Чем отличаются цифровые аудио и видеопотоки с точки зрения их компьютерной обработки

Обновлено: 03.07.2024

С учётом специфики отечественного рынка и приоритетов его покупателей под словом «компьютер» будет подразумеваться машина архитектуры X86 (привычный ПК), работающая под управлением операционной системы Windows XP.

Структура аудиотракта ПК

По своей внутренней структуре персональный компьютер (ПК) во многом схож со стационарным аудиооборудованием, однако ПК – модульная конструкция, что позволяет нам гибко варьировать конфигурацию в рамках одного устройства (системного блока). В этом заключается одно из главных преимуществ компьютерных систем перед готовыми аудиокомпонентами: вместо того чтобы покупать новый аппарат, можно поменять один или несколько узлов, что обойдётся значительно дешевле.

В большинстве случаев схема формирования звука посредством ПК выглядит следующим образом: цифровой аудиопоток с какого-либо носителя (CD, DVD), жёсткого диска или через локальную сеть попадает в компьютер. Точнее – в его системную (или, как её ещё называют, материнскую) плату, на которой установлены центральный процессор, оперативная память, чипсеты, контроллеры и прочее. Благодаря взаимодействию звуковой подсистемы и программного обеспечения с основной частью, костяком, компьютера звуковой поток проходит обработку или же подаётся как есть в звуковую подсистему, где преобразуется в аналоговую форму и выводится на активные колонки, наушники или иное оборудование.

Звук на ПК: структура аудиотракта. Упрощённая схема

Основная часть компьютера по большому счёту остаётся неизменной (смена процессора или системной платы прямого влияния на качество звука не оказывает, точнее – не должна оказывать, хотя и тут есть свои подводные камни, о которых мы поговорим ниже). Соответственно, возможные направления для улучшения качества звука – подбор соответствующей звуковой карты и акустических систем. Не считая акустической обработки помещения и правильного размещения как слушателей, так и громкоговорителей в комнате (в случае использования наушников пункты про акустику помещения можно исключить).

Звуковые карты

Как подобрать звуковую карту? Первым делом стоит определиться – для каких целей приобретается этот компонент ПК и надо ли его вообще покупать. Ведь если ваша цель – слушать фоновую музыку через недорогие пластиковые колоночки, то смысла в покупке отдельной аудиокарты нет никакого – хватит и звукового чипа, встроенного в системную плату компьютера или ноутбука. Да, качество звука не будет высоким, но на дешёвой акустике эти изъяны едва ли проявят себя, поскольку звук в целом будет задушен искажениями из-за некачественных динамиков, корпусными резонансами и усилителя таких колонок. Во всех остальных случаях реализация качественного аудиотракта на ПК невозможна без хорошей звуковой подсистемы, которую пользователь приобретает в соответствии с собственными предпочтениями.

Основные «тематические» направления, по которым подразделяются аудиокарты, – «для компьютерных игр», «для работы со звуком» (они же для прослушивания музыки) и «универсальные». Рассматривать последние особого смысла нет, так как принципиально разные требования в подавляющем большинстве случаев не позволяют в должной мере реализовать и игровые, и, так сказать, музыкальные способности в рамках одного устройства. Ведь для корректной реализации объёмного звука в играх требуется производительный DSP (сигнальный процессор), выполняющий сложную обработку звука. Часто сигнал проходит довольно длинный путь, прежде чем добраться до цифро-аналоговых конвертеров, которые в «игровых» картах обычно являются второстепенным звеном: «мощный» процессор, поддержка многоканального звука, обильные коммутационные возможности и множество программных фишек привлекательнее для рядового покупателя, чем какой-то непонятный ЦАП. Тем не менее существуют ли универсальные карты, которые не только полностью удовлетворяют потребности геймера, но и могут служить достойной платформой для построения музыкальной системы? Да. Как нетрудно догадаться, речь идёт о семействе X-Fi компании Creative. На сегодняшний день это самые прогрессивные звуковые карты – как по наворотам и вычислительной мощности, так и по качеству звука. Разумеется, среди «домашних» моделей. Нельзя сказать, что X-Fi – панацея, но более интересных с точки зрения универсальности предложений на рынке пока нет.

Звук на ПК: звуковые карты Creative серии X-Fi

Но за удовольствие приходится платить: базовая модель с поддержкой восьмиканального звука (актуально для игр и домашнего кинотеатра) стоит примерно полторы сотни долларов, а варианты с блоком для отсека 5,25”, на котором расположены входы/выходы, а также усилитель для наушников, стоят более $200. Наконец, флагманская модель X-Fi Elite Pro, сочетающая «игровые» возможности и высококлассные ЦАП, оснащённая к тому же удобным внешним блоком, стоит более $300.

Если же речь идёт о качественном воспроизведении звука (например, когда компьютер используется как источник в стационарной аудиосистеме), то имеет смысл обратить внимание на карты класса professional. В отличие от мультимедийных, «игровых», эти модели устроены гораздо проще: как правило, в них нет мощных DSP для формирования эффектов, нет поддержки многоканальности, необходимой геймерам и любителям домашнего кинотеатра. И вообще – минимум «лишнего». Акцент делается исключительно на качество аудиотракта в режиме стерео. Это подразумевает не только применение более высококлассных ЦАП, но и более эффективную фильтрацию питающего напряжения для предотвращения проникновения помех, а также более корректную обработку аудиопотоков для максимальной точности их вывода. Также в «профессиональных» картах обычно присутствует возможность вывода и ввода сигнала по балансной схеме, существенно уменьшающей наводки при использовании кабелей большой длины и/или в местах с большим количеством различного оборудования. Карты названы «профессиональными» потому, что изначально область их применения – домашняя студия: звукозапись, работа с виртуальными инструментами/синтезаторами, секвенсорами и так далее. Так что ещё одно отличие «профессиональных» карт от мультимедийных – поддержка стандартов ASIO2, GSIF и прочих, которая обеспечивает минимальные задержки при обработке сигнала, что особенно важно в домашней студии. С точки зрения прослушивания музыки этот параметр значения не имеет.

Ценовой диапазон специализированных карт для работы со звуком (они же – для прослушивания музыки) – от 150 до нескольких тысяч долларов. Совсем уж дорогие модели, как правило, обладают особым функциональным оснащением, поэтому «для дома» не слишком привлекательны: зачем переплачивать? Наиболее рациональным по соотношению цены и качества звука является класс устройств стоимостью от $150 до 400. Тут правят бал две компании: E-Mu (подразделение Creative) и ESI, бывшая EgoSys. Первая смогла завоевать популярность благодаря серии карт, из которых наибольшего внимания заслуживают модели 1616M и 1212M.

E-Mu 1616M PCI представляет собой внутреннюю PCI-карту и внешний коммутационный блок, содержащий также микрофонный предусилитель и актуальный для меломанов усилитель для наушников, причём вполне приличного качества. Модель превосходно звучит, поэтому её вполне уместно сравнивать с блочными (Hi-Fi) источниками звука категории «более $1000».

Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1616M с внешним коммутационным блоком

E-Mu 1212M примечательна тем, что при цене менее $200 обладает великолепными конвертерами, каких нет у конкурентов. По сути, это та же 1616M, только без внешнего блока. С точки зрения меломана, такой вариант даже предпочтительнее, поскольку на сэкономленные деньги (порядка $200) можно купить компактный микшерный пульт. Чем пульт лучше выносного блока? По качеству микрофонных предусилителей – даже хуже. Но если рассматривать систему только как музыкальную, компактный пультик обеспечит не только выход на наушники с отдельным регулятором (какой есть и в блоке 1616M PCI), но также предоставит удобную регулировку уровня громкости основного выхода, что актуально при использовании активных колонок. Ведь, как известно, аппаратная регулировка громкости не только удобнее (всегда под рукой, не надо открывать окна на экране, водить мышкой), она не снижает качество звука, в отличие от большинства программных регуляторов.

Звук на ПК: звуковая карта E-Mu 1212M

Из продукции компании ESI стоит отметить прежде всего знаменитую карту Juli@, которая по характеристикам своего аудиотракта хоть и уступает E-Mu 1212M (отличия на уровне нюансов), однако обладает более удобным управлением, да и цена её на четверть ниже. Cама по себе Juli@, как и E-Mu 1212M, имеет лишь линейные выходы/входы (не считая цифровых), поэтому для подключения наушников к ней также придётся докупать небольшой микшерный пульт.

Звук на ПК: звуковая карта ESI Juli@. Общий вид

Одна из уникальных особенностей ESI Juli@ – конструкция-трансформер: по-разному соединяя две половинки карты, можно получить либо выходы TRS (балансные), либо привычные «бытовые» RCA.

Звук на ПК: трансформация ESI Juli@. Разъёмы TRS или RCA на одной карте

Вторая интересная карта ESI – Maya44. Она сделана «по мотивам» Juli@ и очень похожа на неё внешне. В Maya44 нет трансформируемой конструкции, используются немного более простые конвертеры. Зато тут имеется встроенный усилитель для наушников. Пусть подключать наушники будет не слишком удобно, пусть регулировка уровня – только программная, зато микшерный пульт докупать вовсе не обязательно. А сама карта стоит в районе $100. Очень удачный бюджетный, но отнюдь не плохо звучащий вариант.

Звук на ПК: звуковая карта ESI Maya44. Удачный и недорогой вариант «всё в одном», правда, не без компромиссов

Озвучиваем ноутбук

Не редко случается так, что единственный компьютер в доме – ноутбук, при этом его владелец хочет получить максимально качественное звучание музыкальной коллекции, которая хранится на жёстком диске аппарата. Многие также хотели бы, работая в офисе, наслаждаться любимой музыкой в наушниках, получив при этом качество звука на уровне стационарной аппаратуры или «профессиональных» звуковых карт для стационарных компьютеров. Выход простой – покупка внешней звуковой карты. Большинство из них подключаются к ноутбуку через USB, хотя немало также моделей с FW-интерфейсом и PCMCIA. Достойных моделей немало. На этом рынке успешно работают такие производители, как E-Mu, Terratec, M-Audio, Echo, Audiotrak и другие. Подавляющее большинство моделей оснащены не только всеми необходимыми входами/выходами, но и усилителем для наушников. Цена вопроса – от $150 до 400 (более дорогие карты не имеет смысла приобретать, так как увеличение стоимости связано в основном с расширением количества входов, нужных для работы в домашней студии). Хитом последних месяцев можно назвать карту 0404USB производства всё той же E-Mu. Конечно, она не во всём идеальна (самое главное неудобство – невозможность запитываться от шины USB, карта работает только с адаптером питания от сети 220 В), однако по качеству звука она «делает» многих конкурентов в своей категории. Хотя, разумеется, свет клином на 0404USB не сошёлся – достойных вариантов немало.

Звук на ПК: внешняя звуковая карта E-Mu 0404USB. Наиболее «музыкальная» среди аналогов в данной ценовой группе

Микшерный пульт

Наверняка при прочтении статьи многие задались вопросом – о каких микшерных пультах идёт речь, если говорить о них как о добавке к PCI-карте компьютера?

Требований к такому устройству не много: хорошие характеристики аудиотракта (минимум шумов и искажений, минимальное взаимопроникновение каналов), нужные вам входы/выходы и хороший усилитель для наушников. Этим требованиям вполне отвечают большинство компактных аналоговых моделей от именитых производителей: Samson (серия MDR), Mackie, Yamaha (серия MG), Soundcraft (серия Compact), Behringer (серии Xenyx). Продукцию последнего бренда стоит иметь в виду как бюджетный вариант. Средняя стоимость компактного микшерного пульта составляет $90-200.

Часто задаваемые вопросы

Насколько балансное подключение эффективнее небалансного?

Если речь идёт о хороших * кабелях длиной 1-3 метра, то тип подключения особого значения не имеет. Если же в комнате много техники или необходимо проложить кабельную трассу длиной более 3 метров, то предпочтительно балансное подключение, поскольку оно лучше защищает сигнал от внешних наводок. Подробности – в следующей статье.

* Для коммутации стоит применять качественные «инструментальные» или «микрофонные» кабели известных брендов. Цена таких проводников - $1-2 за метр. В профессиональной среде такая цена провода считается нормальной, в отличие от аудиофильской среды, где кабель дешевле $300 считается «проводом для настольной лампы». Подробнее – в следующей статье.

Что выбрать – внешнюю карту или внутреннюю?

Внутренние решения имеют более привлекательное соотношение цены и качества. Говоря другими словами, при одинаковой стоимости внутренняя карта всегда будет звучать лучше, а при одинаковом звучании внешняя будет всегда дороже. К тому же внешняя карта обеспечивает бОльшие задержки сигнала при работе с профессиональными звуковыми программами.

Говорят, внутри ПК много электромагнитных помех и внешняя карта будет звучать лучше вне этого сгустка наводок. Правда ли это?

Так могут рассуждать люди, совершенно не владеющие информацией. Качественные внутренние звуковые карты безо всякой дополнительной экранировки могут выдавать феноменально малые искажения (десятитысячные доли процента) и шумов. Множество записей сделано именно при помощи внутренних карт. Причём это относится даже к серьёзным студиям. Что реально может подпортить звук – так это плохая экранировка цепей питания карты (обычно встречается у недорогих мультимедийных моделей), некорректная разводка дорожек на материнской плате или «грязный» ток от некачественного блока питания. Такие помехи могут проявляться не явно (вроде бы меньше ясности на высоких частотах, чем должно быть) или явно (в колонках или наушниках слышны потрескивания при движении мышки или во время перемещения головок жёсткого диска). Решить проблему обычно удаётся путём перестановки карты в другой слот, заменой блока питания или материнской платы. Проверить систему на наличие паразитных наводок можно, например, программой RMAA, которая выдаст на графике нехарактерные для карты помехи. Также желательно обеспечить для «музыкального» компьютера корректное заземление и «посадить» его на отдельную фазу в электрощите. Но будьте осторожны! Соблюдайте меры предосторожности и не проводите никаких работ, если не имеете соответствующей квалификации.

Привет, с вами Капитан Очевидность. Сегодня у нас сравнение аналоговых и цифровых аудио форматов. Они являются результатом двух методов записи которые не следует путать друг с другом.

Аналоговое аудио родилось во времена самых ранних технологий записи звука. Процесс обычно включает в себя использование микрофона для преобразования давления воздуха или звука в электрические аналоговые сигналы с последующей их записью на мастер-ленту (с помощью намагничивания) или мастер-диск (с помощью канавок), с которых можно делать копии на кассеты, катушки и виниловые пластинки.

Цифровые форматы представляют собой последовательность чисел, которые может считывать и воспроизводить специальный софт (программное обеспечение). Эта форма звука легко копируется на компакт-диски, жесткие диски или загружается онлайн для стриминга. Забавно, что для цифровой аудиозаписи необходим этап преобразования звука в электрический аналоговый сигнал.

Любой записанный сигнал может быть воспроизведен с различным разрешением, но качество получаемого звука во многом зависит от одного важного фактора: его полосы пропускания.

Это похоже на то, что происходит с графикой – вы не можете увеличить изображение с низким разрешением и получить четкие детали и хорошую цветопередачу. Так же и тут – чем выше полоса пропускания звука, тем выше его качество.

Аналоговый звук становится заметно интересней, когда речь идет о полосе пропускания, поскольку она считается неограниченной. Это означает, что его можно записывать в более высоком разрешении без ущерба для качества, тогда как цифровая запись предполагает ограничения и фиксирует полосу пропускания. Увеличение полосы пропускания становится критически важным, когда вы хотите получить высококачественный звук, особенно если он будет воспроизводиться на серъёзной аппаратуре.

Еще одно. Возможно, вы уже встречали термин «отношение сигнал/шум» при покупке аудиоаппаратуры. Он говорит о количестве шума, создаваемого записанным аудиосигналом в ваших динамиках. Другими словами, сигнал/шум описывает, какая часть желаемого и преднамеренного звука присутствует в сравнении с нежелательным звуком или шумом.

Отношение сигнал/шум выражается в децибелах (дБ). Таким образом, когда у аудиоустройства это значение 100 дБ, это означает, что уровень полезного аудиосигнала на 100 дБ выше, чем уровень шума. Чем больше число, тем меньше нежелательных шумов.

Цифровые записи имеют тенденцию иметь большее отношение с/ш, но оно может быть ограничено битовой глубиной записи. Когда аудиосигналы оцифровываются, звуковые волны выглядят как ступеньки, а не как плавные изгибы, создавая или добавляя цифровой шум.

У аналоговых записей намного более плавные звуковые волны, но зато могут быть случайные щелчки, треск или другие помехи из-за низкого качества (или износа) носителя (винила или магнитной ленты).

Качество аналоговых аудиозаписей может ухудшаться по мере старения носителей и их многократного воспроизведения или копирования. Между тем, цифровые аудиозаписи остаются неизменными в виду своей цифровой природы и продвинутых вариантов хранения. Вы можете воспроизводить и копировать их бесконечно, и они всегда будут сохранять свое первоначальное качество.

Цифровое аудио, как и любая форма цифрового медиа, несомненно, более универсально, чем аналоговое, однако аналог имеет свой неповторимый характер и окрас, который так любят адепты олдскула.

Аналоговые аудиозаписи воспроизводятся только на кассетных, катушечных магнитофонах и виниловых проигрывателях требующих ухода и настройки. Аппаратура не позволяет моментально менять композиции и не может воспроизводить их в случайном порядке. Аналоговый звук чаще всего будет иметь определенные изменения, вносимые типом носителя или воспроизводящего устройства.

Цифровые файлы могут храниться и воспроизводиться различными способами – от компакт-дисков и CD-проигрывателей до современных портативных hi-res-плееров и даже веб-сайтов для размещения мультимедиа, где любой может транслировать или загружать аудио.

Это объясняет распространение цифровой музыки и значительное сокращение аналоговых записей в последние десятилетия, хотя рынок винтажных магнитофонов и виниловых пластинок все еще держится на плаву благодаря людям, ценящим аналоговый звук.

Срочно подписывайтесь на мой Instagram , там много фоточек и всё такое. А на странице в Facebook я выкладываю то, что здесь никогда не окажется.

Технология цифрового видео ПМ.01 Ввод и обработка цифровой информации МДК.01.01 Технологии создания и обработки цифровой мультимедийной информации СПб ГБ ПОУ Невский колледж им. А.Г.Неболсина Преподаватель: Погодина С.Ю. Санкт-Петербург, 2019 г.

Понятие видео Видео (от лат. Video – смотрю, вижу) – множество технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального или аудиовизуального материала. Также под видео понимают собственные видеоматериалы, телесигнал или кинофильм, в том числе записанный на физическом носителе (видеокассета, видеодиск и др.). Отличие видео от кинематографа – использование для записи и воспроизведения любого другого носителя, кроме киноплёнки.

Понятие видео Всё большее распространение цифровых технологий при киносъёмке и цифровых кинопроекторов окончательно стирает грань между видео и кино.

Понятие видео Цифровое видео является самой ресурсоёмкой областью использования персональных компьютеров, за исключением компьютерных игр. Причины: Обработка больших объёмов информации, представляющей собой видеоизображение. Высокие требования к скорости обработки потока данных.

Понятие видео Прогресс в области вычислительной техники привёл к тому, что обработка видеоинформации стала возможна на компьютерах бытового назначения – домашних и офисных. Переход технологии видеозаписи на цифровой код позволил избежать самого трудоёмкого этапа цифровой обработки изображения – оцифровки аналогового сигнала. Все современные видеокамеры записывают изображение в цифровой форме, что позволяет напрямую вводить поток данных в компьютер.

Понятие видео Чтобы ПК могли быстро и эффективно обрабатывать видеосигнал к их параметрам предъявляются следующие требования: Высокое быстродействие процессора. Большой объём оперативной памяти. Высокая производительность видеокарт и плат видеозахвата. Огромная ёмкость винчестера. Для обработки видеосигнала используются специализированные программы видеомонтажа и алгоритмы эффективной компрессии видеоданных.

Области применения цифрового видео Выпуск полнометражных видеофильмов высокого качества с поддержкой многоканального звука на DVD. Использование фрагментов видеозаписей в обучающих программах, мультимедийных презентациях и электронных изданиях информационного характера (виртуальные энциклопедии, справочники). Мультимедийные путеводители в музеях и художественных галереях. Любительское кино (упрощённые технологии видеозаписи, монтажа и воспроизведения при высоком качестве получаемых видеоматериалов).

Анимация Анимация отличается от видео тем, что видео использует реальные фотографии, а анимация – рисованные картинки. Анимация ближе всего к мультфильмам.

Мультипликация Художник-мультипликатор должен нарисовать 24 картинки, чтобы снять 1 секунду мультфильма. Если мультфильм кукольный, то 24 раза изменить положение куклы. Тогда будет получен эффект движения.

Анимация на ПК Компьютерные технологии упрощают и облегчают процесс. Достаточно выбрать ключевые изображения, а программа рассчитает все промежуточные изображения. Этого достаточно, чтобы получить эффект непрерывной работы поршня двигателя внутреннего сгорания.

Современные IT-технологии создания мультфильмов также основаны на компьютерной анимации. Простейшие эффекты анимации уже заложены в обычных офисных приложениях MS Office. Анимация

Оцифровка видеосигнала Современные компьютеры могут воспроизводить и аналоговую видеозапись. При этом её надо оцифровать – перевести в цифровую форму. Для эффективной работы с видеоданными служат видеокарты.

Цифровое видео Источники видеосигнала: Телевизор Видеомагнитофон Бытовая или профессиональная видеокамера

к DV- порту Цифровое видео Цифровые видеокамеры позволяют снимать видеофильмы непосредственно в цифровом формате. Цифровое видео, представляющее собой последовательность кадров с определённым разрешением, сохраняется в видео камере на магнитной кассете. После подключения цифровой видеокамеры к DV- порту компьютера и запуска программы цифрового видеомонтажа производится захват и копирование видео на жёсткий диск компьютера. к DV- порту

Цифровое видео В процессе захвата программа цифрового видеомонтажа автоматически обнаруживает изменения изображения в потоке видео и разбивает видео на фрагменты, называемые сценами. Пользователь в процессе монтажа может разбить видео на сцены по времени или произвольно. Монтаж цифрового видеофильма производится путём выбора лучших сцен и размещения их в определённой временной последовательности.

Редактирование видео Для редактирования видео служат специальные программы. Например: Adobe Premiere, Киностудия Windows Live, Windows Movie Maker и друге. Пользователь имеет возможность делать монтаж видеофрагментов, регулировать их цветовые оттенки, яркость, насыщенность и контрастность, смешивать сигналы от разных источников и т.д. Авторинг – окончательное оформление видеоролика.

При переходе между сценами можно использовать различные анимационные эффекты: наплыв, растворение, появление и т.д. Просмотр цифрового видео можно осуществлять непосредственно на экране монитора компьютера или на подключённом телевизоре. Видеофильм состоит из потока сменяющих друг друга кадров и звука. Показ полноценных кадров и воспроизведение высококачественного звука требуют передачи очень больших объёмов информации в единицу времени. Редактирование видео

В процессе захвата и сохранения видеофайла на диске производится его сжатие: Используются методы сжатия неподвижных растровых графических изображений и звука. Используется потоковое сжатие - в последовательности кадров выделяются сцены, в которых изображение меняется незначительно. Выделяется ключевой кадр, на основании которого строятся следующие, зависимые кадры. В зависимых кадрах вместо передачи кодов цветов всех пикселей передаются коды цвета только небольшого количества пикселей - тех, которые были изменены. Редактирование видео

Телевизионный стандарт воспроизведения видео использует разрешение кадра 720 Χ 576 пикселей с 24-битовой глубиной цвета. Скорость воспроизведения составляет 25 кадров в секунду. Следовательно, в одну секунду передаётся объем видеоданных: І = 24 бита*720 *576*25 =248 832 000 битов = 31 104 000 байтов = 30375 Кбайт = 30 Мбайт · Стандарт воспроизведения видео

Существует множество различных форматов представления видеоданных (методов сжатия данных). В среде Windows, например, уже более 10 лет применяется формат Video for Windows, базирующийся на универсальных файлах с расширением AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео). Все большее распространение в последнее время получают системы сжатия видеоизображений, допускающие некоторые незаметные для глаза искажения изображения с целью повышения степени сжатия. Наиболее известным стандартом подобного класса служит MPEG (Motion Picture Expert Group). Большое распространение получила технология под названием DivX (Digital Video Express). Благодаря DivX удалось достигнуть степени сжатия, позволившей вмесить качественную запись полнометражного фильма на один компакт-диск – сжать 4,7 Гб DVD-фильма до 650 Мб. Некоторые форматы видеоданных

к USB- порту Для передачи видео в Интернет к USB – порту компьютера подключается Web- камера. Так как скорость передачи данных в Интернете ограничена, используются потоковые методы сжатия с использованием одного из двух стандартов: RealVideo или Windows Media. Потоковое видео

Потоковое сжатие применяется как для видео, так и для звука. Сжатие видео обеспечивается за счёт уменьшения размера кадра, уменьшения частоты кадров, а также уменьшения количества цветов. Для сжатия звука можно уменьшить частоту дискретизации и глубину кодирования, а также вместо стерео выбрать монофонический звук (один канал). Потоковое сжатие

Характеристики видеосигнала. Частота кадров в секунду Количество (частота) кадров в секунду – это число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе одной секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение. Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным – около 10 кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека).

Характеристики видеосигнала. Частота кадров в секунду Примеры используемых частот кадров в секунду: Традиционный плёночный кинематограф – 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SECAM – 25 кадров в секунду (25 fps и 25 Гц), система NTSC использует частоту 30 кадров в секунду (29,97 fps). Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества используют частоту 30 кадров в секунду. Современные профессиональные камеры – от 120 до 1000 кадров в секунду (например, для изучения траектории полёта пули). Верхняя пороговая частота мелькания, воспринимаемая человеческим мозгом, составляет в среднем 39-42 Гц и индивидуальна для каждого человека.

Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка Развёртка видеоматериала может быть прогрессивной (построчной) и чересстрочной. При прогрессивной развёртке все горизонтальные линии (строки) изображения отображаются поочерёдно, одна за другой. При чересстрочной развёртке показываются попеременно то все чётные, то все нечётные строки (вместе они образуют поле кадра, или полукадр). Чересстрочную развёртку часто называют интерлейс (interlace) или интерлейсинг.

Чересстрочная развёртка была изобретена для показа изображения на кинескопах. Её цель – повысить частоту мельканий кинескопа (монитора) до уровня, незаметного человеческому глазу. Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка

Чересстрочная развёртка используется в настоящее время для передачи видео по «узким» каналам, не позволяющим передавать изображение в хорошем качестве. Системы PAL, SECAM (50 полей/с) и NTSC (60 полей/с) – это системы с чересстрочной развёрткой. Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка

Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка Новые цифровые стандарты телевидения, например HDTV, предусматривают прогрессивную развёртку, хотя появились технологии, позволяющие имитировать прогрессивную развёртку при показе материала с интерлейсом. Чересстрочная Прогрессивная

Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка Чересстрочную развёртку обозначают буквой i после указания вертикального разрешения. Например: 720 x 576i x 50 Жидкокристаллические, плазменные и кинескопные 100-герцовые телевизоры не мерцают. Для них чересстрочная развёртка теряет смысл.

Характеристики видеосигнала. Чересстрочная развёртка Для подавления отрицательных эффектов, возникающих при просмотре чересстрочного видео на построчном экране, применяются специальные математические методы, называемые деинтерлейсингом. Таким эффектом является расщепление вертикальных границ горизонтально движущихся объектов (эффект «гребёнки», или «расчёски»).

Характеристики видеосигнала. Разрешение По аналогии с расширением компьютерных мониторов любой видеосигнал также имеет разрешение (resolution), горизонтальное и вертикальное, измеряемое в пикселах.

Характеристики видеосигнала. Разрешение Обычное аналоговое телевизионное разрешение составляет 720x576 пикселов для стандартов PAL и SECAM при частоте кадров 50 Гц; 720x480 пикселов для NTSС при частоте 60 Гц. В выражении 720x480 первым числом обозначается количество точек в горизонтальной линии (горизонтальное разрешение), а вторым числом – количество самих линий (вертикальное разрешение). Новый стандарт цифрового телевидения HDTV высокого разрешения (high-definition) предполагает разрешения до 1920x1080 пикселов при частоте обновления 60 Гц с прогрессивной развёрткой, то есть 1920 пикселов на линию, 1080 линий.

Характеристики видеосигнала. Соотношение сторон экрана Соотношение ширины и высоты кадра (aspect ratio) – важнейший параметр в любом видеоматериале.

Характеристики видеосигнала. Соотношение сторон экрана С 1910 года кинофильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 – 4 единицы в ширину к 3 единицам в высоту (иногда это записывается как 1,33:1 или 1,33). Позже это распространилось и на телевидение. Считалось, что в силу особенностей, человеку было удобнее смотреть изображения при таком соотношении сторон экрана. Компьютерные мониторы унаследовали телевизионный стандарт сторон.

Характеристики видеосигнала. Соотношение сторон экрана В 1959-х годах представление о соотношении сторон изменилось. Глаза человека расположены на одной горизонтальной линии, следовательно, поле зрения человека приближается к соотношению 2:1. Чтобы приблизить форму кадра к естественному полю зрения человека и усилить восприятие фильма, был введён стандарт 16:9 (1,78). Цифровое телевидение в основном также ориентируется на соотношение 16:9.

Характеристики видеосигнала. Соотношение сторон экрана К концу XX века после ряда дополнительных исследований стали появляться и более радикальные соотношения сторон кадра: 1,88; 2,20; вплоть до 2,35 (почти 21:9).

Характеристики видеосигнала. Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала описывается цветовыми моделями. Количество оттенков зависит от качества монитора: от 5 до 10 млн оттенков цвета. Стандарт Цветовая модель PAL YUV SECAM YDbDr NTSC YIQ Компьютернаятехника RGB,HSV Печатная техника CMYK

Характеристики видеосигнала. Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала Количество цветов в видеоматериале определяется числом бит, отведённых для кодирования цвета каждого пикселя (bits per pixel, bpp). 1 бит позволяет закодировать 2 цвета – чёрный и белый. 2 бита – 4 цвета (22) 3 бита – 8 цветов (23) … 8 битов – 256 цветов (28) 16 бит – 65536 цветов (216) 24 бита – 16 777 216 цветов (224).

Характеристики видеосигнала. Ширина (скорость) видеопотока Ширина (скорость) видеопотока, или битрейт (bit rate), - это количество обрабатываемых бит видеоинформации за 1 секунду. Единица измерения – бит/с или Мбит/с (соответственно bit/s, Mbit/s). Чем больше ширина видеопотока, тем лучше качество видео. Для формата VideoCD ширина видеопотока – 1 Мбит/с, а для DVD – около 5 Мбит/с. Формат цифрового телевидения HDTV использует ширину видеопотока около 10 Мбит/с. По скорости видеопотока удобно оценивать качество видео при его передаче через Интернет.

Характеристики видеосигнала. Ширина (скорость) видеопотока Различают два вида управления шириной потока в видеокодеке: Постоянный битрейт (constant bit rate – CBR) Переменный битрейт (variable bit rate – VBR). Концепция VBR очень популярна в настоящее время и призвана максимально сохранять качество видео, уменьшая при этом объём передаваемого видеопотока. При этом при быстрых сценах движения ширина видеопотока увеличивается, а при медленных сценах, где картинка меняется медленно, ширина потока уменьшается.

Характеристики видеосигнала. Качество видео Качество видео измеряется с помощью формальных метрик PSNR или SSIM, или с использованием субъективного сравнения с привлечением экспертов. Субъективное качество видео измеряется по следующей методике: Выбираются видеопоследовательности для использования в тесте. Выбираются параметры системы измерения. Выбирается метод показа видео и подсчёта результатов измерения. Приглашается необходимое число экспертов (не меньше 15). Проводится сам тест. Подсчитывается средняя оценка на основе оценок экспертов.

Характеристики видеосигнала. Стереоскопическое видео Для стереоскопического или стереовидео (stereoscopic video или 3D video) нужны два видеоканала, часто называемые слоями (один – для левого глаза, а другой – для правого). Таким образом у зрителя возникает чувство объёмности, трёхмерности видеоматериала, повышается реалистичность ощущений от просмотра.

Характеристики видеосигнала. Видеоформат Видеоформат определяет структуру видео файла, а также то, как хранится файл на носителе информации (CD, DVD, жёстком диске или канале связи). Видео файлы имеют расширения *.avi, *.mpg, *.mov и другие. Главное требование к форматам для Интернета – компактность.

Характеристики видеосигнала. Видеоформаты и видеостандарты При создании видеофильма или видеоролика нужно обязательно учитывать видеостандарты. PAL – видеостандарт, используемый в Европе и России. Размер видео – 720x576, 25 fps (25 кадров в секунду). NTSC – 720x480, 29,97 fps. SECAM – стандарт, используемый в телевещании. Для России и Европы при создании видеофильма в монтажной программе, конвертации, записи на диск нужно, чтобы в настройках был выбран стандарт PAL.

Характеристики видеосигнала. Видеоформаты и видеостандарты VHS – аналоговое видео, формат записи на видеокассеты. DV (Digital Video) – это видеоформат, разработанный совместно ведущими мировыми компаниями-производителями видео для цифровой записи. Этот формат имеет малый коэффициент сжатия видеосигнала (5:1) и даёт высокое качество видеосъёмки. В этом формате снимают видео MiniDV-камеры. Формат DV характеризуется большим видеопотоком и имеет большой выходной видеофайл. Часовая запись на MiniDV-кассету будет иметь объём около 12 Гбайт, или 1 мин – 200 Мбайт. Полученное видео нужно сжать для последующего просмотра на ПК, проекторе или DVD-плеере, в Интернете.

Все современные аудиоформаты в порядке улучшения качества звучания

MP3, AAC и другие сжатые форматы

Оценка качества – 5%

Старый-добрый MP3 был разработан в эпоху, когда высокие скорости Интернета нам только снились, а терабайтные хранилища информации казались делом далекого будущего. Сейчас формат подойдет лишь для ознакомления с мелодией – искаженные тембры, сдвинутый тональный баланс, плохая детализация вряд ли могут быть интересны любителям высокой верности воспроизведения.

Огромная библиотека треков

–

Качество имеет слабое отношение к оригинальному замыслу

Вердикт – «зашазамил» – «ознакомился»

FLAC, PCM 16/44 – несжатые форматы

Оценка качества – 15%

Перед нами файловая копия компакт-диска – таких записей на сегодня очень много, а большинство потоковых сервисов вещают в именно в 16/44. Увы, невысокое разрешение вряд ли позволит развернуться всей гамме авторских эмоций, бас здесь, как правило, зажат, а динамический диапазон - существенно ограничен.

Массовый формат для стриминга

–

Значительные потери во всех смыслах

Вердикт – наслаждения не случится, но общее представление о треке формат дает

CD (компакт-диск)

Оценка качества – 20%

Звучит лучше, чем цифра 16/44

–

Потери все равно велики – бас обрезан, динамика страдает

Вердикт – выбор коллекционеров

Hi-Res PCM, FLAC 24/96 – 24/192

Оценка качества – 25%

Высокое разрешение таки пришло в наши дома – на сегодня в Сети полно магазинов с подобным контентом, а большинство стриминговых сервисов имеют опции вещания с разрешением 24 бита. По сравнению с CD здесь куда лучше пространственная картина и детализация.

При хорошем мастеринге явно лучше компакт-диска

–

Все ещё ограниченные басовые таланты

Вердикт – формат постепенно становится массовым и заменяет все вышеперечисленные схемы, однако, он не идеален

DVD-Audio

Оценка качества – 25%

DVD-Audio быстро взлетел и точно так же быстро покинул сцену. На сегодня эта версия Hi-Res на дисках стала уже коллекционной редкостью – или битами в файлах соответствующего продаваемого цифрового контента.

Все преимущества высокой битности сигнала

–

Качество звучания не лучше «обычного» Hi-Res, плееров для воспроизведения не найти

Вердикт – только для любителей самого редкого

Оценка качества – 25%

Детище Боба Стюарта из Meridian, предложившего комбинацию сжатия с потерями и форму отпечатка для восстановления исходной последовательности. Схема прижилась в стриминге и предложила как неплохое качество, так и лучшую оптимизацию для трансляций.

Звучит интересно

–

Все те же, что и описаны выше у Hi-Res

Вердикт – чуда не произошло, но как вариант послушать музыку на пробежке в наушниках, почему бы и нет?

Компакт-кассета

Оценка качества – 40%

Компакт-кассета, хотя и имеет ряд существенных недостатков (низкое соотношение «сигнал-шум», например), но обеспечивает очень пластичный и натуральный саунд. Искрометных ВЧ здесь нет, но лента, даже в такой усеченной схеме, имеет свою магию. А учитывая, что сейчас много релизов выходит на кассетах – есть повод обратить внимание на формат. Новые кассетные деки тоже выходят – но можно обратить внимание и на винтаж.

Живое, ртутное звучание

–

Детализация не хватает звезд с неба

Вердикт – можно снова окунуться в былую эпоху

DSD128

Оценка качества – 40%

Однобитный студийный формат Sony на сегодня щеголяет достаточно большой библиотекой и предлагает существенно лучшее разделение каналов и динамический диапазон, чем «младшие» версии Hi-Res PCM.

Изысканное звучание, которое может впечатлить

–

Плотность звуковых образов не всегда на высоте

Вердикт – явный шаг вперед

Оценка качества – 45%

Как обычно, дисковый носитель играет чуть лучше, чем его цифровой слепок – так и в случае с SACD, физический формат предложит вам несколько лучшую пространственную картину. Но и обойдется дороже.

Неплохая библиотека, приятное звучание

–

Звук все еще недостаточно плотный

Вердикт – если вы коллекционер дисков, стоит обратить внимание

Hi-Res PCM 32/384 – 32/768

Оценка качества – 50%

Самые продвинутые варианты Hi-Res 32- битные. Записей таких совсем немного, но они, наконец-то, обеспечивают должную глубину баса и все богатство тембральных оттенков.

Маленький шаг для человечества, но значительный – для отрасли

–

Скудный выбор записей

Вердикт – цифровой звук, который, наконец-то, вызывает немного нареканий

DSD256 – DSD512 – DSD1024

Оценка качества – 50%

«Продвинутые» форматы DSD, которые демонстрируют полноценное физическое ощущение звуковых образов. Вместе с роскошными басами и динамическими всплесками такой DSD кажется наиболее впечатляющим цифровым решением для музыки.

«Почти» студийный звук

–

Небольшая библиотека, некоторое ощущение отстраненности в подаче

Вердикт – выбор аудиофилов

Винил (новодел)

Оценка качества – 60%

Современные пластинки избавились от множества недостатков, заметных на рубеже XXI века, теперь они предлагают, как правило, и добротный мастеринг, и абсолютно натуральное звучание, расцвеченное всей гаммой эмоций.

Если запись качественная, вы получите всю гамму красок

–

Виниловая система окажется дороже цифровой

Вердикт – аплодируем ренессансу аналога!

Винил (первопрессы)

Оценка качества – 70%

Оригинальные версии LP до сих являются эталонными для виниловых пластинок. Другие версии не могут сравниться с их динамическим диапазоном, мощью и слитностью подачи.

Роскошные басы, дух эпохи перед вами

–

Сложности с поисками пластинок в идеальном состоянии

Вердикт – за первопрессами стоит поохотиться

Магнитная лента

Оценка качества – 100%

Эталон на сегодня. Формат рекорд-лейблов, «Священный Грааль» музыки не так давно стал доступен и для массового пользователя – высококачественные записи на скорости 38 см/с наконец-то пришли в дома самых продвинутых аудиофилов. На рынке сейчас есть десятки компаний, продающих такие ленты – и, поверьте, один раз услышав подобное качество, понижать планку будет очень болезненно. Лента сразу же показывает всю нищету иных схем воспроизведения музыки – её динамика на голову превосходит все имеющееся на рынке, а эмоции авторского исполнения, кажется, проникают к вам прями в душу. Если хотите узнать, что вы теряли раннее – оцените запись reel-to-reel, но, помните, пути назад уже не будет. Да и с выбором бобинника придется повозиться.

Читайте также: