Видеокамеры высокого разрешения. Ликбез

Кажется, ещё совсем недавно мы были свидетелями и участниками перехода от аналоговых видеокамер к цифровым. И вот на наших глазах развернулась новая революция, приход в любительский сегмент видео высокого разрешения (HD). Переломным в этом отношении стал прошлый, 2007 год. Уже тогда самые впечатляющие новинки появлялись именно в HD-секторе, а вот видеокамеры стандартного разрешения (SD) вступили в полосу технологической стагнации. Ну а представители некоторых линеек и вовсе оказались слабее своих предшественников. И это неудивительно – камкордеры SD постепенно дрейфуют в нижний ценовой сегмент, и производителям приходится экономить, в том числе и на качестве. Указанная тенденция к началу 2008 года лишь укрепилась, и на одной из авторитетнейших выставок потребительской электроники, CES 2008, мы могли лицезреть массу любопытнейших HD-новинок – но о них мы расскажем ниже.

Основным препятствием на пути победоносного распространения HD-видеокамер является их повышенная требовательность к сопутствующей инфраструктуре. В самом деле, для цифровой SD-видеокамеры можно было в принципе не докупать ничего. Уже имеющийся телевизор без проблем позволял заметить прирост качества изображения. Сейчас же придётся как минимум обзавестись широкоэкранным телевизором высокого разрешения, в идеале – FullHD (1920х1080).

Такой стоит заметно дороже самой видеокамеры. Более того, вам наверняка захочется приобрести также и Blu-ray-плеер, чтобы смотреть свои фильмы с него, а не с видеокамеры. А для монтажа этих самых фильмов понадобится довольно мощный компьютер. В общем, совокупные затраты оказываются весьма внушительными. Правда, упрощает то, что большинство людей склонны обновлять свой PC и домашний кинотеатр без всякой привязки к видеолюбительству и зачастую уже имеют часть необходимой для HD-видеокамеры «обвязки». Кстати, покупка современного телевизора часто служит мощным стимулом к апгрейду и видеокамеры тоже. Объясняется это тем, что HD-вещание в России развито слабо, а Blu-ray-релизов пока ещё мало. Получается, что телевизор высокого разрешения есть, а вот смотреть-то особо и нечего. Выход – снимать HD-видео самому. Но вначале придётся определиться с выбором подходящей камеры.

HDV

Существует два основных любительских формата записи видео высокого разрешения – HDV и AVCHD.

Формат HDV создали в 2003 году фирмы Sony, JVC, Canon и Sharp. Позже к ним примкнули и другие гранды отрасли, такие как Apple, Avid, Canopus, Ulead. Благодаря столь широкой поддержке нет недостатка ни в совместимом оборудовании, ни в монтажном софте. Видеокамеры, поддерживающие HDV, осуществляют запись исключительно на магнитные кассеты (обычно MiniDV) – таково требование стандарта.

И это неплохо, если учесть тот факт, что MiniDV до сих пор с большим отрывом лидирует по соотношению «цена/объём». С другой стороны, всем известны и недостатки кассет, а именно необходимость перемотки для доступа к нужному фрагменту данных, а также длительное время копирования информации на жёсткий диск компьютера. HDV-фильмы предназначены для просмотра на широкоэкранных (16:9) HD-телевизорах. Формат позволяет снимать с разрешением 1280x720 (720p) и 1440x1080 (1080i). Следует отметить, что режим 1080i – не вполне «честный», так как истинный 1080i требует разрешения 1920x1080.

Для того чтобы итоговая картинка корректно отображалась на экранах с соотношением сторон 16:9, пришлось пойти на хитрость. А именно придать пикселям матрицы не квадратную, а прямоугольную форму. Благодаря этому при просмотре не происходит искажения пропорций. Однако почему нельзя было отказаться от таких ухищрений? Количество линий по горизонтали пришлось сократить до 1440, для того чтобы уменьшить битрейт (сиречь поток информации за единицу времени), – ибо не следует забывать, что запись ведётся на обычную кассету MiniDV, первоначально созданную для видеозаписей стандартного разрешения. Впрочем, одной этой меры было бы явно недостаточно, потребовались и другие. При записи SD-видео в формате DV использовалось лишь покадровое сжатие, на манер JPEG. Теперь же стал использоваться кодек MPEG2 (подобный тому, что применяется для видеодисков DVD). Помимо покадрового он использует ещё и межкадровое сжатие. То есть полностью сохраняются лишь избранные, ключевые кадры. А вот кадры, расположенные между ними, не сохраняются, фиксируется только информация относительно их отличий от ключевых. Такой подход позволил радикально сократить объём получающегося видео, однако вызвал и ряд проблем. Наиболее серьёзная из них – падение качества фиксации динамичных сцен. В самом деле, если подвижность картинки невелика – например, снимаем пейзаж, – то невелика и разница между кадрами, а потому проблем не возникает. Но вот если снимаемый объект – скажем, спортсмен – весьма подвижен, начинаются сложности. Так как разница между кадрами становится очень значительной, доступного битрейта (для HDV – 25 Мбит/с) может просто не хватить, и появляются характерные артефакты – квадраты или даже «рассыпание» изображения. Ситуация усугубляется ещё и тем, что видеопоток приходится обрабатывать в режиме реального времени, а процессорной мощности и энергии в мобильном устройстве по определению мало. Разумеется, фирмы-производители приложили немало усилий, чтобы справиться с такой напастью, – и добились немалых успехов. Однако полностью проблема до сих пор не решена.

AVCHD

AVCHD был разработан фирмами Sony и Panasonic к середине 2006 года. Это значительно более гибкий формат, нежели HDV. В частности, можно использовать различные типы носителей: жёсткие диски, флеш-карточки, а также оптические накопители. Не является жёстко заданным ни битрейт, ни разрешение снимаемого видео. Это несомненный плюс, позволяющий создавать устройства для всех сегментов рынка.

Формат AVCHD, как следует из названия, основан на кодеке H.264/MPEG-4 AVC. MPEG4, будучи более новым кодеком, нежели MPEG2, использует весьма хитроумные алгоритмы сжатия – и они позволяют добиться заметно большей степени компрессии. Однако базовые принципы их действия схожи, например – MPEG4 также использует межкадровое сжатие. А стало быть, AVCHD-видеокамеры имеют такие же сложности с динамичными сценами, как и их HDV-собратья. Есть и ряд специфических проблем. Во-первых, не все ведущие производители поддержали стандарт AVCHD, некоторые – например, Samsung и Sanyo – ориентируются на «чистый» кодек H.264. Из-за этого выбор оборудования для съёмки и демонстрации AVCHD-фильмов не столь велик, как хотелось бы. Есть некоторые вопросы и с монтажным софтом. Ситуация усугубляется ещё и чрезвычайной требовательностью стандарта к аппаратным ресурсам устройств кодирования и декодирования. Это оборотная сторона использования сложных алгоритмов, позволивших добиться высокой степени сжатия. В итоге даже для простого просмотра фильма подойдёт далеко не любой компьютер – нужны двухъядерный процессор, пара гигабайт оперативной памяти и в идеале видеокарта с аппаратной поддержкой кодека H.264. Для серьёзного видеомонтажа потребуется ещё более навороченная конфигурация – если только вам не улыбается ждать завершения перекодировки несколько дней. Радует лишь то, что все сколько-нибудь серьёзные монтажные программы давно и успешно умеют распараллеливать процессы. Благодаря этому отдача от увеличения количества ядер процессора для данного типа задач максимальна.

Так что предпочтительнее, AVCHD или HDV? Сейчас уже можно говорить о постепенном превращении AVCHD в стандарт для любительского видео высокого разрешения. Такой исход обусловлен многими факторами. Среди основных – победа технологии Blu-ray над HD-DVD, ибо подавляющее большинство BD-плееров «понимают» диски AVCHD.

А также негативное отношение потребителей к записи видео на плёночную кассету, в том числе и в случае с HDV. Не стоит сбрасывать со счетов и уже упоминавшуюся гибкость стандарта AVCHD – в современном динамичном мире её важность трудно переоценить. К примеру, благодаря отсутствию жёстких рамок относительно разрешения изображения AVCHD-камеры смогли перейти к «честному» FullHD, 1920x1080, а вот HDV-камеры навсегда ограничены разрешением 1440x1080.

Однако ж, теряя свои позиции у любителей, стандарт HDV очень укрепился в сегменте «полупро». Он весьма часто используется для съёмки свадеб, торжеств, корпоративных вечеринок и даже для малобюджетных телепрограмм.

Основная причина – довольно высокое качество картинки, а также экстремально низкая цена кассет miniDV. Да, пока что AVCHD-камеры так и не смогли догнать по качеству изображения своих HDV-собратьев, хоть разница между ними и сильно сократилась.

Но почему же разрыв в качестве до сих пор не преодолён? Многие думают, что всё дело в кодеках. Будто бы используемый стандартом HDV кодек MPEG2 позволяет получить лучшую картинку, нежели AVCHD'шный MPEG4. Но на самом деле это заблуждение, хоть и довольно давнее, возникшее ещё в эпоху внедрения в массовое производство DVD. Люди, сравнивая фильмы, записанные на DVD (кодек MPEG2), с фильмами, распространяемыми в Интернете (кодек MPEG4), просто не могли не отметить гигантского преимущества DVD-видео. На основании этого и был сделан вывод о превосходстве MPEG2. Проблема в том, что такой эксперимент, разумеется, нельзя признать корректным. В самом деле, видео для интернет-релиза безбожно ужимают – обычно в 4-5 раз по сравнению с исходным материалом. Хуже того, часто речь идёт о пережатии уже и так пожатого материала. Всё это приводит, естественно, к катастрофической деградации качества видео. Но вот если с помощью кодека MPEG4 обработать качественный исходный материал, да не экономить битрейт – результат будет очень впечатляющий. К примеру, стандарт Blu-ray изначально поддерживает и MPEG2, и MPEG4. Так вот, BD-фильмы, закодированные с помощью кодека MPEG4, превосходят по качеству релизы, созданные с помощью MPEG2.

К чему я всё это рассказываю? Ну, во-первых, хочется поколебать скепсис читателей, ранее имевших негативный опыт работы с MPEG4-видео и потому относящихся к нему предвзято. Во-вторых, становится очевидной причина нынешнего отставания качества изображения у AVCHD-камер: банальное желание сэкономить на размере получающегося видеофайла. Действительно, качество изображения трудно формализировать. А вот надпись на коробке «камера позволяет отснять до 20 часов видео в максимальном качестве» подкупит многих. Неважно, что у разных камер «максимальное качество» может очень и очень сильно отличаться. Неважно, что привезённый из отпуска материал, вероятнее всего, никто даже и не отсмотрит (шутка ли – 20 часов!). Это подбивает производителей уменьшать битрейт AVCHD-камер, и у лучших моделей он не превышает 17 Мбит/с, хотя мог бы быть увеличен до 24 Мбит/с. А вот стандартом HDV битрейт задан жёстко – 25 Мбит/с. Именно это различие и предопределило некоторое отставание AVCHD. Радует только то, что в новых моделях камер битрейт растёт, хоть и не столь быстро, как хотелось бы.

Короче говоря, для большинства любителей можно рекомендовать видеокамеру AVCHD, а для профи и просто очень увлечённых людей – видеокамеру HDV. Разобравшись с форматами записи видео, перейдём к обзору особенностей их реализации «в железе».

Видеокамеры с жёстким диском

Это один из самых распространённых на данный момент вариантов. Неудивительно – жёсткий диск относительно компактен, обладает большой ёмкостью (до 120 Гбайт на момент написания статьи) и умеренным энергопотреблением. Эти его качества позволяют создавать относительно компактные и эргономичные камеры с большим «запасом хода» и высоким качеством изображения. Максимальный битрейт сейчас – именно у таких видеокамер. Есть, впрочем, и некоторые недостатки. Основной из них проистекает из крайней чувствительности жёсткого диска к ударам. Для работающего жёсткого диска падение даже с небольшой высоты окажется, вероятнее всего, фатальным. А видеокамеры роняют довольно часто, поэтому производителям пришлось научить видеокамеры парковать головки жёсткого диска в момент падения. Это несколько увеличило надёжность, но вызвало и новые проблемы. Дело в том, что при съёмке, скажем, спортивных состязаний приходится весьма активно вертеть видеокамерой. Что зачастую приводит к ошибочной парковке головок и прекращению записи в самый неподходящий момент.

Видеокамеры с флеш-памятью

Это самый перспективный вариант. В самом деле, флеш-память предельно компактна, обладает очень низким энергопотреблением, а благодаря отсутствию подвижных частей ещё и весьма надёжна. В общем, идеальный вариант для видеокамеры. Единственное, что мешает её победоносному шествию, – до сих пор довольно высокая цена за гигабайт. Впрочем, стоимость флешек быстро падает, а объёмы, напротив, стремительно растут. Потому нет никаких сомнений в том, что в ближайшем будущем именно этот вариант станет абсолютно преобладающим. К сожалению, пока ещё карты действительно большой ёмкости мало распространены, и это побуждает производителей несколько ограничивать битрейт в целях экономии места, а также обеспечения совместимости со старыми, медленными флешками.

Видеокамеры, использующие оптические носители

Самый неоднозначный вариант. Ёмкость 8-сантиметровой однослойной DVD-болванки очень мала – 1,46 Гбайт (двухслойной – 2,66 Гбайт). Этого хватает только на 15 (или, соответственно, 30) минут записи HD-видео. И то лишь потому, что битрейт был ограничен неприлично сильно. Энергопотребление таких видеокамер очень велико, и стандартного аккумулятора может не хватить даже на час съёмки. Камеры неэргономичны – дисковод приходится обхватывать рукой, а разместить его с другой стороны нельзя, там находится ЖК-экран. Их надёжность также невелика – общеизвестны, например, часто встречающиеся проблемы с финализацией диска. Единственным достоинством записи непосредственно на DVD является возможность отсматривать отснятое с помощью видеоплеера без всяких дополнительных усилий. Следует, конечно, понимать, что обычный DVD-проигрыватель AVCHD-DVD воспроизвести не сможет, потребуется плеер Blu-ray с поддержкой AVCHD. Всё вышесказанное вполне применимо и к появляющимся ныне камерам с записью видео на диски Blu-ray, увеличенный объём этого типа носителей в данном случае ни на что кардинально не влияет. В общем, стоит серьёзно подумать перед приобретением видеокамеры такого типа. Если уж очень хочется иметь возможность без лишних усилий отсматривать видео на своем видеоплеере, лучше купить комплект из флеш-видеокамеры и плеера Blu-ray, способного воспроизводить AVCHD-видео с флеш-карточек.

Матрица видеокамеры

Главной характеристикой матрицы является её физический размер, выраженный по традиции в «видиконовых» дюймах. Чем он больше, тем лучше, особенно при съёмке в условиях недостаточного освещения. К примеру, в любительской видеокамере матрица 1/2,9" – это хорошо, а вот 1/6" – не очень. Это что касается одноматричной байеровской схемы, в которой цветное изображение формируется за счёт фильтров, установленных перед каждым пикселем. Фильтр – красный, синий или зелёный – пропускает только свой цвет и «режет» остальные. Из-за этого мы теряем до 70% собранного объективом света, а это ведёт к существенному росту шумов, ухудшению цветопередачи и так далее. Чтобы избавиться от таких проблем, была разработана трёхматричная схема. В ней цветоделение производится с помощью специальной призмы, и для каждого цвета используется своя матрица. Светопотери в данном случае минимальны, что позволяет делать матрицы сравнительно небольшими. Существует, впрочем, мнение, что три матрицы в любительском сегменте – это, мол, чистый маркетинг. Однако оно верно лишь для самых дешёвых камер стандартного разрешения. Правда, у некоторых трёхматричных HD-камер тоже есть определённые проблемы, и связаны они, как ни странно, с нехваткой мегапикселей. Это может удивить некоторых наших читателей, усвоивших, что гонка мегапикселей – зло. Это действительно так, когда дело касается SD-камер, ибо – благодаря деятельности вездесущих маркетологов – они уже давно содержат гораздо больше мегапикселей, чем требуется для записи видео стандартного разрешения. Но в секторе HD ситуация другая. Для записи «честного» FullHD требуется порядка двух мегапикселей, причём на каждой из имеющихся в видеокамере матриц, а не в сумме. Однако некоторые фирмы – и среди них Panasonic – выпустили трёхматричные камеры со значительно меньшим разрешением (560 000 пикселей на одну матрицу), применив так называемую технологию Pixel Shift. Увы, чуда не произошло, и такие камеры имеют значительно меньшее разрешение, чем их конкуренты. Но это уж особенности реализации конкретных моделей, а не принципиальная проблема трёхматричной схемы.

Объектив видеокамеры

Это ничуть не менее важная деталь, нежели матрица, особенно в случае с HD-видеокамерой. В самом деле, если объектив имеет низкое разрешение или же выдаёт картинку, серьёзно испорченную оптическими аберрациями, высокое разрешение окажется дутым, лишь увеличив размер видео, но не его качество. Поэтому не следует выбирать видеокамеру-ультразум (20-30х). Гораздо лучшее качество может дать десяти- или двенадцатикратный зум. А вот чем больше светосила, тем лучше. Ибо высокая светосила свидетельствует о классе объектива – ну и даёт возможность снимать в условиях недостаточного освещения, конечно.

Если в фотоаппарате оптическая стабилизация изображения – роскошь, то в HD-видеокамере – суровая необходимость. Если только вы не планируете снимать исключительно со штатива. Неважно, как она достигнута – благодаря смещению блока линз в объективе или же благодаря подвижности матрицы, – но само её наличие весьма принципиально. Ибо вашим зрителям не понравится дергающаяся, нечёткая картинка – а на современных HD-телевизорах все эти проблемы очень даже заметны.

Управление видеокамерой

Ни в коем случае нельзя недооценивать важность эргономики камеры, равно как и её управляемости. Эти факторы влияют на итоговое качество видео ничуть не меньше, нежели техническая начинка камкордера. Качественная видеокамера должна не только уметь самостоятельно выставлять баланс белого, выдержку, диафрагму, светочувствительность. Она также должна позволять пользователю вмешиваться в процесс и корректировать его, ибо идеального автомата не бывает. Причём элементы управления должны быть удобными и по возможности механическими. Кнопочки и рычажки предпочтительнее тачскрина. Очень хорошо, если видеокамера позволяет осуществлять ручную дофокусировку объектива с помощью специального кольца, – это может просто спасти некоторые виды съёмки, где автофокус не справится по определению. И, конечно, не следует забывать, что эргономика – вещь довольно субъективная. Посему обязательно покрутите выбранную модель в руках, прежде чем её покупать.

Интерфейсы видеокамеры

Любая современная HD-видеокамера должна иметь USB- и HDMI-выходы.

Это очень важно – USB вам потребуется для копирования файлов на компьютер, а HDMI – для отсмотра отснятого материала на телевизоре высокого разрешения. Что особенно полезно в том случае, если плеером Blu-ray вы ещё не обзавелись. Желательно также, чтобы гнёзда этих разъёмов были стандартными, а не фирменными, – чтобы можно было использовать сторонние кабели.

Очень хорошо, если видеокамера обладает гнёздами для внешнего микрофона и наушников. В некоторых ситуациях эти устройства здорово облегчат работу со звуком.

Остальные интерфейсы являются опциональными, и в большинстве случаев их наличие или отсутствие ни на что не влияет.

Тенденции развития – 2008

Напоследок поговорим о том, чем порадует год текущий. Как уже отмечалось во вступлении, некоторые инновации весьма для нас любопытны.

Нельзя не отметить малое количество новых бытовых HDV-видеокамер. Их всего две – Canon HV30 и Sony HDR-HC9, при этом от своих предшественников они отличаются чисто косметически. Как мы и говорили выше, формат HDV «сдаёт» любительский сегмент на милость AVCHD. Неудивительно, что в сегменте AVCHD-видеокамер всё гораздо интереснее.

Во-первых, вся «большая четвёрка» производителей (Sony, Canon, Panasonic, JVC) отринула анаморф 1440х1080 и перешла к «честному» FullHD 1920х1080. С одной стороны, это, конечно, хорошо. С другой стороны, смущает тот факт, что битрейт при этом подрос незначительно, до 16-17 Мбит/с. То есть в реальности степень компрессии увеличилась, и что будет при съёмке динамических сцен – непонятно.

Во-вторых, JVC, Sony и Panasonic добавили в свои продукты поддержку нового цветового пространства – xvYCC (у Sony технология называется xvColour), позволяющего значительно увеличить цветовой охват, улучшив тем самым точность и реалистичность цветопередачи. Это хорошая вещь – но применять её целесообразно, только если ваш телевизор тоже поддерживает данное цветовое пространство. В противном случае цвета могут выглядеть неестественно яркими и насыщенными.

В-третьих, появилось немало гибридных видеокамер. Так, камкордеры Sony UX10 и UX20 могут вести запись видео и на DVD, и на флеш-карточки. Panasonic HDC-HS9 может использовать как жёсткий диск, так и флешки.

В-четвёртых, появилась новая видеокамера – Hitachi BD70E. Это первый камкордер, способный писать видео на 8-сантиметровые болванки Blu-ray. Интерес публики к ней обеспечен, даже несмотря на то что целесообразность использования оптических носителей в видеокамерах сомнительна. 

В общем, текущий год  обещает быть интересным для видеолюбителей. Следите за новостями!