HD - z czym to się je?
autor: Mike Jones
27 kwietnia 2007 00:00
Specyfikacja (krótka) formatu HD
Zacznijmy od pytania - czym właściwie jest format HD? Hi-Definition video to coś więcej niż tylko nazwa obrazu o wyższej niż dotychczas rozdzielczości. HD to zbiór zasad i specyfikacji technicznych, który został zatwierdzony przez wszystkich liczących się producentów sprzętu i oprogramowania.
Najważniejszą cechą obrazu HD są oczywiście jego rozmiary. Dotychczas używany format obrazu - SD (Standard Definition) - określa pojedynczą klatkę jako obraz o wymiarach 720 x 576 pikseli (PAL). HD dopuszcza dwa osobne rozmiary klatek. Mniejszy: 1280x720 pikseli oraz większy: 1920x1080.pikseli. Ten drugi jest prawie trzykrotnie większy od klatki formatu SD.
Te dwa alternatywne rozmiary są często skrótowo określane jako „720” i „1080”. Warto zauważyć, że ten drugi, większy format zaczyna zdecydowanie dominować na rynku, zarówno w segmencie telewizorów jak i kamer wideo. Obecnie tylko kamery JVC nagrywają obraz HD 720 - Sony, Canon i Panasonic „produkują” materiał w formacie 1080.
Obok rozdzielczości, inną ważną cechą różniącą oba formaty HD jest sposób tworzenia obrazu - „progressive scan” lub „interlaced” (przeplot). Progressive scan (skanowanie progresywne) to cecha formatu HD 1280x720. Stąd często używany symbol „720p”. „Progressive scan” oznacza, że każda klatka wideo składa się po prostu z pojedynczego obrazu.
Z kolei 1920x1080 to przeważnie obraz z przeplotem (interlaced - stąd symbol 1080i), co oznacza, że obraz tworzony jest poprzez naprzemienne wyświetlanie linii parzystych i nieparzystych. Te „połówki obrazu” noszą nazwę półpól lub półobrazów. Często pojawiają się dyskusję na temat tego, czy lepszą jakość daje skanowanie progresywne, czy też technika przeplotu. My nie musimy w to wnikać, wystarczy wiedzieć iż tak naprawdę różnice w jakości obrazu są naprawdę niewielkie. Jak już wspomniałem, producenci sprzętu nastawiają się na format 1080; także telewizory HD-ready mogą bez problemu skalować i z powodzeniem wyświetlać oba formaty HD.
Wszystko powyższe brzmi bardzo pięknie, ba, wręcz sielankowo - obraz o znacznie wyższej rozdzielczości daje nam niespotykaną dotąd jakość materiału wideo. Oczywiście jest w tym wszystkim pewien haczyk: podwyższona rozdzielczość oznacza, że każdy plik wideo zawiera znacznie więcej danych, a to z kolei oznacza, ze plik taki zajmuje dużo, dużo więcej miejsca niż pliki SD-video. Dotyczy to także przekazu telewizyjnego, gdzie zbyt niski wskaźnik transferu danych oznacza migotanie obrazu i fatalną jakość. Czysty materiał HD 1920x1080 to jakość której sprostać mogą jedynie najbardziej zaawansowane systemy produkcji filmowo-telewizyjnej. Tak więc, aby nagrywanie i obróbka wideo HD mogły być dostępne dla przeciętnego użytkownika, materiał musi zostać poddany kompresji.
Kompresja HD
Obecnie wyróżniamy dwa główne systemy kompresji HD, dostępne zarówno w kamerach amatorskich, jak i półprofesjonalnych. Pierwszy z nich nosi nazwę HDV, drugi i jednocześnie nowszy to AVCHD.
HDV
Skrót ten pochodzi oczywiście od nazwy High Definition video. Ten format kompresji został zaprezentowany w 2004 roku jako pierwszy z formatów dostępnych w kamerach amatorskich. HDV wprowadza do standardu HD dwie bardzo istotne modyfikacje, zmniejszające rozmiary pliku bez widocznej utraty jakości.
Pierwszą z nich jest jest anamorficzne rozciąganie obrazu. Obraz anamorficzny nie jest niczym nowym - jest stosowany w kinie od lat 50-tych XX wieku. W kinie używa się specjalnych soczewek (zarówno przy nagrywaniu materiału jak i przy jego odtwarzaniu) które „ściskają” szeroki, panoramiczny obraz tak, by mieścił się na zwykłej, wąskiej klatce filmu. Podczas odtwarzania specjalne obiektywy na projektorze rozciągają obraz tak, by wypełnił cały ekran.
Na tej samej zasadzie działa obecnie obraz anamorficzny, tyle że rolę obiektywów i soczewek przejęła elektronika. W głównej specyfikacji HD obraz ma szerokość 1920 pikseli, które to piksele są po prostu kwadratowe. Format HDV nie nagrywa 1920 kwadratowych pikseli, ale 1440 prostokątnych pikseli. Dzięki temu obraz ma szerokość taką samą jak obraz 1920, ale zawiera mniej pikseli - więc i mniej danych.
Druga modyfikacja to kompresja MPEG-2 - taka sama jak używana na płytach DVD. Pewną jej wadą jest fakt, iż kiedy chcemy edytować wideo skompresowane przez MPEG, materiał ten musi zostać „w locie” rozpakowany i wyświetlony. To wymaga dosyć mocnych konfiguracji używanych komputerów.
AVCHD
Advanced Video Codec High Definition - to z kolei jest całkiem nowy format materiału HD dla zastosowań amatorskich. Podczas gdy kamery HDV powoli ewoluują w kierunku zastosowań profesjonalnych, AVCHD przejmuje niszę zastosowań amatorskich.
AVCHD również używa obrazu anamorficznego. Różni się jednak stosowanym kodekiem - zamiast starego MPEG-2 jest tu nowość - kodek H.264. Mówiąc w pewnym uproszczeniu, kodek ten jest w stanie zredukować rozmiary pliku wideo o połowę w stosunku do pliku skompresowanego przez MPEG-2, podczas gdy jakość nadal pozostaje wysoka. Oczywiście coś za coś - wysoki stopień kompresji oznacza, iż komputer któremu zlecimy obróbkę takiego wideo będzie musiał bardziej się napracować.
Formaty nagrywania i nośniki
Wraz ze zmianami standardów wideo, zmieniają się także formaty sygnału oraz używane nośniki. Jeszcze nie tak dawno taśma magnetyczna była jedyną opcją. Dziś, w popularnych kamerach, dostępna są trzy rodzaje nośników: taśma, płyta DVD i dysk twardy.
Taśma HDV
Kamery na taśmę nadal stanowią większość, zarówno w segmencie amatorskim jak i profesjonalnym. Sytuacja te zmienia się jednak szybko. Podczas gdy taśma nadal jest preferowana przez użytkowników kamer profesjonalnych, amatorzy coraz częściej wybierają nieliniowe nagrywanie na płytach DVD lub dyskach twardych.
Kamery HDV nagrywające na taśmach używają zwykłych, doskonale znanych kaset MiniDV. Materiał jest zrzucany do komputera przez złącze FireWire , tak samo jak przy „zwykłym” DV.
Taśmy HDV mają szereg zalet. Są najbardziej odporne na uszkodzenia, mogą też długo stać na półce. Jeśli zdarzy nam się uszkodzić (np. zagiąć fragment taśmy, cała jej reszta jest nieuszkodzona i można odzyskać z niej materiał. Jeśli zarysujemy płytę DVD - możemy stracić cały materiał na niej nagrany...
Główną wadą taśm jest liniowy sposób nagrywania materiału. Materiał nagrany jest jako jedna całość, kaseta nie rozróżnia scen czy plików. Dopiero siadając do montażu możemy coś wyciąć lub przestawić.
Nagrywalne DVD
Kamery nagrywające na dyskach DVD nie są nowością - istnieją na rynku już od kilku lat. Zostały zaprojektowane przede wszystkim z myślą o użytkownikach którzy nie chcą montować lub edytować w jakikolwiek sposób nagranego materiału. Chcą po prostu nagrać film, a potem móc od razu obejrzeć go w stacjonarnym odtwarzaczu DVD.
Wielką zaletą płyt DVD jako nośnika dla kamer, jest nieliniowy sposób nagrywania. Oznacza to, iż poszczególne nagrane sceny są dostępne wybiórczo, jeszcze z poziomy kamery. Użytkownik może jeszcze przez skopiowaniem materiału do komputera zdecydować które fragmenty filmu chce zachować, a które skasować. Nie musi już zrzucać całego nagranego materiału. Kamery DVD używają najczęściej portu USB 2.0 do łączności z komputerem.
Oczywiście, płyty DVD mają też wady. Główną jest ograniczony czas nagrania - od 15 do 25 minut, zależnie od poziomu jakości wybranego w menu kamery.
Inna wadą jest podatność nośnika na uszkodzenia. Jedna rysa na powierzchni płyty może skutecznie uszkodzić cały nagrany film. Zresztą, nawet bez tego płyty DVD szybko się starzeją i już za kilka lat może okazać się, że nawet te nieporysowane mogą nie dać się odczytać.
Dysk twardy
Ostatnim z popularnych nośników jest dysk twardy (HDD) wbudowany w kamerę. Rozwiązanie to daje nam zalety płyty DVD (nieliniowe nagrywanie), przy czym dysk twardy działa znacznie szybciej niż płyta DVD. Przez to transfer danych jest dużo szybszy. Kamery z dyskami twardymi mogą też pomieścić znacznie więcej materiału niż DVD - aż do 30 GB w niektórych modelach. Oznacz to możliwość nagrania wielu godzin wideo.
Dyski twarde są jednak dosyć delikatne - jedno upuszczenie kamery może zakończyć się nie tylko utratą całego nagranego materiału, ale także trwałym uszkodzeniem dysku. W przeciwieństwie do taśm i DVD nośnik ten nie jest wyjmowalny - a zatem do odczytu materiału niezbędny jest komputer. Filmując przez cały dzień nie da się też wymieniać dysków w kamerze, jak kaset czy płyt --jeden dysk musi wystarczyć na cały dzień zdjęciowy.
Eksport i możliwości oglądania nagranego materiału HD
Filmowanie i edycja nagranego wideo to jeszcze nie wszystko - prędzej czy później następuje moment kiedy chcemy nasze dzieło zaprezentować szerszej publiczności (np. rodzinie ;-) ). Z oczywistych względów nie wszędzie możemy zabrać kamerę, by z niej odtworzyć film, musimy więc zmontowany materiał nagrać na jakiś nośnik. Tylko na jaki? DVD to najczęściej za mało. Z pomocą przychodzą najnowsze formaty dysków optycznych o wysokiej pojemności. Jedynym problemem jest fakt, że żaden z tych standardów nie zdobył jeszcze przewagi na rynku i tak naprawdę nie wiadomo jeszcze który z nich wygra tę walkę.
Pierwszy z nich to HD-DVD. Technologia ta wykorzystuje czerwony laser, taki sam jak obecnie używane napędy „zwykłego” DVD. Przez to technologia ta jest tańsza w produkcji.
Konkurentem HD-DVD jest format Blu-ray - jak sama nazwa wskazuje tutaj wykorzystywany jest laser niebieski, a wiec technologia nowocześniejsza.
Walka między tymi dwoma standardami przypomina nieco lata 80-te XX wieku i walkę pomiędzy VHS a Betamax. I tak jak wówczas, nie wiemy jeszcze który format się upowszechni. Blu-ray ma poparcie Hollywood, co potencjalnie może przechylić szale na jego korzyść.
Zanim jednak rynek wybierze typ nowych napędów i nośników, możemy zaoszczędzić trochę grosza i podpiąć naszą kamerę HD do telewizora HDTV lub monitora komputerowego. Możemy to zrobić na kilka sposobów:
Component Video
Wiele nowych kamer posiada wyjście komponentowe, składające się z trzech gniazd - osobno dla czerwonej, niebieskiej i zielonej składowej obrazu. Większość telewizorów również powinno mieć takie wejścia. Oczywiście kable komponentowe przenoszą tylko informacje o obrazie, aby przesyłać jeszcze dźwięk musimy połączyć gniazdo AV kamery (lub gniazdo słuchawkowe z wejściem audio telewizora HD.
HDMI
Powyższy skrót oznacza High Definition Media Interface. HDMI jest alternatywą dla złącza komponentowego. Główną jego zaletą jest połączenie trzech kabli sygnału wideo (R G B) oraz kabla audio w jednym przewodzie i jednej wtyczce. Jeden kabel brzmi znacznie lepiej niż cztery kable, nieprawdaż? ;-)
Kiedy rezultat naszego montażu i obróbki wideo chcemy udostępniać na komputerze (lub wielu komputerach), warto zastanowić się nad formatem eksportu plików. Polecić mogę dwa: WMV-HD oraz MP4. Pierwszy z nich to nic innego jak Windows Media Video z dodatkową obsługą obrazów o wysokiej rozdzielczości. Jest dostępny w większości programów edycji wideo i oferuje dobry stosunek kompresji do jakości.
Również mp4 jest już dostępny w większości programów. Format ten używa kodeka AVC dzięki czemu pliki wideo robią się łatwiejsze w przenoszeniu.
Oba te formaty mogą być odtwarzane na komputerze, możemy także pokusić się o podłączenie komputera do naszego telewizora HD.
Podsumowanie
Jesteśmy świadkami niezwykle szybkiego przeskoku ze starej technologii SD do nowoczesnego formatu HD. Jak to zwykle bywa w takich przypadkach, wśród użytkowników panuje spora dezorientacja, pojawiają się błędne opinie lub przedwczesne zachwyty. Nie zrażajmy się tym jednak i śledźmy uważnie co dzieje się na rynku Hi-definition Video. Warto trzymać rękę na pulsie, bo kiedy raz poznamy jakość oferowaną przez format HD - nie zechcemy już jej porzucać.