Względność czasu rzeczywistego

p>Warto sobie uświadomić powód, dla którego powstają kolejne wersje formatów zapisu obrazu. Otóż bez zastosowania bardzo drogiej, skrojonej na miarę SDI karty wideo i bez użycia zaawansowanego oprogramowania edycyjnego, pecet nie jest w stanie podołać edycji nieskompresowanego obrazu wideo. Przygotowanie komputera do pracy z nieskompresowanym sygnałem, poza wymienionymi elementami, wymagać będzie jeszcze dołączenia wydajnego podsystemu pamięci masowej. Na potrzeby dwóch strumieni wideo i czterech lub ośmiu kanałów audio wymagany jest transfer rzędu 65 MB/sek. Cena systemu zawierającego wyżej wymienione składniki (np. Discreet Logic edit*, dps-Velocity i macierz Medea VideoRaid RT) zbliży się do 100 tys. PLN. Zmniejszanie wymagań dotyczących wydajności systemu obniża jednocześnie jego cenę.W tym kontekście każdy nowy format zapisu jest tylko następnym, ulepszonym algorytmem kompresji, pozwalającym na obniżenie kosztów. Niestety wrazz ceną maleje jakość, a co za tym idzie - ilość zastosowań do których dany format może zostać użyty. Dobrym przykładem może być najpopularniejszy obecnie standard DV. Ze względu na sporą utratę jakości DV jest raczej rzadko stosowane w profesjonalnych produkcjach.

Digital Video

Pierwotnie określane jako DVC (Digital Video Cassette) DV zostało opracowane z myślą o rynku konsumenckim. W skład konsorcjum, które przyczyniło się do jego powstania, wchodziły następujące firmy: Sony, JVC, Philips, Panasonic, Sanyo, Hitachi, Sharp, Thompson, Mitsubishi i Toshiba.
Nieskompresowany obraz PALw standardzie 4:3 to 768 x 576 punktów. Dwa najpopularniejsze systemy kodowania kolorów w formacie PAL to RGBi YUV. W pierwszym z nich każdy z trzech kanałów(Red, Green i Blue) jest opisany jednym bajtem (8 bitami). Dzięki temu informacja o kolorze każdego punktu wymaga aż trzech bajtów. Proste wyliczenie wskazuje, że system musi sobie poradzić ze stałym transferem danych na poziomie 31,64 MB/s. (768 x 576 x 25 klatek x 3 bajty). Znacznie mniej wymagający jest format YUV, w którym do opisania kolorów użyte są luminancja i chrominancja. W pewnym uproszczeniu można powiedzieć, że luminancja niesie informacje o jasności, natomiast chrominancjao kolorze. W modelu YUV 4:2:2 każdy punkt określają dwa bajty (16 bitów),a dane wędrują z prędkością 21,09 Mb/s. (768 x 576 x 25 klatek x 2 bajty).
W standardzie DV rozdzielczość obrazu PAL wynosi 720 x 576 (CCIR 601) i nie ma nic wspólnego z ograniczeniem ilości informacji, a jedynie z geometrią pikseli w świecie urządzeń cyfrowych. Do opisu luminancji i chro minancji użyto modelu 4:2:0, w którym luminancja jest próbkowana w obrębie wszystkich 720 linii, natomiast chrominancja przyjmuje wartość wspólną dla każdego kwadratu złożonego z czterech sąsiadujących punktów, redukując tym samym o połowę ilość informacjio kolorach. Kompresja obrazu w formacie DV odbywa się poprzez kwantyzację macierzy DCT (Discrete Cosine Transform). Ten sam algorytm jest wykorzystywany m.in. w formatach: JPEG, MJPEG, MPEG-1, MPEG-2, Digital Betacam, DVCPro i DVCam. Stały współczynnik kompresji 5:1 daje transfer 2,5 Mb/s., który po dodaniu dźwięku, kodu czasowego, korekcji błędów i innych istotnych informacji wzrasta do zaledwie 3,6 Mb/sek. W ten sposób zredukowano wymagania dotyczące transferu danych. EIDE i SCSI

Do dyspozycji użytkownika są dwa standardy: EIDE i SCSI. Oba rodzaje dysków posługują się nieomal identyczną metodą zapisu na nośniku magnetycznym. Poważne różnice pojawiają się dopiero na poziomie sterowania pracą tych urządzeń. Chociaż specyfikacja EIDE pozwala na podłączenie do czterech napędów na dwóch oddzielnych kanałach, w danym momencie może być obsługiwany zaledwie jedenz nich. Znacznie droższe SCSI to samodzielny podsystem, w którym inteligentny kontroler optymalizuje pracę dysków, a zapis może następować równolegle do kilku urządzeń naraz - nie obciążając przy tym jednostki centralnej i zasobów płyty głównej. Powszechnie stosowany standard SCSI-3 Ultra Wide pozwala na transfer 40MB/sek. W przypadku ATA66, pracującego w obrębie standardu EIDE, możliwy transfer sięga aż 66Mb/sek. Niestety wielkości te w żaden sposób nie obrazują rzeczywistych wydajności dysków, chociaż istnieją programy testowe utrzymujące użytkowników w takim przekonaniu. Przykładem na to może być dysk Seagate Cheetah używany w najbardziej wymagających systemach edycyjnych firmy Discreet Logic. Kręcący się z prędkością 10000 obrotów na minutę, model ST39103 osiąga wg testów od 25 do 70 MB/sek. w trybie Burst. Ten sam dysk będąc częścią macierzy Discreet Logic, która używa własnego, zoptymalizowanego pod kątem wydajności systemu plików, osiąga stały transfer danych na poziomie 15 - 18 Mb/s. Po przeciętnym dysku EIDE w standardzie ATA66, przy prędkości 7200 obrotów na minutę, należy się spodziewać wyników ok. 5 - 7 Mb/s. Dlatego właśnie 3,6 Mb/s. w standardzie DV trafia dokładnie w możliwości tańszego systemu - EIDE. Przy okazji warto nadmienić o nieporozumieniu związanym z używaniem skrótów Mb (1024kb) i Mbit (128kb). Często w miejscach, w których powinien znaleźć się skrót Mbit jest stosowany skrót Mb. W ten sposób, szukając informacji na temat np. transferu danychw standardzie D-1, można uzyskać informację jakoby było to 270Mb/s., podczas gdy jest to 270Mbit/s. czyli 33,75 Mb/s. (270Mbit/8bit = 33,75Mb).

Czas rzeczywisty

Wygodna praca z dwoma strumieniami wideo w formacie DV wymaga karty posiadającej sprzętowy kodek DV. Przykładem takiej karty może być DV500 Plus. Zainstalowany na tej karcie układ DVxpress-MX25 firmy C-Cube pozwala na zdekodowanie dwóch strumieni wideo jednocześnie. Poza możliwością podglądu edytowanego materiału w czasie rzeczywistym, karta jest wyposażona w sprzętowy procesor efektów. Dzięki temu jest możliwe generowanie całej gamy przejść oraz efektów 2D i 3D również w czasie rzeczywistym. Brzmi to obiecująco, ale... DV500 Plus nie pozwala na równoczesne stosowanie więcej niż jednego efektu. Ponadto kodek DV tej karty nie potrafi jednocześnie kodować i dekodować sygnału, i w związku z tym podgląd w czasie rzeczywistym dotyczy tylko wyjścia analogowego karty. Pomimo to DV500 Plus doskonale nadaje się do nieskomplikowanych prac edycyjnych. Solidne sterowniki oraz wystarczająco wydajne układy karty rekompensują niedostatek mocy obliczeniowej pecetów. Zaawansowani użytkownicy nie oczekują od stanowisk edycyjnych fajerwerków w postaci skomplikowanych efektów 3D. Do głównych cech profesjonalnych systemów można zaliczyć możliwość pracy na nieskompresowanym materiale i w dowolnej ilości warstw. Ponadto działające w czasie rzeczywistym rozbudowane systemy kluczowania oraz korekcji obrazu można stosować niezależnie dla każdej warstwy. Środowiska klasy high-end to także możliwość renderowania wykonanej już części pracy w tle, w całkowicie niezauważalny dla użytkownika sposób. Tak pracują m.in. Avid Illusion na platformie SGI oraz Silver firmy Fast, działający w środowisku NT. Inną zaletą tych systemów jest stabilność. Gwarantuje ona szybką i bezstresową pracę przy najbardziej złożonych projektach. Wydajność kart graficznych, wbrew obiegowej opinii, nie ma bezpośredniego wpływu na prędkość finalnego renderingu, liczonego w całości przez procesor (lub procesory) centralny. Przykładem może być wspomniany wcześniej Silver. W systemie za 60 tys. DM użyto solidnej, posiadającej doskonałe parametry obrazu karty Matrox G-400 DualHead, która jednak w zastosowaniach 3D nie mam dzisiaj wiele do powiedzenia. Zwiększanie mocy obliczeniowej Silver'a dokonuje się poprzez instalację specjalnych kart PCI o nazwie InTime. Osiągające 3,9 Gigaflops mocy karty InTime wyposażono w sześć procesorów Philips TriMedia 1300 i 192 MB pamięci SDRAM. Magistrala PCI

Architektura peceta bazującego na magistrali PCI nie ułatwia budowania wydajnych systemów edycyjnych. Maksymalna, teoretyczna prędkość przesyłania danych 32 bitową szyną PCI wynosi 133 Mb/s. Niestety magistrala PCI jest urządzeniem peryferyjnym, walczącym o dostęp do głównych zasobów systemu na równi z AGP oraz takimi maruderami jak porty szeregowe, port równoległy, sterowniki klawiatury i napędu dyskietek. Do tego w każdym nieomal pececie można znaleźć urządzenia dramatycznie zwiększające ruch na szynie PCI w rodzaju karty dźwiękowej, kontrolera SCSI, modemu czy karty sieciowej. Także interfejs USB i, odpowiedzialny za dyski, interfejs ATA dodają swoje parę groszy, oba bowiem korzystają z magistrali PCI. Tak więc karta do wideoedycji ma licznych konkurentów w walce o zasoby systemu. Część z tych urządzeń, wypo-sażona w beznadziejnie słabe i niestabilne sterowniki redukuje nie tylko potencjalnie spore możliwości karty edycyjnej ale także chęć użytkownika do dalszej pracy. Zaawansowane systemy edycyjne są sprzedawane jako gotowe zestawy. Wydajność jest w nich osiągana poprzez precyzyjny dobór składników i stosowaniu dedykowanych technologii. Mówiąc o rozdzielczości wideo, to co było do tej pory możliwe jedynie na wyspecjalizowanych rozwiązaniach SGI i Apple, zaczyna być osiągalne dla pecetów. Niestety koszt uzyskania właściwego poziomu czasu rzeczywistego na wszystkich trzech platformach jest zbliżony.

Dostęp do pełnej treści serwisu www.SwiatObrazu.pl jest bezpłatny - wymagane jest jednak zalogowanie do serwisu. Logowanie wymagane jest również do dodawania komentarzy.

Rejestracja  dla nowych użytkowników   Jeżeli jeszcze nie jesteś zarejestrowany, zapraszamy do wypełnienia krótkiego formularza rejestracyjnego.

Logowanie  dla użytkowników SwiatObrazu.pl   E-mail:    Hasło:     Zapomniałeś loginu lub hasła? Problemy z logowaniem

 

DLACZEGO WARTO SIĘ ZAREJESTROWAĆ DO SERWISU SWIATOBRAZU.PL?

Przy pierwszej rejestracji otrzymasz od nas powitalny prezent: Pełną wersję podręcznika "Świat barw w fotografii cyfrowej".

A poza tym otrzymujesz bezpłatny stały dostęp do:

• wszystkich artykułów opublikowanych w serwisie swiatobrazu.pl;
• mechanizmów galerii swiatobrazu.pl
• forów dyskusyjnych;
• prezentów dla zarejestrowanych Czytelników;
• codziennego newslettera informacyjnego;
• swojego profilu osobistego, w którym będziesz mógł zarządzać galeriami, komentarzami, zdjęciami w konkursach itp.

Czas rejestracji - ok. 1 min.

Uwaga

Podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możecie usunąć trwale i bezpowrotnie dane dotyczące Waszego konta i zrezygnować ze statusu zarejestrowanego Czytelnika i wszystkich usług bezpłatnych swiatobrazu.pl. Przed rejestracją prosimy o zapoznanie się z regulaminem