Основы работы с цифровым видео

МОБУ «СОШ №7» г. Соль-Илецка

Исследовательская работа

на тему:

«Основы работы с цифровым видео»

Выполнил:

Кубенов Максим

г.Соль-Илецк

2014г.

Содержание:

Введение.

1. Конфигурация компьютера, необходимая для работы с цифровым видео.

   1. Видеокарта и ее компоненты.

   2. ТВ-тюнер, цифровая видеокамера, веб-камера.

   3. Дополнительный цифровой порт ввода/вывода FireWire.

2. Форматы видеофайлов.

3. Обработка видео в видеоредакторе.

   1. Виды видеоредакторов.

   2. Видеозахват.

   3. Видеомонтаж.

   4. Видеоэффекты.

   5. Сохранение видео.

4. Заключение.

5. Список использованной литературы.

Введение

В докладе исследуются основы работы с оцифрованным видео: изучение конфигурации компьютера, необходимой для работы с цифровым видео, проблемы выбора видеоформата и видеоредактора. В настоящее время существует много различных видеоредакторов. Проведенная систематизация существующих видеоредакторов выявила, что они различаются по степени сложности и требованиям, которые они предъявляют к квалификации пользователя.

Предлагается после предварительного знакомства с возможностями видеоредактора Windows Movie Moker и аппаратным обеспечением, необходимым для обработки видеоматериалов и создания полноценной видеопродукции изучить все этапы захвата и редактирования цифрового видео.

В настоящее время большое внимание уделяется качеству видеоизображения. Основная проблема для зрителей и производителей видеопродукции - поиск оптимального варианта, сочетающего небольшой объем файла и достаточно хорошее качество видео.

Создание простого видеоролика - необходимое умение для современного человека.

1. Конфигурация компьютера, необходимая для работы с цифровым видео

Обычное видео знакомо всем. Видеосигнал, записанный на кассету, воспроизво­дится видеомагнитофоном, поступает в виде электромагнитных колебаний на обычный телевизор - и на экране появляется видеоизображение. Но это именно обыч­ное, т. е. аналоговое, видео. Оно, как и аналоговый звук, совершенно недоступно для обработки на компьютере. Причины хорошо известны: стихия компьютера - цифры, а не колебания. Известно и решение проблемы: видео, как и звук, можно оцифровать.

Источником аналогового видеосигнала могут быть, например, телеантенна, сис­тема кабельного телевидения, видеомагнитофон или обычная (не цифровая) видео­камера. Но, какое бы видеоустройство мы ни взяли, его в любом случае нужно будет подключить к нашему компьютеру. Необходимый для этого кабель входит в комплект видеоустройства и легко подключается к нему. А вот второй конец этого кабеля нам предстоит вставить в нужный разъем компьютера, и это уже не так просто.

1.1. Видеокарта и ее компоненты.

Посмотрим на тыльную сторону системного блока и для начала попробуем най­ти нужный разъем на видеокарте. Видеокарта - это специальный модуль компью­тера, отвечающий за работу с видеоизображением, и результаты такой работы постоянно видны на экране нашего монитора.

К основным компонентам видеокарты относятся: графический процессор , от возможностей которого во многом зависит производительность всей видеоподсистемы, и видеопамять .

Видеопамять - часть оперативной памяти, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

При этом в видеопамяти может содержаться как непосредственно растровый образ изображения (экранный кадр), так и отдельные фрагменты как в растровой (текстуры), так и в векторной формах.

Видеокарту очень легко найти - достаточно проследить, куда подключен кабель, соединяющий монитор и системный блок. А подключен он как раз в разъем на видеокарте.

1.2 ТВ-тюнер, цифровая видеокамера, веб-камера.

Внимательно посмотрим на видеокарту. Если на ней видны еще какие-нибудь разъемы, кроме того, к которому подклю­чен монитор, значит мы располагаем современной, мощной и много­функциональной видеокартой. Попробуем вставить в подходящий разъем штекер кабеля, идущего от видеоустройства. Если такого разъема не нашлось, то наша видеокарта не умеет принимать аналоговый видеосигнал, и здесь нашему компьютеру очень пригодилось бы дополнительное устройство - карта видеозахвата, или ТВ-тюнер.

Такое устройство специально предназначено для оцифровки аналогового видео и имеет все необходимые разъемы. Но, к сожалению, оно встречается довольно редко, и на нашем компьютере его, скорее всего, нет.

Впрочем, если ни мощная видеокарта, ни ТВ-тюнер на нашем компьютере не обнаружены, то здесь нас могут выручить другие устройства - цифровая видеокамера или веб-камера.

Подходящий для них разъем найдется на любом компьютере, а поступающий с таких устройств видеосигнал даже не нуждается в оцифровке, поскольку изна­чально является цифровым.

1.3 Дополнительный цифровой порт ввода/вывода FireWire.

Помимо вышеупомянутых камер существуют камеры, имеющие цифровой порт ввода/вывода FireWire. В компьютере также должен присутствовать этот порт. Иногда он встраивается в материнскую плату компьютера, но чаще при­ходится покупать дополнительную карту расширения. И последнее - специальный кабель. Часто он поставляется в комплекте с картой.

Разъемы FireWire камеры и компьютера разные.

Порт FireWire - двунаправленный. Это позволяет как принимать поток дан­ных из камеры, так и передавать его обратно из компьютера в камеру. Видео и звук передаются по одному кабелю. Практически все современные видеокамеры снабже­ны портом FireWire и она должна распознаваться автоматически - это позволит избежать трудностей с установкой драй­веров.

Порт FireWire только передает видео- и звуковые данные, в компьютере же они хранятся в виде файла формата Digital Video (DV). Сама карта не формирует файл, этим занимается процессор компьютера. Для обработки видео процессор должен быть очень быстрым. Если его частота будет меньше 1500 МГц, то процессор не успеет сформировать файл и вы будете терять кадры фильма. То есть захватывать видео через FireWire можно только на быстром современном компьютере.

При выводе фильма из компьютера на камеру критичным параметром оказыва­ется не только скорость процессора, но и скорость жесткого диска. Компьютер должен быть оснащен как можно более быстрым диском. Иначе при выводе готового фильма на камеру могут появиться дефекты.

Предположим, что все нужные устройства у нас имеются и подсоединены к на­шему компьютеру.

2. Форматы видеофайлов

Выбор формата видеофайла во многом предопределит и будущий выбор видеоредактора.

Видео формат- определяет структуру видео файла, то как хранится файл на носителе информации (CD, DVD, жестком диске или канале связи). Обычно разные форматы имеют различные расширения файла (*.avi, *. mpg, *.mov и др.).

Одним из первых форматов, разработанных для нужд цифрового видео, был формат АVI . Файлы в таком формате легко узнать по характерному расширению АVI. Несмотря на множество недостатков формата АVI и появление новых, более совершенных форматов, в сфере мультимедиа он и сейчас является базовым форматом для цифрового видео, т. е. играет ту же роль, что и формат WAV для цифрового звука.

Формат АVI - это не только видео, но и синхронизированный с ним звук. Обыч­но звуковую составляющую называют звуковой дорожкой или аудиотреком. Это самый обычный звук в формате WAV. Любой видеоре­дактор может выделить из файла АVI звуковую дорожку и сохранить ее в виде отдельного звукового файла. Полученный таким образом звук можно отредактиро­вать с помощью звукового редактора, а затем снова вставить его же (или любой другой звук) на прежнее место в файле АVI.

Формат МРЕG постепенно вытесняет формат АVI , он появился позже и изначально был предназначен для максимального сжатия видео. В частности, его звуко­вая дорожка содержит уже сжатый звук в формате МРЗ. Да и видеоданные он сжимает в среднем более эффективно, чем формат АVI. Но главное - воспроизведе­ние МРЕG не потребует от нас поиска подходящего видеокодека среди сотен дру­гих. Все, что может потребоваться для воспроизведения МРЕG, уже имеется в опе­рационной системе Windows.

Однако свои недостатки есть и у формата МРЕG. Далеко не все видеоредакторы умеют работать с такими файлами, да и сам процесс редактирования требует более высокой квалификации. Более высокие требования предъявляются и к мощности компьютера. Наконец, этот формат развивается и несколько меняется со време­нем. Это значит, что и здесь попытка просмотра видеофайла может оказаться не­удачной.

Другие форматы цифрового видео либо имеют серьезные недостатки, либо плохо совместимы с обычными средствами создания мультимедийных произведений.

Параметры цифрового видео:

1. Размер кадра (по вертикали и горизонтали, например, 800 на 600 точек)

2. Цветовое разре­шение, т. е. максимальное количество цветов и оттенков.

3. Частота, с которой кадры сменяют друг друга. Обычно часто­та составляет 24-25 кадров в секунду.

4. Степень сжатости. Некоторые потери качества, неиз­бежные при сжатии, визуально практически незаметны, а выигрыш в размере файла будет очень впечат­ляющим.

Для сжатия цифрового видео используются самые разные способы. Известно, например, что два соседних кадра почти не отличаются друг от друга, что неудиви­тельно: за несколько сотых долей секунды заметные изменения на съемочной пло­щадке просто не успевают произойти:

Поэтому первый, или ключевой, кадр мы сохраняем в полном объеме, а вот из следующего - только то, что отличает его от первого:

Как правило, отличия очень невелики и составляют буквально несколько точек. Чтобы сохранить их, много места не нужно. Это называется «сохранение разно­сти». Есть и другие способы сжатия видеоинформации. А весь процесс сжатия в целом получил название кодирования.

При воспроизведении такого сжатого видео придется выпол­нить обратную операцию. Например, если видео сохранено «по разности», необхо­димо к первому кадру добавить несколько точек, чтобы получить второй кадр, и т. д. Такая обратная операция называется декодированием.

Оба эти процесса выполняются с помощью специального программного модуля, который называется кодек - сокращение от «кодировщик-декодировщик». Та­ких видеокодеков создано очень много, несколько сотен, и все они используют раз­ные способы сжатия. Для просмотра конкретного видеофайла обязательно нужен именно тот кодек, который был использован при его сжатии. И если нужного кодека на нашем компьютере нет, то никакого изображения на экране мы не увидим.

3. Обработка видео в видеоредакторе

3.1 Виды видеоредакторов.

Различных видеоредакторов очень много. Одни из них умеют работать только с форматом АVI, другие - только с форматом МРЕG, третьи - с любыми формата­ми, включая самые экзотические.

Большинство видеоредакторов представляют собой единую программу. Но есть и такие, в комплект которых входит несколько программ: отдельно для оцифровки и записи, отдельно для работы со звуковой дорожкой, отдельно для редактирова­ния видео и т. д.

Кроме того, видеоредакторы различаются по степени сложности и тем требова­ниям, которые они предъявляют к квалификации пользователя. Есть очень про­стые в работе редакторы, для освоения которых достаточно 1-2 часов. Но есть и профессиональные, которые придется осваивать довольно долго.

Правильный выбор наиболее подходящего видеоредактора сделать нелегко, но возможно только после предварительного знакомства с возможностями хотя бы несколь­ких из них.

2. Видеозахват.

В любом видеоредакторе обязательно найдется возможность работы с видеосиг­налом, поступающим от внешнего источника. Такая операция называется видео­захватом.

Можно попытаться найти арактерную кнопку Record (Запись) или пункт меню Capture (Зах­ват), а затем выбрать:

• цветовое разрешение;

• размер кадров (в точках или пикселях, по вертикали и горизонтали);

• частоту кадров.

Для формата АVI требуется также выбрать видеокодек. Некоторые видеопро­граммы принимают такое решение сами, не оставляя нам выбора, но чаще все-таки выбор остается за нами. Это самый ответственный момент, от которого зависит качество будущего цифрового видео. Большинство видеокодеков дают нам возможность плавной настройки степени сжатия, от которой напрямую зависит и качество.

Исходный несжатый файл, имеющий огромные размеры, можно сжать совсем немного, например в 10 раз, и качество сжатого видео будет очень высоким. Но и объем такого файла будет немалым. И наоборот: степень сжатия может быть очень большой, например в 100 раз, и объем полученного видеофайла будет невелик. Но и качество его будет весьма низким.

3.3 Видеомонтаж.

Теперь, когда мы оцифровали и сохранили видеофайл , ­следующий этап нашей работы - видеомонтаж. Его цель - создать из оцифрованных отдельных видеофайлов видеоклип.

Первое , что нужно сделать это отрезать всё лишнее, а оставшиеся фрагменты склеить между собой. Каждый видеоредактор устроен по-своему, но все они имеют общие элементы, которых как минимум два.

Первый из них называется монтажным столом - этот термин заимствован у традиционного кинематографа. На монтажный стол можно поместить любой из оцифрованных видеофайлов. В одних редакторах это делается традиционным пу­тем: из меню выбирается команда File, Ореn (Файл, Открыть). В других перечень этих файлов уже имеется в специальном окне, и любой из них можно просто пере­тащить на монтажный стол с помощью мыши. В некоторых редакторах надо вы­брать команду File, Impогt (Файл, Импорт, Медиафайлы).

Но вот нужный файл на нашем монтажном столе. Здесь имеются привычные инструменты управления, с помощью которых файл можно просмотреть, перемо­тать и т. д. Но есть и дополнительные, специальные инструменты. С их помо­щью можно вырезать или отрезать любой фрагмент:

Один из вариантов обрезки файла- маркировка выделяемого фрагмента, т.е. указание редактору начала фрагмента. Перемещая курсор на новую точку мы так же обозначаем конец выделяемого фрагмента. Далее в одних редакторах вырезается выделенный фрагмент( с помощью кнопки вырезать), а в других в итоговый клип войдёт только выделенный участок, а всё остальное удалится.

В программе Windows Movie Moker с помощью специальной кнопки происходит разделение клипа в выбранном месте.

Далее в окно склейки помещаются полностью обработанные, свободные от всего лишнего фрагменты, и здесь же их склеивают в единый видеоклип.

Переместить в окно склейки готовый фрагмент можно перетащив его мышью. Если фрагменты изображаются в виде отдельных карти­нок, обычно с пробелами между ними, то такое представление называется раскадровкой.

Также фрагменты могут быть представлены в этом окне полосками, заполнен­ными графической информацией или просто разноцветными. Причем длина таких полосок пропорциональна времени воспроизведения фрагментов, т. е. их продол­жительности. Такое представление называется временная шкала.

Большинство редакторов позволяют просматривать окно склейки в двух режимах.

Но вот все фрагменты обработаны и помещены в окно склейки. Всё готово для окончательной склейки, или сборки будущего видеоклипа. Впрочем, до начала сборки остается еще одна операция, хотя и не обязательная. Можно украсить и оживить клип видеоэффектами.

4. Видеоэффекты

Видеоредактор позволяет создавать самые разнообразные эффекты одним движением мыши.

Есть видеоэффекты , кото­рые применяются к одному или нескольким уже обработанным фрагментам. По­ищем эти эффекты в меню или просто выделим любой фрагмент в окне склейки, щелкнув на нем мышью, а затем щелкнем правой кнопкой мыши, вызвав контек­стное меню. Можно изменить яркость, контрастность или цветовую гамму фрагмента, скорость воспроизведения , можно даже проиграть фрагмент в обратном направлении (реверс).

Можно заставить фрагмент в процессе воспроизведения деформироваться или перемещаться по экрану самым причудливым образом.

Есть и другая группа видеоэффектов, так называемые эф­фекты перехода. В кине­матографе одна сцена очень редко сменяет другую совершенно внезапно, в доли секунды. Обычно используются различные приемы: наплыв, затемнение и другие, которые создают впечатление плавного перехода. То же самое и в цифровом видео: мы не просто склеиваем два соседних фрагмента, а создаем эффект плавного перехода между ними.

3.5 Сохранение видео.

Итак, когда все фрагменты нашего будущего видеоклипа размещены в окне раскадровки и снабжены видеоэффектами, остается только склеить их между собой, т. е. собрать из них видеоклип. Это самая простая операция, которую видеоредак­тор выполняет автоматически, если дать ему нужную команду. Обычно такая ко­манда находится в меню File (Файл). Названия могут быть разными, но во всех случаях смысл понятен. Выберем эту команду - и на экране появится соответствующее диалоговое окно.

Выберем формат, в котором будет сохранен наш клип, - МРEG или АVI - и укажем имя файла. И самое главное: укажем параметры будущего видеоклипа.

Составляющие видеоклип фрагменты, которые мы оцифровали ранее, могут иметь самые разные параметры и очень сильно отличаться друг от друга, но для нашего клипа мы можем указать его собственные параметры, совсем не обязательно совпа­дающие с параметрами исходных фрагментов.

Лучше выбирать те кодеки, которые входят в комп­лект операционной системы Windows. Они обязательно найдутся на любом компью­тере, а значит, при просмотре клипа проблемы не возникнут.

Windows Movie Maker - весьма простая в освоении начинающими пользователями и достаточно эффективная программа для считывания, обработки и записи любительских роликов. Однако она имеет один весьма заметный недостаток: программа работает практически только с одним-единственным видеоформатом - Windows Media Video (WMV). Это означает, что созданные в ней ролики можно смотреть только на компьютере.. Программа также может сохранить созданный фильм в формате DV-AVI, но для того, чтобы потом превратить его, например, в стандартный DVD-Video (MPEG-2), потребуется обработка в какой-то отдельной программе - конвертере или редакторе! Таким образом, область применения этой программы ограничена роликами, создаваемыми для просмотра на компьютере и для пересылки их через Интернет.

Заключение

Почему человек в настоящее время хранит видео на компьютере? В основном, цифровое хранение и обработка видео привлекают по двум причинам: во-первых, цифровое видео не "заезжается" от многократных просмотров; во-вторых, элементарно получить копию видеоматериала. Уже этих двух причин достаточно для того, чтобы сохранять свое домашнее видео в цифровом виде.

Обработку видео на компьютере обычно разделяют на три стадии: захват, монтаж и финальное сжатие. В докладе детально разбираются эти этапы, а так же достаточно внимания уделяется вопросу аппаратного обеспечения, необходимого для работы с видео. Исследование проводится с помощью программы Windows Movie Maker, прослеживаются все этапы создания простого видеоролика.

Новичок, ранее никогда не работавший ни с одной монтажной программой, сможет быстро освоить Windows Movie Maker и впоследствии перейти на более сложные (Ulead Video Studio) и даже на профессиональные (Sony Vegas) программы по видеомонтажу.

Список использованной литературы:

1. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 7-9 классов./ Н.Д. Угринович. - 2-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знани1, 2005. - 511с.: ил.

2. Гамалей В. «Самоучитель по цифровому видео: как снять и смонтировать видеофильм на компьютере». / Издательство: ДМК Пресс, 383 стр.

3. Журнал «Инорматика в школе» №8 2008 г.

4. Уорд П. Работа с цифровой видеокамерой: Уроки операторского мастерства. Издательство: "Мир"2001, 301 стр.

5. Создание видеороликов . artrenderstudio.ru/

6. Создание видеоролика на компьютере. arsenal-hr

17