Монтажные кодеки Введение

Наверняка, многие, импортировав материал с видеозеркалки напрямую в Adobe Premiere или FinalCut, убедились в том, что такой монтаж — занятие медленное, неспешное и требующее особого терпения.

В чем проблема? Дело в том, что кодек H.264, примененный инженерами Canon в их аппаратах, позволяет упаковать HD-видео в поток ~40Мбит, и упаковать довольно качественно. Но расплачиваемся мы за это дорого, и, в частности, расплачиваемся машинным временем. Говоря коротко, в кодеке H.264 применяется, помимо привычного внутрикадрового, еще и межкадровое сжатие — то есть полностью хранятся только опорные кадры, промежуточные же кадры хранятся в виде информации об изменениях между опорными кадрами, либо в виде ссылки на фрагменты опорных кадров, если изменения не произошло. При кодировании и декодировании используются разнообразные алгоритмы определения движения. Это не ново, использованный в стандарте HDV кодек MPEG2 основан на аналогичных принципах, но H.264 реализует значительно более сложные алгоритмы, что сказывается на сложности восстановления полных кадров (в частности, допускаются ссылки одновременно на до 30 различных опорных кадры, в MPEG2 это количество было ограничено одним, максимум двумя).

При монтаже постоянно приходится что-то резать, склеивать и накладывать фильтры. Любой клип на таймлайне — ссылка на реальный файл на диске. При любом действии системе нужно поднять файлы с диска, распаковать видеоматериал до полных кадров и обработать его. И если с некомпрессированым и слабокомпрессированым материалом проблем нет — лишь бы дисковая подсистема вовремя его подняла и отдала в память, — то с H.264 все куда как менее приятно, даже процесс воспроизведения сам по себе очень сильно загружает процессор. На помощь могла бы придти видеокарта — по сути устройство, созданное для параллельных вычислений — но поддержка технологий CUDA и OpenCL в монтажных программах пока не реализована (впрочем, в Adobe CS5 заявлен реалтаймовый монтаж видео с зеркалок), да и вычислительные мощности лишними не бывают никогда. Было бы хорошо монтировать некомпресс — но, во-первых, его по скорости потянет не всякий HDD, а, во-вторых, на дисках можно будет разориться.

И еще мы можем развести монтаж и кодирование во времени — на помощь приходят монтажные кодеки.

Кстати, ряд монтажных решений, например системы Avid, лишены вышеописанных проблем — но лишь потому, что при импорте принудительно кодируют материал в свой родной кодек (DNxHD).

Преимущества использования монтажных кодеков: Применение в рабочем процессе монтажных кодеков имеет ряд преимуществ:

• уменьшение нагрузки на процессор при монтаже;

• за счет того, что компрессия минимальна и не применяется межкадровое сжатие, не только снижается вычислительная нагрузка, но и повышается надежность и стабильность работы монтажной программы;

• приведение материала к единому формату перед монтажом;

• хранение мастер-копий вашего фильма в высоком качестве со сравнительно небольшими затратами дискового пространства.

Из минусов данного подхода, пожалуй, можно отметить, что возрастут требования к объему и скорости дисковой подсистемы, потому как, распаковав промежуточные кадры, нам нужно их где-то хранить. Впрочем, большинство существующих монтажных кодеков позволяют вести монтаж на двух-трех дорожках даже на компьютере, оборудованном обычными SATA HDD.

Итак, современная индустрия программного обеспечения предлагает нам ряд вполне качественных и зарекомендовавших себя монтажных кодеков с минимизированными потерями при сжатии — Apple ProRes, Avid DNxHD, Cineform Neo, Canopus HQ и так далее. Некоторые из них привязаны к конкретной программной платформе, некоторые напротив, реализованы и для семейства Win, и для MacOS, и для семейства Linux. Битрейты, фреймрейты, глубина цвета и поддержка альфа-канала — на любой вкус. Существуют как платные, так и открытые решения. Ниже мы коротко прошлись по тем кодекам, которые по различным причинам используем в работе сами, рассматриваем методики работы, подводные камни и некоторые неочевидные трюки.

Apple ProRes

Монтажным кодеком на платформе Apple является семейство ProRes. ProRes, как заявляет создатель, имеет такие преимущества, как:

• поддержка цветового пространства 4:4:4:4 RGBA (lossless+alpha), 4:4:4 YʹCBCR и 4:2:2 YʹCBCR с проигрыванием в рилтайме;

• визуальное качество некомпрессированного HD видео при скорости и размерах ниже, чем у других кодеков;

• поддержка SD, HD, 2K, 4K и нестандартных размеров кадра;

• кодирование в режиме переменного битрейта (VBR);

• поддержка прогрессива/интерлейса;

• энкодирование только в i-фреймах (intraframe).

Этот формат представлен в пяти различных вариантах: Apple ProRes 4444, Apple ProRes 422 (HQ), Apple ProRes 422, Apple ProRes 422 (LT) и Apple ProRes 422 (Proxy).

Apple ProRes 4444

Apple ProRes 4444 используют при работе с цифровыми киноматериалами от RED ONE, Thomson Viper FilmStream, Arriflex D-20/D-21 и Panavision Genesis, а так же при работе с графикой, когда нужен альфа-канал. Настройка коррекции гаммы с возможностью отключить сдвиг с 1,8 до 2,2 (такое происходит, если RGB материал с гаммой в 2,2 ошибочно интерпертирован как 1,8). Эта фича так же доступна в Apple ProRes 422.

Apple ProRes 422 (HQ)

Apple ProRes 422 (HQ) обеспечивает максимальное качество для источников с цветовым семплированием 4:2:2 и 4:2:0 (без альфаканала) и предлагает 220 Mbps (1920x1080i60).

ProRes 422 (Proxy)

ProRes 422 (Proxy) обычно используют для оффлайн или чернового монтажа на макбуках/макбуках про.

ProRes 422 (LT)

ProRes 422 (LT) был разработан для новостей, спортивных программ, а так же мультикамерных проектов, когда нужно эффективно распределять ресурсы дискового пространства, но при этом не терять в качестве (рекомендован для ТВ).

Далее приводится таблицу примерных скоростей кодека и ориентировочный объем информации, занимаемой на жестком диске: Фактические скорости обычно на 5-10% ниже приведённых- это из-за VBR.

Дополнительная информация:

Так же можно отметить, что визуальных отличий между HQ и Proxy вы вряд ли увидите. Поэтому, если предполагается простой монтаж вполне допустимо использовать и ProRes 422 (Proxy) формат. ProRes 422 нужно использовать при кодировании из самых распространенных форматов — DVCPRO HD, XDCAM, AVCHD. Для последнего больше подойдет ProRes 422 LT. Из приведенных выше таблиц ясно, что ProRes 4444 поддерживает 12 бит, а 422 до 10 бит. На практике оптимальным кодеком для перекодировки H.264 с Canon можно считать обычный ProRes(без HQ). Дополнительно можно порекомендовать PDF-докумен, где саккумулировано огромное количество технической информации.

Ссылки

Final Cut Pro 7 - что нового?

Avid DNxHD