Создаем видеодиск

Преимущества цифрового видео многим хорошо известны (см. "Домашний ПК", # 5, 2001). Мы обзаводимся платами захвата аналогового видео, покупаем еще более дорогие цифровые камеры… Для чего? Чтобы, потратив кучу времени, превратить отснятые сюжеты в интересный динамичный фильм на компьютере и снова "загнать" его на VHS-кассету, безвозвратно потеряв при этом качество? Ведь создавать домашний видеоархив, к примеру, на пленках стандарта MiniDV или Digital8 — непозволительная роскошь, а приводы DVD-R по-прежнему очень дорогие. Как же сохранить качество любительских фильмов? Есть ли сегодня у видеолюбителя реальная альтернатива VHS-пленкам? На эти вопросы мы и постараемся ответить в этой статье.

Как известно, компакт-диски (Compact Disk, CD) уже не раз приспосабливали для хранения различного рода информации — аудио, фото, видео и т. д. Казалось бы, оцифрованные данные должны иметь похожую структуру, однако форматы соответствующих "компактов" значительно разнятся. Стандарт Audio CD первоначально был представлен компанией Philips в конце 70-х годов. В то время 74 мин стереомузыки великолепного качества c глубиной оцифровки 16 бит и частотой дискретизации 44,1 kHz являлись пределом мечтаний меломана. Скорость информационного потока данных при чтении с такого носителя составляла около 150 Kbps (или 1Х), а полная емкость диска превышала 650 МВ. Заманчиво было приспособить такие ресурсы для хранения прочих оцифрованных данных.

В 1983 г. Philips и Sony разработали первый CD-ROM, а далее все пошло как по маслу. Вскоре появляется интерактивный CD-I, затем Kodak "узаконивает" Photo CD, используемый специально для удобного хранения и просмотра фотографий, и, наконец, в 1993 г. Philips и JVC выпускают Video CD (VCD) версии 1.1, а год спустя, когда к проекту присоединились Sony, Matsushita и др., появляются спецификации 2.0. Сегодня уже в ходу Interactive Video CD 3.0, правда, пока этот стандарт еще не поддерживают многие бытовые проигрыватели.

Записываем VCD

Итак, стандарт Video CD разработан исключительно для того, чтобы хранить оцифрованные видеофрагменты в формате MPEG-1 (Motion Picture Expert Group), который определяет текущий метод компрессии видеоданных (скорость видеопотока 1125 Kbps, аудиопотока — 224 Kbps), благодаря чему вы можете записать на таком диске до 70 мин видеоклипов в полноэкранном разрешении с отличным стереозвуком.

Darim DVMPEG обладает завидной скоростью кодировки AVI-файлов в формат MPEG-1/2

Если в кадре нет резких движений, качество такого видео можно сравнить с VHS, в противном случае (при быстрой трансфокации или стремительных перемещениях снимаемых объектов) экран покрывается множеством квадратиков, что несколько ухудшает восприятие сюжета. Кстати, на TV-приемнике подобные артефакты менее заметны, чем на мониторе ПК. Зато звук значительно лучше того, который можно сохранить на VHS-пленке.

Пусть вас не смущает, что на нашем рынке нередко предлагаются VCD довольно низкого качества. Чем это объяснить? Плохое устройство MPEG-кодирования, зашумленный видеоисходник, устаревшие технологии производства — вот лишь некоторые из причин тому. Если же для создания VCD используются современные аппаратные средства и отличные исходники, то вы будете вполне удовлетворены конечным результатом.

Компакт-диск в формате Video CD 1.x представляет собой один или более треков аудиовидеоданных в формате MPEG-1. Основное свойство таких дисков — "линейное" проигрывание видео (аналогично аудиодиску) без использования статичных изображений. Video CD может содержать до 1 ч 12 мин полноэкранного видео и 72 мин качественного звука (Audio CD). Не связанные друг с другом видеофрагменты обычно разбивают на отдельные треки для быстрого доступа к каждому из них.

В версии Video CD 2.0 добавлена возможность создания экранного меню (с информацией о содержании каждого трека) и сохранения статичных изображений (до 2000) со звуковым сопровождением или без него, поддерживаются кодировки PAL и NTSC. Диски, соответствующие таким спецификациям, содержат до 98 A/V-дорожек (A/V — Audio/Video), на которые можно записывать не только видео, но и мультимедийные презентации и слайд-шоу.

Видеодиски воспроизводятся как на компьютере в дисководах CD/DVD-ROM с помощью программных средств, так и на многих игровых платформах (Sony Playstation, Dreamcast и др.), оснащенных специальными VCD-адаптерами, а также на бытовых VCD- и DVD-плейерах. Проигрывание VCD в последних осуществляется на аппаратном уровне. Общее правило: перед покупкой DVD-плейера необходимо проверить, работает ли он с Video CD 2.0, записанным на CD-R/RW (чаще всего устройства Panasonic не читают перезаписываемые видеодиски, с моделями Sony и Pioneer такие проблемы возникают реже, изделия Philips, как правило, успешно справляются с этой задачей). Кстати, Video CD 1.1 можно проигрывать в плейерах, поддерживающих стандарт 2.0.

Для воспроизведения VCD на ПК можно использовать следующие приложения: Power VCD Player, Xing MPEG Player, стандартный Windows Media Player и др.

Как создать Video CD? Первым делом необходимо захватить видео и/или аудио на жесткий диск компьютера, используя плату захвата с аппаратным кодировщиком MPEG-1, или перекодировать данные, захваченные другим способом (см. также "Нелинейный подход к созданию фильмов", "Домашний ПК", # 5, 2001), в формат MPEG-1 с помощью программного кодировщика. Затем следует конвертировать все статичные изображения, которые планируется использовать на VCD, в формат JPEG с размером кадра 704 x 576. После чего с помощью специальной программы, применяемой для создания Video CD, нужным образом комбинируют аудио- и видеоданные, а также неподвижные изображения и записывают их на CD-R. Ниже мы рассмотрим весь этот план действий более подробно.

А пока возникает вопрос: если существует некий файл в формате MPEG-1, можно ли его, записав привычным способом на CD-R/RW, прослушивать на бытовом проигрывателе Video CD? Увы, нет. ПО, необходимое для записи Video CD, добавляет специальные контрольные данные к VCD-трекам. Даже если файл имеет правильные скорость потока данных (bitrate) и соотношение размеров кадра, все равно его нужно должным образом обработать, чтобы получить диск стандарта Video CD 2.0.

Как правило, программное MPEG-1-кодирование забирает очень много времени. Аппаратные кодировщики справляются с подобными задачами в масштабе реального времени. Они сжимают видео с той скоростью, с которой оно подается на вход. Кодирование AVI-файлов происходит еще быстрее (1 мин видео примерно за 20 с). Однако такие устройства чаще всего кодируют только первое поле видеофрейма и полностью игнорируют второе, так что в данном случае непременно теряется качество при быстром движении на экране. Кроме того, поскольку аппаратные кодировщики должны сжимать поток в режиме реального времени, то они обычно не успевают осуществлять шумовое фильтрование. Таким образом, конечный результат может быть иногда более зашумленным по сравнению с полученным с помощью программного кодировщика. Выбрать устройство для аппаратного кодирования вам помогут страницы: www.bernclare.com/mpegprod.htme, www.heuris.com, www.digitalvideosolutions.com/products.htm.

Из программных MPEG-1-кодировщиков можно посоветовать последнюю версию Panasonic MPEG1 Encoder — один из наиболее популярных; Ligos LSX-MPEG Encoder — довольно быстрый, поддерживает MPEG-2; Xing MPEG1 Encoder — очень быстрый, хотя не стоит им кодировать фильмы с низким bitrate или клипы с резкими движениями; Darim DVMPEG — также поддерживает MPEG-2, обладает хорошими качеством и скоростью; bbMPEG — свободно распространяемый, но довольно медленный и др.

Panasonic MPEG1 Encoder – одна из наиболее популярных программ, используемых при создании VCD

Многие из этих кодировщиков поставляются как в виде отдельных программ, так и в виде дополнений к Adobe Premiere. Обычно в настройке ряда приложений можно выбрать шаблон Video CD/PAL, и все необходимые параметры будут проставлены автоматически. И все же для получения наиболее приемлемого результата следует выделить характерный фрагмент из вашего будущего фильма (протяженностью 1 мин, не более) и поэкспериментировать с настройками (благо, их не так много): изменить (если доступно) тип матрицы кодирования и последовательность опорных кадров, заданные по умолчанию, коррекцию тона (ПК или TV) и т. д. Определенная свобода для таких экспериментов существует, поскольку стандарт Video CD ставит жесткие требования лишь на максимальную скорость видео- и аудиопотока. В результате можно заметно улучшить качество кодирования, однако такой подход, естественно, требует терпения и времени.

Оборудование домашней студии, необходимое для создания VCD

1. Устройство захвата видео
1.1. Адаптер с поддержкой аппаратного кодирования MPEG-1

Им стоит обзаводиться в том случае, если вы имеете дело с очень качественными исходниками и если объемы работ у вас довольно большие. Отметим также, что с файлами, сжатыми аппаратным MPEG-1-кодировщиком, справится не всякий видеоредактор, кроме того, последующее редактирование таких клипов отрицательно сказывается на их качестве. И все же захват видео непосредственно в MPEG-1 имеет и ряд положительных свойств. Во-первых, создаваемые файлы изначально занимают намного меньше места на диске, чем AVI, и, во-вторых, не требуется много дополнительного времени для их перекодирования.

1.2. Карта видеозахвата

Владельцам аналоговых камер без нее никак не обойтись. Я бы порекомендовал плату, поддерживающую аппаратную MJPEG-компрессию (сам использую miroVideo Studio DC10 Plus).

1.3. Адаптер, реализующий интерфейс FireWire (IEEE 1394)

Такое устройство необходимо для загрузки в компьютер видео, отснятого с помощью цифровой камеры. Рекомендую Pinnacle Studio DV Plus.

2. Емкий и производительный жесткий диск

По нынешним меркам — как минимум 30 GB, хотя я до сих пор с успехом использую 16,4 GB. Владельцы устройств, поддерживающих аппаратную MPEG-1-компрессию, могут утешиться и менее емким диском (для справки: 1 ч видео, содержащийся в MJPEG-компрессированном AVI-файле с размером кадра 352 x 288, занимает приблизительно 4 GB, а 1 ч видео формата MPEG-1 352 x 288 потребует около 650 MB). Главное, постоянно поддерживать его в дефрагментированном состоянии. Кроме того, если вы захватываете видео без сжатия (например, с помощью видеокарты с видеовходом), скорость записи данных на HDD должна быть не менее 7 MBps, если же используете плату с аппаратной MJPEG-компрессией — как минимум 3 MBps.

3. Быстрый процессор

Программная перекодировка AVI в MPEG-1 требует очень много времени. Производительный процессор способен намного сократить его. Я использую систему со 128 MB ОЗУ и P-III 800 MHz, которая в среднем перекодирует 15-минутный MJPEG-компрессированный AVI-файл в MPEG-1 примерно за 2 ч.

4. Большой объем ОЗУ

Очень важно иметь ОЗУ объемом хотя бы 128 MB (желательно как минимум PC100 SDRAM). Емкость и скорость доступа к RAM очень влияют на скорость процессов захвата видео и перекодировки.

5. Звуковая карта с интерфейсом PCI

В майском номере журнала мы подчеркивали, что сравнительно дешевые платы захвата видео для записи аудио обычно используют звуковую карту, установленную в системе. В случае применения ISA-аудиокарт могут наблюдаться серьезные проблемы с синхронизацией аудио и видео. Поэтому лучше использовать современный PCI-аудиоадаптер, я бы порекомендовал SBLive!.

6. Привод CD-R/RW

Для выбора устройства опять-таки обратитесь к материалам, опубликованным в "Домашнем ПК", # 5.

Как правило, большинство современных CD-R/RW комплектуются программами, в которых реализована возможность записи VCD, например такими, как Adaptec Ez CD Creator, Bs Recorder, CeQuadrat WinOnCD, Nero, NTI CD MAker Pro и др. Благодаря мастерам, существующим в этих приложениях, они очень просты в освоении, поэтому отдельно на них останавливаться не хочется. Я применяю Nero 5. Надо сказать, поддержка VCD в нем выполнена очень неплохо.

План действий

1. Захватываем full-frame видео, т. е. оба поля (576 линий для PAL).

Как известно, скорость потока фреймов (framerate) для видео, захватываемого в системе PAL, составляет 25 fps (frame per second). Фрейм содержит два чередующихся поля. В первом содержатся нечетные телевизионные линии разверстки, во втором — четные. По сути, каждое поле демонстрируется 1/50 долю секунды и является полностью новой картинкой. Попробуйте проиграть на вашем видеомагнитофоне клип, содержащий быстро перемещающиеся объекты, и затем нажать кнопку Pause. Экран будет мерцать, демонстрируя два различных изображения. На самом деле показывается один фрейм, состоящий из двух полей, быстро чередующихся друг с другом (50 раз в секунду). Поэтому лучше всего захватывать исходный материал с размером кадра 720 x x 576 (PAL) и частотой 50 полей/25 фреймов в секунду, тогда после деинтерлейсинга (deinterlace) и ресэмплинга (resampling) качество выходной картинки размером 340 x 288 будет значительно лучше.

2. Используя видеоредактор (например, Adobe Premier), урезаем сцены до нужного размера; определяемся с тем, что будет на будущем Video CD — один большой видеотрек или несколько маленьких.

3. Производим деинтерлейсинг фреймов для каждого видеосюжета на монтажном столе, что надлежащим образом скомбинирует два захваченных поля в один кадр. В Adobe Premier это делается следующим образом: на каждой сцене на временной линии щелкаем правой кнопкой мыши и отмечаем Video Options —> Field Options —> Always Deinterlace.

4. Изменяем размер кадров захваченных деинтерлейсированных фрагментов до 352 x 288 для PAL (этот процесс называют ресэмплингом).

5. Перекодируем видеофрагменты в MPEG-1, например с помощью Xing MPEG Encoder (если, конечно, вы не захватывали видео уже в MPEG-1-компрессированном виде).

6. В графическом редакторе конвертируем в формат JPEG (704 x 576, достаточно разрешения 72 dpi) все фотографии и картинки, которые планируем перенести на VCD.

7. Используя ПО, поставляемое со всеми современными приводами CD-R/CD-RW, создаем VCD из соответствующего CD-R/RW-бланка.

Замечания

1. Существуют два пути для избежания ограничения Windows в 2 GB для AVI-файлов. Во-первых, вы можете исходный материал разделить на несколько частей, затем каждую из них отдельно сжать в MPEG-1-файл, после чего соединить их все вместе, например с помощью приложения M1-Edit Professional или даже обыкновенным побитовым копированием в DOS-сессии (команда copy/b <имя_файла>+<имя_ файла>+…+ <имя_файла>). Во-вторых, сгенерировать полнометражный сюжет в вашем видеоредакторе и затем сохранить его в виде единого MPEG-1-файла (предварительно выполнив пункты 3 и 4 плана действий), используя подключаемые модули типа DVMPEG, Xing MPEG1 Encoder, Panasonic MPEG1 Encoder и др.

2. К сожалению, некоторые пользователи, создавая домашний видеоархив на VCD, рассуждают примерно следующим образом: "Я проигрываю собственные VCD только на своем компьютере, зачем же мне заботиться о том, чтобы мои VCD были записаны в соответствии с общепринятыми стандартами?". В корне ошибочное мнение. Уже сегодня существует множество людей, использующих бытовые DVD-проигрыватели как основу домашней видеотеки. Когда-нибудь и вы приобретете такое устройство. Не думаю, что вам понравится тот факт, что вся ваша коллекция окажется негодной для воспроизведения на нем.

3. Процесс создания VCD во многих программах, идущих в комплекте с приводами CD-R/RW (например, в Nero 5), предельно прост: выбираем полученные после MPEG-1-кодирования файлы и подготовленные картинки и в нужном порядке включаем их в проект. Однако для сложных иерархических систем меню, поддерживаемых стандартами Video CD 2.0 и 3.0, следует использовать специальные приложения, например CeQuadrat Video Pack .

4. За более детальной информацией обращайтесь на сайты www.vcdhelp.com, www.cdrinfo.com/articles/videocd/index.shtml.

Дальнейшее улучшение качества. Super VCD

LSX-MPEG Encoder выпускается как в виде дополнения к Adobe Premiere, так и в виде отдельной программы

И все же качество Video CD, какие бы спецификации мы ни использовали (1.0, 1.1, 2.0 или 3.0), оставляет желать лучшего. Неприятно наблюдать, как теряется четкость картинки, отснятой, например, на Video8-, SVHS- или, тем более на цифровой камере. Можно ли найти пути решения этих проблем? Безусловно. И первый из них — XVCD (eXtended Video CD). Это фактически все тот же Video CD 2.0, только с MPEG-1-видео в улучшенном разрешении (до 480 x 576 в PAL) и со скоростью потока данных до 3,5 MBps. Однако не все CD-R/RW способны обеспечить такой bitrate, и, кроме того, далеко не все бытовые DVD-плейеры могут проигрывать XVCD.

Второй способ решения описанных выше проблем — кодировать видео в MPEG-2, сохранять получаемые файлы на CD-R/RW и ждать лучших времен, когда значительно подешевеют приводы DVD-R, чтобы впоследствии создать на их основе стандартные DVD-диски. Еще вариант: использовать бурно развивающийся ныне метод компрессии MPEG-4. При этом можно добиться качества чуть лучше, чем VCD, но все же заметно хуже, чем DVD (см. www.digital-digest.com).

Однако самый реальный и приемлемый на сегодня путь сохранения высококачественного видео — Super VCD (SVCD). Этот стандарт был разработан Китайским национальным комитетом стандартов (China National Committee of Standards) и впоследствии поддержан компаниями Philips, Sony, Matsushita и JVC. В нем используется метод компрессии MPEG-2. По сути своей MPEG-2 является расширением MPEG-1, он применяется для телетрансляций и записи DVD. Но самое существенное различие между MPEG-1 и MPEG-2 состоит в том, что последний поддерживает переменный поток данных (Variable Bit Rate — VBR). SVCD обеспечивает гораздо более четкое изображение, чем VCD, используя разрешение 480 x 576 (PAL). SVCD обратно совместим с форматами VCD 1.1, 2.0 и Interactive VCD 3.0.

На дисках SVCD можно разместить до 40 мин видео, что вполне достаточно для любительских сюжетов. SVCD воспроизводятся с помощью любого программного DVD-плейера. С бытовыми проигрывателями дело обстоит несколько хуже. Совместимость с SVCD должна быть конкретно оговорена в инструкции. Чаще других SVCD-диски поддерживают DVD-проигрыватели от Philips и Pioneer.

Записываем SVCD

К сожалению, MPEG-2-кодирование в бесплатной версии TMPGEnc поддерживается всего 30 дней с момента установки

План создания SVCD во многом напоминает рассмотренную нами выше последовательность действий для VCD, вот только для кодирования и записи бланков CD-R применяются другие приложения или шаблоны. Итак:

1. Захватываем full-frame видео с размером кадра 720 x 576 (PAL) и частотой 25 кадров в секунду. Естественно, никаких аппаратных MPEG-1-кодировщиков применять не нужно, а вот платы с аппаратной MJPEG-компрессией будут в самый раз.

2. Используя видеоредактор (настоятельно советую Adobe Premiere), на монтажном столе готовим макет фильма: добавляем музыку, титры, расставляем переходы между сценами и т. д. Кроме того, определяемся, будет ли наш SVCD состоять из одного большого трека или нескольких маленьких.

3. Производим деинтерлейсинг фреймов для каждого видеосюжета на временной линии.

4. Изменяем размер захваченных фрагментов до 480 x 576 для PAL.

5. Перекодируем видеофрагменты в MPEG-2.

Сегодня существует большое количество MPEG-2-кодировщиков, например все тот же bbMPEG — множество настроек для MPEG-2, кодирует очень медленно, хотя качество вполне пристойное; Cinema Craft Encoder — довольно быстрый и качественный; Ligos LSX-MPEG Encoder — именно им я и пользуюсь чаще всего, не скажу, что он лучший, просто к нему привык и др. Обязательно найдите время для экспериментов: испытайте в деле несколько кодировщиков, раз и навсегда разберитесь с настройками (кстати, их довольно много). Результаты компрессии одних и тех же сюжетов могут разительно отличаться друг от друга, и только собственный опыт вам подскажет, какие параметры лучше применить к тем или иным видеофрагментам.

Многие из кодировщиков могут также поставляться как в виде отдельных приложений, так и в виде дополнений к Adobe Premiere. Я использую LSX-MPEG Encoder именно в виде дополнения к Adobe Premiere.

Nero 5.0 содержит стандартные шаблоны для записи VCD и SVCD

Обычно поступаю следующим образом: File —> Export Timeline —> Movie. В окне Export Movie нажимаю кнопку Settings. Затем в разделе General в поле File Type —> LSX MPEG-1 or MPEG-2. Используя Advanced Setting, привожу в соответствие со стандартом Super VCD основные установки (Maximum bitrate, Video Source Format и др.). Далее, в разделе Video указываю: Frame Size — 480 x 576 и Frame Rate — 25. И, очень важно, в разделе Special Processing нажимаю кнопку Modify и отмечаю опцию Deinterlace. В конце концов задаю имя файла, инициализирую процесс перекодировки и иду отдыхать (15 мин видео будет перекодироваться не менее 2 ч).

Если нет желания разбираться со всеми этими установками, воспользуйтесь бесплатным кодировщиком TMPGEnc — одной из немногих программ, содержащих шаблон для создания SVCD.

6. В графическом редакторе конвертируем в формат JPEG (704 x 576, достаточно разрешения 72 dpi) все фотографии и картинки, которые планируем перенести на SVCD.

7. Используя ПО, поставляемое со всеми современными приводами CD-R/RW, готовим проект и создаем SVCD из соответствующего CD-R/RW-бланка. Nero 5, например, имеет шаблон для SVCD.

Все! Желание есть, план указан, все недостающие компоненты можно купить или найти в Internet. Удачных вам творений, господа!

При создании видеодисков очень внимательно следите за тем, чтобы параметры ваших данных соответствовали значениям, указанным в таблице.