Ловушка для снов
АрхивОбзоры и тестыРеальное событие или фантазию автора того, что нынче называется ёмким словом "контент", связывает с нами цепочка различных устройств. И первой в технологическом цикле чаще всего оказывается видеокамера.
Разнообразные миражи и реалии, которые мы видим на экранах разного размера и качества, называются сегодня ёмким, но бесполым словом "контент". Реальное событие или фантазию автора связывает с нами цепочка различных устройств. И первой в технологическом цикле чаще всего оказывается видеокамера.
Устройство этих сложных электронных, оптических и пока ещё во многом механических конструкций можно описать буквально несколькими фразами. Линза фокусирует изображение на сенсоре, сенсор дает электронную версию светового отпечатка, которую, в свою очередь, обрабатывает и сохраняет электронная начинка. Конечно, объектив из одной линзы заменяет хитрая оптическая система. Конечно, сам сенсор может иметь очень сложную структуру. Конечно, электроника разных камер сильно отличается. И в зависимости от этих показателей, прямо отражающихся на цене, мы можем говорить о чисто профессиональной или явно любительской аппаратуре. С другой стороны, такое деление довольно условно. Да, Sony Cinealta стоит четверть миллиона долларов и дает изображение с очень высокими характеристиками. Но кадры, снятые Canon HV30 (700 баксов), при соответствующей цветокоррекции, при небольшом хронометраже и при динамичном изображении могут быть использованы совместно с материалом, снятым Cinealta.
Так будущее какого же контента мы можем увидеть, глядя через видоискатель разнообразных камер - героев "фабрик грёз" или джинсовых карманов? Как пересекаются их пути и каково их взаимовлияние?
Веб-камера
Веб-камеры, производящиеся в огромных количествах, иногда используются не по прямому коммуникационному назначению, а как источники контента невысокого качества. Мы обычно не сохраняем пришедшее с веб-камер изображение, но для этих записей вечность, похоже, ничто.Они сами - время. Именно благодаря простоте организации интернет-трансляций видео с веб-камер, мы можем в реальном времени заглядывать в другие города, чужие квартиры и видеть ускользающие секунды такими, какие они есть.
HDV против AVCHD
Сегодня индустрия переходит на HD-форматы и соотношение сторон кадра 16:9 (смотрится лучше, так как ближе человеку и психологически, и физиологически). Касается это и любительских камер, где чаще всего используются два формата записи - AVCHD и HDV. AVCHD заявлен Sony и Panasonic как безленточный формат для записи HD-видео, в отличие от HDV (разработан JVC и Sony), использующего стандартные кассеты DV. AVCHD требует для обработки в два-четыре раза больше вычислительной мощности, чем HDV. Для HDV скорость потока при записи фиксирована - 25 Мбит/с, а AVCHD позволяет выбирать степень сжатия, снижая качество и увеличивая время записи на диск или карту памяти.
AVCHD использует более продвинутый кодек AVC/H.264 (MPEG 4), что, в принципе, позволяет добиваться лучшего качества изображения по сравнению с HDV (MPEG 2) при использовании тех же систем оптики и сенсоров. Тем не менее, Sony и Panasonic, владельцы формата AVCHD, не спешат выводить его на широкий профессиональный рынок. Нишу, в которой AVCHD мог бы реализовать себя, успешно обживает оборудование форматов HDV, XDCAMHD, DVCPROHD, принадлежащих тем же владельцам. Скорее всего, формат AVCHD найдет применение лишь в любительском и специфическом профессиональном оборудовании с записью на твердотельные носители, таком как "наголовная" Sony HXRMC 1 ACC.
Камера мобильных телефонов
Что фото, что видеокамера в мобильнике - это, скорее, маркетинговый ход. Можно ли с помощью такой камеры снять полноценный фильм? Если люди делают анимацию, процарапывая каждый кадр на пленке иголкой, и это кино получает призы на кинофестивалях, значит, и камера мобильника может сгодиться. Недостатки в её управлении приведут к использованию ограниченного набора творческих концепций, но почему бы и нет?
Камеры мобильников обычно снимают с разрешением 640x480 и частотой около 30 кадров в секунду. Как и веб-камеры, они не используются для производства контента в профессиональном смысле, но оказывают значительное влияние на наш мир, в том числе и в отношении производства кино и видео. Изображение с веб-камер, камер мобильников, камер видеонаблюдения, камер банкоматов, камер полицейских машин нескончаемым потоком течет по новостным каналам, используется в криминальных хрониках, "шоу-приколах" и т.п. Кинематограф не остается в стороне, включая в драматургию кинофильмов оверлеи веб-камер, окна Skype и записи систем видеонаблюдения.
Но пора открыть секрет. Исходный материал новостных кадров действительно бывает снят на что попало случайным человеком. Для кинематографа же, в отличие от новостей и теледокументалистики, изображение "с веб-камеры" или "видео с помехами" создается из изображения нормального качества. Яркое, четкое лицо человека, снятое в HD-разрешении, легко превращается средствами компьютерной графики в стилизацию "видео с мобильника" - дрожащий, зашумленный кадр, то теряющий, то обретающий цвет. И этими "повреждениями" изображения можно легко управлять, добиваясь нужного художественного эффекта.
Видео в фотоаппарате
Камера в фотоаппарате выигрывает у мобильника за счет лучшей (читай, большей по размеру) матрицы и на порядки более качественной оптики. Чтобы ответить на довольно часто задаваемый вопрос "Заменит ли фотокамера с функцией записи HD-видео компактные рекордеры?", надо сначала решить, какой контент мы собираемся производить.
Для фотокамер видеовозможности - все-таки опция. Например, Canon 5D Mark II предоставляет возможность в режиме Live View начать видеосъемку с разрешением 1920x1080 и даже делать фотографии в процессе съемки, приостанавливая видеозапись на момент регистрации фотокадра. Но как пишет сам производитель, "это замечательная дополнительная возможность для фоторепортеров". И не более того. Размер записываемого файла ограничен 4 гигабайтами, хронометраж - 12 минутами при компрессии H.264, поток - 38,6 Мбит/с, 30 кадров в секунду. Контент, произведенный такими устройствами, имеет достаточное качество, чтобы оказаться на таймлайне мультиформатной нелинейной монтажной, где собираются новости, ролики со свадеб или корпоративных вечеринок. Но даже в этих областях использования видео самые продвинутые фотокамеры не могут быть применены в качестве основного производственного решения.
Мини-рекордеры
Новый класс устройств для производства видео отличается компактностью, простотой и удобен для ведения видеоблогов, оперативного документирования и т.п. Яркий представитель семейства - FlipMinoHD (theflip.com). Управление камерой отсутствует, если не считать переключателя старт/стоп, а компрессия достаточно высока (9 Мбит/c, H.264). Если вчитаться в рекламу девайса, может сложиться ощущение, что вот он, Мессия! Вот она, Истина! В чем дело? Никакого особенного ощущения эта коробочка не рождает. А суть в том, что "самая простая видеокамера в мире", как про неё пишут, предназначена для человека, который снимает всё вокруг себя. И гонит этот поток в Интернет, на сайты, которые для него уже созданы, а на этих сайтах разрозненные куски чьих-то жизней упорядочат по степени веселости, и получится контент, в котором можно продать место под рекламу. Удобно. И выгодно.
Любительская видеокамера
Мы берём эти камеры по случаю: в отпуск, на дачу, на свадьбу, на день рождения. И покупаем их часто тоже по таким же поводам. Каждый год, да нет, чаще появляются новые устройства с улучшенными характеристиками и функциями. Вы можете с закрытыми глазами покупать любую понравившуюся камеру Sony, Panasonic, Canon, JVC, Toshiba или Samsung, если вас интересует минимальная цена.
Если же ваша задача - создать контент для использования в производстве малобюджетных телепрограмм, то ни одна камера дешевле 1500 долларов не подойдёт. Она не будет обладать тем минимальным набором качеств, которые нужны для полупрофессионального производства, с нею неудобно будет работать как физически, так и творчески. В качестве же верхней границы в любительском секторе, и ценовой, и технологической, можно называть камеры стоимостью от трех до шести тысяч долларов. Фактически это уже малые профессиональные устройства. Но не все. Иногда лишь последняя буква в серии отличает любительскую камеру, выглядящую профессионально, от компактной профессиональной машины. Но характеристики, при подробном прочтении, никогда не обманут. Принципиальная разница видна в первую очередь в размерах, технологии и количестве матриц, качестве оптики, наличии регулировок и отдельных органов управления для них, балансных входов/выходов для записи/воспроизведения звука.
Время от времени индустрия рождает культовые устройства-бестселлеры, открывающие дверь в мир цифрового кинематографа для сотен тысяч людей. Так в свое время боролись друг с другом Sony DSR-PD170P и Panasonic AG-DVX100 ("сотке" даже посвящена статья в Википедии). Менялись буквы и цифры в названиях, но концептуально эти устройства живы и сейчас. Главное, что давало им шанс на долгую жизнь ещё при запуске, - высокое качество проектирования, наличие режима 24 кадра/с, возможность снимать в кинорежиме (без разделения видеокадра на полукадры и с коррекцией цветовых характеристик изображения, см. врезку "Кинорежим"). Сегодня тоже выпускается подобная камера - Canon HV40, "бабушка" которой, Canon HV20, стала сенсацией сразу после выхода и до сих пор является экономически оправданной альтернативой более дорогим конкурентам. Основные достоинства этой серии - высокое качество изображения (сравнимое с тем, что дают впятеро более дорогие модели), возможность ручного управления важными параметрами (иногда неявная) и записи несжатого видео HD-разрешения 1920х1080 напрямую с матрицы через порт HDMI.
Именно такие "отличники" и стали тем трамплином, который позволил огромному количеству независимых кинематографистов создавать малобюджетное, но качественное кино, визуально приближающееся к киноизображению, привычному человеческому глазу. Видео теперь готово для кино в широком смысле этого слова.
Кинорежим
Камера классического кино фиксирует изображение как фотоаппарат, снимающий со скоростью 24 кадра в секунду. Видеокамеры же в каждом кадре совмещают по половине от двух последовательных кадров, чередуя их через строки. Если по высоте разрешение видеокадра составляет 576 пикселей, значит, 288 из них отдано изображению, снятому сейчас, а вторая половина снята через 1/50 секунды. Частота при этом составляет 25 кадров в секунду, каждый кадр содержит два полукадра, или два так называемых поля. Из-за разницы в технологии регистрации изображения на экране кино и видеоизображение отличаются характером движения объектов: они по-разному воспринимаются глазом человека. Кроме того, до последнего времени сенсоры видеокамер не могли передать всю глубину красок реального мира, весь его диапазон яркости. Характеристики лучших современных матриц, сразу формирующих прогрессивное (полнокадровое) изображение, приближают качество видеокартинки к киношному.
Профессиональные телекамеры
Профессиональное семейство телекамер начинается с компактных устройств, которые можно принять за любительские, а завершается крупногабаритными аппаратами, имеющими соответствующую производственную специализацию. Обычно телекамеры делятся на студийные (Electronic News Gathering, ENG) и предназначенные для работы "в поле" (Electronic Field Production, EFP). Камеры профессионального уровня, не уступающие ценой дорогому автомобилю или квартире, выпускают сегодня Sony, Panasonic, JVC, Canon, Ikegami, Hitachi, Grass Valley Thomson.
Студийные камеры обычно не имеют записывающих устройств - сигнал по линии связи отправляется в аппаратную. По тем же линиям инженеры управляют техническими характеристиками камер, производят их настройку. Сигнал со студийных камер передается в виде цифрового RGB- или YUV-потока и может содержать всю цветовую информацию (4:4:4) или уменьшенную её часть (4:2:2): для глаза человека наиболее важной является яркостная составляющая, количество же данных, отведенных под передачу цвета, может быть уменьшено, это иногда еще называют "цветовой компрессией". За счет неё экономится объём хранения и потребная вычислительная мощность. В последнее время студийные камеры становятся легче и компактнее; правда, эта тенденция меньше касается объективов и прочего обвеса (телесуфлеров, стационарных мониторов-видоискателей и т. д.). Аналогичным образом мельчают и камеры для работы в поле.
Профессиональная камера напоминает конструктор. В устройстве можно выделить три основных части: оптику (собственно объектив), камерную головку (электроника, фиксирующая изображения) и рекордер или интерфейс (электронная или электронно-механическая система, сохраняющая или передающая сигнал). Такой крупноблочный подход дает возможность строить те технологические схемы, которые наиболее эффективны в данный конкретный момент, а также сохранять инвестиции в будущем, при модернизации оборудования. В основном речь идет о сменной оптике, устройствах записи и интерфейсах.
Чем же пользуется профессиональный производитель контента, за что платит такие бешеные деньги?
Качество, само собой. Великолепная оптика и большого размера матрицы - основа профессиональных систем. Там, где у любителя одна матрица, у профессионала - три, по одной на каждый канал (R, G, B). Там, где у любителя тоже три матрицы, у профи - они в два-три раза крупнее и, например, имеют отдельные фокусирующие элементы на каждом светочувствительном элементе. Особое внимание уделяется помехозащищенности, соотношению сигнал/шум, разрядности передаваемых сигналов. Например, популярные в последнее время CMOS-сенсоры считаются перспективными, в частности, потому, что технология позволяет разместить на самом сенсоре усилители и обработчики сигнала. В результате на выходе мы получаем высококачественный цифровой сигнал с большим количеством сохраненной информации и малым уровнем шума.
Далее - с профессиональной камерой очень удобно работать. Все регулировки, индикаторы, переключатели - под рукой. Ключевые вещи: резкость (фокус), диафрагма, зум (трансфокатор) управляются с помощью рычажков и колец с насечками, а не сенсорными кнопочками и джойстиками. Камера для репортажной съемки удобно ложится на плечо, она имеет определенный вес, что улучшает стабилизацию изображения за счет массы камеры.
Что еще? Я уже упоминал возможность выбора интерфейса: вы сами можете решить, в каком виде выдать сигнал с камеры, с помощью установки соответствующего сменного блока - например, SDI вместо FireWire (см. врезку "Интерфейс SDI"). Микрофон, а также все остальные входные/выходные звуковые линии подключаются к камере по так называемой балансной схеме. Кабель, используемый для балансного соединения, лучше защищен от помех, так как сигнал передается по двум отдельным проводникам, надежно укрытым общим экраном.
Профессиональные камеры, их конструкция и доступность, оказывают на контент, который мы получаем по массовым каналам, наибольшее влияние. Телесериалы и новости, интернет-трансляции и видеостены на всемирных выставках - все они изготавливаются и наполняются содержимым с помощью профессиональных видеокамер. Но сейчас эти устройства уже так хороши, что их старшие родственники готовы снимать "большое кино".
Интерфейс SDI
SDI (Serial Digital Interface) разработан для передачи высококачественного цифрового сигнала между аппаратурой в видеопроизводстве. SDI может включать один канал видео, разное количество вложенных потоков звука и таймкод. Внешне кабель для SDI-соединения мало отличается от стандартного 75омного коаксиального кабеля для передачи телесигналов и имеет на концах разъёмы BNC. Поток 270 Мбит/c (SDSDI) можно передать на расстояние до 300 метров при наличии устройств, компенсирующих затухание сигнала на приемной стороне. Для потоков HD (1,485 Гбит/с) расстояния передачи обычно меньше - до 100 м. Для целей цифрового кино применяется ещё 3GSDI с вдвое большим потоком (2,970 Гбит/с).
В последнее время заметна тенденция к снижению доли специализированных соединений в телеиндустрии. По некоторым данным, в развитых современных комплексах доля SDI-соединений составляет около 30%, а оставшиеся 70% приходятся на стандартные компьютерные интерфейсы.
Камеры для кинопроизводства
Новые возможности цветокоррекции и съёмки в прогрессивных форматах, пришедших в цифровое видео, приближают лучшие цифровые видеокамеры к цифровым кинокамерам. Но лишь отчасти. Важнейшее конструктивное отличие - размеры и количество матриц. Конструкция с призмой и тремя CCD, привычная для любительских и профессиональных видеокамер, дает выигрыш в передаче цвета, но не позволяет использовать с видеокамерами традиционные кинематографические объективы, вследствие чего не дает малых глубин фокуса, считающихся одним из основных изобразительных инструментов кинематографии.
Камеры для цифрового кинопроизводства крепятся на классические киноштативы, отличающиеся от телевизионных, имеют крепления для оптики от пленочных кинокамер (чтобы использовать парк дорогих объективов) и сенсоры размером с кадр кинопленки, что дает в результате такие же оптические эффекты, как на кинопленке. Картинка с этих камер получается более теплая, живая, ее цвет более глубокий, переходы из света в тень имеют больше градаций, у нее шире динамический диапазон. В цифровом кино сохранено больше информации, чем в цифровом видео.
Многие камеры для цифрового кинематографа выдают HD-сигнал с разрешением 1920x1080, который все равно несколько отстает от кинопленки по качеству в высшем смысле. На следующей ступеньке качества стоят камеры SI-2K, формирующие изображение с разрешением 2048x1536. Такой монстр, как Red One, предлагает выбор из разрешений от 2К до 4К (4096x2048), а Red Epic 617 готова предложить в будущем цифровое кино с матриц 28К.
Впрочем, не всё упирается в разрешение. 35 мм кинопленка способна хранить больше нюансов, чем можно перенести путем её сканирования на фильм-сканере с разрешением 4К. А при распространении готовых фильмов используются технологии тиражирования и демонстрации, которые искусственно снижают разрешение до 2К (полную 4К-систему от камеры до проектора обещает представить в течение года-полутора компания Sony).
Трюковые/специальные камеры
Хорошим примером устройств этого класса может служить "наголовная" Sony HXRMC 1 ACC, у которой собственно HD-камера и рекордер со встроенным дисплеем выполнены отдельно и связаны длинным кабелем. Есть и более дешевые аналоги, например VIO POV 1.5 или Oregon Scientific ATC-2000. Подобные устройства поставляют видео о чудесах современного экстремального спорта - их можно закреплять на теле человека или, скажем, на мачте яхты.
Ещё один яркий представитель специальных камер - Grass Valley Thomson LDK8300, умеющая снимать со скоростью до 150 кадров в секунду. Для съёмки в HD 1920x1080 используются три 9-мегапиксельные матрицы1. Камера не имеет собственного рекордера и рассчитана на использование с устройством, способным принять огромный поток некомпрессированных данных (474 Мбит/с) через оптический и SDI-интерфейсы. Подобно портативным камерам, дающим возможность поместить наш глаз в неожиданную точку пространства, камеры, оперирующие временем, позволяют в деталях рассмотреть быстротечные моменты спортивных соревнований, делают привычные кадры интереснее и привлекательнее.
Следящий за развитием фототехники читатель может задаться вопросом, а не устарели ли подобные аппараты с появлением сверхскоростных фотокамер от Casio (EX-F1 и её последователей)? Увы, нет. EX-F1 можно использовать для профессиональных нужд только если хорошо представлять, как мотивировать малый размер картинки (при 300 кадрах в секунду - 512x384) и её высокую компрессию (H.264/AVC).
Сны и реалии
Почему же профессиональные и любительские камеры так сильно отличаются? Да потому, что задачи у них разные. Главная задача профессионала - донести информацию в максимально качественном, неискаженном виде. А также использовать эту информацию для достижения совершенно конкретной цели. К примеру, для фильма о любви нужно, чтобы фокус медленно переходил то на одного героя, то на другого, причем в свете пламени свечи, да ещё и в трясущемся вагоне поезда. Справиться с такой художественной задачей можно лишь если в ваших руках устройство, которым удобно управлять и которое гарантирует нужный результат. В этом случае камера выступает не просто как техническое регистрирующее устройство, а как инструмент художника, та самая ловушка для снов.
Делая основу для спецэффектов, приходится думать о сохранении цветового пространства не только для красоты кадра, но и для беспроблемного отделения объекта съемки от фона в "зеленой комнате"2: чем выше разрешение, чем меньше артефактов на границах объектов в изображении, тем лучше результат. Нельзя забывать и о последующей обработке - например, цветокоррекции, которая очень требовательна к динамическому диапазону изображения: чем больше градаций яркости между самым ярким и самым темным местом в кадре может воспринять и передать техника, тем больше возможностей изменить это изображение впоследствии.
Конечно, "Броненосец "Потемкин" снимали очень простым с технической точки зрения аппаратом. Но никто из тогдашних кинолюбителей не смог бы пользоваться той техникой, чтобы снимать "по случаю" свою собачку в садике. Прогресс не стоит на месте. И теперь мы имеем камеры "для собачек" и невообразимой сложности устройства для генерации новых реальностей, позволившие забыть о кинопленке.
Фокус с автофокусом
Интересно, что некоторые функции любительских камер, вроде автофокуса, проникли и в профессиональный мир. Автофокус обычно действует достаточно формально: наводит фокус на объект в центре кадра либо пытается вычислить нужный объект по заложенному в процессоре алгоритму. Творческая задача профессионального оператора чаще всего не совпадает с планами автофокуса, но в экстренной ситуации, когда нужно быстро сфокусироваться на новом объекте изменившейся сцены, функция разовой наводки "на резкость" может быть весьма полезной.
Особенно актуальной помощь электроники становится с приходом HD-разрешения. Видоискатели камер не дают стопроцентной гарантии при настройке фокуса HD-систем. Легкий расфокус может быть незаметен в стандартном разрешении, но в HD выглядит как явный брак. Кроме того, свойства оптики для HD-камер таковы, что глубина резкости получается меньше, чем у SD. Отчасти из-за этого феномена и появились, например, опции, увеличивающие в видоискателе фрагмент изображения до полного кадра (электронным способом), что должно облегчать фокусировку.
Из еженедельника "Компьютерра" № 15 (779)
1. Физическое разрешение каждой матрицы составляет 4320x1920 пикселов. Тем или иным образом группируя пикселы вертикально, на одной и той же матрице можно получать разнообразные форматы без потерь в разрешении. [назад]
2. "Зеленая комната" - жаргонное название технологии, используемой на телевидении и в кинематографии для создания спецэффектов. Человек или объект снимается камерой на равномерно освещенном зеленом или голубом фоне, цвет которого впоследствии замещается электронным способом на другое изображение, например метеорологическую карту. "Зеленой" может быть только одна стена, а может и целая комната - для съемок более сложных спецэффектов. [назад]
