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第60章 数字电视传播(12)

2001年SONY推出了一种全新数码摄录格式——Micromv。MICROMV格式采用了8bit量化、MPEG-2压缩技术,记录码率为12Mb/s,产生的文件相当小。在音质方面采用了MP2(MPEG1 Audio Layer2)立体声技术保证文件小的同时获得较好的声音质量。MICROMV格式的录像带只有MiniDV录像带体积的30%,所以更小巧,携带更方便。

MICROMV格式采用1/6英寸(3.8mm)金属微粒带,磁迹宽度5μm,而且MICROMV格式的录像带采用了比MiniDV带高约3倍的高密度带基记录方式。MICROMV格式的最大便利在于具有灵活的扩展性,低容量的文件使摄录的影像得以以较低的速率传输,非常适合当今高速发展的网络。但它不能与任何数码摄录格式兼容,而且影像及声音质量比DV格式差很远。

Digital8(D8)格式:虽然是数字格式,但采用的是V8或Hi8的视频盒带。D8磁带尺寸为15×62.5×95mm,比DV带大很多,所以D8机器也比DV大。水平清晰度能达到500线。

近年来世界广播电视行业不断朝高清晰度方向发展,高清格式越来越多,如索尼的HDCAMSR、HDCAM、HDV,松下的DVCPRO HD、HDD5等。实现高清记录最大的难点就是记录码率太高,需要提高压缩比,因而高清格式和标清格式一般采用不同的压缩算法。

HDD5:无压缩格式,数字分量4∶2∶2采样,D5格式的高清版本。

HDCAMSR:索尼高清格式中质量最高的,相当于数字Betacam的高清版。它采用MPEG4SP压缩算法,支持10bit以上的量化,记录码率为440Mb/s,既可以用4∶4∶4采样格式,也可以选择4∶2∶2采样格式,能够兼容重放HDCAM格式磁带,支持12个独立的数字声道,主要用于高端电影拍摄和制作、高质量的节目母带、广告等。

HDCAM是目前使用最多的高清格式,相当于电视台广泛使用的BetacamSX的高清版,采用场内压缩和DCT压缩,记录码率140Mb/s、4∶2∶2采样、8bit量化,主要为了满足室外恶劣环境的需要,降低记录码率以提高可靠性为第一需求,兼顾图像质量。

HDV是民用格式,又称小高清,采用与DV相同的磁头磁带系统。其最大优点是在保持一定图像质量的前提下,大幅度降低成本,同时兼容标清DVCAM。它采用MPEG2MP帧间压缩,数字分量4∶2∶2采样,记录码率为25Mb/s。

DVCPRO HD格式采用4∶2∶2采样格式,亮度采样达到了74.25MHz,色度信号达到37.125MHZ。也是DCT帧内压缩,压缩比6.7∶1,8bit量化,记录码率100Mb/s。

DVCPRO HD-EX格式是在DVCPRO HD格式基础上开发的,采用9μm磁迹,可在相同的磁带上记录原来两倍容量的HD图像,同时还记录用于环绕声制作的8通道数字音频。

不同的记录格式对应不同的摄录机、录像机,使用不同的磁带,也有些摄录机兼容多种格式。

(2)数字录像机的新型存储介质

近几年,硬盘、光盘、半导体存储卡用于摄录机记录媒介的技术已进入实用阶段,它们都有与计算机兼容的优势:直接传输数据给非线性编辑系统,实现更高的工作效率。

硬盘存储器以其体积可大可小、可靠性高、存储速率快等特点被广泛应用于多种数据存储领域,尤其是大容量存储应用。在广播电视领域,硬盘凭借记录容量大、成本合理;读写速度快、可减少上载时间;可直接访问,支持文件的直接删除和编辑;可适配多种接口的优点,在节目的采集、存储、播出中已开始发挥作用。池上公司、JVC公司、汤姆逊公司、Sony公司等都推出了硬盘录像机。

光盘存储器基于“文件”形式的记录方式和随机存取的功能也突破了磁带的“线性”障碍,可以方便地复制、传输记录的数字信息。由Sony、松下、日立、夏普、先锋、LG、三星、飞利浦和汤姆逊九家公司组成的蓝光盘联盟开发了大容量蓝光盘格式。其规格共有单面单层记录容量为23.3GB、25GB、27GB三种类型,光盘生产厂家可以根据技术水平进行选择。目前较为成熟的光盘产品是SONY公司采用蓝光盘记录技术的XDCAM和XDCAM HD格式系列产品。

半导体存储器具有存储性能优越、不需要机械系统的特点,消除了机械结构部件的记录系统可以大大减轻摄录一体机的重量和功耗,存储卡几乎可以无限次再使用(重写多达10万次)。采用半导体存储卡的摄录一体机对温度(特别是极冷天气)、震动、冲击、湿度、灰尘等较其他介质有更强的抵抗力。松下公司在2004年已经上市P2卡摄录一体机。

索尼和Sandisk公司共同开发了SXS存储卡

SXS卡不但小巧易携、存储容量大,而且和笔记本电脑所使用的ExpressCard标准完全兼容,可以直接插入电脑的ExpressCard进行数据交换。

当然,现行的磁带运行模式是成熟的工作流程,磁带作为廉价的通用介质具有很多优点,在较长时间内仍将发挥积极作用。新一代的摄录设备也考虑到了与磁带系统的兼容问题。

3.无线摄录系统

无论在新闻报道还是其他大型活动现场,自由的移动性是取得最佳拍摄效果的重要因素。IBC2002上日立数字无线摄像系统就登场亮相了。

日立数字无线摄像机技术将A/D转换、MPEG2编码、载波COFDM调制和射频输出集成于一个极小体积的发射单元之内;接收机可以工作于台从锁相模式,无需额外的帧同步器,接收机还具备ASI输出,直接与上变频器连接构成简洁的DSNG系统。在BIRTV2004上,Sony公司向中国市场展示了WLL系列无线摄像机。

WLL-CA50/CA55是无线摄像机发射端,通过一体化设计的内置接口,可以轻易地嵌入Sony摄像机或摄录一体机的背部,无须采用外部电缆就可以实现安全、稳定的连接。该设备可直接将摄像机视频/音频信号转换为MPEG-2比特流,并进行频带传输。

WLL-RX55是无线摄像机接收端。为了保证接收器和发送器之间的稳定传输,无线系统通常采用两个独立的调谐器,并且它们的配套天线分开放置。这一配置被称为群集接收系统。两个天线之间保持一定距离,每个调谐器可以通过不同路径接收同一信号,然后采用智能信息包切换技术,自动选择采用误码率较少的信号。

二、数字非线性编辑系统

数字后期编辑设备包括线性编辑系统和非线性编辑系统,目前以非线性编辑系统为主。

1.非线性编辑的系统构成

非线性编辑的实现,要靠软件与硬件的支持,即非线性编辑系统。

非线性编辑硬件系统主要包括:一台高性能计算机、音视频编辑处理卡、一个大容量硬盘阵列,输入输出设备可以是摄像机或录像机。音视频编辑处理卡是非线性编辑系统的核心,卡的质量决定了所编辑的节目质量。

非线性编辑软件系统可以分为两类。第一类是与非线性编辑卡相连,直接进行视频的采集输入和输出的软件。这一类又分为专用型和通用型两种,专用型非线编软件是由非线性编辑系统开发商根据所选用的视频卡的特点专门开发的,能够直接进行视音频信号的采集输出,并能够直接调用视频卡内置的硬件特技或专门的特技卡内的硬件特技,形成实时特技或短时间的生成特技,从而提高编辑速度。通用型非线编软件只能够进行信号的采集和输出工作,不能进行编辑。第二类又称为第三方软件,指的是非线性编辑系统生产商以外的软件公司提供的软件,不能与非线性编辑卡直接挂靠。这些软件的品种非常丰富,功能也很强大,一般都集成了输入输出、字幕、编辑、特技等功能,随着计算机硬件性能的提高,视频编辑处理对专用器件的依赖越来越小,软件作用更加突出。

2.工作原理

首先把采集自录像机、摄像机或其他信号源的模拟视音频信号经过视频卡、声卡转换成数字信号(即A/D转换),再经过数字压缩后形成数据流存储到硬盘中。如果配备的是数字录放像机,则不需要经过A/D转换,直接采集数字信号送到硬盘存储,然后根据编导的创作意图运用非线编软件对存储在硬盘中的视频、图像、音频等各种数据进行编辑、做特技加动画上字幕等综合处理,最后将处理后的数据送到视频卡、声卡进行数字解压缩及D/A变换为模拟信号进行录制或播出,或者直接输出数字信号进行录制或播出。

3.非线性编辑的工作流程

非线性编辑的工作流程可以简单地分为输入、编辑、输出三个步骤。当然,由于不同软件功能的差异,其使用流程还可以进一步细化。

素材采集与输入采集就是利用非线性编辑软件,将模拟视频、音频信号转换成数字信号存储到计算机中,或者将外部的数字视频存储到计算机中,成为可以处理的素材。输入主要是把其他软件处理过的图像、声音等导入到非线性编辑软件中。采集时可对各种参数进行调整,如电平、色彩平衡、相位、亮度、饱和度等,这些调整可以在监视器上直观地看到,以确保所采集的效果。

素材编辑素材编辑就是设置素材的入点与出点,以选择最合适的部分,然后按时间顺序把不同素材组接起来。编辑点可根据画面及时码设定,精确到帧,编辑时可随时以计算机小画面或监视器上全屏反复播放。

特技处理对于视频素材,特技处理包括转场、特效、合成叠加,对音频素材,特技处理包括转场、特效。令人震撼的画面效果就是在这一过程中产生的。而非线性编辑软件功能的强弱,往往也是体现在这一方面。配合硬件,很多非线性编辑软件能够实现特技播放。

字幕制作字幕是节目中非常重要的部分,它包括文字和图形两个方面。非线性编辑软件中制作字幕一般很方便,几乎没有无法实现的效果,并且还有大量的模板可以选择。

输出与生成节目编辑完成后,就可以输出回录到录像带上;也可以生成视频文件,发布到网上、刻录VCD和DVD等等。

4.非线性编辑系统的发展——现场编辑和远程编辑

很多电视节目现场性、时间性非常强,如新闻节目。目前使用较多的是便携式卫星地面站,即数字卫星新闻采集系统(DSNG):以卫星通信系统作为传输平台,记者在新闻现场所采集到的数字视音频信号(或把采集到的模拟视频和音频信号数字化)进行压缩处理后,发射到同步通信卫星再转送回电视台或新闻机构总部,电视台或新闻总部可以直接转播或经过编辑后播出。它能在减小系统尺寸和降低系统造价的前提下保证采集到的视音频信号得到高质量传输。

在此基础上,一种基于多媒体笔记本的“便携式非线性编辑设备”(甚至可以软件支持)已经出现。在BIRTV2005(北京国际广播影视设备展览会)北京雷特世创科技有限公司的展台上,展出了Canopus公司的EDIUS系列非线性编辑产品,其中EDIUS Mobile是Canopus公司重点推出的以“挑战新闻编辑速度极限”为口号的国内第一款实时高清移动非编系统。该系统可以进行实时多格式、多制式混编,可以通过1394接口进行HDV、DV、DVCPRO25信号的输入输出,通过选件还可以支持DVCPRO50、P2、XDCAM格式。EDIUS Mobile编辑软件为用户提供了专业的编辑环境,高效的实时编辑和自定义操作界面使其成为一个“即时采集,即时编辑,即时播出”的移动编辑平台。

在现场新闻采集时,记者可随时将拍摄的素材下载到便携式非线性编辑系统中进行草编,提高了后期机房编辑的效率,甚至可以在便携式设备上直接进行联机编辑,进一步缩短电视节目制作周期,可以应用在新闻、专题片、MTV和电视剧等多种节目的制作中。

由于通讯手段日趋多样化,异地办公、在家办公已经成为一种潮流。在电视节目制作领域,对一些现有的工作模式进行扩展,将发展出一种远程编辑模式。在该编辑模式下,编辑人员通过网络从电视台的素材库把较低质量、较大压缩比的视频素材下载到家中的脱机非线性编辑系统上,草编完成后,再传到电视制作中心进行一次合成。目前这种编辑技术发展还受到传输网络带宽的限制,随着网络技术的快速发展,相信远程编辑定会成为现实。

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