 при 525 строках на кадр.
Форматы D2 и D3 использовали композитный сигнал (в стандартах PAL или SECAM) и частоту дискретизации, соответствующую четвертой гармонике цветовой несущей. Формат D2 обладал на тот момент беспрецедентной плотностью записи.
D1 и D2 работали на широкой ленте – 3/4 дюйма, D3 – на более узкой, 1/2 дюйма, что дало возможность использовать этот формат для создания первой цифровой видеокамеры.
В наши дни форматы представляют лишь исторический интерес и в современной технике не используются. В дальнейшем композитный видеосигнал не применялся в цифровой технике. Все современные цифровые видеомагнитофоны используют компонентный сигнал.
Современные цифровые форматы
Число форматов цифрового видео очень велико, однако с точки зрения их использования в качестве источника сигнала для компьютерного видеоввода эти различия не очень значительны.
Все современные цифровые форматы работают с компонентным сигналом. Частота дискретизации и глубина квантования могут заметно различаться. Появился еще один существенный параметр: это наличие/отсутствие компрессии (сжатия), ее тип и уровень. В начале этой главы мы разбирали проблемы, связанные со сжатием данных. Проблема записи больших потоков связана с существенным расходом пленки, и решить вопрос возможно только с помощью громоздкой и очень дорогой студийной техники. Поэтому большинство современных цифровых форматов используют сжатие.
Последний формат без сжатия – D5 (1992 г.) – использовал дискретизацию 4:2:2 и уровень квантования 10 бит. Как было показано выше, при таких характеристиках поток данных достигает 270 Мбит/с. Скорость протягивания ленты и, соответственно, ее расход увеличен в два раза.
У Digital Betacam при компрессии 2:1 те же параметры записи видеосигнала. Аппараты этого формата могут воспроизводить записи в аналоговых Betacam-форматах.
Аналогичные характеристики имеет формат DCT, однако в нем использовалась широкая, в 3/4 дюйма, лента, и в конце концов он был снят с производства. Однако оборудование, использующее этот формат, еще работает в некоторых студиях.
Betacam SX – цифровой формат, который позиционируется не как студийный, а в качестве техники для репортеров. Он сохраняет параметры профессиональных форматов, в частности, высокое разрешение (608 строк), но имеет высокий уровень компрессии 10:1 в стандарте MPEG 2. Столь сильное сжатие считается несовместимым с высоким качеством изображения. Тем не менее с его помощью, по общему мнению, можно получать кадры достаточно хорошего качества. (Естественно, для видео, а не для захвата кадра.)
Digital S (D 9) – версия цифрового видео, предложенная фирмой JVC (автором популярного аналогового формата VHS). Дискретизация – 4:2:2, уровень компрессии не очень высокий – 3,3:1, межкадровое сжатие не применяется. Такое значение уровня компрессии считается достаточно «безопасным» (хотя и не гарантирующим отсутствие потерь).
Формат DV (Digital Video – цифровое видео) – это, собственно, не формат, а спецификация, разработанная консорциумом фирм DV. Она определяет диапазон сжатия, стандарт кодирования, особенности кассет и лентопротяжного механизма и другие (не очень важные для нас) характеристики. Сигнал, естественно, компонентный. Дискретизация в стандарте – 4:2:0. Используется вариант MJPEG сжатия с коэффициентом 5:1. От стандартного MJPEG отличается использованием переменных таблиц квантования: при анализе крупных блоков (16x16 пикселов) выбираются малоинформативные группы – однородные блоки, для которых уровень компрессии повышается, и информативные блоки с большим количеством мелких деталей. Для последних уровень компрессии меньше стандартного. Разрешение – до 500 линий. В этом формате используется очень узкая лента: 1/4 дюйма (6,35 мм), что делает аппараты гораздо легче и компактнее. Существует несколько форматов, созданных на основе спецификации DV, в частности, DVCPRO (Panasonic) и DVCAM (Sony). Оба формата имеют сжатие 5:1. Считается, что для студийной техники это значение слишком велико, поэтому выпущен вариант формата DVCPRO – DVCPRO 50, с уровнем компрессии 3,3:1.
Устройства форматов DV могут обмениваться данными по интерфейсу FireWire. Схему его работы мы разберем в следующем разделе, посвященном компьютерному видео.
На сегодняшний день стремительно захватывает рынок DVD-video – формат цифровой видеозаписи, который, как предполагается, может прийти на смену аналоговым видео-CD. Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась как digital video disc (цифровой видеодиск). Однако, хотя наиболее распространенное использование DVD – действительно запись видеофильмов, этот формат может использоваться и для звука, для интерактивных игр и для другой информации. Поэтому, позже возникла расшифровка digital versatile disc (универсальный цифровой диск).
Как и для CD, здесь используется лазерный бесконтактный способ считывания. В отличие от компакт-дисков, информация может записываться на обеих сторонах носителя, кроме того, возможно использование двухслойной записи. Емкость диска до 17 Гбайт (в случае двухслойной двусторонней записи). Формат использует сжатие MPEG 2 и YUV-представление цвета. Поддерживается широкоформатное видео с соотношением сторон кадра 16:9. Каждому фильму может соответствовать 8 вариантов звукового сопровождения на разных языках и 32 варианта субтитров. Кроме того, можно выбирать (если это предусмотрено изготовителями фильма) ракурс просмотра и даже вариант развития сюжета. Разумеется, пока эта возможность используется редко. Для данного фильма и сюжета можно выбирать или отключать отдельные сцены (например, садизм или эротику).
В устройствах DVD используется более высокочастотный лазер, чем для CD, что позволило увеличить плотность записи. С другой стороны, это привело к тому, что диски DVD можно читать только на специальном устройстве. Совместимость с CD имеется только в одну сторону, то есть DVD-drive прекрасно читает компакт-диски, а вот CD-drive дисков DVD просто «не видит» (и издает при попытке их «подсунуть» недовольный скрежет). По сравнению с видео CD, качество DVD-записей несравненно выше, а поток данных примерно в 2–4,5 раза больше. Выигрывает DVD и при сравнении с аналоговым VHS. Конечно, этот формат не является студийным. При записи со студийным качеством стараются избегать компрессии или минимизировать ее. Итак, DVD – это бытовой формат, но, как сейчас модно говорить, нового поколения.
Единственное, что до сих пор сдерживало распространение данного формата, – это дороговизна устройств и дисков. Однако за последнее время ситуация кардинально изменилась. Существуют как автономные DVD-плееры, так и компьютерные встроенные DVD-ROM. Еще недавно DVD-плеер был примерно таким же атрибутом состоятельности, как толстая золотая цепь, малиновый пиджак и шестисотый «Мерседес». Сейчас автономное DVD-устройство можно купить менее чем за 500 долларов. Конечно, это дорого, но уже вполне доступно. Компьютерный привод DVD-ROM можно купить менее чем за 100 долларов, и, пока выйдет эта книга, цена наверняка еще уменьшится. Диски тоже довольно дороги, за рубежом они стоят 8-10 долларов, в Москве – 800-1000 рублей. Но цена дисков также снижается, хотя и не так быстро, как стоимость воспроизводящих устройств.
При проигрывании дисков необходима декомпрессия MPEG 2. Декодирование может производиться аппаратно (платой-декодером) и программно (с использованием ресурсов процессора). Программное декодирование сопряжено с рядом проблем, например со значительной загрузкой процессора и жесткими требованиями к видеокарте. Поэтому предпочтительнее установить декодер. Один из наиболее удачных декодеров – плата Hollywood plus – будет рассмотрен в соответствующей главе.
Обмен информации между автономными DVD-устройствами и компьютером возможен по интерфейсу FireWire.
Кроме воспроизводящих устройств, на рынке уже появились пишущие DVD-приводы: DVD-RAM – устройство для многократной перезаписи и DVD-R, при помощи которого можно делать однократную запись. Перезаписываемые диски сегодня допускают только однослойную запись. Их предельная емкость – 4,7 Гбайт. Пока не все в порядке и со стандартами пишущих DVD, поскольку ряд фирм планирует выпуск конкурирующих, несовместимых устройств.
В связи с теоретической возможностью для DVD неограниченного копирования без потери качества записей фирмы-производители придумали и пытаются распространить довольно изуверский способ защиты от копирования. Мир был поделен на шесть зон:
I. Северная Америка.
II. Япония, Европа, Средний Восток, Южная Африка.
III. Юго-Восточная Азия (включая Гонконг).
IV. Австралия, Новая Зеландия, Центральная и Южная Америка.
V. Северо-Западная Азия (Россия), Северная Африка.
VI. Китай.
Диск записывается для определенной зоны, и теоретически его нельзя просматривать на проигрывателях, предназначенных для других зон. Правда, эта защита давно «взломана» и существуют способы изменения настроек. Надо полагать, при все более широком распространении стандарта такой параноидальный способ защиты от «пиратства» быстро отомрет.
Когда книга была уже почти готова к печати, в Internet появилось сообщение, что фирмой Intel предложен для DVD новый вариант защиты, использующий кодирование всех точек изображения 56-битным ключом. Заметка заканчивается вполне логичным предположением: «все равно взломают».
Основные характеристики стандартов представлены в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Сводная таблица стандартов
Наконец о компьютерном видео
К сожалению, без хотя бы минимального представления о стандартах и способах представления видеоинформации невозможна успешная работа с компьютерным видео. Поскольку компьютерная видеозапись возникала не на пустом месте, а явилась преемницей магнитной цифровой видеозаписи, она переняла не только ее наработки, но и проблемы. Например, многие пользователи недоумевают, почему нельзя ввести кадр с произвольным соотношением горизонтального и вертикального размеров. Надеюсь, читатель уже вспомнил о принятом в телевидении стандарте кадра 4:3 и понимает, что изменение этого параметра не пройдет безнаказанным: будут искажены пропорции изображения или «отрезана» его часть. А если, например, кому-то из читателей предстоит заниматься одновременно нелинейным монтажом и вводом отдельных кадров, то (как надеется автор) вы уже понимаете, что в описании соответствующей платы видеоввода обязательно должны присутствовать сведения о том, может ли она захватывать кадры без сжатия.
Большая часть информации, относящейся к пленочным цифровым форматам, применима и к форматам компьютерным, но у компьютерного видео есть и некоторые специфические особенности. Во-первых, резко усложняются проблемы, связанные со скоростью записи. Если при разработке одного из цифровых форматов скорость протяжки пленки можно просто увеличить вдвое, то с жестким диском этого сделать, увы, невозможно (хотя и очень хочется). Увеличивать уровень компрессии, напротив, очень не хочется. Поэтому при работе с видео применяют различные приемы ускорения записи, в том числе распараллеливание потоков данных при помощи создания RAID-массивов, которые мы кратко рассмотрим в этом разделе.
Другой круг вопросов связан с интерфейсами для передачи данных. На самом деле в настоящее время даже эта проблема не может считаться относящейся только к компьютерной видеообработке. Многие цифровые форматы способны обмениваться данными. Создание шины FireWire, делающей возможным обмен между любыми цифровыми форматами, может значительно облегчить проблемы, связанные с передачей информации. На особенностях этой шины и связанных с ней ожиданиях мы также остановимся.
И, наконец, обратимся к еще одной частной, маленькой, но весьма неприятной проблеме, которая связана с ограничением на размер создаваемого на компьютере видеофайла в наиболее часто используемом формате AVI.
Прием и передача данных
Прежде всего следует отметить, что эта проблема не только компьютерная. С увеличением разнообразия цифровых форматов все более актуальным становится вопрос о способах обмена информацией между устройствами разных типов. Правда, для компьютерного видеоввода эта проблема стоит значительно острее, чем для устройств цифровой магнитной записи, поскольку в процессе нелинейного монтажа порой необходимо получать информацию от самых различных, как аналоговых, так и цифровых, устройств.
Разнообразие принимаемых сигналов ощутимо зависит от цены устройства. Например, самые дешевые платы захвата кадра и часть устройств нелинейного монтажа имеют только аналоговые входы. Обычно это композитный и S-video сигналы. Более дорогие устройства позволяют использовать компонентный сигнал. Естественно, совершенно бессмысленно при передаче от цифрового устройства преобразовывать сигнал в аналоговый, а затем вновь оцифровывать его. Для обмена данными между цифровыми устройствами используется несколько стандартов. Для приема/передачи некомпрессированной информации студийного качества используется последовательный интерфейс SDI (Serial Date Interface, SMPTE 259). SDI осуществляет передачу некомпрессированного компонентного сигнала с дискретизацией 4:2:2, уровнем квантования 10 бит и с разрешением 525 и 625 строк (поток 270 или 360 Мбит/с). Для компрессированных форматов применяется разработанный на основе SDI интерфейс SDTI.
...
Разумеется, компрессированную информацию можно передавать и по протоколам обмена, разработанным для несжатого видео. Однако несколько циклов компрессии/декомпрессии могут значительно ухудшить качество изображения. Поэтому подобных ситуаций лучше избегать.
На основе SDI и SDTI можно создавать линии связи длиной до 300 м. Линии выполняются из коаксиального кабеля и BNC-коннекторов. Для приема данных на компьютер по интерфейсу SDI и/или SDTI требуется наличие специального контроллера. Наличие такого устройства дает возможность принимать сигналы практически в любом распространенном цифровом формате, например DV, Digital S, Betacam SX. Комплексы нелинейного монтажа высшего ценового класса нередко имеют SDI-интерфейс. Поддержка SDI-интерфейса возможна в Windows NT. Необходимые драйверы практически аналогичны тем, которые используются для обслуживания шины FireWire (см. ниже).
В настоящее время, несмотря на обилие цифровых форматов (а возможно, именно по этой причине), происходит постоянный поиск универсальных средств обмена цифровой информацией между компьютером и разнообразными устройствами.
Некоторое время назад в качестве претендента на универсальный интерфейс предлагалась шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина), которая (теоретически) позволяет последовательно подсоединить до 128 устройств. Для передачи высококачественного видео эта шина не очень подходит по причине низкой скорости передачи данных: 12 Мбит/c (средняя скорость составляет 900 Мбайт/с). Этого вполне достаточно для цифровой фотокамеры или сканера, но недостаточно для ввода полноразмерных кадров в реальном времени. Выпускаются и даже иногда неплохо работают DV-видеокамеры с интерфейсом USB. Существует некоторый ассортимент внешних USB ТВ тюнеров и устройств захвата кадра. Это в основном устройства бытового класса, предназначенные для участия в Internet-общении, создания домашних цифровых архивов (см. главу 6).
Естественно, для работы с USB-устройствами необходимо иметь соответствующий порт на материнской плате. Кроме того, до сих пор при работе с ними нередко возникают проблемы, связанные с недоработками программного обеспечения.
...
Тем, кто решил попытать счастья с устройствами USB, следует помнить, что поддержка работы шины есть не во всех операционных системах. Еще до покупки оборудования обязательно выясните у продавца, гарантирует ли он успешную работу устройств USB в вашей конфигурации. Лучше всего покупать такое оборудование с правом возврата без объяснения причины, («money back» [1] ) в течение определенного числа дней (обычно от трех до двух недель), поскольку вполне работоспособное на компьютере продавца «железо» может отказаться работать у вас.
В случае, когда работа по USB-порту невозможна или его просто нет, для внешних устройств используется LPT-порт (принтерный). Конечно, в этом случае скорость передачи еще меньше, однако, если нам необходимо принять отдельный кадр или записать ролик с кадрами небольшого размера, ее вполне достаточно. В виде LPT-устройств реализованы некоторые комплекты для Internet-конференций, а также устройства линейного монтажа (например, Miro Studio 400). Кстати, это устройство имеет качество кадра, не уступающее (если не превосходящее) профессиональным платам нелинейного монтажа типа Miro Video 30.
Еще один способ передачи изображений от внешних устройств – использование шины PCMCIA, которая обычно имеется на ноутбуках. Эта шина имеет два варианта реализации, отличающихся скоростью передачи. Для универсальных устройств PCMCIA размер кадра и качество изображения практически не отличаются от LPT – устройств. Для модификации шины ZV (Zoom Video) возможен прием видео с кадрами полного размера. Понятно, что устройства PCMCIA производятся для ноутбуков и это опять-таки не более чем игрушки.
Многие устройства видеоввода относятся к внутренним, обычно это платы на шине PCI. В первой главе мы уже говорили о различиях, связанных с числом бит данных, которые можно одновременно передать по шине. На сегодняшний день чемпион – шина AGP (64 бита), спроектированная специально для видеоплат 3D-ускорителей. Внутренние устройства видеоввода (а это большая часть устройств) работают на стандартной шине PCI (32 разряда). В спецификации вы нередко можете увидеть позицию «устройство Bus Master». Это означает, что данная плата может управлять шиной, то есть передавать данные без участия центрального процессора. Во время передачи информации устройство, поддерживающее Bus Mastering, захватывает шину и становится главным. Такой подход обычно используется для высвобождения ресурсов процессора для передачи больших объемов информации. Если у вас стоит материнская плата, созданная на заре появления стандарта PCI, с режимом Bus Mastering могут возникнуть проблемы, и такое устройство, скорее всего, не только не будет работать нормально, но и вызовет «зависание» системы.
Проблема создания универсальной шины продолжает волновать умы разработчиков. Очередной кандидат на эту роль – шина FireWire (IEEE 1394-95). Как ясно из названия, основной особенностью шины должна стать необычайно высокая скорость передачи. Это действительно так: пропускная способность шины, в зависимости от подключенного оборудования, – от 100 до 400 Мбит/с. Это последовательная шина. Она допускает подключение 63 устройств. Кроме того, несколько шин (до 1024) могут соединяться мостами в сеть. Все устройства имеют равные права доступа. Функции управления выполняет «корневое устройство», которым обычно (но не обязательно) является компьютер. Для управления не требуется отдельных маршрутизаторов, концентраторов, заглушек и т. д. Кабель представляет собой две витые пары и два провода питания, поэтому часть устройств может получать питание непосредственно от шины. Шина допускает «горячее подключение» устройств (без остановки работы).
Данная шина предлагается в качестве универсального интерфейса между любой цифровой техникой, начиная от RAID-массивов и заканчивая видеокамерами. Используя интерфейс FireWire, можно принимать видео в формате DV и организовывать «перекачку» между разными форматами. Обычно дорогостоящие платы нелинейного монтажа имеют FireWire-интерфейс. Кроме того, существуют достаточно простые устройства с FireWire-входами (например, плата Miro Studio DV), поэтому можно сказать, что прием данных по интерфейсу FireWire может организовать практически каждый пользователь, имеющий компьютер Pentium 233 и выше (рекомендуемое ограничение для этой платы).
Однако, несмотря на то что цифровой интерфейс становится все более модным, большинство пользователей, по крайней мере, в нашей стране, пока не имеют цифровой видеотехники и, следовательно, для них наличие FireWire-шины может быть лишь вопросом престижа, а отнюдь не качества работы. В реальной практике мы обычно вынуждены работать с композитным сигналом, принимаемым от устройств VHS, и мириться со всеми недостатками такого решения.
Запись данных
Какой пользователь не любит быстрой работы? Если говорить серьезно, высокая скорость записи имеет принципиальное значение при вводе видеопоследовательностей. Непосредственное следствие недостаточно высокой скорости – пропущенные кадры. Вот почему при работе с магнитной видеозаписью операторы готовы идти на увеличение размеров и стоимости оборудования, расхода ленты и другие неудобства, лишь бы получить возможность быстро регистрировать большие потоки данных. Увы, многие из их ухищрений не подходят для работы с жесткими дисками – основным хранилищем информации для компьютера. Приходится придумывать свои.
В настоящее время существуют два основных типа жестких дисков: с интерфейсом IDE и SCSI. Устройства с интерфейсом SCSI обычно рекомендуются продавцами как наиболее быстрые. На самом деле их использование далеко не всегда оправдано. Во-первых, они в 1,5–3 раза дороже, при этом далеко не во столько же раз быстрее.
...
Шина SCSI, использующая параллельную передачу данных, – первая попытка создания универсального, аппаратно независимого интерфейса (ближе к нам на этой эволюционной линии стоят USB и FireWire, с которыми вы познакомились в предыдущем разделе). Спецификация SCSI-1 (1985 г.) предусматривала 8-разрядную шину, допускала подключение до 8 устройств и имела скорость обмена от 1,5 до 5 Мбайт/c. Затем прошли усовершенствования интерфейса, увеличившие скорость и число подключаемых устройств: SCSI-2, Fast SCSI, Wide SCSI. Работа с SCSI требует некоторой квалификации, поскольку каждое устройство должно иметь свой уникальный номер. Поэтому при подключении неопытным пользователем нескольких устройств могут возникнуть определенные проблемы.
Ultra Wide SCSI имеет скорость передачи 40 Мбайт/с. Диски IDE спецификации UltraATA/33 (UltraATA) – скорость 33 Мбайт/с. Такие диски выпускаются сейчас всеми крупными производителями. Они устанавливаются в компьютере как обычный жесткий диск и совершенно не требуют от пользователя каких-либо дополнительных усилий. У наиболее современных Ultra 2 Wide SCSI скорость передачи до 80 Мбайт/c (уже появились устройства Ultra 3 – скорость до 160 Мбайт/с). Производители ГОЕ не отстают: фирма Quantum предложила спецификацию UltraATA/66, предусматривающую удвоенную по сравнению с UltraATA/33 скорость передачи – 66 Мбайт/с. Правда, эти диски уже требуют подключения при помощи специального 80-жильного кабеля (при подключении обычным 40-жильным они будут работать как ATA/33). Но это единственное их отличие, заметное пользователю. Работа же с SCSI-устройствами требует некоторой квалификации, хотя в среднем скорость дисковой подсистемы на основе SCSI-устройств 1,5 раза выше, чем при использовании IDE-устройств того же класса. Кроме того, IDE-устройства, например, не поддерживают на аппаратном уровне многопотоковый режим, поэтому одной из причин пропуска кадров при работе в среде Windows 95/98 являются изменения в файле подкачки, происходящие во время записи видео.
Но самое главное впереди: впечатляющие цифры, приведенные в предыдущем абзаце, мало что значат для реального процесса записи. Эти цифры отражают скорость передачи данных по шине. Скорость записи на диск значительно меньше и очень зависит от конкретной ситуации. Различия по скорости записи для отдельного IDE– и SCSI-дисков весьма невелики и определяются механическими особенностями самого носителя, а не характеристиками шины. Для того чтобы использовать преимущества высокоскоростной передачи, мы должны иметь несколько одновременно работающих дисков. Но об этом речь пойдет ниже. Если же мы говорим об одном носителе, следует выбирать диски, оптимизированные для видеозаписи. Они рассчитаны на безостановочную запись длинных последовательностей. Обычный диск в разгаре записи может остановиться для термокалибровки головок. Если это происходит в момент ввода видеопоследовательности, появятся пропущенные кадры. Диск, оптимизированный для видео, будет производить термокалибровку по окончании записи последовательности.
