«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
Системы цифрового нелинейного монтажа
Уже давно никто не подвергает сомнению тот факт, что линейный монтаж навсегда ушел в прошлое. Остались позади двух- и трехпостовые монтажные системы с громоздкими видеоплеерами и магнитофонами, контроллерами и видеомикшерами для коммутации источников и реализации спецэффектов. Все это — уже история видеопроизводства.
Сегодня в монтажных аппаратных место заняли системы цифрового нелинейного монтажа, которые без преувеличения можно назвать пионерами информационных технологий в телевидении.
Наверное, нет смысла снова вдаваться в историю появления и развития этих систем, поскольку эта тема уже неоднократно освещалась и в соответствующей литературе, и в специализированных средствах массовой информации. Важнее проанализировать, что сегодня представляет собой система цифрового нелинейного монтажа и каковы перспективы развития данных систем.
Но сначала все же стоит остановиться на основополагающих отличиях нелинейных систем от линейных. Первое, и самое важное из них — нелинейный, то есть произвольный доступ к аудиовизуальному материалу. В случае с монтажом на видеоленте доступ к материалу последовательный. Иными словами, переход к кадру со значением временного кода, скажем, 00:12:38:12 с кадра 00:11:15:10 может быть осуществлен только последовательно, через все кадры, находящиеся между этими значениями. И не важно, как именно выполняется такой переход — посредством воспроизведения, ускоренного просмотра или перемотки. Мгновенно перейти от одного кадра к другому нельзя.
В отличие от этого в системах цифрового нелинейного монтажа каждый кадр материала доступен вне зависимости от того, где он находится в исходной последовательности. Ибо природа носителя информации в данных системах иная. Носителем, как правило, служит жесткий диск или массив таких дисков. Хотя в последнее время в дополнение к ним (именно в дополнение, а не на смену) приходят и другие носители: карты твердотельной памяти, голографические диски, лазерные диски. То есть информация сохраняется уже не в форме видеосигнала, как это имеет место на магнитной ленте, а как файл определенного формата. А поэтому нет необходимости осуществлять навигацию по видео и звуку от кадра к кадру — есть возможность сразу же перейти к нужному фрагменту материала.
Второе существенное отличие вытекает из первого. Имеется в виду гораздо более высокая производительность нелинейных систем по сравнению с линейными. Прежде всего, нелинейные системы характеризуются куда большим быстродействием, поскольку единственный механический узел в их составе — это привод головок считывания и записи жестких дисков. Кроме того, чтобы добавить еще один поток (видеодорожку) в линейных системах, нужно установить дополнительный аппарат воспроизведения, что не только очень дорого, но и значительно усложняет процесс управления всем комплексом, а к тому же делает сам комплекс более громоздким. В нелинейных же системах это вообще не является проблемой. Единственное неудобство, возникающее при превышении определенного числа треков, заключается в невозможности работать в режиме реального времени и в необходимости тратить время на просчет результирующего материала. Но современные компьютеры, на базе которых строятся NLE (nonlinear editing system), обладают настолько высоким быстродействием, что даже просчет занимает совсем немного времени. В любом случае, это вполне приемлемая плата за возможность работать с практически неограниченным числом видеодорожек. К тому же мощность компьютера несложно увеличить, а просчет в современных системах выполняется в фоновом режиме. Это означает, что монтажер может продолжать работу над проектом, а система сама проанализирует, какой участок временной шкалы в данный момент времени не задействован в работе, и применит к нему фоновый просчет.
Есть и еще одно преимущество нелинейных систем, которое практически невозможно переоценить. Это многоформатность. Все линейные системы, как правило, были привязаны к какому-то одному, максимум — к двум форматам. Причем когда речь идет о двух форматах, то подразумевается воспроизведение. А запись определяется исключительно характеристиками мастер-видеомагнитофона. Чтобы получить на выходе иной формат, нужно снова добавлять записывающий аппарат. Не надо забывать и о том, что аппаратами надо управлять, поэтому необходимо иметь контроллер, поддерживающий протоколы различных фирм, если речь идет о двухформатной линейной системе. Либо надо позаботиться, чтобы входящие в комплекс аппараты поддерживали один и тот же протокол управления.
В современных системах NLE эта проблема отсутствует как таковая. Все, что нужно, это установить в систему соответствующий кодек. Причем на одной временной шкале можно располагать фрагменты различных форматов и стандартов, получая на выходе тот формат и стандарт, который необходим для дальнейшего использования, будь то запись на магнитную ленту, последующая обработка, вещание или архивирование.
Немаловажно, что с материалом, переведенным в цифровую форму, можно делать все, что угодно, не нанося ущерба качеству исходных видео и звука.
Что же представляет собой система цифрового нелинейного монтажа в общем случае? Естественно, основой ее является программное обеспечение. Именно оно выполняет основные задачи обработки материала. Точнее, управляет процессами их выполнения. Монтажное приложение работает на базе той или иной операционной системы, созданной для определенной вычислительной платформы, то есть компьютера. Кроме того, в компьютер могут устанавливаться платы ввода/вывода видео и звука. Как правило, эти платы необходимы, если рабочая монтажная станция используется самостоятельно либо подключена к сети, но выполняет функции не только монтажа, но и ввода/вывода материала.
В общем же случае оснащение платой ввода/вывода рабочей станции, подключенной к сетевой инфраструктуре, вовсе не обязательно. Достаточно высокоскоростного сетевого интерфейса, посредством которого осуществляется обмен материалом с сервером и/или централизованным хранилищем данных.
Для начала вкратце о программной части. В принципе, практически все современные системы NLE похожи друг на друга если не как близнецы-братья, то как очень близкие родственники. Пользовательский интерфейс системы состоит из рабочего стола, на котором располагаются различные элементы, главным из которых является окно проекта, или временная шкала (timeline). Именно на ней выполняются все основные операции с материалом: выстраивание фрагментов в необходимом порядке, применение переходов и эффектов, коррекция параметров видео и звука и т.д. Вторым важнейшим элементом интерфейса является окно, в котором отображается весь используемый в проекте материал. В различных системах оно может носить разные названия: Project, Storyboard и т.д. В этом окне видны все компоненты, используемые в проекте, или использовавшиеся ранее — помещенные на временную шкалу, но потом по каким-то причинам удаленные с нее. Сохранение временно не используемого материала позволяет обратиться к нему по мере необходимости напрямую, а не искать его снова на дисках.
Как правило, на рабочем столе также находятся и другие окна. Это может быть окно спецэффектов, предварительного или окончательного просмотра, видеомикшера, управления эффектами, титрования и т.д.
Надо отметить, что современные системы цифрового нелинейного монтажа уже давно перестали быть только монтажными. Теперь в них предусматриваются дополнительные возможности, например, титрования, расширенной обработки видео и звука и даже создания и применения двух- и трехмерной графики. Но даже если подобные функции в той или иной системе ограничены, производители предусматривают тесную интеграцию с графическими, титровальными и эффектными приложениями — собственными или сторонних фирм. Это позволяет получить довольно широкую функциональность.
Одной из основных тенденций последних лет является создание не отдельных приложений, а целых пакетов. Примерами могут служить Final Cut Studio 2 компании Apple, Adobe Creative Suite (компания Adobe) и ряд других. В такие пакеты, как правило, входят собственно монтажные приложения (Final Cut Pro или Adobe Premiere Pro для приведенных примеров), системы обработки звука (Apple Soundtrack Pro 2 и Audition 3), а также ряд иных приложений, позволяющих создавать любые многослойные композиции, состоящие из видео, звука, титров, графики, эффектов и т.д. Кроме того, в пакет обычно входит и ПО, позволяющее записать материал на DVD.
Нельзя не упомянуть и о том, что уже достаточно давно во многих системах NLE присутствует функция цветокоррекции. Конечно, это не совсем то, что выполняется в мощных системах DI, но все же позволяет добиться того, что называют look. То есть придать материалу определенный визуальный стиль.
Важно также понимать, что существуют различные задачи при работе с видео и звуком. К примеру, новостной монтаж, как правило, не предполагает не только сложных эффектов, фильтров и многослойных композиций, но даже зрелищных переходов типа листания страниц или других двух- и трехмерных. Обычно монтаж сюжета новостей ведется прямой склейкой, и это правильно, потому что излишняя вычурность монтажа в этом случае может отвлечь зрителя от сути репортажа. Конечно, зрелищность изображения не исключается, но она достигается более лаконичными средствами по сравнению с программами других телевизионных жанров. А потому нет смысла приобретать для новостной работы сложную многофункциональную систему с множеством различных возможностей, ресурсы которой будут использоваться крайне скупо. Лучше уделить внимание производительности системы, качеству обработки материала, возможности работать в режиме реального времени, функциям оформления изображения (титры, графика и т.д.) и такой важной составляющей, как озвучивание (voice over). О ней хотелось бы сказать несколько слов.
Функция voice over дает возможность репортеру (журналисту) записать отдельной дорожкой свой закадровый текст прямо во время воспроизведения на временной шкале смонтированного сюжета. Те, кто начинал работать на первых системах цифрового нелинейного монтажа, помнят, что звуковую дорожку закадрового текста приходилось записывать отдельно и в другом приложении, а потом импортировать ее на временную шкалу. Процесс сопровождался такими проблемами, как совпадение общего хронометража видеоряда и закадрового текста, синхронизация его с определенными фрагментами, чередующимися с син-хронной речью героев сюжета, и т.д. Благодаря функции voice over все эти проблемы остались в прошлом, а сама она стала неотъемлемым инструментом систем NLE, особенно тех, что используются в новост-ном производстве.
Привычная для монтажных систем функция создания листов монтажных решений EDL (edit decision list) приобрела новое качество. Если в первых системах эти листы использовались для сборки материала на линейных системах, то теперь окончательная сборка ведется на станциях чистового монтажа или даже на вещательных серверах, а сами листы создаются во время монтажа на основе копии материала низкого разрешения. Это дает возможность не только повысить производительность работы, но и существенно снизить нагрузку на сети, по которым осуществляется обмен данными между рабочими станциями и сервером или централизованной системой хранения материала.
Конечно, можно долго рассуждать о возможностях программной надстройки систем цифрового нелинейного монтажа, но как разум мертв без тела, в которое он помещен (или душа, если кому-то такая аналогия больше по нраву), так и программное обеспечение без аппаратной части, коей является компьютер, — просто набор инструкций и компакт-дисков.
В самом общем случае аппаратные средства — это обычный компьютер, соответствующий требованиям, предъявляемым той или иной программной оболочкой. При выборе компьютера надо всегда помнить, что производительности много не бывает. Чем мощнее компьютер, тем больше функций можно выполнить в режиме реального времени и тем большее количество слоев видео, звука, титров, эффектов и графики можно при этом задействовать.
Разумеется, оптимальным вариантом является приобретение монтажной системы в комплексе, то есть в виде ПО, установленного на компьютере. В этом случае, во-первых, пользователь получает оптимизированную по производительности и протестированную систему, а во-вторых, ответственность за ее работоспособность в течение гарантийного срока эксплуатации несет поставщик.
Но не всегда удается выбрать именно этот подход. Порой приобретается только ПО, особенно когда речь идет о таких монтажных системах, как Adobe Premiere, Apple Final Cut Pro, Canopus Edius, Sony Vegas и ряд других. В инструкции к каждой из этих систем приводятся минимальные требования к компьютеру. Но нельзя забывать, что это именно минимальные требования, то есть меньше — нельзя, а больше — не только можно, но и крайне желательно.
В общем случае производительность аппаратных средств (компьютера) складывается из производительности таких компонентов, как центральный процессор, шина, ОЗУ, дисковая подсистема, графический ускоритель, интерфейсы ввода/вывода. Даже в случае самостоятельного выбора компьютера или его сборки надо внимательно прислушиваться к рекомендациям производителей монтажных систем. Неверно выбранная материнская плата может привести к тому, что система NLE будет работать со сбоями или не на полную мощность.
Несомненно, от процессора рабочей станции зависит многое. Ведь именно он выполняет львиную долю вычислительных операций. А в общем случае, если нет вспомогательных средств, вся работа ложится на процессор. Поэтому CPU монтажной станции должен быть как можно более мощным. Тем более, что уже появились процессоры с двумя и более ядрами (фактически — многопроцессорные чипы), которые в сочетании с технологией Hyper-Threading компании Intel значительно ускоряют работу. Поскольку эта технология позволяет значительно повысить эффективность всей системы, то заслуживает краткого описания.
В прошлом технология Threading позволяла программному обеспечению разделять инструкции (команды) на несколько потоков, чтобы несколько процессоров сразу могли их обрабатывать. Благодаря этому возможна не последовательная обработка информации, а последовательно-параллельная, за счет чего достигалось повышение производительности вычислительной системы.
Технология Hyper-Threading (HT Technology) обеспечивает расщепление задач в рамках одного процессора, что позволяет более эффективно использовать его ресурсы и добиваться повышения вычислительной мощности для приложений, поддерживающих эту технологию. HT Technology реализуется на процессорах Pentium 4. Кроме того, нужен чипсет, поддерживающий ее, операционная система, оптимизированная для HT Technology, и BIOS, также поддерживающая эту технологию.
Суть заключается в том, что производительность процессора для определенных операций повышается за счет вовлечения в выполнение операций тех ресурсов, которые в противном случае не использовались бы, например, во время очистки буфера. К примеру, процессор Pentium 4 с поддержкой Hyper-Threading рассматривается операционной системой как два процессора, а не как один. Соответственно, двухъядерный процессор Intel Core Duo уже виден ОС как четыре процессора. Понятно, что производительность резко возрастает.
Здесь не зря столько внимания уделено процессорам и соответствующим технологиям, поскольку обработка видеофайлов — очень сложная задача. Причина в том, что нужно не только обеспечить обработку больших объемов данных (видеоизображения и звука), но и сделать ее непрерывной, иначе ни о каком режиме реального времени не может быть и речи. Особенно для материала высокого разрешения.
Описание зависимости производительности системы цифрового нелинейного монтажа от типа и скорости работы шины и ОЗУ, несомненно, представляет интерес, но это тема для другой статьи. В 2008 году в журнале «625» будет опубликован целый обзор на тему рабочих станций для систем NLE.
Здесь же, заканчивая рассмотрение стандартных аппаратных ресурсов самого компьютера, хочется вкратце остановиться на графических ускорителях, называемых еще видеоплатами. В самом простом случае эта плата не выполняет никаких функций, кроме вывода на экран изображения пользовательского интерфейса. Но таких допотопных плат уже практически не найти. Современные видеоплаты оснащаются микросхемами, в той или иной мере берущими на себя часть работы по визуализации. Чем мощнее плата и чем разнообразнее выполняемые ею функции, тем больше задач по просчету видеоизображения она берет на себя, разгружая тем самым центральный процессор, что позволяет задействовать его для выполнения других процедур. Так что графический ускоритель — это не тот компонент, на котором стоит экономить.
Ну и, разумеется, очень важную роль играет дисковая система рабочей станции, предназначенная для хранения исходного аудиовизуального материала и готовой программы. Не вдаваясь в подробности, надо сказать, что диски должны быть надежными, скоростными, обеспечивать с запасом полосу пропускания данных. Крайне желательно, чтобы дисковая подсистема имела определенный уровень защиты (например, RAID).
А теперь несколько слов о специализированных аппаратных средствах. Это, как правило, платы ввода/вывода видео и звука. Они значительно расширяют возможности систем монтажа, поскольку берут на себя выполнение таких задач, как оцифровка видео и звука, компрессия/декомпрессия и т.д. Но что особенно важно — эти устройства также выполняют часть работы по просчету видеопоследовательности (надо понимать, что просчет выполняется в любом случае, будь то режим реального или отложенного времени), позволяя обрабатывать в режиме реального времени большее количество слоев и использовать богатую графику и титры. На этих же платах устанавливаются аппаратные кодеки, позволяющие вводить и выводить материал в нужном формате и стандарте, не загружая процедурами кодирования и декодирования центральный процессор. Разнообразные интерфейсы, как аналоговые, так и цифровые, дают возможность интегрировать системы монтажа в любые инфраструктуры.
Благодаря стремительному развитию компьютерной техники монтажные системы становятся привычными не только в аппаратных, но и прямо на месте работы съемочной группы. Все чаще они устанавливаются на ноутбуки, а интерфейс IEEE 1394 позволяет вводить материал различных форматов напрямую с камеры, монтировать его и записывать обратно на кассету либо передавать в штаб-квартиру любым доступным способом. Правда, в случае использования ноутбука в качестве платформы не приходится говорить об установке дополнительных специализированных плат. Но зачастую это и не требуется, поскольку мобильные монтажные системы чаще всего применяются при подготовке новостей. В этой сфере обычно используются форматы, вполне доступные для быстрой обработки на основе ресурсов современных ноутбуков. В крайнем случае, можно выполнить черновой монтаж на основе proxy-копий, сгенерировать лист монтажных решений, а окончательную сборку репортажа выполнить уже на стационарной, более мощной станции, находящейся в аппаратной телекомпании. К тому же большинство камер высокой четкости параллельно с видео полного разрешения записывают на носитель и копии низкого разрешения. Это, в частности, справедливо для видеокамер Panasonic семейства P2 и P2 HD, а также Sony HDCAM и XDCAM HD.
В завершение статьи — немного о том, как развиваются системы цифрового нелинейного монтажа. Нетрудно вспомнить, что сначала они были в основном аппаратными, практически не работали в режиме реального времени, и даже просчет материала требовал наличия платы, с помощью которой осуществлялся ввод и вывод видео и звука. Со временем, по мере роста производительности компьютеров, все больше нагрузки возлагалось на ресурсы самого компьютера и даже возникло мнение, что специализированные аппаратные средства станут не нужны — достаточно будет стандартных интерфейсов ввода/вывода и программных кодеков. Однако время показало, что это мнение ошибочно. По крайней мере, на сегодня. Работа с материалом разного формата, особенно если это видео высокого разрешения, требует очень больших вычислительных ресурсов, поэтому для эффективной работы по-прежнему требуются современные специализированные платы.
Так что можно подвести следующий итог. Современные системы цифрового нелинейного монтажа становятся все более мощными. Этому способствует повышение производительности компьютеров и появление новых специализированных аппаратных средств. Системы NLE имеют широкие возможности работы в режиме реального времени и с материалом различных форматов и стандартов на одной временной шкале. Функции монтажных систем расширились далеко за пределы только сборки материала. Теперь это полнофункциональные производственные комплексы, позволяющие создавать полноценные видеопрограммы с титрами, графикой, эффектами и т.д. Добавление кодеков и поддержка вновь появляющихся форматов и стандартов более не является проблемой. Производители систем NLE быстро и гибко реагируют на все изменения в этой сфере, облегчая пользователю жизнь.
Все чаще монтажные системы становятся частью большой производственной инфраструктуры, позволяющей нескольким специалистам одновременно работать над одним и тем же большим проектом. Поэтому современные NLE-системы оперируют не только медиа- но и метаданными, причем в большом объеме. Обязательным атрибутом рабочей станции является высокоскоростной интерфейс для подключения к сети.
И что еще важно — надо помнить, что системы цифрового нелинейного монтажа обновляются очень быстро. К моменту выхода из печати этого номера журнала, возможно, некоторая информация, приведенная в обзоре, окажется устаревшей. Велик риск втянуться в гонку обновления. Так что не стоит бросаться на каждую новую версию той или иной системы. Ведь она — всего лишь инструмент в руках опытного творческого монтажера. Именно он — настоящая ценность.