Обзор видеокамеры вещательного стандарта Canon XF605 для одиночных операторов
Оглавление
Новинка, которую мы изучим в этой статье, получила имя Canon XF605. Она позиционируется в качестве обновленной версии предыдущей модели, которая носила индекс XF705. Да, это не опечатка, новая камера имеет меньшее число в индексе, чем предыдущая модель. Редкий случай, но объяснимый. Для начала, новая камера меньше предшественницы.
Это шуточное объяснение, конечно. Истинные различия одним абзацем не описать, а от количества функций, которые получил новый аппарат, зашкаливает даже наш, привычный ко всему, «функциометр».
Конструкция, технические характеристики
Предоставленный для тестирования экземпляр камеры комплектовался съемной блендой, которая служит также защитой стекла объектива, сетевым адаптером питания с кабелем и зарядной площадкой.
Как уже говорилось, рассматриваемая 605-я модель имеет меньшие габариты, чем 705-я. В длину — аж на пять сантиметров, и по несколько сантиметров в высоту и ширину. Более того, на полкилограмма уменьшился вес, а это критичный фактор для оператора, который работает «в полях».
Формфактор камеры стандартен для большинства камкордеров профессионального уровня: откидывающийся поворотный дисплей, видоискатель с большим углом наклона и мягким наглазником, ряд перепрограммируемых кнопок на боковой панели. А надеваемая на объектив бленда не только защищает стекло от повреждений и пыли. Она также отсекает боковую засветку, которая дает паразитные блики.
Расположение основных органов управления традиционно продумано, каждый рычажок и кольцо всегда под нужным пальцем нужной руки.
Штативные резьбовые отверстия имеются как снизу, так и сверху. Предусмотрены также две «башмачные» площадки, спереди и ближе к видоискателю.
Аудиоблок вынесен вперед (встроенные микрофоны) и вбок (аудиовходы и переключатели).
Объектив снабжен тремя кольцами, ими регулируются фокусировка, зум и диафрагма.
К сожалению, кнопки не имеют встроенной подсветки. Впрочем, таких камер (с подсвеченными кнопками) почти не бывает, жаль. Съемка не всегда производится в идеальных условиях, а помнить расположение каждой кнопки для работы наощупь — та еще задачка. Ну, будем считать это техзаданием для разработчиков Canon. На будущее.
На торце корпуса расположены основные интерфейсы, все разъемы защищены откидывающимися заглушками на резиновой ножке. Слоты для обеих карт памяти находятся на правой стороне корпуса, они спрятаны под откидную крышку. Canon рекомендует использовать карты SDXC Class U3 V90.
Камера комплектуется литий-ионным аккумулятором BP-A30 емкостью 3100 мА·ч (14,4 В, 45 Вт·ч).
Полностью заряженная батарея позволяет вести беспрерывную видеозапись в режиме 4K в течение трех часов с небольшим. Великолепная автономность!
Первый практический тест касается нагрева аппарата. Этот фактор, некритичный для фотографов, серьезно волнует видеооператоров. Видеосъемка может длиться часами, причем камера не всегда бывает расположена около кондиционера. Возможный перегрев и аварийное отключение — серьезный риск испортить съемку.
Следующие теплоснимки были сделаны во время длительной работы камеры в режиме 4K-съемки, тестирование проводилось в теплом помещении с температурой около 24 °C.
Как видим, о риске перегрева камеры беспокоиться не нужно: максимальная температура некоторых участков корпуса (вентиляционная решетка) достигает всего 35 °C.
Технические характеристики видеокамеры приведены в следующей таблице:
Эту и другую информацию о камере можно увидеть на страничке продукта.
Видео/фотосъемка
При подготовке статей с обзорами видео- или фотокамер не делается попыток снять художественный, видовой или экшн-фильм, как того хочется многим читателям. Цель каждой сугубо технической статьи — рассказать об эксплуатационных свойствах прибора, по возможности показать, каким образом настройки камеры либо условия съемки могут повлиять на характер и качество получаемого видео, а также ознакомиться с оригинальными видеороликами, снятыми в фиксированных условиях, для последующего сравнения со съемками, которые сделаны другими аппаратами.
Обработкой изображения в камере занимается относительно новый процессор Digic DV 7. Он способен обрабатывать до 60 кадров/с при записи в XF-AVC 4:2:2 10-Bit. К слову, такой же процессор занимается обработкой изображения в камере Canon EOS C500 Mark II.
Основным режимом записи для рассматриваемой камеры считается XF-AVC. Эта разновидность кодека H.264 была анонсирована компанией Canon в далеком 2015-м году. Формат преподносится как кодек для профессиональной съемки, поскольку за счет использования Intra-способа записи и очень высокой величины битрейта позволяет получить видео с цветовым сэмплированием 4:2:2 и разрядностью в 10 бит.
Список доступных в камере режимов записи и форматов на первый взгляд может показаться кашей. На самом деле тут просматривается четкая логика, которая, правда, реализована не вполне очевидным образом. Но такова особенность любого профессионального оборудования: огромное количество взаимозависимых настроек и параметров могут быть раскиданы по разным пунктам меню. Мы постарались свести воедино разбросанные параметры в одну сжатую табличку. Получилось. не очень.
Даже эта краткая таблица не расскажет о некоторых особенностях при выборе формата и его параметров (если сделать таблицу, из которой будет понятен каждый аспект, то такая таблица займет половину статьи). Например, из таблицы неясно, какие частоты кадров поддерживаются в том или ином режиме записи. А ограничения имеются. Так, если выбрать «старший» режим записи, XF-AVC (.MXF) с методом сжатия Intra-frame, то окажется, что из доступных частот здесь только 25 кадров в секунду. То же касается и выбора битрейта, это второй момент, требующий отдельного разъяснения. Дело в том, что выбора битрейта просто не существует. Битрейт всегда фиксирован и зависит строго от выбранного размера кадра. Что касается скоростной съемки (выше 60 к/с), то она доступна лишь при размере кадра от 1920×1080 и ниже, максимальная частота составляет 120 к/с.
Но и это еще не все (из лексики Магазина на диване). Не стоит забывать о втором слоте карты памяти. На который можно вести параллельную запись в совершенно других форматах. Такая запись называется вспомогательной и служит для создания файлов с меньшим битрейтом. Они могут быть использованы в качестве прокси-клипов, которые нетрудно отправить через мобильный канал связи в студию, где шустрый монтажер быстренько соорудит из них репортажную нарезку. А как только оператор вернется с задания и предоставит карту памяти с «тяжелыми» оригиналами, останется лишь подставить их вместо прокси-файлов, и материал готов к эфиру.
В разделе «Формат ролика» мы видим четыре основных режима записи. Некоторые из них содержат дополнительные параметры: выбор метода кодирования, размера кадров и частоты. А это кратно увеличивает количество возможных вариантов записи.
Если ограничиться только размером кадра 4K и частотой не ниже 50p, то остается пять режимов, с которыми можно работать «всерьез». Вот они, вместе с подробной информацией о файлах (при съемке использовался размер кадра 4K и частота кадров, максимально возможная для конкретного режима):
XF-AVC YCC422 10 bit 3840×2160 Intra-frame 25p
XF-AVC YCC422 10 bit 3840×2160 Long GOP 50p
Про Long GOP видео кодеки
При практической работе в Премьере можно заметить что материал с разных камер по разному нагружает компьютер. DSLR обрабатывается легче чем материал с GoPro. Реальные проблемы возникают чаще всего с 4К материалом камер DJI.
получившийся лог закидываем в chrome и поиском смотрим сколько кадров всего
и сколько из них ключевых
Long GOP для Sony AX100 это всего 12 кадров (360/30), причем, если ax100 писала в режиме 100 fps, то GOP оказывается по 48 кадров, что кратно меньше увеличению скорости.
Этим методом получена следующая таблица:
| Камера | Структура GOP | Размер |
|---|---|---|
| Samsung Galaxy Tab 4 | IP | 30 |
| iPad 3 | IP | 30 |
| iPhone 6 | IP | 30 |
| iPhone 8+/1080p30 HEVC 8mbps | IBBBP | 30 |
| GoPro HERO 3 | IP | 15 |
| FujifilmX-H1/2160p30 100mbps | IP | 15(30) |
| Olympus E-M1 Mark II/2160p24 175mbps | IBBP (All-I) | 12 |
| Panasonic G7 | IBBP | 12 |
| Panasonic GX7 | IP | 12 |
| Panasonic GX80/1080p50 | IBBP | 24 |
| Panasonic GH4 | IBBP | 24 |
| Panasonic GH5/1080p25-10bit422 100 mbps | IBBP | 12 |
| Panasonic GH5/1080p25-10bit422 200 mbps | All-I | 1 |
| Panasonic GH5/2160p50-8bit420 150 mbps | IBBP | 24 |
| Panasonic GH5/2160p25-10bit420 400 mbps | All-I | 1 |
| Panasonic S1/2160p25-8bit420 100 mbps | IBBP | 12 |
| Panasonic S1/2160p25-10bit420 HEVC 72 mbps | IP | 12 |
| Nikon D5100 | IP | 15 |
| Nikon D750 | IBBP | 15 |
| Canon 700D | IP | 12 |
| Canon 5D mark 2 | IP | 12 |
| Canon XF405/1080p50 35mbps | IBBP | 24 |
| Canon XF405/2160p50 150mbps | IBBP | 24 |
| Canon C200/2160p50 150mbps | IBBP | 24 |
| Sony NEX-5 | IBP | 12 |
| Sony FDR-AX100E/720p100 | IP | 48 |
| Sony FDR-AX100E/2160p25-8bit420 100mbps | IBBP | 12 |
| Sony FDR-AX700E/2160p25-8bit420 100mbps | IBBP | 12 |
| Sony FS7 | IPBBB | 25 |
| DJI Phantom 4 Pro/2160p29.97 100mbps | IP | 30(120) |
| DJI Mavic Air/2160p29.97 100mbps | IP | 44 |
Olympus E-M1, камера с высоким битрейтом, но видео обрабатывается несколько легче чем видео с квадрокоптеров. В заголовке файла заявлен GOP в 12 кадров, но прямой анализ данных показывает, что все кадры I (т.е. ключевые). Вялость работы на таймлайне объясняется тем, что Премьер в любом случае распаковывает несколько кадров в буфер, и этот процесс вступает в конкуренцию с процессом отображения кадра из буфера на экране. Тут срабатывает еще такая особенность, P и B кадры распаковать легче чем I, т.е чтобы проиграть IBBP видео нужно меньше ресурсов чем для All-I.
Если программа не успевает обрабатывать видео, то нужно или увеличивать процессорную мощность, или использовать декодирование видео с помощью GPU.
Кодек XAVC и XAVC S: почему не HEVC и как с ними работать
В начале 2011 года группой экспертов VCEG (ITU-T Video Coding Experts Group) и MPEG (ISO/IEC Moving Picture Experts Group) был представлен новый на тот момент стандарт кодирования видео AVCHD 2.0 (MPEG4-MVC H.264/AVC), основным прорывом которого относительно первой версии стандарта стало появление поддержки полноценной прогрессивной развёртки для кадра Full HD на скорости до 60 к/с, а также дебют многоканального (в частном случае стереоскопического) кодирования видео MVC.
Сегодня, глядя на спецификации этого стандарта, мы можем с чистосердечным сожалением сказать, что возможности AVCHD 2.0 были слишком слабы даже для технологий 4-летней давности и даже с точки зрения любительской записи, потому что жёсткое ограничение битрейта 28 Мбит/с при цветовой структуре выборки 4:2:0 с качеством до 1080/60p – это, простите, слёзы. Мы, конечно, все прекрасно понимаем, что ограничения вводились ради совместимости с родственным AVC/MVC-форматом записи на диски Blu-ray, но задачу съёмки и записи качественного контента это понимание никому не облегчает.
Однако всё это было ещё в доисторическую эпоху видео с максимальным качеством Full HD. Как только на горизонте замаячила нужда работы с кадром формата 4K (4096 x 2160) и UltraHD (3840 x 2160), стало ясно, что возможности обычного AVC/MVC/H264, равно как и профессионального AVC Intra, для работы с 4-кратным разрешением картинки не подходят — ни по разумным скоростям битрейта и глубины цветовой выборки, ни по совместимости с носителями, ни вообще по чему бы там ни было.
Настала пора двигаться дальше.
XAVC, HEVC или AVCHD?
Для продвижения к новым, более крупным форматам кадра, более высокой скорости смены картинки (до 120 кадров в секунду и выше), большей глубине цвета и, как следствие, к большим битрейтам и/или более эффективным кодекам сжатия видео, можно использовать два пути: усовершенствовать, доводить до ума уже существующие стандарты с обратной совместимостью, или разрабатывать совершенно новые — более эффективные, но не совместимые с прежними. Из этого следует первое, самое простое определение XAVC:
Стандарт (кодек) XAVC (eXtended AVC) представляет собой дальнейшее развитие спецификаций H.264/MPEG-4 Part-10 и полностью совместим с профилем уровня 5.2 кодека H.264. Главная идея разработки формата XAVC заключается в создании недорогой среды для создания и обработки цифрового изображения для 4K и контента с высокой частотой кадров. Несмотря на тот факт, что XAVC очевидно разрабатывался для работы с 4K-видео, он позиционируется не как замена нынешним кодекам MPEG2 и MPEG4 SStP, а как дополнение, пригодное, в том числе, для работы с HD-контентом. Кодек XAVC Intra лучше или сравним по качеству с MPEG-2 Long GOP из-за 10-битной разрядности и лучшего алгоритма сжатия, но проигрывает MPEG-2 Long GOP по размеру файлов и требованиям к производительности оборудования, так что оба эти формата какое-то время будут существовать параллельно.
Иными словами, XAVC — это наглядный пример эволюционного развития технологии, в данном случае — стандарта H.264/MPEG-4 Part-10. В то же время, новоявленный стандарт HEVC/H265 представляет собой пример революционного перехода на следующий уровень производительности с большими перспективами в будущем, но и с большими затратами на адаптацию сегодня:
Стандарт HEVC (High Efficiency Video Coding), или H.265, представляет собой новый формат сжатия данных по рекомендациям ITU-T H.265 и ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Part 2, разработанный экспертами ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) и MPEG для передачи данных с большим разрешением и большей степенью сжатия. В стандарт HEVC/H.265 изначально заложена поддержка очень большого разрешения кадра, включая 8192×4320 точек (8K/Ultra HD), так что в отличие от XAVC, поддержка разрешения 4K является для HEVC в каком-то смысле подмножеством, промежуточным этапом на пути будущего развития. Эффективность сжатия кодека HEVC без потерь качества очень высока и только возрастает с увеличением размера кадра, кроме того, сам стандарт всё ещё развивается и в перспективе обещает коэффициент сжатия до 1:1000.
Вот теперь, пожалуй, самое время задать философский, чисто гипотетический вопрос: может быть, компании Sony стоило подождать-перетерпеть и дождаться нормального распространения HEVC/H265, нежели выпускать XAVC на базе прежнего кодека H264? Частично на этот вопрос мы уже ответили: эволюционное развитие значительно дешевле чем полное революционное аппаратно-программное переоснащение. То есть, рано или поздно всё равно все перейдут на HEVC/H.265, но в ближайшие несколько лет XAVC в разных его проявлениях будет актуален как для любительской, так и для профессиональной съёмки и обработки видео.
В этой статье мы больше не будем останавливаться на особенностях HEVC/H265, по этому кодеку у нас будет отдельная публикация. Однако прежде чем перейти к рассказу об XAVC, хотелось бы окончательно закрыть вопрос противопоставления с другими сравнимыми форматами, поэтому — вот вам для лучшего понимания сути ещё одно определение:
Основная разница между H264-форматами XAVC и AVCHD заключается в том, что XAVC поддерживает разрешение 4K/HD с 8-, 10- и даже 12-битной разрядностью, структурой выборки цвета 4:4:4, 4:2:2 или 4:2:0 и высокими битрейтами. Для AVCHD 2.0, в свою очередь, потолком является 24 Мбит/с битрейт для качества 1080 50i/50i и 28 Мбит/с для качества 1080 50P/60P/3D-MVC, при 8-битной разрядности и структуре 4:2:0. Весь смысл AVCHD 2.0 на сегодняшний день, по сути, сводится к совместимости с дисками Blu-ray, где работает тот же кодек, но с другими контейнерами (M2TS/SSIF). Форматы XAVC и AVCHD похожи алгоритмом сжатия видео MPEG-4 AVC/H.264, но на этом сходство заканчивается.
Немного теории: структура и характеристики Sony XAVC
Для максимальной совместимости файлов с продукцией других компаний, в кодеке XAVC компания Sony сохранила традиционную структуру ключевых элементов битового потока KLV, включая покадровую интеграцию параметров последовательности (Sequence Parameter Set, SPS) и параметров изображения (Picture Parameter Set, PPS), что позволило динамически оптимизировать качество с привязкой к файлу изображения.
Процесс кодирования XAVC при записи 4K-видео или работе с высокой частотой кадров представляет собой 2-ступенчатый процесс с использованием технологии предварительной выборки и предварительного кодирования для максимального сжатия, при этом задействована как программная, так и аппаратная стадия обработки видео.
Формат Sony XAVC на базе кодека MPEG-4 AVC/H.264 уровня 5.2 позволяет обеспечивать формату XAVC поддержку разрешения 4K (4096 x 2160), QFHD/Ultra HD (3840 x 2160), 2K, HD, SD или proxy при 12, 10 и 8-разрядной глубине цвета и цветовой дискретизации 4:4:4, 4:2:2 или 4:2:0, с внутрикадровым кодированием и кодеком Long GOP. Для разрешения 4K и QFHD возможна поддержка скорости до 60 кадров в секунду, для 2K и HD до 180 кадров в секунду. Контейнер формата XAVC аналогичен существующим контейнерам Sony MXF – файлам SStP MXF OP-1a форматов MPEG2 и MPEG4.
Отдельно стоит упомянуть различные варианты битрейта для различных типов камер. Так, например, профессиональная камера PMW-F55 от Sony пишет 4K-видео с кодеком XAVC и внутренним кодированием кадров с битрейтом от 240Mбит/сек (@24P) до 600 Мбит/сек (@60P). Камеры PMW-F5/F55 кроме форматов XAVC и MPEG2 также поддерживают MPEG4 SStP и RAW.
На сегодняшний день многие телевещательные компании работают с компактным HDTV-форматом MPEG2 HD Long GOP, обеспечивающим высокое качество при битрейте 50 Мбит/с или даже 35 Мбит/с, и при этом, как показано на графике ниже, обеспечивающим самую высокую скорость в секунду по сравнению с другими кодеками на одной и той же вычислительной платформе без использования аппаратных ускорителей и графических процессоров.
Тем не менее, процесс перевода вещания на формат H.264 уже начался, поскольку таким образом есть возможность подвести все используемые видео файлы под единый кодек в едином стандартном контейнере с 10-битной выборкой (против 8 бит у MPEG-2).
Формат XAVC с внутренним кодированием кадров поддерживает скорость до 440 Мбит/с может заполнить пустующий на сегодня сегмент рынка HD 50p/60p производства между высококачественными форматами MPEG4 SStP и HDCAM-SR с одной стороны и обычным MPEG2 с другой стороны.
Кроме того, вспомним, что кодек XAVC при качестве 2K/HD способен работать с высокой частотой кадров. Например, камера Sony PMW-F55 пишет 10-битное 4:2:2 видео 1920×1080 со скоростью до 180 кадров в секунду даже без внешнего рекордера, на внутреннюю карту SxS PRO+, при этом при использовании двух 128-Гб карт время непрерывной съемки при такой скорости достигает 40 минут. Формат Long GOP останется для тех случаев, когда понадобится сохранение компактных 1080-50p/60p файлов для передачи со скоростью 35-50 Мбит/с.
Любительский XAVC S и профессиональный XAVC: детям мороженое, бабе цветы
Кто-нибудь ещё помнит такой стандарт – AVCHD Lite? По сравнению с полноценным AVCHD 2.0, в AVCHD Lite накладывался ряд ограничений, в частности, на число строк – до 720p. Кодек XAVC S – это тоже в каком-то смысле «урезанный» XAVC, только не по размеру строк, а по ряду других параметров, но с той же целью: сделать сжатый сигнал более «плотным», уместить в ограниченный битрейт максимальное качество большой 4K-картинки, пусть и с упрощёнными до любительского уровня параметрами.
Таким образом, компания Sony чётко разграничила области применения этих кодеков:
Формат XAVC: как с ним бороться
Компания Sony позиционирует формат XAVC в качестве открытого формата, с возможностью разработки аппаратных и программных продуктов сторонними компаниями. По данным на начало сентября 2014, стандарт XAVC в той или иной степени поддерживали своими аппаратными и программными решениями уже 65 компаний:
Из наиболее известных можно перечислить следующие компании и их продукты (по данным на март 2014):
Иными словами, проблем с поддержкой кодека XAVC не было изначально и уж точно нет сегодня (чего, например, до сих пор не сказать о MVC). От себя также хотелось бы добавить, что на собственном опыте испытано: Youtube принимает файлы с кодеком XAVC S в контейнере MP4 охотно и без всяких предварительных конвертаций. В ближайшее время мы расскажем об этом подробнее на примере небольшого тестирования камеры Sony FDR-AX100.
Что такое XAVC S
Формат XAVC Sony используется всё большим количеством профессиональных видеокамер. Почему же они выбирают ещё один формат? Наверное, для этого были веские причины. В профессиональной видео-индустрии прогресс движется настолько быстро, что невозможно ни секунды задержаться на месте. Будь оно так, мы бы всё ещё использовали Digital Betacam.
Но факт есть факт, что разрешение 4K не поддерживалось должным образом ни одним из существующих форматов. Необходимо было что-то новое, чтобы улучшить качество и удобство наряду со сведением к минимуму требований к видео битрейту (а следовательно, и к хранению на носителе). Вот лишь один пример: существующие кодеки на основе H.264 не справляются с кодированием 1080 50p/60p. А это режим, который всё чаще используется в современном кинопроизводстве.
Конечно, некоторые эксперты отмечают, что новый формат может оказаться попыткой Sony сделать его собственностью своих камер. Это небезосновательно, ведь каждая компания хочет заставить клиентов покупать только собственные продукты, но потратив время на изучение подробностей о XAVC, становится ясно, что это подлинный технический прогресс, который даёт реальные преимущества пользователям, который является достаточно гибким, чтобы шагать в ногу со временем.
С 2012 года большинство систем нелинейного монтажа обеспечили встроенную поддержку для нового формата, и это также распространяется на большую часть новой линейки камер Sony.
Рассмотрим немного теоретической подоплёки. Кодек XAVC основан на H.264, но идея, что H.264 останется единственным стандартизированным кодеком не сработала на практическом уровне. Есть десятки настроек и оптимизаций и принципиально различных параметров, которые могут быть установлены в соответствии с характеристиками камеры или способом использования, и это явилось той причиной, почему Sony решили разработать свой собственный набор кодеков, который называется XAVC.
H.264 можно представить себе в виде набора строительных блоков – инструментария, которым воспользовалась Sony для создания своей XAVC экосистемы. Она изменила алгоритмы, сделав их более эффективными, и добавила препроцессор, подготавливающий видео перед процессом кодирования. Всё это означает, что когда берётся лучшее из других кодеков, результат получается более эффективным и удобным для пользователя. Более того, XAVC S был построен с использованием новейших технологий кодирования, уровня 5.2, что гарантирует ещё большую эффективность.
Кодек XAVC спроектирован для масштабирования битрейта от 15 Мбит/с до 960 Мбит/с. Это охватывает любую вероятную частоту кадров (кроме ультра медленного движения) и включает в себя и HD, и 4К.
Захват и обработка
Предыдущие версии H.264 были предназначены в первую очередь для обработки, а не захвата видео. Это привело к неэффективности и трудности масштабирования высоких битрейтов. Например, тип H.264, предназначенный для Blu-Ray и спутникового вещания, никогда не будет идеальным для камер. Обратившись к основным блокам формата, Sony смогла сделать кодек, который в равной степени хорошо чувствует себя в камерах и в пост-продакшн, и приносит обоим ощутимую пользу.
Доступность в потребительском и профессиональном вариантах
Форрмат XAVC является профессиональным, помещённым в MXF OP1a контейнер – стандартный для вещательных платформ. XAVC-S – потребительский вариант формата, находящийся в контейнере MPEG-4. XAVC-S всегда 8-битный, но в отличие от AVCHD, он заточен под 4K.
Он также отличается от профессионального XAVC лучшей работой на низких битрейтах и предназначен для коротких, менее сложных рабочих процессов, которые типичны для производства любительских фильмов. На рисунке показано, что при скорости до 440 Мбит/с формат может служить промежуточной нишей между форматами визуального сжатия без потерь (HDCAM-SR, MPEG4 SStP) и обычным-привычным MPEG2:
Доступность Long-GOP и IntraFrame (только I-кадр)
Это означает, что взято лучшее из обоих миров: очень эффективный, низкий битрейт кодека для случая стеснённости в месте хранения, и более расслабленный, InraFrame-кодек, когда хватает места и пропускной способности, или если при редактировании гибкость имеет первостепенное значение.
Что подразумевают эти термины? Кодеки Long-GOP (GOP – группа изображений) используют предсказывание движения между кадрами, чтобы воссоздать последовательность изображений при декомпрессии. Т.е. нет необходимости хранить материал, который повторяется на каждом кадре, даже если в нём есть движение. Кодеки Long-GOP могут сжимать намного больше, чем компрессоры IntraFrame.
IntraFrame буквально значит «внутри кадра». Даже один кадр IntraFrame-видео может быть точно распакован без ссылок на другие кадры. IntraFrame не так эффективен, как Long-GOP, но с некоторыми вариантами кодека гораздо лучше подходит для редактирования, особенно если нужно двигаться назад и вперёд с точностью до одного кадра. Также более эффективен с точки зрения мощности компьютера, потому что нам не нужно декодировать все окружающие кадры (от ключевого до ключевого), чтобы увидеть один кадр в середине! Но благодаря формату XAVC, разница между Long-GOP и IntraFrame становится намного меньше.
Простое декодирование как Long-GOP, так и IntraFrame
Кодек XAVC требует больше вычислительной мощности, чем MPEG-2, или, например, ProRes, но эти накладные расходы скоро исчезнут на фоне постоянно возрастающей мощности компьютеров. И хорошая новость заключается в том, что нет никакой разницы в вычислительных усилиях, необходимых для декодирования Long-GOP или IntraFrame XAVC. Это реально хорошая новость для редактирования видео, поскольку означает возможность «прыгать» по шкале времени практически без потери производительности.
Большая вычислительная мощность, используемая для кодирования Sony XAVC, означает нивелирование разницы между качеством видео Long-GOP и IntraFrame. Следовательно, нужное нам качество изображения можно получить на низких битрейтах, экономя значительное место на носителях.
Лучшее качество на меньшем пространстве
Если взять, к примеру, кодеки ProRes и DNxHD, то это кодеки, с которыми легко редактировать видео, потому что они относительно просты и используют низкий коэффициент сжатия. Они дают отличное качество за счёт предоставления для обработанного видео немного большего места на носителе. Более же сложные алгоритмы, используемые в XAVC, улучшают качество при том же битрейте. Хотя формат Sony нуждается в большей вычислительной мощности, XAVC IntraFrame обеспечит, вероятно, то же самое качество, что и ProRes, только займёт вполовину меньше пространства при оптимальных условиях. А работа с меньшими файлами как раз и компенсирует чуть большую вычислительную нагрузку.
Динамическая оптимизация покадрового качества
XAVC-кодек оптимизирует кадр за кадром, и во время этого процесса он записывает метаданные, чтобы помочь декодерам распознать используемую в процессе кодирования оптимизацию. Так непрерывно XAVC максимизирует качество, но делает это не столь динамично, чтобы зря терялось пространство. Покадровые метаданные также помогают при нелинейном воспроизведении, что является одним из факторов одинаково успешного использования как Long-GOP, так и IntraFrame.
Предкодирование перед кодированием
Предварительное кодирование или подготовка медиа данных означает, что XAVC-кодек может делать свою работу более эффективно. В Sony XAVC предварительный кодер встроен в аппаратный чип, но он также является и частью программного кодека XAVC – т.е. нет никакой разницы между материалом, который был закодирован аппаратно или программно. Предварительно кодирование производится как для 4К, так и для записей с высокой частотой кадров.
Чипсеты
Чипсеты Sony работают одинаково хорошо и с MPEG2, и с XAVC. Они используются в большинстве современных камер Sony, и легко модернизируются под XAVC. Более того, Sony недавно заявила, что она никогда не будет отказываться от поддержки старых кодеков в своих чипсетах.
Это не H.265!
Можно задаться вопросом, а разве не H.265 должен стать окончательным и величайшим кодеком? Безусловно, у него есть больший потенциал, чем у кодеков предыдущих поколений, но он нуждается и в значительно большей вычислительной мощности для кодирования и декодирования, чем кодеки H.264.
В конечном счёте, кто-то, вероятно, создаст практическую реализацию кодека H.265, что будет более эффективной, чем H.264, но пока говорить об этом очень рано. H.264 чрезвычайно широко используется. Нужно время, чтобы исследовать и усовершенствовать новую технологию, это сейчас как раз и делается в жизненном цикле H.264.
Резюме
Со времени появления H.264 мощность компьютеров резко возросла. Формат XAVC имеет дополнительные технологические особенности, улучшающие удобство работы с кодеком, а спецификация формата Sony является достаточно всеобъемлющей, чтобы оставаться современной долгое время.
Решение Sony о создании формата XAVC может озадачить и привести в ярость потенциальных пользователей в первое время. Но правда заключается в том, что, вероятно, никогда не будет единого, универсального формата для всех типов камер и оборудования, и всех типов пользователей. Кроме того, скорее всего Sony лучше знает, как работают камеры – в конце концов, они проектируют их с нуля, делая даже свои собственные датчики. Поэтому, однозначно, есть здравый смысл в том, что они должны были разработать свой вариант известного кодека XAVC-S, который нам предстоит использовать, в том числе и при оцифровке архивного домашнего видео.
