Przegląd cyfrowych formatów wideo

Powszechne wprowadzenie cyfrowych formatów w technice wideo w znaczący sposób uprościło edycję materiału wideo. Dodatkowo dzięki cyfrowemu zapisowi możliwe stało się zachowanie praktycznie niezmiennej jakości obrazu i dźwięku przed i po montażu.

Powszechne wprowadzenie cyfrowych formatów w technice wideo w znaczący sposób uprościło edycję materiału wideo. Dodatkowo dzięki cyfrowemu zapisowi możliwe stało się zachowanie praktycznie niezmiennej jakości obrazu i dźwięku przed i po montażu.

Wybrane parametry najpopularniejszych konsumenckich formatów cyfrowych

Wybrane parametry najpopularniejszych konsumenckich formatów cyfrowych

Pierwsze laboratoryjne urządzenia do cyfrowego zapisu obrazu i dźwięku opracowali w połowie lat 70. inżynierowie z BBC. Obecnie stosuje się wiele bardziej lub mniej znanych cyfrowych formatów wideo. Najłatwiej można je zaklasyfikować, biorąc pod uwagę zastosowanie - jako konsumenckie lub profesjonalne (studyjne). Pierwsze używane są powszechnie przez amatorów i półprofesjonalistów, natomiast drugie przez profesjonalistów pracujących w studiach telewizyjnych, reklamowych i innych.

Konsumenckie cyfrowe formaty wideo

Na rynku konsumenckim zdecydowanie najpopularniejszym formatem cyfrowym jest DV, wprowadzony w 1995 roku przez firmę Sony. Dzięki udostępnieniu jego specyfikacji, szybko stał się powszechnie obowiązującym standardem. W celu zmniejszenia strumienia danych zastosowano kompresję DV o stałym współczynniku 5:1, opartą na wielu algorytmach, w tym na DCT (dyskretnej transformacie kosinusowej). Podczas zapisu stosuje się próbkowanie 4:2:0 w systemie PAL oraz 4:1:1 w systemie NTSC. Dźwięk zapisywany jest w formacie PCM na czterech ścieżkach (12 bit/32 kHz) lub dwóch ścieżkach (16 bit/48 kHz). Jako nośnika w formacie DV używa się dwóch typów kaset: miniDV oraz DV. Szybkiemu upowszechnieniu się formatu DV sprzyjał przede wszystkim dynamiczny rozwój kart IEEE-1394 (FireWire) oraz oprogramowania przeznaczonego do nieliniowej edycji wideo na sprzęcie komputerowym.

Kolejnym popularnym formatem cyfrowym jest Digital 8 (D-8), wprowadzony w 1998 roku również przez firmę Sony. Powstał z połączenia technologii formatu cyfrowego DV z analogowym Hi8. Do produkcji kamer Digital 8 wykorzystano część podzespołów kamer Hi8, co pozwoliło obniżyć koszt ich produkcji. Obecnie zarówno ceny, jak i wyposażenie kamer Digital 8 i DV są bardzo zbliżone. Jako nośnika w formacie Digital 8 używa się kaset znanych już z formatu Hi8. Jedyną różnicą jest zwiększona prędkość przesuwu taśmy, wymagana przy zapisie cyfrowym. Dla użytkowników mających bogatą kolekcję kaset zapisanych w formacie Video8 lub Hi8 niezaprzeczalną zaletą jest możliwość ich odczytu w kamerach Digital 8. Najpopularniejszy format analogowy VHS również doczekał się cyfrowego odpowiednika, nazwanego D-VHS. Główny udział w jego opracowaniu miała firma JVC, która w 1995 roku zaprezentowała podstawowe założenia techniczne, a w 1999 roku wprowadziła do sprzedaży magnetowid pracujący w tym formacie. Zapis odbywa się przy użyciu wydajnej kompresji MPEG-2, dzięki której na kasecie D-VHS można zarejestrować aż 21-godzinny materiał. W magnetowidach D-VHS zachowano możliwość odczytu i zapisu analogowych kaset VHS i S-VHS. Magnetowidy D-VHS idealnie nadają się do rejestracji i archiwizacji materiałów wideo z wejść analogowych, cyfrowych i wbudowanego tunera TV.

Kompresję MPEG-2 wykorzystano również w formacie DVDCAM. Jest on pierwszym powszechnie stosowanym formatem wykorzystującym jako nośnik płyty DVD-RAM o średnicy 8 cm. Płyty te mają pojemność 2,8 GB (dwustronnie) i pozwalają na zapis 60 minut nagrania. Pierwszą kamerę formatu DVDCAM wprowadziła w 2000 roku firma Hitachi. Nagrane płyty można odczytywać również w komputerowych napędach DVD-RAM. Najnowsze modele kamer formatu DVDCAM pozwalają także na umieszczenie na płytach jednokrotnego zapisu DVD-R. Najnowszym konsumenckim formatem cyfrowym jest Micro MV, wprowadzony przez Sony w 2001 roku. Do zapisu wykorzystuje również kompresję MPEG-2, nośnikiem są specjalne, bardzo małe kasety, mieszczące do 60 minut nagrania. We wszystkich wymienionych formatach cyfrowych wykorzystujących kompresję MPEG-2 zastosowano próbkowanie 4:2:0 oraz zapis dźwięku w formacie MPEG-1 Layer 2 (16 bit/48 kHz).

Profesjonalne cyfrowe formaty wideo

Najpopularniejsze formaty profesjonalne: DVCAM oraz DVCPRO (D-7) są rozwinięciem konsumenckiego cyfrowego formatu DV. Pierwszy, wprowadzony przez Sony, pod względem próbkowania i kompresji jest prawie identyczny z formatem DV, różniąc się głównie zwiększoną prędkością przesuwu taśmy, szerokością ścieżek oraz lepszą obsługą dźwięku (ścieżek). Urządzenia DVCAM pozwalają na odczyt kaset zapisanych w formacie DV.

Znacznie bardziej różni się od DV format DVCPRO, wprowadzony przez firmę Panasonic. Przy zachowaniu tego samego stopnia kompresji (5:1) użyto innego próbkowania (4:1:1) zarówno w wypadku systemu PAL, jak i NTSC, co jest główną przyczyną występowania niezgodności z komputerowymi systemami do nieliniowej edycji wideo w systemie PAL. Zwiększono również dwukrotnie prędkość przesuwu taśmy oraz szerokość ścieżek. Dalszym rozwinięciem formatu DVCPRO jest DVCPRO50, oferujący mniejszy stopień kompresji (3,3:1), większy transfer danych (50 Mbit/s) oraz lepsze próbkowanie 4:2:2. W porównaniu do DVCPRO zwiększono też dwukrotnie prędkość przesuwu taśmy.

Również firma JVC opracowała profesjonalny cyfrowy format, mogący z powodzeniem konkurować z DVCPRO50. Jest nim Digital S (D-9), profesjonalne rozwinięcie amatorskiego formatu VHS. Ma identyczne z DVCPRO50 parametry kompresji, transferu danych oraz próbkowania. Najpopularniejszy profesjonalny format analogowy Betacam SP firmy Sony doczekał się kilku cyfrowych wersji. Pierwszym z nich jest format Betacam SX, używający do zapisu kompresji MPEG-2 o współczynniku 10:1 oraz próbkowania 4:2:2. Jednak pod względem oferowanej jakości najlepszym formatem cyfrowym jest Digital Betacam, jedyny, który udostępnia możliwość 10-bitowego próbkowania 4:2:2. Podczas zapisu używa kompresji o współczynniku 2:1. W obu wymienionych formatach zapewniono możliwość odczytu analogowych kaset Betacam SP. Rozwinięciem formatu Digital Betacam jest HDCAM przeznaczony do rejestracji nagrań wysokiej rozdzielczości (HDTV). Charakterystycznymi cechami tego formatu jest rozdzielczość 1920x1080 punktów, format panoramiczny 16:9, wysoki transfer danych (140 Mbit/s) oraz współczynnik kompresji 4:1.


Zobacz również