Глава 1 Теория работы с видеоизображениями на ПК

Знание теоретических основ видеомонтажа позволит вам с пониманием подойти к тем практическим примерам, которые будут приведены в этой книге.

Видео аналоговое. Композитный и компонентный видеосигналы

В компьютерных мониторах экран одновременно сканируют три электронных луча, вызывая световые вспышки красного (R), зеленого (G) и синего (В) цветов. Базовые цвета цветовой модели RGB, смешиваясь, дают всю палитру цветовых оттенков (спектр). Глаз же при этом воспринимает не отдельные три луча, а результирующее (суммарное) цветное изображение.

Новый термин

Цветовая модель – метод описания и определения цветов на ПК математическими средствами, включая описание взаимосвязей между цветами. У каждой цветовой модели есть свои преимущества. Наиболее популярными цветовыми моделями являются RGB, CMYK, YUV.

Для передачи цветного изображения через эфир эффективнее кодировать цвет иным образом. В телевидении исходные RGB-видеосигналы перед передачей преобразуют (кодируют) в сигнал яркости (Y) и два цветоразностных сигнала цветности (U и V). Таким образом, исходная цветовая модель RGB (красный, зеленый, синий) при передаче сигнала преобразуется в цветовую модель Y,U,V (яркость и цветность), а при приеме в цветном телевизоре осуществляется обратный процесс: цветовая модель Y,U,V преобразуется в RGB. Телевизионный видеосигнал, который можно представить как композицию (смесь) сигналов Y, U, V (яркость и цветность) и синхроимпульсов называют композитным. Такое решение используется в аналоговых форматах VHS и Video-8. Иначе говоря, в бытовых видеомагнитофонах для простоты декодирования сигналов объем информации ограничивается, что ведет к уменьшению четкости изображения и снижению числа строк до 240.

По мере эволюции видеотехники композитное видео уступило дорогу компонентному видео, в котором все видеокомпоненты (яркость, цветность, синхроимпульсы) представлены как независимые сигналы и передаются по каналам связи по отдельности (независимо друг от друга). Примером компонентного сигнала является видеосигнал Y/C, состоящий из разделенных сигналов яркости (компонента Y) и цветности (компонента С). Такой сигнал имеет разрешение до 400 линий и используется в системах S-VHS и Hi-8.

В профессиональной видеотехнике используется аналоговый яркостный и цветоразностный компонентный YUV-сигнал. Все его компоненты (яркость, цветность, синхроимпульсы) независимы и передаются по каналам связи независимо друг от друга. Данный сигнал имеет разрешение до 650 линий и используется в профессиональной видеотехнике форматов Betacam и Betacam SP.

Построенное на вышеописанных идеях аналоговое телевидение имеет следующие недостатки:

• во время передачи видеосигнала возникают различные электромагнитные помехи, ухудшающие изображение;

• запись и копирование аналогового видеосигнала всегда сопровождается частичной потерей качества.

Характеристики цифрового видеосигнала

В связи с этим дальнейшее развитие технологий передачи и обработки видеоизображения пошло по пути использования цифрового видеоизображения. Для цифровых видеокамер был разработан специальный цифровой формат записи на магнитную ленту – DV (Digital Video). Это компонентный формат представления сигнала, который обеспечивает разрешение по горизонтали 500 линий. Оцифровка осуществляется с разрешением 720x576, т. е. каждый кадр содержит 720x576 значений яркости (Y) и по 360x288 значений цветоразностных сигналов (U и V). Благодаря раздельной записи видео и звука формат DV позволяет добавлять звуковое сопровождение после завершения записи или редактирования видео.

Цифровое видео характеризуется четырьмя основными параметрами:

• разрешением (Spatial Resolution);

• частотой кадров (Frame Rate);

• качеством цветопередачи (Color Resolution);

• качеством изображения (Image Quality).

Разрешение

Разрешающую способность видеокамеры принято измерять в TBJ1 (телевизионных линиях). Для понимания того, что есть TBJ1, посмотрите на телевизионную испытательную таблицу – рис. 1.1. Электронный вариант такой таблицы можно скачать по адресу: http://www.bealecorner.com/trv900/respat/EIA1956-v3.zip. Цифры, стоящие рядом с линиями, как раз характеризуют разрешающую способность видеокамеры. Так, если на изображении испытательной таблицы, снятой видеокамерой, можно различить линии рядом с цифрой 500, то разрешение такой видеокамеры не хуже 500 TBJ1.

Рис. 1.1. Телевизионная испытательная таблица EIA Resolution Chart


Примечание

Телевизионные испытательные таблицы бывают разные, и они позволяют определять не только разрешение, но и размеры изображения, геометрические искажения, сведение лучей, оценивать яркость, контрастность, баланс белого, правильность передачи цвета изображения и ряд других параметров.

Совет

Как пользоваться такой таблицей в домашних условиях? Наведите видеокамеру на таблицу и произведите ее видеозапись. Для корректности результатов необходим штатив и правильное освещение таблицы дневным светом. Снятое изображение нужно качественно распечатать, например, из программы Acrobat 7 на фотопринтере НР7760 в максимальном разрешении, используя матовую фотобумагу формата А4. Там, где сужающиеся горизонтальные и вертикальные линии на распечатке перестают быть различимыми, находится предел разрешения вашей видеокамеры (смотрите в этих местах маркировку испытательной таблицы в ТВЛ).

Цветопередача

Качество цветопередачи (Color Resolution), называемое также «глубина цвета», устанавливает максимально возможное количество цветов, одновременно отображаемых на экране камерой. Цветопередача есть у всех устройств, передающих цвет, – принтера, сканера, монитора. Для того чтобы увидеть эту характеристику, например, для монитора, необходимо щелкнуть на рабочем столе правой кнопкой мыши и выполнить команду: Свойства | Параметры (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Пример настройки монитора ПК на глубину цвета 32 бита


Требования к качеству изображения (Image Quality) зависят от ваших целей и задач. Вряд ли на сайте в Сети целесообразно размещать полноэкранное видео с разрешением 768 на 576 и палитрой в 16,7 млн цветов (24 бит), а также полной кадровой разверткой (25 или 30 кадров/с). Очевидно, что чем выше частота кадров, глубина цвета и разрешение, тем качество цифрового изображения лучше, но тем больше размер видеофайла.