Алексеев В.И. Телекоммуникационные и компьютерные технологии в PR. Программное обеспечение PR . -2008

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

DVD-R, DVD-RW и DVD+RW.

В1997 г. компания Pioneer выпустила накопитель DVD-R, но стоимость устройства была слишком высока. Перезаписываемые DVD-RAM появились в 1998г., но первые модели были несовместимы с DVDнакопителями компьютеров. Стандарт DVD-RW, работа над которым завершилась лишь в начале 2001 г., не получил всеобщего признания. Несколько известных электронных компаний предложили форматы DVD+RW, а затем DVD+R, которые лучше совместимы с автономными DVD-проигрывателями.

Внакопителях DVD-RAM, как и в магнитооптических устройствах, используется диск, заключенный в картридж. Но картридж нельзя вставить в автономный DVD-проигрыватель или DVD-накопитель, поэтому диски DVD-RAM можно читать только в накопителях DVD-RAM. Ситуация изменилась с появлением картриджей DVD-RAM Type II. Диск можно вынуть из такого картриджа и вставить в DVD-проигрыватель или DVD-накопитель компьютера. Однако не все накопители DVD-RAM совместимы с картриджами DVD-RAM Type II.

Картриджи DVD-RAM рассчитаны на 100 тыс. циклов перезаписи. Это очень удобно для резервного копирования, так как устройство DVD-RAM можно рассматривать как обычный накопитель с большим пространством для хранения данных. На некоторых новых накопителях DVD-RAM можно записывать диски DVD-R, CD-R и CD-RW (без картриджа). Кроме того, накопители DVD-RAM обеспечивают воспроизведение всех форматов CD.

Устройства с меткой DVD-R/RW обеспечивают запись на носители с соответствующими названиями и на CD с одноразовой и повторной записью; с их помощью можно прочитать компакт-диск любого формата. Диски DVD-RW емкостью 4,7 Гбайт рассчитаны на 1000 циклов перезаписи. Этот формат немного старше своего главного конкурента, DVD+R/RW, и поэтому получил широкое распространение в DVD-проигрывателях

иавторских средствах DVD.

Форматы DVD-RAM и DVD-R/RW одобрены организацией DVD Forum (куда входят Hitachi, JVC, Philips, Pioneer, Sony, Toshiba и многие другие компании). Европейская ассоциация изготовителей компьютеров (ECMA) одобрила все перезаписываемые стандарты DVD, в том числе DVD+R и DVD+R/RW.

Основные разработчики DVD+R/RW, компании HP, Philips и Sony, были уверены в превосходстве этой технологии перед ее конкурентами, поэтому в названии появился знак «плюс». Накопители пригодны для записи дисков DVD+R и DVD+R/RW, но не подходят для записи DVD-R и DVD-R/RW. Стандарт не получил признания со стороны DVD Forum. Носитель DVD+R/RW также имеет емкость 4,7 Гбайт и обеспечивает до 1000 циклов перезаписи. Появились и двусторонние диски типов «-» и «+».

Устройства «+» ни в чем не уступают накопителям «-», а благодаря некоторым улучшениям они могут превосходить своих конкурентов по быстродействию и надежности. Например, скорость записи накопителей DVD+RW выше, чем у большинства устройств DVD-RW. Некоторые диски DVD-R записываются со скоростью, близкой к скоростям DVD+R, а с появлением моделей DVD-RW разрыв в быстродействии еще более сократится.

Еще одно различие между технологиями «-» и «+» заключается в способе вращения дисков в накопителях. Накопители CD, DVD-ROM и DVD-RW - устройства с постоянной линейной скоростью, обеспечивающие постоянную скорость передачи данных при чтении дисков. В этих накопителях диски вращаются медленнее при считывании информации с внешних, более длинных дорожек. В более быстрых накопителях используется метод постоянной угловой скорости. При этом скорость вращения диска неизменна, а проблема различий в скорости считывания данных решается с помощью специального буфера. Этот метод особенно важен для пользователей ПК, поскольку он обеспечивает более высокую скорость чтения DVD и CD. В накопителях DVD+R/RW применяются оба метода. Кроме того, при записи дисков на накопителях «+» не требуется завершать и закрывать сеансы. Благодаря всем этим факторам накопители DVD+R/RW имеют небольшое преимущество в быстродействии.

Завершают картину накопители четвертого типа: комбинированные устройства. Модели этого типа обеспечивают запись во всех «-» и «+» форматах (за исключением DVD-RAM), а также CD-R и CD-RW.

DVD для записи видеоинформации

DVD может нести как стандартную полноэкранную версию фильма, так и широкоэкранную, звук - до 8 звуковых дорожек (на разных языках), каждая из которых может иметь до 8 каналов. На DVD может быть представлено до 32 субтитров на разных языках. DVD-диск не изнашивается в процессе эксплуатации, он может быть только поврежден при небрежном обращении. DVD практически не поддается воздействию высоких температур и не реагирует на магнитные поля.

В зависимости от использования сторон и слоёв общая его ёмкость составляет от 4,7Гб до 17 Гб.

DVD-5 (Single-side single-layer disk) - односторонние однослойные диски с емкостью 4.7 Гбайт. Запись данных осуществляется только на одной стороне диска. Примерно 2 часа видео.

DVD-9 (Single-side double-layer disk) - двухслойные односторонние диски емкостью 8.5 Гб. Имеют два информационных слоя: внутренний, на поверхность которого наносится второй (внешний), информационный

61

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

слой из специального полупрозрачного (для самофокусирующегося лазера) материала. 4 часов видео;

DVD-10 (Double-side single-layer disk) - двухсторонний диск с одним информационным слоем на каждой стороне. Обладает емкостью 9.4 Гб. Около 4,5 часа видео;

DVD-18 (Double-side double-layer disk) - двухсторонний диск с двумя информационными слоями на каждой стороне. Имеет емкость 17 Гб. Около 8 часов видео.

Региональное кодирование

Метод записи DVD-дисков изначально разрабатывался с целью обеспечения надежной защиты данных от несанкционированного копирования, все DVD имеют обозначение регионального кода. Для того, чтобы контролировать распространение DVD-дисков, кинокомпании создали 8 «зон» (регионов), на которые разбит весь мир:

Зона N0: Все зоны

Зона N1: Канада, США

Зона N2: Европа, Япония, ЮАР, страны среднего Востока

Зона N3: Юго-Восточная Азия, Тайвань

Зона N4: Австралия, Южная Америка, Латинская Америка, Новая Зеландия

Зона N5: большинство стран Африки, Индия, Пакистан, Россия и государства бывшего СССР

Зона N6: Китай

7.резервный номер зоны;

8.специальная экстерриториальная зона (самолеты, пассажирские лайнеры и т.д.).

Напрямую данные с DVD-диска переписать невозможно, так как используется система шифрования, требующая для воспроизведения наличия специального ключа. Эта система получила название Content Scrambling System (CSS).

Для расшифровки аудио- и видеоданных используется алгоритм с 40-битным ключом, причем все DVD-проигрыватели, игровые приставки, использующие DVD, и даже программные DVD-декодеры имеют свой уникальный ключ. Каждый DVD-диск содержит 400 таких ключей, которые записываются в процессе изготовления. И если соответствующий ключ устройства не будет найден среди этих 400 ключей на диске, то его воспроизвести не удастся. Поэтому диск, записанный в одной зоне, не может быть воспроизведен в другой.

На практике возможность воспроизведения тех или иных дисков конкретным устройством DVD определяется зашитой в нём «региональной системой воспроизведения» - RPC, которая может быть в различных моделях реализована по-разному: RPC-1 с программной установкой зоны (в программе-декодере будет возможность выбрать регион) и RPC-2 с аппаратной установкой. В последнем случае выбранная пользователем зона записывается в память самого DVD, и допускается всего несколько перенастроек.

Файловая система DVD-видео

DVD-Video использует файловую систему MicroUDF/ISO 9660. Все файлы сохраняются физически последовательно в определенном порядке. Содержимое диска располагается в каталоге VIDEO_TS.

В этом каталоге находятся три типа файлов:

*.VOB - содержат все видео- и аудиоданные в формате MPEG-2 или MPEG-1. Они включают в себя оцифрованный видеосигнал и всю графическую информацию, содержащуюся в пунктах меню, титрах, информацию о создателях фильма и т. д.

*.IFO-содержат информацию о времени, последовательности, или после каких операций происходит запуск данных из соответствующих по названию *.VOB файлов.

*.BUP - содержат резервированные данные из файлов *.IFO. Могут отсутствовать на диске.

На каждом диске DVD-Video должен присутствовать блок управления видео Video Manager (VMG), который находится в файле VIDEOJTS.IFO и содержит следующую информацию:

1.Title Region Code - информация о регионе, в котором диск может быть запущен;

2.Number of Subtitles - количество субтитров;

62

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

3.Video Attribute (видео-атрибуты):

Video compression mode (видео компрессия) - MPEG-1 или MPEG-2;

TV system (система вещания) - PAL или NTSC;

Aspect Ratio (формат изображения) 4:3 или 16:9;

Source picture resolution - разрешение экрана (PAL: 720x576, NTSC: 640x480);

Pan&Scan, Letterbox - форматы показа фильма;

Frame Rate - количество кадров в секунду (обычно 25);

Bitrate - полоса потока видеоданных (обычно 9,8 Мбит/с);

4.Audio Attribute (аудио-атрибуты):

Audio Coding mode (аудио-кодировка)

Dolby AC-3 или PCM;

Sampling Rate - частота квантования звука (обычно 48 КГц);

Number of Audio channels - число аудиоканалов;

Bitrate - полоса потока аудиоданных;

Number of Audio streams - количество звуковых потоков;

VMG содержит также информацию, как показывать на экране меню и какие интерактивные возможности в нём предоставлены. Меню появляется сразу после запуска диска и позволяет переходить к определенным сценам кинофильма, выбирать предпочтительный язык титров и озвучения, а также дает доступ к дополнительным материалам.

При этом разные DVD-плееры могут по-разному интерпретировать количество частей и эпизодов в одном и том же фильме. Так, некоторые программы «видят» VOB-файл как единый видеофрагмент, а некоторые находят внутри него несколько отдельных частей и позволяют воспроизводить их по выбору.

По крайней мере, один материал должен присутствовать на каждом диске стандарта DVD-Video - кинофильм. К дополнительным материалам можно отнести наличие не вошедших в окончательную редакцию фильма сцен, рекламные ролики, документальные материалы о создании картины и т. д.

Эти материалы располагаются в файлах VTS_XX_Y. VOB, где «XX» - номер части фильма от 01 до 99, a «Y» - номер эпизода в данной части фильма, от 0 до 9.

Так как формат MicroUDF ограничивает размер файла одним гигабайтом, большинство кинофильмов сохранены более, чем в одном файле. Файлы VTS_XX_Y.IFO содержат информацию относительно аудио- и видеосигналов соответствующих им *.VOB и отвечают за правильное воспроизведение фрагментов в заданной последовательности.

Передача изображения, тип звука, перевод

Формат передачи изображения

NTSC (National Television Standarts Committee) - 525-строчный стандарт видео для Америки/Японии.

NTSC США работает с частотой обновления 60 кадров в секунду и обладает цветовой поднесущей на 3.58 MHz.

PAL 525-строчный технический видеостандарт для большинства европейских стран, Австралии и Новой Зеландии.

ANAMORPHIC/анаморфный. «Сжатое» DVD-изображение, которое выглядит растянутым по вертикали в телевизионном формате 4:3. В формате же 16:9 «несжатое» изображение обладает правильным соотношением сторон и более высоким качеством. Фильмы в анаморфном формате иногда маркируются надписью «Предназначено для телевизоров 16:9».

FULLSCREEN/полный экран. Соотношение сторон 4:3 - формат экрана обычного телевизора.

LETTERBOX/формат «леттербокс». Широкоформатный фильм, демонстрирующийся с черными полосами сверху и снизу экрана с целью сохранения оригинального соотношения сторон. Также этим термином принято обозначать широкоэкранный фильм, записанный без анаморфирования.

63

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

WIDESCREEN/широкий экран. Всеобъемлющий термин, означающий, что соотношение сторон изображения выше, чем обычная телевизионная конфигурация 4:3.

Тип звука

DOLBY DIGITAL - Система сжатая цифровой информации, разработанная Dolby и позволяющая закодировать в звуковую дорожку DVD многоканальный звук. Вариации формата DD представлены в цифровом виде (десятичная дробь); первая цифра указывает на число каналов полной полосы пропускания, вторая - на наличие отдельного канала для сабвуфера. Таким образом, 1.0 - это моно, 2.0 - стерео, а 5.1 - 5 каналов с сабвуфером.

DOLBY STEREO/SURROUND - Система объемного звука для кинотеатров. Она состоит из информации о левой, правой и объемной (surround) частях звуковой дорожки.

РСМ – (Pulse Code Modulation) - Стереофонический аудиоформат без сжатия данных, используемый для записи CD. Поддерживается DVD-плейерами, воспроизводящими компакт-диски.

Перевод фильма

Закадровый дубляж - озвучивание как минимум двумя персонами, например мужчиной и женщиной, при котором слышны оригинальные голоса актеров.

Синхронный перевод - озвучивание одним человеком всех авторов, при котором так же слышна оригинальная речь актеров.

Дубляж - озвучивание как минимум двумя персонами, при котором оригинальные голоса актеров не слышны.

Субтитры - подстрочный перевод фильма, без озвучивания актерами.

5.3.9.4. Формат Blu-ray

Формат Blu-ray (англ. blue ray — голубой луч) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA.

Blu-ray получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера.

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50 или 54 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырёх и шести слоёв. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырёхслойного диска объёмом 100 Гб

На данный момент доступны диски BD-R и BD-RE, в разработке находится формат BD-ROM. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 Гб для двухслойного варианта.

В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно.

Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных.

Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна», на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с.

На данный момент в спецификацию формата BD-ROM включена поддержка трёх кодеков: MPEG-2, который также является стандартным для DVD; MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1 — новый быстро развивающийся кодек, созданный на основе Microsoft Windows Media 9. При использовании первого кодека на один слой возможно записать около двух часов видео высокой чёткости, другие два более современных кодека

64

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

позволяют записывать до четырёх часов видео на один слой.

Для звука BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS, Dolby TrueHD, DTS-HD. На Blu-ray-устройстве возможно проигрывать диски формата DVD.

Видео фильмы формата Blu-ray имеют отличные от DVD коды регионов.

1 или A - Америка, Восточная и Юго-Восточная Азия (исключая Китай)

2 или B - Европа, Океания, Африка, Ближний Восток, заморские владения Франции, Гренландия

3 или С - Центральная и Южная Азия, Монголия, Россия, Казахстан, КНР

В формате Blu-ray применён экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным, производители могут обновить схему шифрования, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период её жизни. Также будет использована технология Mandatory Managed Copy, которая позволяет пользователям делать легальные копии видеоинформации в защищённом формате. Именно отсутствие возможности динамически менять схему шифрования позволило создать программу DeCSS, которая стала настоящим проклятием киноиндустрии: как только Content Scramble System (CSS) был взломан, все последующие DVD взламывались уже без лишних проблем.

Следующим уровнем защиты, которым обладают диски — это технология цифровых водяных знаков «ROM-Mark». Она будет жёстко «прошита» в ПЗУ приводов при производстве, что не позволит проигрывателю проигрывать без специальной скрытой метки, которую, по утверждению Ассоциации, будет невозможно подделать.

В дополнение к этому, все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищённый шифрованием интерфейс. Это означает, что большинство первых HDTV-телевизоров, которые продавались без интерфейсов с поддержкой HDCP (HDMI или DVI с поддержкой HDCP) не смогут воспроизводить видео высокой чёткости с Blu-ray дисков.

Интересные факты

Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка.

5.4. Компьютерная обработка аудио (звук, речь, музыка). Основы цифровой звукозаписи.

5.4.1.Форматы аудиофайлов

Так же, как в видеозаписи - в звукозаписи были разработаны различные физические методы хранения аудиоданных, например виниловые пластинки, магнитная лента, компакт-диски, теперь - DVD, и т. д., точно таким же образом появилось множество различных компьютерных методов хранения аудиоданных.

Эти методы и являются форматами аудиофайлов. Формат аудиофайла представляет собой спецификацию, описывающую структуру, в которой аудиоданные хранятся в файле. Одни и те же аудиоданные могут быть сохранены множеством различных способов.

Почему не обойтись одним форматом аудиоданных? Например, для воспроизведения в дисководе для компакт-дисков, для записи музыки или звуковых эффектов в видеоиграх, для записи дорожки фильма или видеоклипа или даже для загрузки через Интернет. Для каждой задачи может потребоваться, чтобы ваши аудиоданные были сохранены своим способом. Например, звук для компакт-диска должен быть сохранен с использованием разрядности 16 бит и частоты сэмплирования 44,1 кГц. Однако для загрузки звука через Интернет нам лучше использовать другую разрядность и частоту сэмплирования, поскольку каждая минута 16битного, 44-килогерцевого звука занимает около 10 Мбайт. Это слишком большой объем данных для того, чтобы его можно было пропускать через медленные телефонные линии.

Кроме различий в разрядности и частоте сэмплирования, некоторые форматы аудиофайлов предлагают также сжатие данных. Это означает, что, сохраняя звук в определенных форматах файлов, вы уменьшаете размер ваших аудиофайлов для того, чтобы их можно было использовать в случаях низкой пропускной способности сетей, например в Интернете. В некоторых случаях сжатие не влияет на качество звука, но в большинстве случаев ухудшение звука наблюдается. При сжатии вам приходится находить компромисс между качеством звука и размером файла, который вы, в конце концов, получите. Существует много различных схем сжатия. Существование различных форматов аудиофайлов объясняется также и тем, что за годы развития компьютеров получили распространение несколько основных компьютерных платформ.

65

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

5.4.1.1. Звуковой формат AUDIO

Всем известно такое устройство, как лазерный проигрыватель, которым снабжены практически все современные музыкальные центры. Данное устройство воспроизводит звук с лазерных компакт-дисков или AUDIO-CD-дисков (что одно и то же). Качество такого звука выгодно отличается от качества с обыкновенной аудиокассеты: нет никаких шумов прохождения ленты, «пожёванности» или «растянутости». На один лазерный диск помещается 74 минуты звучания в формате AUDIO. Данный диск может быть воспроизведён и на ПК, снабжённом устройством CD-ROM. В формате AUDIO звук может храниться только непосредственно на компакт-диске, для хранения в компьютере (на жёстком диске) данный формат не приемлем. Некоторым неудобством аудиоформата также является то, что он, в основном, не может иметь визуального названия своего содержимого. То есть, если на диске не указан перечень песен, и вы потеряли сопутствующий конверт, то узнать содержимое диска можно только прослушав каждый трек.

Звук в формате AUDIO можно записать при помощи специальных программ на жёсткий диск компьютера, но при этом компьютер преобразует формат AUDIO в формат WAV.

5.4.1.2. Звуковой формат WAV

Формат звука WAV (от waveform - форма сигнала) - это цифровой формат звука, по своему качеству примерно одинаковый с форматом AUDIO, но объем измеряется не в минутах, а в байтах, мегабайтах и т.д. Данный формат может храниться как на жёстком диске ПК, что делает его весьма доступным для работы со звуковым оформлением сценария, так и на компакт-диске. Формат WAV может иметь своё индивидуальное название на любом носителе (каждый файл вы можете назвать, как вам захочется, и это название будет сохраняться при копировании или переносе). Не нуждается в специальных программах для копирования, скажем, с лазерного диска на жёсткий диск, что делает удобным перемещение звуковых файлов с ПК на ПК.

Формат WAV - наиболее распространенный формат звукоданных в компьютерах на платформе IBM/Windows. Формат Wave является форматом для операционной системы Windows, а это означает, что любой компьютер с операционной системой Windows может воспроизводить файлы Wave. Формат поддерживает множество различных типов аудиоданных, в том числе 8- и 16-битные, моно и стерео. Формат Wave также имеет поддержку для огромного количества различных схем сжатия, включая многие варианты

ADPCM через Microsoft ACM (Audio Compression Manager - Менеджер сжатия звука).

Большая часть программного обеспечения для работы со звуком и музыкой на платформе Windows поддерживает этот формат. Файлы в формате Wave имеют расширение wav.

Звук в формате WAV не может быть воспроизведён на простом бытовом лазерном проигрывателе, этот формат может быть обработан только программами компьютера или CD-плеерами.

Формат WAV - это сугубо компьютерный звуковой формат, обладающий высоким качеством, но и большим объемом. Может храниться на любом приемлемом для ПК виде носителей и имеет своё индивидуальное название.

5.4.1.3. Звуковой формат хранения аудио MP3 (MPEG 3)

Звуковой формат Mp3 - сокращение от MPEG Layer3. Хотя аббревиатуру MP иногда расшифровывают как Music Packing («упаковка музыки»), что, в общем-то, отражает суть дела.

Формат MP3 является на сегодняшний день наиболее популярным форматом хранения музыки на компьютере. Очень удобен при работе над звуковым оформлением сценария, когда музыкальный архив находится на жёстком диске. Формат WAV после конвертации из AUDIO займёт значительное место на жёстком диске. Но при помощи соответствующих программ можно «сжать» звуковые файлы формата WAV в формат MP3. Это значит, что при небольшой потере качества объем уменьшится в 5-10 раз.

Этот цифровой формат хранения аудио, разработанный Fraunhofer IIS и THOMPSON, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео и аудио MPEG1 и MPEG2. Данная схема является самой сложной из семейства MPEG Layer 1/2/3. Она требует больших затрат машинного времени для кодирования по сравнению с остальными и обеспечивает более высокое качество кодирования. Используется главным образом для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам и для кодирования CD Audio.

Как и в других алгоритмах сжатия, для преобразования здесь используется так называемое перцептуальное кодирование - от английского perceptual, «воспринимаемый». Это означает, что звук записывается с учетом психоакустических особенностей его восприятия. Специалисты считают, что любой звуковой сигнал несет много избыточной информации, почти не различаемой человеческим ухом. И если при сжатии ее отфильтровать, то восстановленный потом сигнал будет очень сложно отличить от исходного.

MP3 - потоковый формат. Это означает, что передача данных происходит потоком независимых отдельных блоков данных - фреймов. Для этого исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые фреймами и кодируемые отдельно. При декодировании сигнал формируется из последовательности декодированных фреймов.

66

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

Во-первых, при этом учитывается эффект маскировки — в присутствии мощных спектральных составляющих более мелкие компоненты игнорируются.

Во-вторых, используется низкая чувствительность человеческого уха к высокочастотным звукам. Поэтому частоты выше 16 килогерц в формате mp3 кодируются с весьма низким приоритетом — они записываются только при отсутствии других частотных составляющих.

В-третьих, формат mp3 отличает не слишком трепетное отношение к стереоканалам. Например, при кодировании левому и правому каналам достается «места» не поровну, а столько, сколько надо. Если в одном из каналов тишина, то на него будет расходоваться минимум битов информации. Существует также псевдо стерео режим, когда кодируется сумма каналов («центральный» канал) и их разность, но уже с меньшей плотностью информации. Например, на монозаписях это позволяет сэкономить поток почти вдвое. Наконец, поскольку информационная емкость от фрейма к фрейму различается, то кодирование идет через промежуточный буфер, который позволяет обеспечить постоянную скорость потока.

В формате mp3 предусмотрено 15 степеней сжатия, причем плотность «упаковки» на максимуме и на минимуме отличается в 20 раз! Это зависит от задаваемой при кодировании скорости передачи аудиоданных

— она обозначается английскими словами bit rate (битрейт) и может изменяться от 320 до 16 килобит в секунду (Кбит/с). В данном случае имеется в виду не скорость передачи информации по каналам сети Интернет, а «информационная плотность» записи. Чем больше бит информации записано в секунду, тем с меньшими потерями будет воспроизведен исходный материал — и тем больше места в памяти занимает mp3файл.

Термин битрейт в общем случае обозначает общую величину потока, количество передаваемой за единицу времени информации, и поэтому не связан с внутренними тонкостями строения потока, его смысл не зависит от того, содержит ли поток моно или стерео, или пятиканальное аудио с текстом на разных языках, или что-либо еще.

Например, если композицию продолжительностью ровно 4 минуты перенести с компакт-диска в компьютер без сжатия (в формате wav), то она займет 40 мегабайт. При самом бережном сжатии (320 Кбит/с) файл mp3 займет уже 9,14 Мб — в 4,5 раза меньше. А при максимальной степени сжатия (16 Кбит/с) всю композицию можно втиснуть в 468Кб!

Таблица. Соотношение качество-объем звукового формата mp3

Для MP3 написано множество удобного программного обеспечения. MP3 стал стандартом де факто, настолько много сделано в него вложений пользующимися им сторонами, в том числе и цифровыми радиостанциями. MP3 стал первым массово признанным форматом хранения аудио после CD-Audio.

Формат звука MP3 имеет малый размер, но несколько проигрывает в качестве звука (в зависимости от степени сжатия). Имеет собственное название содержимого (каждый файл Вы можете назвать, как Вам захочется, и это название будет сохраняться при копировании или переносе), легко копируется на персональном компьютере. Воспроизводится только специальными программами ПК или специальными MP3 плеерами. Удобен в создании музыкального архива для звукового оформления сценариев, а также для хранения на лазерных компакт-дисках.

5.4.1.4. Звуковой формат MIDI

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - интерфейс электронных музыкальных инструментов.

Данный формат представляет не оцифрованный звук, а ноты и другую информацию, с помощью которой можно затем синтезировать музыку.

MIDI -данные представляют собой сообщения, или события, каждое из которых является командой для музыкального инструмента. Стандарт предусматривает 16 независимых и равноправных логических каналов, внутри каждого из которых действуют свои режимы работы; изначально это было предназначено для однотембровых инструментов, способных в каждый момент времени воспроизводить звук только одного тембра - каждому инструменту присваивался свой номер канала, что давало возможность многотембрового исполнения.

С появлением многотембровых (multi-timbral) инструментов они стали поддерживать несколько каналов (современные инструменты поддерживают все 16 каналов и могут иметь более одного MIDIинтерфейса), поэтому сейчас каждому каналу обычно назначается свой тембр, называемый по традиции

67

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

инструментом, хотя возможна комбинация нескольких тембров в одном канале. Канал 10 по традиции используется для ударных инструментов - различные ноты в нем соответствуют различным ударным звукам фиксированной высоты; остальные каналы используются для мелодических инструментов, когда различные ноты, как обычно, соответствуют различной высоте тона одного и того же инструмента.

Сами данные, передаваемые по кабелю MIDI – интерфейса, не являются закодированными звуками ни в аналоговой, ни в цифровой форме. Передаются номера команд, нот, простые сообщения длиной всего 1, 2, или 3 байта, которые хранятся в определённых таблицах.

Если синтезатор полифонический, т.е. способен воспроизводить более одной ноты в одно и тоже время, вы имеете возможность играть аккордами. Клавиатура генерирует множественные сообщения, а синтезатор проигрывает все нажатые ноты одновременно. Вообще говоря, клавиатура в этой установке играет роль так называемого MIDI – контроллера. Она генерирует MIDI – последовательности управления синтезатором. Контроллер может не только напоминать клавиатуру или какой-либо другой традиционный музыкальный инструмент, но и может быть так называемым секвенсором – устройством, способным запоминать последовательность команд и в дальнейшем воспроизводить целые музыкальные фразы. Секвенсор как таковой сейчас используется гораздо реже, чем несколько лет назад, ему на смену пришел персональный компьютер, оснащенный MIDI–платой. Такой компьютер способен генерировать сообщения, и соответственно, способен управлять синтезатором. Специальное программное обеспечение авторских работ позволяет в наглядной форме манипулировать MIDI–данными, полученными от MIDI контроллера, а затем пересылать обработанные последовательности на синтезатор.

Синтезатор иногда называют звуковым модулем, или звуковым генератором. Стандарт MIDI никак не определяет способ создания звука, который может быть применен в той или иной конструкции синтезатора.

Файлы формата MIDI (если говорить на профессиональном языке) являются набором команд для «зашитых» в звуковую плату ПК синтезированных звуков. При воспроизведении данного формата можно изменять тональность, темп, подменять инструменты. MIDI имеет очень маленький объём и может воспроизводиться только при помощи специальных компьютерных программ MIDI-плееров. Формат MIDI не приемлем для записи и хранения голоса.

Звуковой формат MIDI допускает изменение темпа и тональности, поэтому он удобен для минусовых фонограмм и для работы с солистами - исполнителями песен.

В МIDI-файлы с расширением RMI (новый стандарт от Microsoft) и WAV-файлы, помимо звуковой информации, могут включаться так же изображения (картинки), этикетки и текстовые описания. Поэтому форматы MID и RMI не могут быть преобразованы в формат WAV. Практически каждая звуковая карта IBM PC-совместимого компьютера имеет программные средства для воспроизведения файлов в форматах MID и

WAV.

5.4.1.5. Звуковой формат KARAOKE

Файлы формата KARAOKE основываются на файлах MIDI и имеют те же самые свойства, имеют очень маленький объем, позволяют изменять темп, тональность, только к извлечению музыки ещё добавлен текст песни, который появляется на мониторе ПК синхронно с мелодией. Файлы с расширением KAR воспроизводятся специальной программой Karaoke-player, которая также может воспроизводить и MIDI-файлы. Данный формат очень популярен, поэтому выпускаются музыкальные центры с функциями воспроизведения KAR-файлов.

5.4.1.6. Формат WMA

Windows Media Audio (WMA) является специальным форматом аудиофайлов, позволяющим создавать потоковые аудиофайлы для передачи через Интернет. Он является форматом для операционной системы Windows, а это означает, что любой компьютер с операционной системой Windows (с установленной программой Windows Media Player) может воспроизводить файлы Windows Media Audio. Формат Windows Media Audio поддерживает также и видеоданные, но программа Sound Forge поддерживает только звуковую часть этого формата. Кроме того, Sound Forge может только сохранять в данном формате - она не может открывать файлы Windows Media Audio.

Windows Media Audio содержит собственные сложные функции сжатия, позволяющие передавать аудиоданные через Интернет в режиме реального времени. Файлы Windows Media имеют расширения wma и asf. В дополнение к аудиоданным программа Sound Forge позволяет загружать и сохранять видеоданные в форме файлов avi. Вы не сможете редактировать видеоданные, но редактирование аудиоданных, хранимых в файле avi, вполне возможно.

5.4.1.7. Формат RAW

Формат RAW. Файлы формата RAW содержат простые аудиоданные PGM. Данные не сохраняются в конкретном формате (в отличие от стандартных форматов). При сохранении файла RAW, он содержит чистые

68

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

аудиоданные. А когда загружается в программу Sound Forge, необходимо указать определенные параметры для того, чтобы файл мог загрузиться. В настоящее время Sound Forge позволяет открывать и сохранять только файлы RAW с 8- или 16-битным несжатым звуком РСМ или сжатым звуком A-Law или u-Law.

5.4.1.8. Формат RealMedia

Файлы формата Real Media предназначены для воспроизведения в Интернете. Фильмы Real Media может просмотреть любой пользователь по всему миру, у которого установлено программное обеспечение RealNetworks® RealPlayer®. Его можно бесплатно загрузить с Web-узла www.real.com. Сведения о настройке вывода с помощью панели параметров.

5.5. Компьютерный линейный и нелинейный монтаж видеоклипов

5.5.1. Традиционный (линейный) монтаж видео

Для того чтобы лучше понять преимущества цифровых технологий редактирования и монтажа, активно используемых в настоящее время в производстве видеопродукции, необходимо вернуться на несколько лет назад и рассмотреть старую классическую схему, отточенную практикой предыдущих десятилетий. Базовая монтажная система состояла из двух видеомагнитофонов (Player-Recorder) и управляющего ими монтажного контроллера.

При этом собственно процесс монтажа выглядел следующим образом:

Отбираемая пользователем “полезная” видеоинформация (фрагменты A и B) с исходной ленты (источника) на первом магнитофоне (Player) переписывалась на результирующую ленту на втором магнитофоне (Recorder), в то время как неудачная или избыточная информация оставалась на источнике. Получаемая в результате новая запись становилась так называемой Мастер кассетой. При этом для точного позиционирования всех выделяемых видеофрагментов монтажный контроллер использовал специальную числовую информацию (тайм-код), записанную на ленту одновременно (параллельно) с видео (каждый кадр обладает своим уникальным номером).

Монтажная система из трех магнитофонов.

Если же было необходимо не просто последовательно собрать (стык в стык) отдельные видеофрагменты в единое целое, но построить между ними плавные переходы со шторками и/или реализовать другие эффекты, то требовалась более сложная монтажная схема, основанная на одновременном использовании двух лент (A и B) с исходным материалом и соответственно двух Player. При этом монтажный контроллер, опираясь на информацию о тайм-коде, управлял всеми аппаратами, в том числе и микшером.

Добавляя к этому генератор титров и/или аудио микшер, приходили к необходимости использования следующей т.н. A/B-roll монтажной системы. Отметим, что она включала в себя набор независимых устройств (порой различных производителей), которые для достижения необходимого результата должны были работать абсолютно синхронно, прецизионно точно и в реальном времени.

69

НОУ БАТП, Алексеев В.И.

«Телекоммуникационные и компьютерные технологии в связях с общественностью. Программное обеспечение»

Таким образом, линейный монтаж подразумевает перезапись видеоматериала с двух (или нескольких) видеоисточников на видеоприемник (видеозаписывающее устройство) с попутным вырезанием ненужных и «склейкой» нужных видеосцен и добавлением эффектов. Недостаток - потеря качества (исключение составляет, пожалуй лишь профессиональные форматы представления видеоcигнала, напр. Betacam SP), высокая трудоемкость и большое количество видеоаппаратуры.

Линейным также называется монтаж, выполняемый в режиме онлайн, то есть в прямом эфире. На мониторах студии транслируются картинки с нескольких камер, а режиссер на ходу решает, какую из них в данный момент пустить в эфир.

5.5.2. Цифровой (нелинейный) монтаж

Сейчас появилась возможность выполнения видеомонтажа и редактирования с помощью компьютера. Эта технология получила название нелинейного монтажа, поскольку позволила операторам прямое обращение к необходимым кадрам/фрагментам видео, записанным на жесткий диск компьютера, т.е. позволила избегать утомительного процесса постоянной (линейной) перемотки ленты вперед-назад при просмотре/поиске этих фрагментов.

Ввод изображения из видеомагнитофона или видеокамеры в компьютер, его оцифровка и вывод уже смонтированного материала из компьютера на видеопленку, CD, DVD осуществляется с помощью специальных видеоплат. Все остальное – монтаж видео, применение спецэффектов, титровка - прерогатива специальных компьютерных программ.

У нелинейного компьютерного видеомонтажа есть проблемы. Дело в том, что оцифрованное видео – это колоссальные объемы данных. Для стандартов PAL или SECAM размер кадра составляет 720х576 пикселов при частоте 25 кадров в секунду. В итоге – 1 минута оцифрованного видео занимает на винчестере чуть больше 1 GB! Кроме того, непрерывный цифровой поток видеоданных составит приблизительно 22 MB/сек. Это все предъявляет очень высокие требование к компьютеру.

Выход был найден в компрессировании данных. Дело в том, что если мы посмотрим на последовательность видеокадров, то увидим, что в них содержится избыточная информация. Скажем, герой в однотонном пиджаке на фоне некого двухцветного флага машет нам рукой. Посмотрев на следующий кадр, мы увидим, что кадр во многом не изменилось, даже учитывая движение руки. Были разработаны специальные математические алгоритмы, которые позволяют предсказать, как будут происходить изменения движения, яркости и т.д. И благодаря этому, количество информации, описывающее кадр можно сократить. Если мы отбрасываем данные только внутри кадра, – то речь идет о внутрикадровой компрессии. Если же для

70