Устройства и методы обработки видеосигналов

Генераторы цифровых видеоэффектов.
           Генераторы цифровых эффектов могут уменьшать картинку, увеличивать, двигать ее по экрану, сжимать, растягивать, вращать, давать цветную окантовку по краю картинки, тени, различного вида следы за движущейся картинкой, мозаику (это когда картинка постепенно заменяется увеличивающимися или уменьшающимися цветными квадратами), эффекты зеркала, дробление картинки на много одинаковых и некоторые другие эффекты. Все перечисленное относится к так называемым линейным эффектам.
           Более интересны нелинейные эффекты. Картинка может скручиваться, сжиматься и растягиваться по различным направлениям, осуществимы эффекты перелистывания, волн, ряби, флага, взрыва. А ведь есть еще эффекты натягивания картинки на различные трехмерные фигуры - это вообще сказка! Но не будем напрасно сотрясать воздух, тем более что представление о возможностях вы получили. Теперь немного о другом.
           Во многих генераторах изменения картинки могут происходить в реальном времени. Вам не надо двигать картинку вручную, тем более, если нужно одновременно смешивать несколько эффектов сразу. Для этого следует представить, что, собственно, предстоит сделать с картинкой и разбить это движение или изменение на несколько так называемых ключевых кадров (keyframe). Заполнение остальных кадров (frame) между ключевыми осуществит сам генератор в соответствии с интервалами времени, которые Вы задали между ключевыми кадрами, а также с тем типом движения, которое опять-таки задаете Вы сами. Типы движения бывают разные: линейное, плавное, ускоренное или замедленное, прерывистое. Алгоритм движения у каждой фирмы свой.
           Несколько иначе обстоит дело с трехмерными фигурами. Сначала надо сконструировать фигуру, в затем уже программировать ее движение или изменение (это в том случае, когда в генераторе не заданы какие-либо стандартные фигуры, впрочем, об этом далее).

Ampex: Аппаратура этой фирмы наиболее распространена в нашей стране и прочно удерживает лидирующие позиции в области видеомонтажа. Среди всех генераторов цифровых эффектов ADO (Ampex Digital Optics) остается одной из наиболее удобных для пользователя разработок.Последняя разработка - ADO-500 (существует цифровая модификация DCT-500a) -- это плоский люминесцентный экран, удобное расположение кнопок управления, оперативная память на 24 эффекта с 99-ю ключевыми квадратами в каждом, возможность записи сконструированных эффектов на 3,5 дюймовую дискету, банк готовых эффектов, вот почему ADO-500 -- самый популярный генератор.
ADO-500 позволяет реализовать такие эффекты, как: вращение в трехмерном пространстве (ROTATE-3D), переворот страницы (Page Turn), встроенное стробоскопирование (STROB) с изменяемой длительностью, замораживание картинки (FREEZE) по полю, по кадру, а также замораживание ключевого сигнала, режим DIGIMATE (обработка сигнала по уровню яркости, либо по цвету). Этот генератор может быть дополнен блоком рекурсивных эффектов (Target Frame Store), например, формирующим эффект следа от движущегося изображения. В этом блоке, также, устанавливается цифровой объединитель (digital combilaer), соединяющий два канала обработки, и, что не менее существенно, ADO-500 позволяет вносить коррекцию в готовые, или в стандартные эффекты.
FOR-A: Генератор цифровых эффектов MF-3300, является развитием предыдущих генераторов MF-3000 и MF-3200.Это аппаратура трехмерных цифровых эффектов, позволяющая реализовать такие эффекты как: скручивание, сворачивание картинки в цилиндр, а также эффект "разбивания стекла". Но, конечно же, возможны и линейные эффекты. Второй канал обработки видеоизображения позволяет реализовать различного вида следы от движущегося изображения (TRAIL), легкие и сложные эффекты с использованием заморозки изображения. Второй канал может использоваться и для формирования эффекта тени (DROP SHADOW). Генератор может работать в двух TV стандартах - PAL и NTCS.
Questech: Эта сравнительно небольшая фирма выпустила очень удачный генератор под названием Charisma. При внешней простоте управления он позволяет создавать очень интересные эффекты в трехмерном пространстве, а наличие трех входных каналов дает возможность соединять три изображения одновременно в интересные фигуры.К сожалению, этот генератор рассчитан только на линейную обработку изображения. Чтобы устранить этот, сейчас существенный, недостаток, фирма разработала и выпустила модуль, расширяющий функциональные возможности генератора. Этот модуль предназначен для создания криволинейных эффектов, он назван CLEO (Curvi Linear Effects Option). С его помощью можно формировать изображения таких тел как: тор, цилиндр, конус, сфера, причем в реальном масштабе времени. Все эти тела можно трансформировать в любые другие, при этом сохраняется с полное разрешение TV-изображения.Система CLEO совместима со стандартным многоканальным объединителем (combiner) генератора цифровых эффектов Charisma. Это позволяет совмещать и пересекать на экране изображения различных тел.
GML: Совершенно неизвестная в России фирма GML представляет аппаратуру CALIPSO. В принципе очень удобная аппаратура для оперативного монтажа, т.к. в ней соединен микшер и генератор цифровых эффектов, но в погоне за мобильностью, создатели CALIPSO до нельзя упростили технические возможности системы.Цифровые эффекты только плоскостные: изменение размеров картинки, ее положение на экране (масштабирование), соляризация, постеризация, изменяемая цветная окантовка, стробирование, мозаика, а также цветной след от движущейся картинки. Но есть и достоинства: четыре композитных входа, либо два компонентных входа, либо два входа S-VHS, два канала выхода, что позволяет соединять два цифровых эффекта или один эффект с тенью. Все это, вместе с малыми размерами и встроенным видеомикшером, делают систему CALIPSO очень удобной для съемок и монтажа репортажного характера.
CEL: Все чаще разработчики цифровой аппаратуры, для создания особо сложных видеоэффектов обращаются к персональным компьютерам - и это не удивительно. Ведь гораздо проще моделировать трехмерные сложные тела на компьютере, где все это уже отработано, чем создавать новую аппаратуру, специализированную для этой цели.В частности фирма CEL создала генератор Myriad-fx, который и без применения компьютера является очень сильной системой цифровых эффектов. Там есть практически все криволинейные эффекты, не требующие создания трехмерных тел. В частности: все трехмерные эффекты с перспективой, флаг, переворот страницы с тенью, бликами, эффекты взрывов и т.д. Но самое интересное -- это именно создание всевозможных трехмерных тел. В этой системе есть библиотека готовых трехмерных моделей. Но можно формировать модели и на компьютере, правда не в реальном масштабе времени, но зато практически любые формы. В частности, в рекламном проспекте есть фотографии моделей, выполненных в форме самолета, а также двух скрещенных кинжалов. Myriad-fx дает также возможность пространственного манипулирования несколькими моделями одновременно, на которых может быть отображено два и больше телевизионных изображения. Так, что наиболее подходящая сфера применения Myriad-fx - это создание сложных, но интересных эффектов для клипов, рекламы и т.д.
Microtime: Американская компания Microtime за последнее время выпустила огромное количество аппаратуры цифровых эффектов. Это генераторы IMPACT SERIES. Все они имеют три видеовхода, что позволяет создавать интересные эффекты с использованием сразу трех изображений на экране. Набор эффектов - традиционный. Это - позиционирование, трехмерное вращение, цветные окантовки, куб, мозаика, переворот страницы. (Исключение составляет IMPAST SERIES I -- он не может при перевороте страницы давать два различных изображения на разные стороны страницы). Изображения можно пересекать в различных плоскостях и под различными углами. Имеются 127 уровней соляризации и постеризации, а также четыре типа движения. В общем, хороший набор эффектов, усиливающийся количеством входов. В дополнительно поставляемых блоках - опциях (options) возможны эффекты расфокусировки, различного вида следы за движущимся изображением. Также в опциях есть канал обработки внешнего ключевого сигнала, а также двухканальный комбайнер. Видеовходы: композитные, к сожалению, только в системе NTSC, зато компонентные двух видов: в режиме 625 и 525 строк.
           Но самое интересное в IMPACT SERIES -- это библиотека трехмерных форм. В каждой аппаратуре имеется набор трехмерных тел, которые можно изменять, трансформировать в довольно больших диапазонах. Так в IMPACT SERIES I -- 8 стандартных форм, в IMPACT SERIES II -- 12, в III и IV, соответственно, 20 и 32 формы. Больше всего стандартных форм в IPACT SERIES 5 -- 64! Но и этого мало! Этот генератор может дополняться до 512 форм! Все они передают изображение в реальном времени и, практически, без потерь по разрешению. Но мне кажется, что и это еще не предел. Возможно, создание в скором будущем еще более сложных систем. В этом направлении фирма MICROTIME уже ведет разработки. В частности создана аппаратура под названием IMPACT Shape-maker. Как сказано в рекламном проспекте: "Вам нужно только IMPACT Series 4, компьютер IBM PC и Ваше воображение!" Можно создать огромное число форм, используя компьютер. Для этого IBM должен быть укомплектован графическим планшетом, световым пером и 3,5 дюймовым дисководом.
           Затем на компьютере моделируется какое-либо трехмерное тело, и загружается в IMPACT. После наложения изображения на сконструированное тело, с ним можно делать все, что вы захотите. Например, вращать, перемещать, изменять размеры, растягивать или сжимать по вертикали и горизонтали, давать тень в любом ракурсе и любой интенсивности и т.д.
           Но и на этом фирма MICROTIME не успокоилась. Они создали аппаратуру COMPOSIUM-II. В сущности, это уже видеографика, но, тем не менее, она отличается от других. Здесь можно совершенно произвольно соединять три и более изображения, используя при этом приемы, применяемые в генераторах цифровых эффектов. Но в сочетании с компьютерной обработкой видеоизображения это дает впечатляющие результаты. К сожалению, у нас очень мало информации по этой системе, но рекламного проспекта оказалось достаточно, чтобы оценить ее преимущества. В частности там показаны четыре исходные картинки: вид ночной улицы, ворота, молнии и автомобиль. И показана конечная, совмещенная картинка: автомобиль в молниях, выезжающий из ворот, за которыми видна эта ночная улица. Картинка, заставляющая сразу вспоминать фильм "Терминатор-2". Очень впечатляюще. Так что мое мнение - фирма MICROTIME создает очень серьезную аппаратуру высшего класса, хотя у нас она почти неизвестна.
Grass Valley Group: Фирма на весь мир знаменита своими умопомрачительными видеомикшерами. Но не менее известна она и генераторами цифровых эффектов. Эти генераторы очень хорошо стыкуются с видеомикшерами различных систем, а также имеют множество сервисных устройств.
           Генератор DPM-700 -- это дальнейшая разработка генератора DMP-100. В нем имеются все традиционные эффекты: изменение размеров, перемещение, перенос, трехмерное вращение, изменение перспективы, соляризация, постеризация и т.д. Заморозить кадр можно как по полю, так и по кадру. В дополнительно поставляемом блоке есть второй рабочий канал. Он может использоваться как для обработки изображения, так и для работы с внешним ключевым сигналом. Второй канал может использоваться и для формирования разного вида теней. Кроме того, в этом блоке находится объединитель каналов. Он устанавливает приоритет между каналами, микширует их или же меняет интенсивность тени.
           DMP-700 берет на себя даже некоторые функции видеомикшера. Кроме, уже упоминавшегося микширования между каналами, он позволяет устанавливать тип прорезания ключевого сигнала, а именно: по градациям яркости, по цветовому сигналу, а также он может быть либо линейным, либо инверсионным. В области рекурсивных эффектов - создание различных следов от движущегося изображения, вплоть до радужных. Для запоминания эффектов существует 100 регистров оперативной памяти, а, также встроенный 3,5-дюймовый дисковод. Сигналы могут быть подключены к двум входам либо в композите NTSC или PAL, либо в компоненте в режимах 525 или 625 строк.
           Но так как фирма Grass Valley Group специализируется все-таки на видеомикшерах, то и генераторы разрабатывались, естественно, с учетом этой особенности. Так DMP-700 может быть встроен в видеомикшер фирмы Grass Valley Group Model 110 или Model 200, составляя с ним неразделимое целое. Причем органы управления и контроля, для удобства, разнесены в разные части видеомикшера, а дисковод обслуживает как генератор, так и для видеомикшер.
           Более известна в нашей стране другая разработка фирмы Grass Valey Group -- Kaleidoscope. Это логическое продолжение серии DPM. В ней реализованы все эффекты, содержащиеся в DPM, но добавлено кое-что новое. В частности упрощено управление, расширена память, увеличено число входов (максимальное -- 32!), расширены возможности создания окантовки - теперь она может быть не симметричной. В дополнительно поставляемом блоке есть очень интересные эффекты обработки текстовых и графических изображений. Например, можно создавать эффекты чеканки, например, делать буквы как бы выпуклыми.
           Фирма позаботилась и о расширении функциональных возможностей устройства Kaleidoscope, создав блок KURL. В нем собраны нелинейные эффекты. Это такие эффекты как: переворот страницы, естественно (без этого эффекта не обходится ни одна уважающая себя фирма), барабан (когда изогнутая по вертикали картинка движется, как бы, по поверхности барабана), волна, шар и т.д. Ну и, конечно же, не обходится без участия Kaleidoscope в составе видеомикшера Grasse Valley Group (правда, большинство наших читателей, которые знают Kaleidoscope, знают его именно в этой функции). На сей раз, генератор встроен в самый умопомрачительный микшер этой фирмы - Model 300. Кстати, непонятно, почему другие фирмы не следуют этому примеру?
PINNACLE: Эта фирма не стала размениваться на мелочи, а сразу же создала очень серьезный аппарат PRIZM. Даже внешне он производит впечатление чего-то очень солидного: цветной дисплей, строгий дизайн в темных тонах, что убеждает: фирма держит марку.
           И по эффектам это сразу видно: полный набор линейных эффектов -- трехмерное вращение с изменением перспективы, позиционирование, сжатие, растяжение, обрезание сторон и многое-многое другое. Набор цветовых эффектов: соляризация, постеризация, превращение изображения в негативное, кроме того, возможность микширования картинки в черное, либо в однотонное цветное поле. Среди криволинейных эффекты летающего кусочка бумаги, взрывов, "венецианского стекла", флага (уникальная разработка Pinnacle), опять-таки, переворот страницы, но с различными изображениями по обеим сторонам и, практически, неограниченными параметрами. Кроме этого, возможно изменение длительности эффектов и ключевых кадров, введение паузы в процессе движения. К перечисленному добавим и четыре различных типа движения. Все эффекты могут быть записаны на 3,5 дюймовой дискете.
           К сожалению, у этой аппаратуры только один компонентный вход и два композитных, но, зато, в отдельно поставляемом блоке Prizm still store есть можно накапливать до 400 замороженных изображений. Предусмотрена возможность синхронного управления двумя аппаратами Prizm синхронно и, следовательно, использования двух изображений одновременно.
           В блоке рекурсивных эффектов - различные следы, а также работа с тенью. Тень, кстати, может быть не только серой или черной, но и любого цвета. Также этот генератор позволяет обрабатывать ключевой сигнал по той же программе, что и изображение, что позволяет существенно повысить качество сигнала при обработке в видеомикшере.
           Дальнейшее усовершенствование Prizm привело к созданию аппаратуры DVEator. Здесь, правда, разработчики пошли проторенной дорожкой. Они взяли компьютер IBM PC в качестве создателя трехмерных форм. Однако, успех впечатляющий. Изображение можно формировать в виде практически любого тела, будь то тор, цилиндр, шар, даже в виде, например, часов! Можно даже реализовать такой эффект, как разрывание картинки изнутри с изгибом разорванных краев наружу. Можно создавать блики на поверхностях, имитируя наружное освещение. Короче, нужно только умение и терпение при освоении аппарата - и любая картинка станет подвластной.
SONY: И, наконец, самая, пожалуй, знаменитая фирма - Sony. Большинство людей знают ее как фирму, выпускающую великолепную бытовую технику. Но специалистам она прежде всего известна как разработчик и производитель первоклассной профессиональной аппаратуры. В частности, ею выпущено три модификации генераторов цифровых эффектов: DME-3000, DME-5000 и DME-9000. Начнем с простейшего (хотя простейший он только среди трех вышеуказанных, а на самом деле сильнее многих аналогов иных фирм).
           Очень интересный дизайн. Вместо трехмерного джойстика применен так называемый трекбол (track ball) - шарик, вращая который можно изменять параметры X и Y. Для того чтобы можно было изменять параметр Z, трекбол окаймляет вращающееся кольцо. Использовано восемь так называемых "мягких" клавиш -- их назначение меняется в зависимости от меню, в котором Вы находитесь. Назначение клавиш отображается в нижней части дисплея. Кстати, вся информация о положении и состоянии изображения (об изменениях, которые Вы сделали) воспроизводится на цветном дисплее.
           Стандартные эффекты представлены почти все. Кстати, если в генераторах остальных фирм эффект тени требует отдельного канала, то здесь достаточно одного. Что касается нелинейных эффектов, то в DME-3000, помимо обычных, типа волны, флага, переворота страницы, разбитого стекла и так далее, существуют эффекты, которые я ранее не встречал. Это спираль (когда изображение делится на полоски по спирали и по спирали же они начинают разлетаться), и задаваемое движение букв. Количество ключевых кадров в одном эффекте может достигать восьмисот. Внешняя память - стандартная 3,5-дюймовая дискета. Блочная система компоновки генератора позволяет в любое время быстро и без проблем осуществлять модернизацию.
           DME-5000. Этот генератор отличается от DME-3000 прежде всего внешним видом. Разработчики отказались от внешнего дисплея, заменив его встроенным плоским люминесцентным экраном, на котором, тем не менее, отображается полная информация. Также изменено положение кнопок управления. Трекбол заменен джойстиком, появился позиционер, в общем - возвращение к старым, добрым генераторам.
           Что же можно сказать об эффектах? Набор столь же великолепен, что и у DME-3000, но с добавлением некоторых новых. В частности эффект полиэкрана (когда одно изображение делится на большое число таких же, но маленьких) сделан таким образом, что все изображения можно одновременно вращать. А также, в развитие эффекта "зеркало" создан эффект "калейдоскоп".Оперативная память -- 99 эффектов с 999 ключевыми кадрами в каждом.
           И, наконец, DME-9000. Новейшая разработка фирмы Sony. Этот генератор побивает все рекорды по их числу - всего 12! Кроме этого, используются три ручки регулировки и трекбол. И это все! Но, при этом, сколько возможностей! Он может выполнять все эффекты, которыми обладают DME-3000 и DME-5000, а в добавление к этому выполнять обработку изображения, приближающуюся к видеографике. К этому устройству подключается компьютер, точнее оно изначально состыковано с ним, и на нем (на компьютере) задаются условия изменения изображения. Можно не только преобразовывать картинку в тела различной формы, но и изменять ее любым способом: изгибать, сжимать, растягивать совершенно произвольным способом. С помощью этого генератора можно делать даже такие эффекты, как придание объема плоскому изображению лица!