Тестирование ЦАП/АЦП плат видеомонтажа и видеокарт с ТВ-выходом


Известно, что неизменным компонентом всех устройств захвата аналогового видеосигнала, внутренних и внешних, является аналогово-цифровой преобразователь. От реализации АЦП зависит самое главное — качество изображения, которое, конечно, впоследствии может быть ухудшено разными видами компрессии или, наоборот, улучшено умными программными фильтрами. Но задача видеозахватывающего устройства как раз и состоит в том, чтобы перевести сигнал в цифровую форму без потерь, максимально приближенным к его первоначальному состоянию. И не может служить оправданием для «продвинутого» многопотокового комплекса с компрессией в MPEG-2 в реальном времени то, что он захватывает сигнал хуже, чем стоящий в 10 раз меньше ТВ-тюнер.

Как можно измерить качество АЦП в бытовых условиях? Очевидно, нужен источник тестового сигнала, им может служить цифровая видеокамера, на которую можно записать испытательную таблицу и подать через компонентный или S-Video выход на устройство захвата. У дорогих видеокамер должны быть достаточно качественные собственные преобразователи, чтобы не испортить сигнал. В статье Р. Гойдина «Чистое сжатие» в журнале «Потребитель. Компьютеры и программы / весна 2004», было описано, что miniDV-камеру можно с успехом применять как качественный преобразователь. В нашем случае использовался полупрофессиональный трёхматричник Sony TRV900 c гарантированным разрешением АЦП/ЦАП 500 твл.

Тестовую картинку можно импортировать в любой видеоредактор (только проследите, чтобы она занимала весь кадр), растянуть на несколько секунд и через интерфейс 1394 записать на ленту. Можно напрямую подавать цифровой сигнал в камеру и тут же захватывать аналоговый, для этого параллельно должна быть запущена программа захвата, работающая с исследуемой платой. Тут есть тонкость — не ставьте кассету с тестовым сигналом на паузу, т. к. в этом случае камера начинает выводить его, дублируя поля, и вертикальное разрешение падает в 2 раза. Ниже приводится пример телевизионной настроечной таблицы, которая существует в двух вариантах — для PAL и SECAM, у нас был в нужном качестве только второй вариант, что не помешало выявлять тональные искажения и наводки.

PALЩелкните для загрузки SECAM

Обратите внимание на «шахматные» края — это область по 3,5% с каждой стороны, не видимая на телевизорах, но все равно используемая при обработке.

Вторая таблица — это классическая EIA Resolution Chart 1956, более удобная для проверки разрешения и такая же с точки зрения контроля градаций яркости. Она широко используется при тестировании видеокамер, правда, иногда забывают о том, что маленькие белые треугольники по краям таблицы должны касаться границ всего кадра, а не ограниченной области в видоискателе, то есть необходимо контролировать изображение на внешнем мониторе с видимой областью 100%.

Щелкните для загрузки EIA 1956

Как видно на полноразмерной картинке, субъективное горизонтальное разрешение для стандарта DV можно при желании легко «накрутить» до 600 телевизионных линий (место на вертикальной клиньевой мире, где полоски сливаются), в то время как оно теоретически ограничено 540 твл. Из-за разных пропорций экрана (4:3 или 16:9) телевизионщики договорились считать эти самые линии по горизонтали не на всей строке, а на её части, равной высоте экрана, т. е. в квадрате. Так и получается, что максимум составляет 720×3/4 = 540 твл., а для широкоэкранной пропорции намного менее впечатляющие 430 твл. Впрочем, все эти рассуждения не должны отвлекать нас от основной мысли о том, что даже субъективно мы можем сравнивать картинки между собой и определять, какая выглядит «замыленней». Получение же объективных числовых значений четкости и разрешения — задача очень наукоёмкая, которая может вывести нас на действительно объективный параметр «(модуляционно) контрастно-частотная характеристика».

Чтобы исследовать качество выходов, действуем наоборот. Здесь необходимо, чтобы видео игралось в видеоредакторе или плеере в полном качестве, а не предварительном (preview). ТВ-выход видеокарты тестируем, воспроизводя подготовленное видео на ПК в режиме оверлея, при этом специальная функция карты растягивает его на весь телеэкран (иногда требуется подстройка размера), видеокамерой принимаем изображение и записывам его на кассету или, если есть такая возможность, через меню камеры включаем прямое преобразование «аналог-цифра». Естественно, тут же следует ввод через IEEE1394. Такой метод проверки может выявить, работает ли ТВ-выход с полями или же производится деинтерлейсинг — в последнем случае вы не различите на горизонтальной мире штрихов с плотностью больше 500 линий.

Из-за того, что мы переводим наши таблицы в формат DV PAL, обладающий меньшим цветовым разрешением, чем яркостное, после видеокамеры цветная картинка будет выглядеть в лучшем случае так. Происходит небольшое размывание цветов на всех горизонтальных переходах и некоторых вертикальных. Это расплата за бюджетность подхода. Но, интересно, при сохранении в JPEG c цветовой схемой 2×1×1, аналогичной применяемой в DV PAL 4:2:0, происходит ещё большее замыливание на горизонтальных переходах. Общая чёткость мир во всех случаях нисколько не страдает.

Итак, у нас есть в списке Pinnacle PCTV, старая miro VIDEO DC10 на базе DC30, Pinnacle DC10+ из последних поставок, Liquid Edition Pro, Studio AV/DV Deluxe, а также Albatron GeForce 4Ti, ASUS GeForce 4MX и Matrox G400 DualHead. Договоримся, что через композитный вход платы мы будем захватывать видео только в четвертушном разрешении (384×288 или 352×288), если вообще таковое возможно, а через S-Video — в максимальном предусмотренном. Обрезку по краям (cropping) не применяем. ТВ-выход видеокарт тестируем только через S-Video. Используем пятибалльную систему и, конечно, даём ссылки на полученные изображения (JPG c цветовой выборкой 4:2:2 и качеством 85%).

Начнём с дешевого внутреннего ТВ-тюнера PCTV (старая версия, с большой «коробкой» тюнера). Так как штатные драйвера к чипу bt878 не позволяют захватывать в полном разрешении из VirtualDub, ограничимся одним кадром Тестовая картинка 2. Цветовые артефакты на часто чередующихся полосах онтологически присущи композитному сигналу и до конца не убираются даже специальным гребёнчатым фильтром. Оценку пока ставить не будем — не с чем сравнивать.

Старая DC10Новая DC10

Miro VIDEO DC10, на борту которой красуется надпись «DC30D», выпускалась в самом начале своего долгого пути путём «недопаивания» микросхем звукового тракта на свою старшую сестру (отмечены на рисунке). Потом был разработан оригинальный дизайн плат на новом поколении чипсета ZORAN M-JPEG, первый претерпел несколько ревизий в виде уже Pinnacle Studio DC10+. Сравниваем последнюю («REDSTONE 5.0») со старушкой DC30D.

Оценка видеовхода (баллы)
DC10 old Composite: 3 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 DC10 new Composite 3 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2
DC10 old S-Video 4 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 DC10 new S-Video 4 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2

По качеству оцифровки композитного сигнала обе платы находятся на одном уровне с Pinnacle PCTV, а DC10 new — вообще эталон чёткости ЦАП, только на цветной таблице ясно прослеживаются наводки. Но вот беда — обе «десятки» сужают диапазон яркости до значений 15-240 (чёрные и белые области не обрезаются, а просто становятся более светлыми и тёмными соответственно). За такую «серость» приходится лишать баллов, заодно присуждаем исходному тюнеру твёрдые 4 балла. По S-Video у DC10 нареканий никаких нет, кроме не максимально возможной четкости и того же уменьшенного на 12% количества градаций яркости.

Дальше — больше. Сравниваем Pinnacle Studio AV/DV Deluxe с её выносным «блю боксом», который ругают за плохо экранированные тоненькие провода, с профессиональным монтажным продуктом Liquid Edition Pro того же производителя, укомплектованным уже «блэк боксом». Заметим, что АЦП/ЦАП у обоих комплектов находятся на плате.

Оценка видеовхода (баллы)
Studio Deluxe S-Video 4 Тестовая картинка 2 Edition Pro S-Video 3 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2
Оценка видеовыхода (баллы)
Studio Deluxe S-Video 4 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 Edition Pro S-Video 3 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2

Обе платы умудрились вставить заметные чёрные бордюры при оцифровке справа и слева кадра, маленькой неожиданностью в данном тесте явилась победа Studio Deluxe над стоящим в 4 раза больше Pro-решением (450 против 400 твл). Неплохо бы ещё «столкнуть» звуковые тракты этих устройств… Выход Edition Pro тоже не порадовал — настроек геометрии нет, и лучше картинка уже не будет :(

Пришёл черёд видеокарт. На арене не новые, но легендарные разработки.

Оценка видеовыхода (баллы) / примечания
GeForce 4Ti 2 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 не выводит поля
GeForce 4MX 4 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 не выводит поля
G400 DualHead 5 Тестовая картинка 1 Тестовая картинка 2 выводит поля (top field first)

Первые «двойка» и «пятёрка» в нашем тестировании. Объясняется всё просто — в GeForce 4Ti за ТВ-выход отвечает дополнительная микросхема Philips, которая отлично замыливает картинку и ловит наводки, но плохо масштабирует изображение (на иллюстрации — максимум, чего удалось достичь). В GeForce 4MX и всех GeForce FX TV encoder интегрирован в процессор, что позволяет избежать недоразумений. Ну а Matrox G400 DH — это самая легендарная вещь, разработчики которой акцентировали на ТВ-выходе особое внимание (за счёт этого карта в основном и продавалась). К сожалению, порядок полей при выводе соответствует стандарту NTSC, и приходится либо пользоваться фильтром DivXG400, который работает не всегда, либо переключаться на прогрессив.

Вот и закончилось наше экспресс-исследование, которое при небольшом количестве образцов позволило наглядно продемонстрировать некоторые подводные камни, подстерегающие покупателей различных устройств ввода/вывода видео. Главный плюс описанной методики в её доступности, и при появлении каких-то сомнений вы сможете всё проверить сами.






Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.