Программное обеспечение для систем цифрового
нелинейного монтажа
Михаил Житомирский
Как известно, современная система цифрового нелинейного монтажа
представляет собой сочетание аппаратных средств и программного
обеспечения. Несмотря на относительно небольшой возраст систем
цифрового нелинейного монтажа – первые такие системы появились
в конце 1998-начале 1989 гг. – всего за десять лет они кардинально
изменили технологию кино- и видеопроизводства в сфере монтажа
программ. Хотя аппаратные средства представляют собой предмет
отдельного обзора и уже не раз освещались на страницах журнала "625",
необходимо все же сказать несколько слов и о них. Первые системы
нелинейного монтажа были аппаратно-ориентированными и предназначались,
в основном, для выполнения чернового монтажа. Причиной этому
было низкое качество изображения, поскольку устройства хранения
оцифрованного материала были, во-первых, очень дорогими, во-вторых,
имели небольшую емкость, позволяя хранить, в зависимости от степени
компрессии, от нескольких десятков секунд до нескольких десятков
минут видео и звука, причем степень компрессии могла достигать
1:75 и выше, в-третьих, низкая скорость работы этих устройств
и малая полоса пропускания не позволяли выполнять монтаж в реальном
времени и осуществлять прямой вывод программы непосредственно
из компьютера на носитель для последующего тиражирования и распространения
и, наконец, в-четвертых, первые системы цифрового нелинейного
монтажа не отличались широтой возможностей: как правило, в арсенале
этих систем были только прямые склейки и "наплывы". Таким образом,
системы цифрового нелинейного монтажа (Digital Non-Linear Editing
Systems – DNLE-системы) использовались только для чернового монтажа.
Происходило это следующим образом. Отснятый в вещательном формате
(например, Betacam) материал переносился с высокой степенью сжатия
в компьютерную систему. Далее монтажер и режиссер выполняли сортировку
материала и его разметку, после чего разбитый на фрагменты (клипы)
материал подвергался черновому монтажу. Преимуществом DNLE-систем
по сравнению с линейными аппаратными чистового монтажа было то,
что монтажер мог очень быстро изменить порядок расположения клипов
и попробовать различные спецэффекты, что при линейном монтаже
требует больших затрат времени и средств, поскольку аппаратные
формата Betacam даже сейчас стоят далеко не дешево. Соответственно,
каждая телекомпания или студия подготовки программ старается
использовать дорогую аппаратуру максимально эффективно. Не стоит
забывать также и о том, что любая техника имеет рабочий ресурс,
после выработки которого она перестает обеспечивать надежность
и качество. Поэтому нецелесообразно использовать такую технику
для выполнения предварительных работ, чем, собственно, и является
черновой монтаж. Результатом чернового монтажа является так называемый "лист
монтажных решений" (EDL – edit decisions list), который представляет
собой список значений временного кода (time code) начальных и
конечных монтажных точек, а также точек начала и окончания применяемых
спецэффектов. Первые системы нелинейного монтажа были способны
только выдавать распечатку листа монтажных решений в текстовом
виде, после чего монтажер вручную переносил данные этого листа
в контроллер монтажа линейной аппаратной, а затем по этим данным
выполнялся чистовой монтаж. То есть, конечным продуктом большинства
первых DNLE-систем был именно лист монтажных решений. Уже тогда
вставал вопрос о том, чтобы получать EDL не только в текстовом
виде, но и в таком виде, чтобы его можно было загрузить в контроллер
с дискеты, и при этом контроллер смог бы верно интерпретировать
этот EDL и выполнить в соответствии с ним окончательный монтаж.
Таким образом, стали возрастать требования именно к программному
обеспечению DNLE-систем.
Пример
интерфейса - программа Ulead MediaStudio Pro
По мере совершенствования компьютеров, возрастания скорости
работы процессоров, увеличения емкости и скорости работы жестких
дисков, а также с появлением специализированных устройств ввода-вывода
видео и звука стало возможным создавать настольные рабочие станции,
предназначенные для обработки звука, видео, создания компьютерной
графики, мультипликации и других задач, которые ранее были под
силу только дорогостоящим узкоспециализированным системам. Фактически,
компьютер превратился в Машину Тюринга. Это понятие пришло из
математики и означает машину, которая может выполнять любые функции
в зависимости от получаемого ею набора инструкций. Но ведь компьютерная
программа и есть тот самый набор инструкций, который превращает
аппаратные средства то в издательскую систему, то в бухгалтерский
терминал, то в графическую станцию, а то и в простую (хотя и
довольно дорогую) игрушку. То есть, привязка к аппаратным средствам
постепенно отходит на второй план, и все большее значение приобретает
именно программное обеспечение, и именно к нему чаще всего относится
термин "система цифрового нелинейного монтажа".
Итак, для чего же необходимо программное обеспечение и что
оно должно "уметь"? Для ответа на этот вопрос естественно было
бы рассмотреть предмет, с которым такая программа работает –
видеопрограмму. Такая программа состоит из двух главных составляющих:
изображения и звука. Каждая из этих составляющих, в свою очередь,
образована более мелкими элементами. Изображение, например, может
включать в себя видеоряд, снятый при помощи кино- или видеокамеры,
титры, несколько слоев компьютерной графики и т.д. Звук также
не всегда ограничивается просто речью героя в кадре и/или естественными
шумами, присущими месту проведения съемки (шум ветра, пение птиц,
шум улицы или автострады и т.д.). Помимо этого звука (его называют
интершумом) режиссеру программы может понадобиться еще закадровый
комментарий, музыкальный фон, разнообразные спецэффекты (аплодисменты,
различные особые звуки, призванные акцентировать внимание зрителя
на том или ином кадре, и т.д.). Естественно, было бы хорошо,
чтобы программное обеспечение системы цифрового нелинейного монтажа
позволяло в той или иной степени манипулировать всеми этими элементами
и, при необходимости, вносить в них определенные изменения. Поскольку
итогом работы должна стать окончательно смонтированная и готовая
к распространению программа, то DNLE-система должна либо генерировать
листы монтажных решений, "понятные" большинству распространенных
линейных монтажных систем (такой подход применяется все реже
и реже), либо выполнять окончательный монтаж прямо в компьютере.
В зависимости от технических возможностей, это может быть либо
монтаж в режиме реального времени с прямым выводом готовой программы
из компьютера на окончательный носитель (чаще всего, на видеоленту),
либо просчет (rendering), в результате чего получается новый
видеофайл, который затем также выводится на видеоленту. В последнее
время цифровые системы стали настолько мощными, что необходимость
в выводе смонтированной программы на магнитную ленту или иной
носитель постепенно отпадает. Все чаще телевизионное вещание
ведется непосредственно с компьютера. Ярким примером тому могут
служить видеосерверы различных фирм.
Теперь самое время рассмотреть интерфейс программы для цифрового
нелинейного монтажа. Хотя таких пакетов достаточно много (например,
Adobe Premiere, Ulead Media Studio, Speed Razor и многие другие),
все они имеют очень много общего. Это неудивительно, ведь марок
автомобилей тоже великое множество, но все они характеризуются
наличием шасси, двигателя и органов управления. То же самое касается
и программного обеспечения для цифрового нелинейного монтажа.
Одним из главных элементов интерфейса, без которого не обходится
и не могла бы обойтись ни одна программа для DNLE, является временная
шкала (timeline). Концепция временной шкалы впервые была предложена,
запатентована и реализована фирмой Montage, впоследствии поглощенной
компанией Pinnacle Systems. С тех пор каждый производитель программного
обеспечения, в котором используется временная шкала, платит этой
фирме лицензионные отчисления. Смысл временной шкалы заложен
в самом ее названии. Это, по сути, система координат, где по
горизонтальной оси идет отсчет времени, а по вертикали располагаются
слои, куда монтажер помещает фрагменты видео и звука, титры,
графику, спецэффекты и прочие элементы, из которых складывается
монтируемая программа. Совокупность всех элементов, расположенных
на временной шкале, называют монтажной последовательностью (editing
sequence). Как правило, три слоя видео являются основными: два
слоя в качестве источников А и В (по аналогии с видеомагнитофонами
линейной аппаратной) и один слой – для переходов между источниками
А и В (аналогично видеокоммутатору и блоку цифровых спецэффектов).
Остальные слои видео предназначены для выполнения наложения (рир-проекции)
по различным ключам и каналам. Общее число слоев видео может
достигать 100, а в некоторых программах заявляется, что количество
слоев видео не ограничено. Однако следует помнить о том, что
та или иная система в масштабе реального времени может работать
только с определенным числом слоев, что оговаривается в ее описании.
Если же это число превышает максимально допустимое, то вывода
в реальном времени не получится, и придется либо уменьшать количество
слоев, либо пожертвовать работой в реальном времени и выполнить
просчет. Со звуковыми дорожками примерно та же ситуация, только
там отсутствует дорожка спецэффектов. Обычно программное обеспечение
для цифрового нелинейного монтажа позволяет в той или иной степени
выполнять обработку звука, например, регулировать громкость,
выполнить частотную коррекцию и те или иные звуковые эффекты,
но если необходимо выполнить сложную обработку звука, то для
этого лучше применять специализированные программы для обработки
и монтажа звука. Применение технологии "перетаскивания" (drag&drop)
позволяет легко менять порядок расположения фрагментов на временной
шкале, а также добавлять или убирать эти фрагменты. Как правило,
временная шкала масштабируема, так что при необходимости посмотреть
точность стыка или перехода можно выбрать минимальную цену деления
в один кадр, а если нужно окинуть взглядом всю последовательность
целиком, то можно установить цену деления величиной от нескольких
кадров или секунд до нескольких минут. Технология rubber band
позволяет в графической форме настраивать параметры клипов, подлежащие
регулировке. Это, например, громкость звука, уровень прозрачности
видео и т.д. Хотя, как правило, помимо rubber band в пакетах
программ предусмотрена и возможность введения числовых значений
этих и других параметров. Там же на временной шкале монтажер
может предварительно посмотреть части последовательности, либо
всю последовательность в низком разрешении. Большинство программ
для монтажа позволяют сделать это, даже не выполняя просчета.
Достаточно бывает использовать комбинацию клавиш (например, в
Adobe Premiere достаточно нажать клавишу Alt и при помощи мыши "протаскивать" курсор
вдоль временной шкалы. При этом в окне просмотра будет виден
результат монтажа).
Однако, прежде чем поместить фрагмент видео на временную шкалу,
его необходимо разметить. Кроме того, зачастую в процессе монтажа
возникает необходимость в подгонке стыка фрагментов видео с точностью
до кадра. Такая подгонка называется trimming. Конечно, можно
выполнять подгонку стыка непосредственно на временной шкале,
однако вряд ли такой способ можно считать удобным и эффективным.
Ведь в таком случае постоянно пришлось бы менять масштаб временной
шкалы, чтобы переходить от отдельного стыка ко всей последовательности
и обратно. Поэтому для выполнения этой операции служит специальный
инструмент с отдельным окном. Этот инструмент называется Trimming
editor, либо имеет какое-то схожее название. Кнопки в окне подстройки
стыка идентичны органам управления видеомагнитофона и позволяют
легко и быстро переходить к любому кадру фрагмента, осуществлять
покадровый поиск и расставлять точки начала и конца клипа. После
такой разметки клип помещается на временную шкалу.
Еще одним не менее важным элементом интерфейса является окно,
в котором отображаются все элементы монтажной последовательности.
В одних пакетах программ это окно называется Storyboard, в других
Project, но фактически это визуализированный список всех элементов
с кратким описанием каждого из них. Более того, при необходимости
многократного использования какого-либо элемента нет необходимости
загружать его заново. Достаточно лишь "перетащить" его из окна
Storyboard на временную шкалу – программа автоматически повторит
элемент в нужном месте. Реально работа идет не с самими медиаданными
(видео, звук, графика и т.д.), а со ссылками на них, то есть
с метаданными. Это удобно не только в смысле многократного использования
одного фрагмента в одной и той же последовательности. Еще одним
преимуществом является то, что при необходимости внести какие-либо
изменения в тот или иной элемент нет необходимости вновь загружать
его в проект, поскольку файл, полученный в результате изменений,
имеет то же имя, что и до модификации, а поэтому при окончательном
монтаже в программу будет помещена его модернизированная версия.
Начальная
заставка программы установки подключаемого модуля Boris FX
Еще одним общим для всех элементом интерфейса является набор
спецэффектов. Как правило, это тоже отдельное окно, в котором
располагаются все доступные спецэффекты, которые можно просмотреть,
и при необходимости, настроить в соответствии с требованиями
монтажа. Кроме того, практически все мощные программы для цифрового
нелинейного монтажа имеют свой встроенный генератор спецэффектов,
позволяющий пользователю самому создавать необходимые ему переходы,
если необходимый эффект отсутствует среди готовых.
Помимо спецэффектов, есть возможность использовать разнообразные
фильтры, рир-проекцию и прочее. Зачастую в программу встраивается
и генератор титров. В этом случае наложение титров, как правило,
выполняется по альфа-каналу, причем есть возможность создания
движущихся титров типа "бегущая строка" и "барабан". Однако,
чаще всего встроенный генератор титров обладает лишь базовыми
возможностями, и если возникает необходимость создания сложных
титров, то нужно пользоваться специализированными программами
типа Inscriber, Title Deco и им подобными.
Здесь мы вплотную подошли к вопросу совместимости и применения
подключаемых модулей (plug-ins). До полной совместимости в сфере
программного обеспечения для цифрового нелинейного монтажа пока
еще очень далеко. Вряд ли возможно перенести проект, созданный,
например, в Speed Razor, в среду Adobe Premiere. И все же успехи
в этой сфере есть. Благодаря применению кодеков (кодеров/декодеров)
видео- и звуковые файлы, оцифрованные одной системой, могут свободно
считываться другими системами. Кроме того, большинством систем
уже давно и широко поддерживаются основные графические форматы,
такие как tga, tif, jpg и другие. Что касается видео, то и здесь
наблюдается определенная стандартизация. Например, такие форматы
как avi и mov понятны практически всем системам. Все чаще универсальные
пакеты программ цифрового нелинейного монтажа могут генерировать
листы монтажных решений для большинства распространенных линейных
систем.
Большой популярностью у практиков пользуются программные продукты
третьих производителей – подключаемые модули. При установке этих
подпрограмм происходит их интеграция в основную программу, после
чего они легко вызываются непосредственно из ее интерфейса, тем
самым облегчая работу и значительно расширяя возможности базового
пакета. Одним из примеров подключаемых модулей является набор
спецэффектов Boris FX.
В связи с развитием цифрового телевидения и Интернет-вещания
все большую актуальность приобретают стыковка программ для цифрового
монтажа с цифровым оборудованием и возможность подготовки программ
для распространения по Интернету. Уже появились подключаемые
модули, позволяющие получать окончательную видеопрограмму с компрессией
MPEG. Выпущены также кодеки DV. Это вызвано тем, что интерфейс
i.Link (другие его обозначения – IEEE 1394 и FireWire) позволяет
переписать видео из устройств, оснащенных таким портом, в компьютер
без дополнительной оцифровки. То есть, видео из камеры формата,
например, miniDV в компьютер поступает не в виде аналогового
сигнала, который необходимо преобразовать в данные, доступные
для компьютерной обработки, а уже именно в виде данных. Это упрощает
и ускоряет процесс "перегона" материала с ленты в компьютер и
снижает потери качества.
Как уже упоминалось, есть системы, позволяющие выполнять монтаж
в реальном времени, а есть те, которые требуют предварительного
просчета, при котором, зачастую, происходит определенная потеря
качества. Первые дают возможность после расположения на временной
шкале всех элементов видеопрограммы просто нажать в интерфейсе
кнопку Play, а на записывающем устройстве кнопку Rec (если только
это не происходит автоматически по интерфейсу RS-422) и получить
готовую мастер-копию, подлежащую тиражированию и распространению.
Вторые не позволяют действовать таким способом в силу ряда аппаратных
ограничений. Поэтому после того, как все монтажные решения приняты
и реализованы на временной шкале, выполняется просчет (rendering),
и готовая программа записывается на диск в виде нового файла.
Однако есть небольшие программы, призванные значительно снизить
время, необходимое для просчета. Эти программы позволяют выполнить,
если можно так выразиться, вывод в псевдореальном времени. Действительно,
зачем просчитывать абсолютно всю последовательность? Ведь удельный
вес спецэффектов, титров и прочих операций, требующих изменения
исходного изображения, невелик по отношению ко всей последовательности.
Поэтому достаточно просчитать именно эти отрезки, оставив нетронутым
все остальное. Этот принцип и положен в основу указанных программ.
Вся процедура выполняется за два прохода. Сначала анализируется
вся последовательность, и если обнаруживается необходимость в
просчете, то такой просчет выполняется, а его результат записывается
на диск в виде временного файла. Так происходит до тех пор, пока
не будет проанализирована вся последовательность. Затем производится
вывод программы, например, на видеоленту. До тех пор, пока идет
неизмененное видео, выводится исходный файл. Как только программа
доходит до точки, где начинался просчет, она подает на вывод
ранее просчитанный временный файл, соответствующий тому месту
на временной шкале, где находится спецэффект, титры, рир-проекция
и т.д. Таким образом, время, затраченное на ее вывод, значительно
снижается. Следует, однако, отметить, что такие программы создаются
под конкретные платы ввода-вывода, что вполне естественно. Так,
например, для платы Miro DC30 существует утилита Instant Video,
а для FAST AV Master – программа Power Play.
Несколько слов необходимо сказать и о проблеме качества. Потерь
качества не бывает только в одном случае – при работе с некомпрессированным
видео. При работе со сжатым видео потери качества возникают в
том случае, если по тем или иным причинам в процессе обработки
материала происходит замена кодека. Кроме того, даже если кодек
остается неизменным, потери качества будут иметь место при выполнении
переходов и спецэффектов, поскольку для выполнения таких операций
фрагменты видео, участвующие в переходе, необходимо декомпрессировать,
в процессе чего появляются дополнительные артефакты, затем просчитать
переход или выполнить его в реальном времени, а затем снова сжать,
что тоже приводит к искажениям.
Помимо всего вышесказанного, пакеты программ для цифрового
нелинейного монтажа обладают такими широко распространенными
возможностями, как Undo/Redo, что позволяет быстро скорректировать
ошибки, автосохранением и прочими функциями, присущими практически
всем компьютерным программам.
В завершение стоит также отметить, что даже программы, ориентированные
на определенные аппаратные средства, становятся все универсальнее
и работают под управлением наиболее широко распространенных операционных
систем, таких как Windows, Mac OS и т.д.
[дальше]
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
