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2004技术新锐:HDV 下
广电在线 | dvbcn | 2006-01-12 15:07
HDV的未来
   1.非本机格式1080i HDV编辑
   首先观察采用中间格式时编辑的捕获和解复用阶段。根据CineForm的资料,在捕获期间,为将720p30转码为小波,Aspect HD要求3.2GHz Pentium 4的CPU。理论上,转码1080i30将要求计算机有几乎2倍的处理能力。感到欣慰的是,CineForm已经实现了一种双缓冲技术,因此在捕获结束后能继续转码处理。因此,总输入过程将比现在720p30的情况要长。
   苹果机上的非本机格式编辑有3点需要注意。首先,苹果公司的DVHScap没有基于时间码的记录能力,因此,一般捕获一个小时的HDV到磁盘上。其次,用Lumière HD或Hdpartner Pro软件转码到DVCPRO HD将需2倍的时间。第三,转码到一个代理也将需要2倍的时间。因此很显然,任何要求转码原始1080i磁带内容为另一种格式的方案都将严重影响编辑效率。
   苹果机用户可以用新型的MPEG Streamclip应用程序。用苹果的DVHScap捕获后,MPEG Streamclip迅速完成解复用。由于不涉及MPEG-2解码,因此对于720p或1080i的解复用都很快。然后使用新HDVideoSplicer软件,能迅速把来自解复用但依然是MPEG-2的源文件的一个HD“精选盘片”拼接在一起。全部源素材都被筛选为可能使用的720p或1080i HDV片段后,只有这些精选片段需要被HDVideo-Splicer转码为DVCPRO HD。此“本机预编辑”方案能节省时间,尤其是在没有一台功能强大的苹果机的时候。
   不过,一旦开始编辑1080i DVCPRO HD,仍然会碰到1080性能损失的钉子。由于任何中间格式必须有与原始素材相同的分辨率,因此它也将携带2倍的像素。难道我们要返回非实时编辑的时代?感到欣慰的是不用。双2GHz G5能同时播放4个码流的1080i30 DVCPRO HD。(同样,3.2GHz Pentium 4也能实时编辑2~3个小波码流。)
   2.本机1080i HDV编辑
   另一选择是无需解复用和转码编辑MPEG-2。用运行在XP的本机HDV编辑机可以做到。(尚无本机苹果机非线性编辑系统)。
   720p30的HDV要求当前能提供的全部CPU处理能力,而很明显的是当开始编辑1080i时,我们将需要一台有两倍以上能力的计算机。如果没有那么多的处理能力,平稳的播放和视频特技预览是不可能做到的。例如,曾有人士指编辑1080i30可能需要一台双Xeon PC。还有其它方法吗?
   可能的一种解决方案是利用图形处理单元(GPU)的能力,而非CPU能力。现代GPU提供基于硬件的反离散余弦变换(iDCT)功能,能从CPU卸下许多解码计算工作量。这是通过DirectX 9中的DxVA功能实现的。未来的非线性编辑系统用GPU可能获得必要的计算能力。苹果公司在10.4 Tiger版本的OS X中执行Core Image/Video,走同样的路线。在2004年世界开发商大会(WWDC)上,苹果公司创始人斯蒂夫·乔布斯解释说:“虽然CPU速度提高正在减缓,GPU速度却大大加快。因此,利用此处理能力来处理图像和视频是有意义的。”
   随着时间的推移,计算机系统的功能将越来越强大,而本机格式HDV编辑软件将越来越先进。因此,我们最终将像编辑DV一样编辑HDV。
   3.逐行优势
   还有另外一种方式检查1080i编辑问题。它是欣赏720p30表现的最佳方式。两种上市的720P30摄录一体机的价格低于未来1080i HDV摄录一体机预期的价格。不过,此最佳位置涉及的并非只是价格和实用性。
   1280×720 HDV格式具有逐行扫描的固有优势。逐行扫描产生的图像没有隔行扫描闪烁,没有运动失真,而且采用的更有效编码使其它类型失真降至最小。逐行扫描不仅提供高质量运动视频,而且无论什么时候从视频获取静止图像都是同样高质量。
   事实上,有关逐行扫描唯一的问题是应当以什么帧频拍摄。如果是拍电影,24fps或25fps是显而易见的选择。虽然目前的JVC HDV摄录一体机没有25fps,但人们希望JVC下一代准专业摄录一体机将提供720p25。采用磁转胶(PAL-to-film)处理,25fps HD甚至可适用于NTSC地区的制作人士。 [page]
   当然,许多人仍偏爱60fps的高时间分辨率。另有人士喜欢720p30的时间分辨率比1080i60的要接近24fps得多。对于这些制作人士来说,目前的720p30 HDV提供自由的影片外观。
   与静态分辨率图测量的分辨率相比,逐行扫描提供更真实的分辨率。某研究显示,对于运动物体来说,视在的逐行图像分辨率几乎为隔行图像分辨率的2倍。然而,相比1080i大量的优点,主观上较高的分辨率也许不能令人信服。
   首先看垂直分辨率。由于隔行摄像机采用CCD行求和以抑制隔行闪烁,垂直分辨率被有效降低25%,对于NTSC来说,从480行降至360行。因此,1080行隔行格式将支持约800行垂直分辨率的图像—比720p提供的720行低很多。(JVC单CCD HDV摄录一体机提供的测量垂直分辨率仅为650行。)
   还有一个问题需考察。25Mb/s的数据率对于1080i MPEG-2太低吗?这让人回想起另一类似的问题:当只为NTSC DV就需要25Mb/s时,19Mb/s如何才能支持HD?19Mb/s支持HD的问题的答案看ATSC HD广播仅用19Mb/s就清楚了,那么此相同的码率为什么就不可能适应HDV?正确答案根本就不复杂。
   昂贵的微波尺寸编码器编码HDTV。此外,广播MPEG-2采用15帧长GOP。目前的HDV摄录一体机采用效率很低的6帧GOP。(不过,短GOP确实更易于编辑)。即使有这些优势,但MPEG-2“阻塞”失真(即快速运动物体上的格栅化)在1080i体育广播期间极其常见。
   令人惊讶的是,从720p HDV看不到失真。个中原因在于和ATSC 60fps 720p的作法一样,30fps的720p将输入负载的一半置于一个编码器上。因此,如果使广播720p60 HDTV具有38Mb/s带宽,19Mb/s编码的720p30视频看上去就和它一样。720p30 HDV看上去那么好不足为奇。
   1080i输入HDV摄录一体机编码器时,输入2倍以上的像素,但编码器带宽只有32%的增加—从19Mb/s增到25Mb/s。该增加的数据率够吗?
   如果1080i GOP定为15帧,长GOP附加的效率加上编码带宽的增加可以令1080i看上去与1080i ATSC广播一样。遗憾的是,当处理720p30(19Mb/s)或1080i30(25Mb/s)MPEG-2视频时,我们可能需要在两种运动引起失真之间作出选择。对于1080i,快速移动物体可能分裂为小块&m[FS:Page]dash;一种MPEG-2失真。对于720p30,快速移动物体将显示闪烁—一种眼球追踪失真。虽然锁定快门速度到1/60秒能减少闪烁(以后的720p摄录一体机可能很容易做到),但不能消除。
   有趣的是,如果720p60仅在19Mb/s出现,也将可能使快速移动物体上出现MPEG-2阻塞。MPEG-2格栅化的唯一解决方案是显著增大编码数据率。(全文完)
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