Программное обеспечение оцифровки изображений

Все возрастающая популярность цифрового видео заставляет разработчиков программного обеспечения создавать новые и новые программные средства для его обработки и монтажа. Даже фирма Microsoft в последнюю версию ОС Windows XP включила простое приложение для монтажа оцифрованного видео.
Процесс создания видео на ПК включает в настоящий момент три основных этапа: оцифровку аналогового сигнала (этот этап исключается при использовании цифровой видеокамеры), сохранения оцифрованного видео на каком-либо носителе для чего используются различные программно-аппаратные методы сжатия информации, преобразование оцифрованных изображений с помощью программных средств.
Среди большого количества программных продуктов, предназначенных для выполнения нелинейного видеомонтажа, наиболее распространенными являются Adobe Premiere, Ulead Media Studio Pro, Razor Pro и ряд других.
Из указанных программ только для Adobe Premiere выпущено достаточно большое количество книг, описывающих ее интерфейс и принципы работы. Остальные программы остаются мало доступными для пользователей, не знающих английского языка. Поэтому рассмотрим подробнее программный пакет Media Studio Pro фирмы Ulead, который включает следующие модули:
Video Capture — средство захвата изображения со специальными инструментами, обеспечивающими калибровку цвета,
Video Editor — центр сборки медиакомпонентов, обладающий возможностями 3D-преобразований с точным указанием их направления и позиции,
CG Infinity — средство для создания титров и движущейся графики,
Video Paint — профессиональная студия, обеспечивающая удобный просмотр мультимедиафайлов с возможностью доступа к инструментам рисования, ретуши, дублирования, различным видеофильтрам и библиотеке макросов,
Audio Editor — средство редактирования звука, обеспечивающее жесткую синхронизацию между звуковым и видеорядом, причем для переноса информации между окнами Video Editor и Audio Editor можно использовать метод перетаскивания с помощью мыши.
Все программы пакета поддерживают ActiveMovie, DirectDraw и Direct3D. С помощью технологии SmartRender работа с оцифрованным видео происходит достаточно быстро. Это связано с тем, что при получении результата идет просчет не всей видеоинформации, а лишь только той ее части, которая подверглась изменениям. Программы CG Infinity и Video Paint предоставляют разнообразные творческие возможности, которые необходимы в средствах видеоредактирования. В них можно использовать настраиваемые средства для рисования, дублирования, ретуши отдельных или множественных объектов. Коллекция готовых шаблонов Object, Style, Envelope и Moving Path Galleries позволяет быстро создавать заголовки и рисованную графику профессионального качества с трансформацией объектов во времени. В Video Editor можно непосредственно загружать файлы, созданные в CG Infinity и Video Paint. В конечный видеофильм, сохраняемый в формате MPEG, можно добавить титры, воспользоваться плавными переходами между отдельными фрагментами и добавить голос или фоновую музыку к получившемуся клипу.

Захват цифрового видео.
Digital Video (DV) — это формат, который принципиально отличается от традиционных аналоговых форматов, таких как VHS, Hi-8 или S-VHS. Для передачи данных в оборудовании с использованием этого формата предусмотрен универсальный последовательный интерфейс IEEE-1394, позволяющий переносить цифровые файлы напрямую на жесткий диск компьютера. Прежде всего, следует убедиться в правильном подсоединении оборудования, после чего можно выполнить следующие действия.
Запись цифрового видео (DV формат):
1. Включите видеокамеру и установите режим Play (или VTR).
2. Запустите программу Video Capture.
3. Выполните команду View — Preview. Это позволит видеть изображение в окне Video Capture Preview.
4. С помощью кнопок управления найдите ту часть видеоматериала, которую необходимо записать на ПК.
5. Щелчком на кнопке Record откройте окно Capture Video, на вкладке Options которого установите значение переключателя Auto.
6. Щелчком на кнопке OK начните запись. Для окончания записи используйте клавишу ESC.
На шаге 5 алгоритма перед записью видео можно задать целый ряд параметров. Они будут описаны далее для случая захвата аналогового видео.
С момента появления цифровых форматов захват видео в формате MPEG стал одним из наиболее важных усовершенствований. Программы Media Studio Pro позволяют работать с форматами MPEG-1 или MPEG-2. MPEG-1 рекомендуется для компьютеров с низким быстродействием, в то время как MPEG-2 для более быстрых, позволяющих получить высококачественное видео при значительном коэффициенте сжатия.
Запись видео в формате MPEG:
1. Подключите видео-устройство к разъему ПК и переведите его в режим Play (или режим VTR).
2. Запустите программу Video Capture.
3. Выполните команду Setup — Switch Capture Plug-in.
4. Выделите в списке Ulead MPEG VFW Capture Plug-in (или Ulead MPEG DirectShow Capture Plug-in) и перезапустите Video Capture.
5. Выполните команду Capture — Video.
6. Щелкните на кнопке Properties и выберите формат MPEG, который будет использоваться. По команде Setup — Video Properties можно задать параметры MPEG файла.
7. Начать захват видео можно аналогично предыдущему алгоритму (для использования программного сжатия необходимо, чтобы видеокарта поддерживала режим RGB или YUV).

Запись аналогового видео
Формат S-VHS явился дальнейшим развитием формата VHS, позволяя получить цветное изображение более высокого качества. Аппаратура формата S-VHS хорошо стыкуется с оборудованием других форматов, поэтому, например, в монтажных системах можно использовать в качестве мастера аппарат другого формата. А если учесть весьма высокую разрешающую способность, возможность разделения сигналов, сравнительно низкую стоимость аппаратуры, то можно сделать вывод о перспективности формата S-VHS.
Захват видеопоследовательности:
1. При запущенной программе Video Capture начните воспроизведение видео с соответствующего источника. В окне Video Capture Preview можно будет видеть его изображение.
2. Щелкните на кнопке Record панели Control или выполните команду Capture — Video, позволяющие открыть диалоговое окно Capture Video.
Если в диалоговом окне Preferences флажок Display capture options before capturing не установлен, то программа Video Capture незамедлительно начнет запись с установками по умолчанию.

3. Задайте требуемую частоту кадров в окне Frame rate.
Учтите, что чем выше частота кадров, тем выше требования к ресурсам ПК и тем больший размер результирующего файла будет получен. Для устройств формата PAL достаточным является уже 12 кадров в секунду (для NTSC — 15). Для видео с быстрым движением или панорамами требуется большая частота кадров, чем для изображения разговаривающих между собой людей.
4. Установите флажок Exactly match the specified frame rate для контроля частоты кадров при записи.
Действительная частота кадров может отличаться от заданной из-за округления либо ошибок синхронизации. Это может иметь значение при записи продолжительных фрагментов видеопоследовательностей.
5. В группе переключателей Capture Method выберите соответствующий метод записи. Auto записывает видео заданной длительности, установленной в соседнем с Auto окне, Auto with no time limit продолжает запись до нажатия на клавишу ESC. Для записи отдельных кадров устанавливают режим Manual. При наличии устройств, управляемых программой, задают значение Device control.
При выборе значения Manual щелчок на кнопке Settings открывает окно Manual Capture Settings, в котором также имеются два режима: Auto и Manual. Auto позволяет установить интервал времени между записью, в то время как Manual разрешает управлять записью непосредственно. При установленном значении Auto становится доступна область Duration, позволяющая ограничить общее число записываемых кадров. При необходимости непрерывной записи задают значение переключателя No limit.

6. Установите флажок Capture audio для одновременной записи аудиосигнала. (Он будет недоступен, если на ПК не установлена звуковая карта, либо мультимедиакарта не поддерживает звук, либо задан режим ручной записи Manual.)
Для изменения параметров аудио- или видеозаписи следует щелкнуть на кнопке Audio format или Video format соответственно.
7. Установите флажок Auto-naming, чтобы сохранить записи в виде последовательности пронумерованных файлов. Имя файла задается в поле ввода File, четыре последних символа которого заменяются числами. Например, для файла с именем «VID», файлы будут называться VID0001, VID0002, и т.д.
8. Задайте требуемое имя в поле ввода File.
9. Установите флажок Save to library для помещения файлов в папку библиотеки /library/ программы Video Editor. В этом случае файлы могут быть быстро включены в проект программы Video Editor.
10. Щелчок на кнопке OK запускает Video Capture в соответствии с установленными параметрами. При выборе ручного режима откроется окно Manual Capture, содержащее две кнопки: Next и Cancel. Щелчок на кнопке Next записывает отдельный кадр, а Cancel завершает запись.
Следует иметь в виду, что после щелчка на кнопке OK перед началом записи может быть небольшая задержка. Это связано с необходимостью освобождения места в памяти ПК. Поэтому нажать кнопку следует на несколько секунд раньше, чем появится требуемый кадр. В режиме просмотра (Preview) при записи видео воспроизведение может остановиться. Тогда следует выполнить команду Capture — Display When Capturing. Это позволит просматривать видео при одновременной записи, но потребует дополнительных ресурсов ПК и может привести к пропуску кадров.

Пропуск кадров.
Если ПК или мультимедиакарта испытывают трудности при заданной частоте кадров, то появляется сообщение, показывающее, как много кадров было оцифровано (и сколько пропущено). Для пропущенных кадров (Dropped frames), чтобы сохранить заданную частоту, будет демонстрироваться предыдущий кадр. Поэтому при большом числе пропущенных кадров изображение начинает дергаться. Для устранения этого недостатка следует понизить качественные характеристики оцифровки. Например, уменьшить размер кадра, либо увеличить коэффициент сжатия, либо понизить частоту кадров.

Требования к базовому программному обеспечению.

Требования к программному обеспечению вычислительной техники, применяемой в образовании, определяются уровнем развития вычислительной техники, а также местом информационных технологий в учебном процессе и в жизни школы. Кабинет информатики и вычислительной техники (КИВТ) является одновременно центром информационных технологий в учебном заведении.

Основное назначение КИВТ - проведение занятий по курсу "Основы информатики и вычислительной техники". В свободное от занятий время ресурсы кабинета используются для подготовки методических материалов и проведения занятий по другим базовым и профильным курсам, а также для нужд администрации школы.

При оснащении телекоммуникационным оборудованием КИВТ становится центром телекоммуникационных проектов, а также доступным для всех учеников и преподавателей центром электронной почты. Его ресурсы могут также использоваться для подготовки различных школьных изданий.

Многоплановость применений комплекса учебной вычислительной техники обуславливает подбор соответствующих программных средств.

Программное обеспечение, используемое в КИВТ, для вычислительной техники делится на 5 групп:

o Системное программное обеспечение.

o Программное обеспечение базовых информационных технологий.

o Инструментальные программные средства общего назначения.

o Программные средства учебного назначения.

o Программное обеспечение поддержки издательской деятельности для нужд школы.

Ulead VideoStudio 8

На рынке программного обеспечения точное, прецизионное позиционирование продукта встречается отнюдь не часто. Совсем наоборот, можно привести сколько угодно примеров, когда даже прочтение сопровождающих readme файлов нисколько не помогает ответить на вопрос: «Что эта программа делает?» и «Кому она предназначена?» VideoStudio 8 от компании Ulead systems совсем другое дело, здесь даже не нужно что-то читать – достаточно просто взглянуть на заставку программы установщика: все вопросы отпадают с первого взгляда, не правда ли?

Это просто блестящий пример труда маркетологов фирмы, а опыт работы на рынке low-end программного обеспечения для видео монтажа у нее немалый - тайваньская компания Ulead systems с самого начала ориентировалась на рынок так называемого «вложенного (bundled) программного обеспечения». О чем идет речь? Не секрет, что любой производитель видеомонтажных плат должен положить в коробку не только собственно «железку», но и полный набор программного обеспечения, необходимый для выполнения этой железкой ее функции. Естественно, что цена такого программного обеспечения имеет решающее значение – никто не может позволить себе комплектовать 100 долларовую плату редактором Adobe Premiere с розничной ценой 700 долларов. Здесь требуются программы проще, дешевле. Именно с них и начинала компания Ulead systems. Очень много бюджетных видеомонтажных плат комплектовалось, и до сих пор комплектуется софтом этой компании. Однако через некоторое время, продукты компании стали все более и более совершенными и постепенно стали выходить на более высокий уровень, сравниваясь, а в чем-то и превосходя своих старших собратьев. Однако это имело и свою негативную сторону – для рынка bundled software программы высокого уровня (и, соответственно, цены) могут оказаться невостребованными. Выход очевиден – выпуск различных версий: усложненного и упрощенного. В случае с Ulead Systems это соответственно Media Studio Pro и VideoStudio. Предвидя скептические реплики энтузиастов компьютерного видео «зачем он нужен, этот low- end?» Заметим, что существуют задачи, когда использование «тяжелого» программного обеспечения просто нерационально, как стрельба из пушки по воробьям.

Другой отличительной особенностью компании было стремление предложить пользователю комплексные законченные решения, позволяющие выполнять полный цикл производства видеофильма, не выходя за рамки одного программного продукта. Не стала исключением и VideoStudio 8, фактически состоящая из трех модулей - собственно видеоредактор, модуль для VideoCD/DVD-авторинга и видеокепчер (интерфейс захвата), с которого и начнем.

Еще с первых версий видеокепчеры от Ulead systems отличались продуманностью, рациональностью, и, что очень важно при обработке видео, стабильностью. Приятно, что восьмая версия не стала исключением из правила, и хотя, учитывая рыночную нишу продукта, ожидать от него особенной универсальности не приходится, свою задачу он выполняет на "все сто".