Современные безленточные технологии

Литература

Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 1 // "625": журнал. — 2002. — № 3.

Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 2 // "625": журнал. — 2002. — № 4.

Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 3 // "625": журнал. — 2002. — № 7.

Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 4 // "625": журнал. — 2002. — № 8.

Константин Гласман Цифровая магнитная видеозапись. Формат DV. Часть 5 // "625": журнал. — 2003. — № 2.

Юрий Михайловский Цифровые форматы видеозаписи. // "625": журнал. — 1999. — № 7.

Хлебородов В.А. Выставка NAB2002: аппаратура видеозаписи для ТВ стандартной и высокой четкости // "ТКТ": журнал. — 2002. — № 8.

DV

Англ. Digital Video) — семейство цифровых форматов наклонно-строчной магнитной видеозаписи, а также тип видеокомпрессии, разработанный совместными усилиями крупнейших производителей видеооборудования: Sony,Panasonic, Philips, Hitachi и JVC, и представленный в 1995 году. В формате DV используется 8-битный цифровой компонентный видеосигнал с разрешением 720х576 пикселей и частотой выборки (цветовой субдискретизацией)4:2:0 для сигналов яркости и цветности (для NTSC - 720х480 4:1:1). Для уменьшения избыточности сигнала используется внутрикадровая компрессия на основе дискретного косинусного преобразования (ДКП). Коэффициент компрессии сигнала - 5:1. Скорость потока данных: 25 Мбит/с видео, 1,5 Мбит/с аудио и 3.5 Мбит/с служебной информации. Поддерживается запись двух каналов звукового сопровождения с частотой дискретизации аудиосигнала 48 кГц при 16-битном квантовании или четырех каналов звука с парамертами 32 кГц/12 бит. В служебной области производится запись даты и времени.

MiniDV

Основная статья: MiniDV

Формат бытовых и полупрофессиональных видеокамер, в котором применяется видеокассета уменьшенного размера (65x47x12 мм). Запись ведется в формате DV 25 Мбит/с. Воспроизведение и запись возможны на видеомагнитофонах форматов DV, DVCAM, DVCPRO. В 1995 году компанией Sony была представлена первая трехматричная полупрофессиональная камера VX1000.

DVCPRO

Профессиональный формат DVCPRO, также известный как DVCPRO25 был разработан фирмой Panasonic в 1995 году специально для электронных репортажей (англ. Electronic News Gathering (ENG)) с помощью передвижной спутниковой станции (ПСС), где является конкурентом семейству форматов Betacam. Поддерживает вход/выход YUV и SDI с управлением RS-422. Стандартизирован в 1998 году SMPTE 306M-1998, как стандарт компонентной видеозаписи D-7.

В отличие от базового формата DV запись звука производится только в двухканальном варианте 16 бит/48 кГц. Однако, также есть дополнительная продольная звуковая дорожка, для удобства монтажа и поиска материала. В формате DVCPRO применяется цветовая субдискретизация 4:1:1 для обоих стандартов разложения с частотой полей 50 и 60 Гц. Транспортировка ленты в 1,8 раза быстрее, чем у базового DV. Запись ведётся на ленту с металлическими частицами, что увеличивает долговечность ленты при монтаже, с шириной дорожки 18 микрон, против 10 микрон у DV. Каждый кадр изображения записывается на 10-ти дорожках для стандарта NTSC (525/60) или 12-ти дорожках для стандарта PAL (625/50). Имеются две продольные дорожки - монтажная и управляющая. Режим увеличенного времени записи LongPlay - отсутствует.

DVCAM

DVCAM — цифровой видеоформат, профессиональный вариант потребительского DV созданный компанией Sony в 1996 году. Ширина дорожки здесь увеличена по сравнению с DV с 10 до 15 микрон, а скорость ленты увеличена в 1,5 раза. Каждый кадр записывается на 12 (PAL) наклонных дорожках. Это обеспечило повышение помехозащищенности записи и хранения данных. Кассеты DV воспроизводятся на DVCAM и, наоборот, кассеты DVCAM полноценно воспроизводятся на видеомагнитофонах DV фирм Sony и Panasonic.

Digital8

Основная статья: Video8

Digital8 — цифровой DV-видеоформат созданный в 1999 году для записи на 8-ми мм магнитную ленту и предназначенного для потребительского сектора DV (как продолжатель аналоговых 8-ми мм форматов Hi8, Video 8). Видеокамеры были ориентированы только на любителей и имели упрощённую функциональность. Кроме того для формата Digital8 выпускались переносные видеомагнитофоны «Video Walkman»

DVCPRO50

DVCPRO50 — обеспечивает битрейт до 50 Мб/с, DVCPRO50 поддерживает IEEE 1394 ввод/вывод для нелинейного монтажа. DVCPRO50 представлен Panasonic в 1997 году. DVCPRO50 применяется цветовая дискретизация 4:2:2. В отличие от базового формата DVCPRO поддерживается запись звука в четырехканальном варианте 16 бит/48 кГц. Скорость ленты увеличена вдвое, а для записи одного кадра видео потребовалось вдвое большее число наклонных дорожек на ленте: для стандарта NTSC - 20 вместо 10, для PAL - 24 вместо 12. Время записи на стандартную кассету DVCPRO сокращается вдвое, поэтому были представлены кассеты большего формата (DVCPRO 50 XL), позволяющие вместить 126 минут видео с потоком данных 50 Мбит/с.

Digital S

Похожий формат, Digital-S (D9), предложенный JVC, использует кассеты размера VHS с применением ленты шириной 12,65 мм. Для записи видео также, как и в DVCPRO50, используется компрессия DV с потоком видео 50 Mбит/с. Компонентное видео формата 4:2:2 стандартного разрешения с соотношением сторон 4:3 или 16:9. Звук записывается в формате ИКМ 16бит/48кГц до 4 каналов.

Сравнимые по качеству форматы фирмы Sony включают Digital Betacam, представленный в 1993 году, и MPEG IMX, представленный в 2001 году.

DVCPRO Progressive

DVCPRO Progressive формат с прогрессивной разверткой был представлен компанией Panasonic для новостного производства, спортивной журналистики и цифрового кинематографа. Формат использует стандарт разложения 480p или 576p с цветовой дискретизацией 4:2:0 и четырьмя звуковыми каналами 16-бит/48 кГц. Like HDV-SD. Поддерживается шесть режимов записи и воспроизведения: с прогрессивной разверткой - 16:9 (50 Мбит/с) и 4:3 (50 Мбит/с), с чересстрочной развёрткой 16:9 (50 Мбит/с), 4:3 (50 Мбит/с), 16:9 (25 Мбит/с), 4:3 (25 Мбит/с). Формат был вытеснен DVCPRO HD.

DVCPRO HD

DVCPPRO HD известен также как DVCPRO100 — формат высокой чёткости обеспечивает битрейт до 100 Мб/с. Скорость видеопотока зависит от частоты кадров и может составлять от 40 Мбит/с для режима 24 кадров/с и до 100 Мбит/с для режимов 50/60 кадров/с. Также как в DVCPRO50, в DVCPRO HD применяется цветовая дискретизация 4:2:2. DVCPRO HD использует меньший размер растра, чем вещательное телевидение высокой чёткости: 960x720 пикселей для 720p, 1280x1080 для 1080/59.94i и 1440x1080 для 1080/50i. Подобное понижение горизонтального разрешения применяется в некоторых и других форматах. DVCPRO HD оборудование обратносовместимо с более старыми DV/DVCPRO форматами.

Помимо стандартного формата DVCPRO HD, использующего четырехкратное увеличение скорости ленты по сравнению с DVCPRO и двукратное по сравнению с DVCPRO50, который позволял записывать только 46 минут видео высокого разрешения, так же был разработан и представлен в 2002 году формат DVCPRO HD-LP (Long Playing — «длительное воспроизведение»). Время воспроизведения было увеличено вдвое без потери в качестве за счет формирования более узких наклонных дорожек (9 вместо 18 мкм) при незначительном увеличении их длины (32,9 вместо 32,8 мм) и снижения скорости ленты вдвое, такой же, как в формате DVCPRO50. При использовании специально разработанной XL-кассеты продолжительность записи может достигать 124 мин. Базовый формат DVCPRO HD предусматривает запись одного видеокадра на 40 дорожках, а DVCPRO HD-LP — только на 38 дорожках, за счет применения более совершенного механизма блока видеоголовок, введением двух дополнительных защитных дорожек и более мощной системой коррекции ошибок.

HDV

HDV (англ. High Definition Video) — стандарт записи видео высокой чёткости на кассеты miniDV для видеокамер разработанный JVC и поддержанный Sony, Canon и Sharp в 2003 году. Используется сжатие H.262/MPEG-2 Part 2 с битрейтом 25 Мбит/c. Звук записывается со сжатием MPEG-1 Layer 2 384 кбит/с. Как правило, в камерах съемка возможна не только в формате HDV, но и DV. Камеры Sony поддерживаю

Современные безленточные технологии

Компания Panasonic использует самые передовые технологии при создании своего оборудования. Дальнейшая концепция развития профессионального видеооборудования полностью определена и понятна для разработчиков компании: всё новое оборудование создаётся на основе безленточных технологий, что несёт очевидные преимущества, такие как высочайшая надёжность, экономичность, удобство и практичность в эксплуатации, ну и конечно, минимальный ущерб экологии.

Ещё в 2004 году для реализации безленточных технологий компания Panasonic предложила использовать твёрдотельные карты памяти для профессиональной видеозаписи. Эта технология получила название Р2 (Professional Plug-in). Позднее для бюджетных камкордеров было предложено использовать распространённые карты памяти SD и SDHC. Обе эти технологии полностью лишены главного недостатка техники прошлого поколения, а именно механики. Прекрасно известно, что слабым местом любого оборудования является механический привод, такой как: лентопротяжный механизм, прецизионный привод лазерного диска и жёсткого диска. Нет механики - нет поломок!

К тому же, именно твёрдотельные носители готовы полностью реализовать современные требования к безленточным технологиям: произвольный мгновенный доступ к материалу, высокая скорость запись/считывание, отсутствие физического износа медианосителя, высокая степень сохранности данных, устойчивость к повышенным нагрузкам и экстремальным температурам.

Помимо того, что для записи используются карты памяти, предлагаются новейшие и высокоэффективные кодеки на базе стандарта AVC/H.264. Таким образом, воплощая в жизнь свои планы, Panasonic предлагает две основные технологии:

- Профессиональная технология P2HD с использованием флагманского высоко-качественного кодека AVC-Intra и профессиональными P2 картами памяти;

- Бюджетная технология AVCCAM с использованием более простого, но тем не менее, одного из лучших кодеков AVCHD и карт памяти SD/SDHC.

AVCHD

— (англ. Advanced Video Codec High Definition — улучшенный видеокодек высокого разрешения) — формат записи видео, предусматривающий запись на безленточные носители, основанный на кодеке MPEG-4 AVC/H264.

Формат AVCHD предназначается для записи видео высокой чёткости в режимах 720p, 1080i и 1080p на такие носители как 8-см перезаписываемые диски (AVCHD, Blu-Ray), жёсткие диски и карты памяти (SD и Memory Stick Pro) и позиционируется как альтернатива существующим форматам DV и HDV в сфере малобюджетного видеопроизводства.

Структура расположения файлов AVCHD

Созданный на базе технологии компрессии MPEG-4 AVC/H264, этот формат является гораздо более эффективным по сравнению с MPEG-2, используемый в видеокамерах формата HDV, поскольку одновременно обеспечивает лучшее качество видеосигнала и меньшие требования по хранению данных. Помимо этого, AVCHD наделён возможностью произвольного доступа к отснятому материалу. Запись аудио в кодеке осуществляется при помощи кодеков АС-3

Формат появился в 2006 году. Корпорация Matsushita Electric Industrial Co. Ltd, известная по бренду Panasonic, и компания Sony анонсировали совместный продукт — формат записи для новых HD-видеокамер — AVCHD. До 2008 года AVCHD применялся в основном для бытовых видеокамер, однако в конце 2008 года компания Panasonic начала производство профессиональных камкордеров, основанных на твердотельной технологии записи.

[править]

Камкордеры на основе технологии AVCHD

AVCHD-камера

Например, так называемые AVCCAM — камеры, снимающие в формате AVCHD и ведущие запись на твердотельные носители SD / SDHC

Кодек MPEG-4 AVC/H264

(Имеет три названия в разной стандартизации: MPEG-4 Part 10, AVC, H264) — новый стандарт компрессии, более совершенный, по сравнению со стандартом компрессии MPEG-2

Дополнительным требованием при разработке кодека MPEG-4 AVC/H264 была гибкость применения стандарта, то есть возможность работы с низким и высоким битрейтом, поддержка высокого и низкого разрешения изображения, совместимость с сетевыми стандартами и системами. Поэтому стандарт компрессии MPEG-4 AVC/H264 включает в себя следующие шесть функциональных наборов, так называемых профайлов, которые используются в зависимости от конкретных задач:

SD/SDHC.

S ecure Digital Memory Card (SD) — формат карты флеш-памяти, разработанный для использования в основном в портативных устройствах. На сегодняшний день широко используется в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах, КПК, коммуникаторах и смартфонах, электронных книгах, GPS-навигаторах и в некоторых игровых

Скорость обмена

По мере того, как совершенствовались технологии, многие производители стали выпускать карты с повышенной скоростью записи. Чтобы обозначить скорость, на картах памяти обычно указывается специальный множитель (подобно CD-ROM). 1x = 150 кБ/с. Простейшие карты имеют скорость 6x (900 кБ/с), самые быстрые — 633x (95000 кБ/с).[1]

Подавляющее большинство производителей из коммерческих соображений присваивают «нечестные» множители. Фактически, если карта показывает такую скорость, то только в режиме чтения. Скорость записи обычно в два раза ниже.

Позднее SD Card Association ввела классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый SD Speed Class. Изначально было определено три класса, позже, в SD Card Specification Ver.3.0 был добавлен ещё один (Class 10):

SD Class 2 — (скорость записи не менее 2 МБ/с) — 13x

SD Class 4 — (скорость записи не менее 4 МБ/с) — 26x

SD Class 6 — (скорость записи не менее 6 МБ/с) — 40x

SD Class 10 — (скорость записи не менее 10 МБ/с) — 66x

Современные видеокамеры пишут видео в разрешении 1920*1080, а скорость потока — 24 Мбит/сек (3 Мбайт/сек). Таким образом, для Full HD видео требуется карта класса не ниже 4. В некоторых случаях, когда камера пишет видео с потоком менее 16 Мбит/сек, можно использовать и карточку 2 класса. А профессиональные видеокамеры могут писать видео с потоком 50 Мбит/сек — таким нужна карта класса не ниже 10. Можно измерить скорость потока путем записи на камеру пробного видео в течение определенного времени, например в течение минуты. Потом объём полученного видео в мегабайтах поделить на количество секунд. Полученная скорость потока и покажет требуемую карту.

Файловые системы

Стандартной для карт SD и SDHC является файловая система FAT (до 2 ГБ включительно — FAT16, более 2 ГБ — FAT32); многие производители поставляют их предварительно отформатированными. Однако, как и любое запоминающее устройство с произвольным доступом, карты Secure Digital при помощи соответствующего программного обеспечения можно отформатировать любым желаемым способом — например, аналогично жёсткому диску с использованием таблицы разделов.

Следует учитывать, что поддержка той или иной файловой системы зависит от микропрограммы использующего карту устройства; так, некоторые устройства поддерживают исключительно FAT16, а иногда, помимо того, имеют ограничение на максимальный объём используемой карты.

MicroSD и MiniSD

Адаптер, microSD-карта и 5-рублёвая монета

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20x21,5x1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11x15x1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют переходники (адаптеры), при помощи которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.[2]

SDHC

Карта SDHC Class 6

SDHC — Secure Digital High Capacity — сменная карта флеш-памяти, удовлетворяющая спецификации SDA 2.00, введённой SD Card Association (SDA), объединяющей порядка 500 производителей карт флеш-памяти. SDHC стал развитием популярного формата SD (Secure Digital), унаследовав большинство его характеристик.

Потенциальный максимальный объём карт SDHC увеличен до 32 GB. Как правило, для хранения информации на картах этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/32).

Совместимость

Карты SDHC не совместимы с кардридерами и прочими устройствами, изначально рассчитанными только на SD-карты. А вот устройства, способные работать с SDHC-картами, поддерживают также и SD-карты. Ключевым нововведением для SDHC-карт, позволившим им превзойти объём в 4 GB, стало введение посекторной адресации (аналогично жёстким дискам), в то время как обычные SD-карты имеют побайтную адресацию (как оперативная память) и, соответственно, при 32-разрядном адресе могут иметь объём не более 4 GB.

Некоторые устройства (кардридеры, коммуникаторы и др.), рассчитанные на работу только с картами SD, после смены программного обеспечения могут «научиться» работать с SDHC, если аппаратная поддержка данных карт была предусмотрена производителем.

Также следует обращать внимание на версию реализации карты SD (SD 1.0 или SD 1.1). Если её планируется использовать в старом устройстве, поддерживающем карты памяти объёмом до 2 GB, убедитесь, что она выполнена в версии 1.0, а не 1.1, иначе будут возникать сбои при форматировании и при заполнении карты памяти информацией.

SDXC

В 2009 г. на CES SD Association представила новый стандарт SDXC (eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TB (2 199 023 255 552 байт) и скорость обмена до 104 МБ/с. В дальнейшем планируется повысить скорость до 300 МБ/с. Разумеется, речь идет о скорости интерфейса «контроллер карты» <=> «контроллер ридера», но флэш-памяти до таких скоростей ещё далеко, и именно её невысокой скоростью будет определяться быстродействие карты в целом. Планируется, что стандартной для SDXC карт будет файловая система exFAT, разработанная компанией Microsoft. Компании Panasonic, Kingston и SanDisk представили SDXC карту объёмом 64 GB[3][4][5]. Фирма Lexar представила карту на 128 GB[6].

Японская компания Toshiba объявила о выпуске SDXC карт памяти объёмом 64 Гб, которые, со слов производителя, являются самыми быстрыми картами в мире и имеют максимальную скорость передачи данных при записи — 35 Мб/сек и 60 Мб/сек — при чтении. В дополнение к SDXC карте Toshiba представила две новые модели SDHC карт памяти объёмом 16 и 32 Гб с аналогичными скоростными показателями, как и у SDXC карты.

Новые модели SDXC и SDHC карт памяти, как заявляет компания, соответствуют новому стандарту SD Ver. 3.00, UHS104 и предназначены для использования в устройствах, требующих больших объёмов памяти для хранения данных при их высокой скорости передачи, каковыми, например, являются цифровые фото- и видеокамеры.

Окончательная версия SDXC, также называемая SD 4.0 поднимает теоретическую максимальную скорость передачи данных до 300Мб/сек, а ёмкость карт может быть выше 64Гб. С SDHC-устройствами они не совместимы полностью.

Дата добавления: 2015-11-04