: архив : архив журнала "Звукорежиссер" : 2001 : #10

Синхронизация в современной студии
Николай Дитлов

"Альберт Эйнштейн сказал, что время относительно. Видимо, ему не приходилось работать в современной студии".
(Из руководства пользователя C-LAB ТimeМachine)

В составе современной студии звукозаписи обязательно найдется аппаратура, требующая синхронизации. Основные аппараты такого плана – это компьютерные системы звукового монтажа, аналоговые и цифровые магнитофоны, кино- и видеоаппаратура. Проект, над которым работает студия, может включать звуковые и видеоматериалы, хранящиеся на различных носителях (магнитные ленты, жесткие диски) и воспроизводимые на различных аппаратах (видео- и звуковые магнитофоны, хард-диск рекордеры, компьютерные станции монтажа). Часто перед студией стоит задача одновременного запуска двух и более аппаратов и синхронного воспроизведения/записи материалов на протяжении длительного времени.

Организация системы синхронизации студии – непростая задача. Однако, время и средства, потраченные на ее правильную реализацию, окупятся неоднократно, так как без этого современная студия просто не может работать. Сложность задачи обусловливается наличием большого парка оборудования от разных производителей, различных стандартов и форматов сигналов, неоднозначным пониманием синхронизации вообще. Соответственно, жесткие требования выдвигаются к устройству, обеспечивающему синхронизацию работы различного оборудования.

Что же такое синхронизация? В общем случае, это одновременная работа нескольких аппаратов в жестких временных рамках. Отдельно можно выделить адресно-временную синхронизацию, семпл-синхронизацию и синхронизацию по управлению. Все эти виды синхронизации используют различные сигналы и протоколы. Рассмотрим их на примере использования универсального синхронизатора TimeMachine фирмы C-LAB.

Адресно-временная синхронизация
Она нужна для того, чтобы обеспечить позиционирование нескольких аппаратов – носителей аудио- и визуальной информации – в определенные места и запуск с них.

Для чего вообще нужна одновременная работа нескольких аппаратов? Если говорить о музыкальной студии, то давно в прошлом остались те времена, когда запись музыки велась на одну или две дорожки. Сейчас даже 24 треков мало, а это подразумевает использование двух и более аппаратов. Один из вариантов такой работы – использование компьютерной станции монтажа звука для многодорожечной записи плюс внешний многодорожечный хард-диск рекордер. Для студии озвучивания фильмов требование одновременной работы аппаратов было актуально всегда: звук и видеоизображение на этапе озвучивания находятся на разных носителях, следовательно, их необходимо синхронизировать.

Ключевым решением обеспечения адресно-временной синхронизации явилось использование SMPTE тайм-кода, который был стандартизован организацией SMPTE (Американское общество киноинженеров)в 1971 году. Существует несколько видов тайм-кода: LTC (Longitudinal Time Code), VITC (Vertical Interval Time Code), MTC (MIDI Time Code). Тайм-коды LTC и VITC несут в себе информацию о часах, минутах, секундах и кадрах, то есть позволяет осуществлять позиционирование аппаратов с точностью до кадра. В зависимости от частоты кадров бывает несколько форматов тайм-кода. Формат 30 (кадров в секунду) используется в США и Японии (NTSC), формат 25 – в Европе (PAL), формат 24 – в кинематографии.

Тайм-код LTC прописывается на отдельную дорожку по всей длине магнитной ленты, как правило, до начала записи звука на ленту. Тайм-код LTC обычно используется в аналоговых магнитофонах. Частота сигнала LTC всегда пропорциональна скорости ленты. Код можно считывать в режимах проигрывания и перемотки. При остановке или паузе код не читается. Тайм-код LTC коммутируется обычным звуковым кабелем. Тайм-код VITC используется только в видеоаппаратуре, и передается в видеосигнале, в начальных, "невидимых" строках каждого поля. VITC считывается и при воспроизведении, и в режиме стоп-кадра. VITC прописывается на магнитную ленту видеомагнитофона одновременно с видеоизображением. VITC передается вместе с видеоизображением по видеокабелю.

Тайм-код МТС используется в аппаратуре, имеющей последовательный интерфейс MIDI. Обычно это компьютерные станции монтажа и хард-диск рекордеры. Структура МТС отличается от LTC. В режиме воспроизведения МТС передается побайтно каждую четверть кадра. Передача полного слова SMPTE в формате МТС занимает два кадра. При перемотке МТС может передаваться в виде так называемых Full Frame Messages. МТС передается между аппаратами по кабелю MIDI.

(Следует отметить, что разрешающее значение МТС составляет не кадр, то есть 1/24, 1/25 или 1/30 секунды, как в предыдущих видах тайм-кодов, а 1/100 секунды. Это дает возможность более точного позиционирования во времени, что необходимо для аудиозаписей - прим. ред.).

Важной задачей организации адресно-временной синхронизации в студии является выбор ведущего аппарата, чей тайм-код будет использоваться в качестве опорного. В студии озвучивания фильмов – это всегда видеомагнитофон.

Очень часто сложный студийный проект использует все три вида тайм-кода. Например, при озвучивании видеофильма, LTC используется при воспроизведении и перемотке, VITC – в режиме стоп-кадра, а МТС – для синхронизации компьютерной станции монтажа звука. Синхронизатор TimeMachine работает со всеми форматами и видами тайм-кода. У него есть входы/выходы LTC, MIDI, VIDEO, что позволяет читать и передавать коды LTC, VITC, MTC.

С видеомагнитофона тайм-код (в форме VITC и LTC) можно читать через специальный последовательный интерфейс, называемый Р2 или Sony 9-pin. Именно такое подключение наиболее эффективно при работе с синхронизатором TimeMachine, имеющим собственный порт 9-pin. TimeMachine читает тайм-код через порт 9-pin видеомагнитофона, конвертирует его в МТС, и по каналу MIDI передает в компьютерную звуковую станцию.

У TimeMachine имеется свой собственный COM-порт, поэтому при отсутствии в монтажном компьютере MIDI-интерфейса МТС может передаваться через последовательный СОМ-порт РС (требуется установка специального драйвера) или последовательный модемный (или принтерный) порт Мacintosh.

(Современные модели Мacintosh не имеют указанных портов – вместо них используются интерфейсы USB и FireWire IEEE 1394. Производитель TimeMachine планирует устанавливать USB-порт в блок расширения ВОВ (BreakOut Box) – прим. ред.)

В общем случае TimeMachine может читать тайм-коды LTC, VITC, MTC с одного из своих портов LTC, MIDI, VIDEO, 9-pin, COM, конвертировать его в другие форматы, и выдавать параллельно на свои выходы LTC, MIDI, VIDEO, COM. Полезной функцией является возможность вставки окошка с тайм-кодом в проходную видеокартинку (у TimeMachine имеется композитный вход и выход VIDEO, вход и выход S-VHS).

Семпл-синхронизация
Этот вид синхронизации используется для того, чтобы обеспечить строго одинаковую скорость записи/воспроизведения у нескольких аппаратов. Ведь даже при синхронном старте через какое-то время различные аппараты могут "разбегаться" и звук, например, будет "уходить" от изображения. Для того, чтобы это не произошло, на все аппараты нужно подать какой-нибудь сигнал, который заставил бы их работать синхронно. При этом аппараты не будут "разбегаться", сколь бы долго они не работали. Таким сигналом для аудиоаппаратуры обычно является цифровые сигналы WC (Word Clock), представляющий собой частоту дискретизации звукового сигнала, или 256WC (Superclock) – с частотой в 256 раз больше. Все современные цифровые аппараты записи звука (в том числе и компьютерные станции монтажа) могут работать как от внутреннего кварцевого генератора, так и от сигнала внешней синхронизации – WC или 256WC.

Видеомагнитофоны в качестве внешнего синхросигнала используют аналоговый сигнал Black Burst (сигнал черного поля). Для того, чтобы использовать видеоаппаратуру вместе со звуковой, необходимо иметь в студии два синхронных сигнала: Black Burst и WC. В качестве опорного обычно используется сигнал Black Burst. Подав его на вход VIDEO SYNC синхронизатора Time Machine, мы имеем на соответствующих выходах синхронные сигналы WC и 256WC (и "холостой" сигнал AES/EBU, который также можно использовать для синхронизации). Частоту сигнала WC можно выбрать в широких пределах, от 16 до 192 кГц, в зависимости от требований проекта.

При отсутствии видеооборудования в студии необходимо выбрать какой-нибудь другой стабильный сигнал в качестве опорного для семпл-синхронизации. Таким сигналом могут быть сигналы AES/EBU, WC или сигнал внутреннего кварцевого генератора TimeMachine.

Старые аналоговые магнитофоны, естественно, не имеют входов WC, и для их синхронизации предусматривается использование дорогостоящих специализированных устройств. В студии звукозаписи, когда не требуется синхронизация с видеоаппаратурой, этот вопрос можно решить проще: многодорожечный аналоговый магнитофон используется в качестве ведущего, а все остальные системы синхронизируются от него. Для этого тайм-код с аналогового магнитофона необходимо подключить к входу LTC-синхронизатора TimeMachine. При этом выходные синхросигналы WC, 256WC и AES/EBU будут вырабатываться из поступающего сигнала LTC.

Синхронизация по управлению
Одновременный запуск нескольких аппаратов можно осуществлять по-разному: использованием универсальной системы дистанционного управления аппаратами или запуском только ведущего аппарата. Если студия занимается озвучиванием, и оператор в основном работает с компьютерной станцией монтажа звука, то самым удобным является дистанционный запуск видеомагнитофона со станции.

Рассмотрим вариант, когда осуществляется запись и монтаж фонограммы для видеофильма. Видеоизображение и фонограмма находятся на разнесенных носителях: изображение – на видеомагнитофоне, а фонограмма записывается на компьютерную станцию. Видеомагнитофон обычно имеет режим дистанционного управления через интерфейс 9 pin. Компьютерная станция монтажа обычно имеет возможность управлять внешними аппаратами по MIDI посредством протокола ММС (MIDI Machine Control). То есть напрямую, без специальных конвертеров, станцию к видеомагнитофону обычно не подключить. TimeMachine помогает решить эту задачу.

Команды ММС, поступающие в TimeMachine от компьютерной станции через порт MIDI (или COM), конвертируются в соответствующие команды 9 pin и передаются через порт 9 pin на видеомагнитофон, или любой другой аппарат с таким же интерфейсом управления (например, 24-дорожечный хард-диск рекордер Tascam MX2424).

Например, когда оператор запускает воспроизведение на станции монтажа, станция вырабатывает команду запуска внешних аппаратов ММС. Эта команда конвертируется внутри TimeMachine в команду 9 pin, передается на внешний аппарат, аппарат запускается, его тайм-код, поступающий в TimeMachine по тому же каналу 9 pin, конвертируется в МТС и передается компьютеру, который распознает его и запускает воспроизведение с соответствующей точки.

На первый взгляд сложно – но, тем не менее, это работает! Организовав на компьютерной станции закольцовку части фонограммы, вы получите точно такую же закольцовку изображения на видеомагнитофоне. При этом позиция курсора на монтажной станции будет точно соответствовать положению видеокартинки.

При выборе синхронизатора для студии в первую очередь следует учитывать его функциональность и стоимость. Наличие дополнительных функций, вроде бы не нужных на сегодняшний день, но, вполне возможно, потребующихся в будущем, также может сыграть роль в принятии решения. Приведенные возможности TimeMachine позволяют говорить о том, что этот синхронизатор может выполнять самые разные задачи в современной студии.