Работа с форматом AVCHD. Часть 1


  1. Введение
  2. Что такое AVCHD?
  3. Почему AVCHD?
  4. Копирование AVCHD-видео с камеры в компьютер
  5. Просмотр AVCHD-видео

1. Введение

Видео высокой четкости (High Definition, HD) в последние годы активно проникает из профессионального в бытовой сектор. На прилавках магазинов все больше телевизоров и плазменных панелей имеют заветные надписи "Full HD" и "HD Ready", а в отделах видеокамер значительную часть полок занимают камеры, способные снимать HD-видео. Даже цифровые фотокамеры-"мыльницы", имеющие функцию видеосъемки, все чаще способны снимать видео с разрешением не 640х480 точек, а 1280х720, а то и полноценное FullHD-видео с разрешением 1920х1080 точек (подробнее о современных видеокамерах можно прочитать в Путеводителе по цифровому видео).

Все это способствует тому, что видеолюбители все чаще отдают предпочтение HD-видеокамерам, даже несмотря на то, что цена их заметно выше, чем у SD-видеокамер (Standard Definition). И для того, чтобы ощутить в полной мере прелести HD-видео, нужен и HD-телевизор, который зачастую стоит не меньше, чем сама видеокамера (а то и больше, в зависимости от диагонали). Многим достаточно один раз в магазине увидеть разницу между тем, как выглядит на HD-телевизоре съемка HD-видеокамерой и SD-видеокамерой, и сомнения по поводу того, какую камеру выбрать, отпадают сами собой — выбор падает на HD. При этом покупателей обычно не смущает новизна видеоформата, и мысли о том, что при работе с ним могут быть проблемы, уходят на второй план, или даже не возникают. Ведь со старой видеокамерой проблем не было, откуда они могут взяться с новой — она же только лучше, да еще и дороже?

В принципе, если достаточно только просмотра видео с видеокамеры, подключенной к HD-телевизору, то проблем обычно не возникает — после правильного подключения кабелей по инструкции видео воспроизводится во всей красе и детальности высокой четкости и радует глаз. Но у многих пользователей постепенно вопросов возникает все больше, а при поиске ответов на них оказывается, что все не так просто и понятно, как казалось при покупке. Начиная с того, как и куда сохранять отснятое видео, когда носитель в камере заполнен полностью, и почему видео, снятое HD-камерой, не воспроизводит бытовой DVD-плеер (да и неясно, как в него это видео "запихать"). И заканчивая тем, что делать, если видео хочется смонтировать, и даже просто просмотреть на компьютере — заминка может возникнуть еще на этапе безуспешных попыток скопировать видео в него.

В данном цикле статей мы постараемся дать ответы на некоторые вопросы, возникающие при работе с HD-видео, и рассказать, как решать наиболее распространенные задачи.

2. Что такое AVCHD?

AVCHD — формат сжатия видеоданных, используемый в большинстве современных бытовых видеокамер высокой четкости. Эта аббревиатура — сокращение от Advanced Video Coding High Definition. С последними двумя буквами все понятно (HD — высокая четкость), но что такое AVC?

AVC (Advanced Video Coding, дословный перевод "Продвинутое кодирование видео") — формат сжатия видеоданных, имеющий также стандартные названия H.264 и MPEG4 part 10. Это разновидность формата MPEG4, разработанная как значительное усовершенствование формата MPEG2 (давно используемого, например, в дисках DVD Video). При качественной реализации кодера формат Advanced Video Coding позволяет сохранить изображение более высокого качества (с меньшими потерями относительно несжатого оригинала), чем MPEG2, причем, даже при меньшей величине потока сжатых данных (битрейте). Это достигается за счет более двух десятков усовершенствований формата (впрочем, подробное их разъяснение содержит достаточно сложные технические подробности, что выходит за рамки данной статьи). Однако, это требует и значительно более сложных вычислений при кодировании и декодировании данных.

Также не следует думать, что сжатие видео в формате AVC автоматически означает, что камера лучше, чем все остальные, не записывающие видео в этом формате. Качество изображения в первую очередь зависит от качества оптики, правильности работы автомата замера экспозиции, малошумности матрицы (об этом см. ниже), реального разрешения матрицы (или матриц, если их 3), алгоритмов обработки изображения процессором камеры, величины потока сжатых данных (битрейта), реализации кодера и других параметров.

AVCHD — аббревиатура, предложенная фирмами Sony и Panasonic, которая означает не просто набор букв. Формат AVCHD накладывает некоторые дополнительные ограничения на форматы данных, а именно:

  1. Видео и звук хранятся в контейнере MPEG Transport Stream.
  2. Звук в бытовых AVCHD-камерах хранится в формате AC3 (Dolby Digital).

Существует множество видеокамер, умеющих снимать видео высокой четкости в формате AVC, но не соответствующих стандарту AVCHD, например, фотовидеокамеры, сохраняющие видео в контейнерах MP4 и MOV (QuickTime). Технические особенности разных форматов HD-видео в формате AVC будут рассмотрены в следующих частях статьи.

3. Почему AVCHD?

Первые HD-видеокамеры, появившиеся в бытовом секторе (самой первой была Sony HC1), снимали видео в формате HDV. Фактически, это уже давно существующий и хорошо зарекомендовавший себя формат сжатия видео MPEG2, сохраняемый на также давно известный и широко распространенный носитель — кассету miniDV. Сохранили даже величину потока данных — около 25 мегабит в секунду на видео и звук, что позволило не изменять скорость движения ленты, плотность записи и механику лентопротяжных механизмов камер. Это позволило сократить расходы и не увеличивать дополнительно стоимость камер за счет стоимости разработки новой механики.

Формат MPEG2 за счет междукадрового сжатия более эффективен по коэффициенту компрессии, чем DV, но за счет того, что площадь полного HD-кадра больше, чем SD, в 5-6 раз (для PAL и NTSC соответственно), требует большого потока данных для получения высокого качества результата. Поэтому для уменьшения заметности артефактов сжатия пришлось пойти на хитрость. На ленте сохраняется изображение, сжатое по горизонтали до разрешения 1440х1080 точек, а при воспроизведении оно растягивается до полного разрешения 1920х1080. Такой подход называется анаморфированием изображения, и пиксель в видео получается неквадратным. Это позволило достичь некого компромисса между качеством видео и потоком данных.
Однако, на динамичных сценах с большим количеством мелких деталей (колышущаяся на ветру листва, мелкие брызги воды у фонтана, сплав по горной реке) потока MPEG2-данных в 25 мегабит в секунду бывает недостаточно, и HDV-изображение иногда рассыпается на мелкие квадраты (хотя заметность этого обычно невысока). Ситуация усугубляется тем, что из-за высокого разрешения пиксели у матриц HD-видеокамер обычно мельче (имеют меньшую площадь), чем у хороших DV-видеокамер обычной четкости, в результате шумы имеют более высокий уровень, и изображение компрессируется с меньшей эффективностью.

Как известно, шумы являются высокочастотными компонентами изображения, и при большом их количестве значительная часть сжатого потока данных расходуется на сохранение шумов вместо "полезной", основной части изображения. Поэтому эффективность сжатия видео тем выше, чем меньше в нем шумов исходно. Некоторый выигрыш в качестве дает предварительное подавление шумов в изображении, но слишком агрессивное шумоподавление вносит искажения и ухудшение детализации изображения.

Не лишен недостатков и носитель данных. DV-кассета при своей относительной дешевизне и довольно высокой надежности, тем не менее, иногда допускает единичные сбои и выпадения кадров. В формате MPEG2 с междукадровой зависимостью это может привести к выпадению целой группы кадров (GOP). Другой недостаток, раздражающий многих пользователей — низкая скорость копирования данных в компьютер: только в реальном времени, т.е. данные копируются в компьютер столько же времени, какова их длительность (одночасовая кассета вводится в компьютер ровно час).

Поэтому в современных бытовых видеокамерах производители переходят как на другие носители данных (записываемый DVD-диск, Flash, жесткий диск), так и на более современный формат сжатия видео — AVCHD. Помимо преимуществ (улучшение качества записи при меньшем объеме данных), этот формат не лишен и недостатков (в основном они связаны со сложностью его декодирования). О некоторых из них, и способах борьбы с ними мы расскажем ниже.

4. Копирование AVCHD-видео с камеры в компьютер

В зависимости от носителя данных, процесс копирования данных с AVCHD-камер в компьютер несколько отличается от простого копирования с HDD или флэш-носителя. В случае, если камера сохраняет видео на записываемый DVD-диск, обязательно прочтите инструкцию к камере, а именно раздел, относящийся к копированию данных с камеры или снятого ей DVD-диска в компьютер. Возможны разные способы копирования — как с камеры, подключенной к компьютеру, так и просто с диска, вставленного в DVD-привод компьютера. Это можно осуществить как с помощью программного обеспечения, прилагающегося к камере, так и с помощью некоторых видеоредакторов. Также можно просто скопировать файлы с диска с помощью Проводника Windows. Если скопировать видео с диска не удается (компьютер рапортует о том, что диск якобы пуст или неисправен), то необходимо диск финализировать (закрыть, см. инструкцию к видеокамере) перед тем, как переносить с него данные в компьютер. Некоторые камеры при этом требуют, чтобы было подключено питание от сети, а не аккумулятора.

Но и после финализации диск может по-прежнему не распознаваться компьютером. Причина этого обычно в том, что на AVCHD-дисках используется файловая система UDF 2.5, а в системе Windows XP по умолчанию нет поддержки этой файловой системы. Чтобы она появилась, необходимо установить соответствующий драйвер. В частности, для этого достаточно установить программу Nero InCD (более подробно об этом можно прочитать в FAQ по цифровому видео). После установки драйвера файлы на DVD-диске будут доступны через DVD-привод компьютера.

AVCHD-видеокамеры с другими носителями данных (Flash, жесткий диск) обычно подключаются к компьютеру по интерфейсу USB 2.0 кабелем, имеющимся в комплекте, и после подключения доступны в компьютере как съемный диск. Flash-носитель можно поместить во Flash Drive и копировать данные с него в компьютер вообще без участия видеокамеры, что имеет определенные удобства (например, можно иметь несколько Flash-карт, одна из которых находится в камере и используется для съемки видео, а данные с другой в это время копируются в компьютер).

Независимо от носителя данных AVCHD-видеокамеры, видео на носителе хранится в файлах с расширением mts или m2ts. Это сокращение от MPEG2 Transport Stream — название контейнера, в котором хранится AVCHD-видео. Контейнер — это "оболочка" для хранения данных, которая "не знает" о том, какие форматы данных (видео, звук) хранятся внутри. В частности, в контейнере MPEG2 TS может храниться видео в форматах MPEG2 или MPEG4, и звук в самых разных форматах (MPEG Audio, несжатый Linear PCM, AC3/Dolby Digital, и другие).

После того, как DVD-диск с AVCHD-видео успешно открыт в компьютере, либо видеокамера обнаружена компьютером как съемный диск, достаточно найти все файлы с расширением mts или m2ts на подключенном диске (они могут находиться не в корневой папке диска, а по адресу типа AVCHD\BDMV\STREAM), и перенести их в компьютер — это и есть отснятое видео. Расширение файлов может быть другим (например, tod — в случае с MPEG-2 видеокамерами производства JVC), но найти файлы с видео можно по простому принципу — они имеют наибольший объем по сравнению со всеми другими файлами (обычно это служебные файлы) на носителе информации. Далее видеофайлы можно просмотреть с помощью программного плеера, открыть в монтажной программе и т.д.

Некоторые монтажные программы и плееры могут "не понимать" нестандартные расширения файлов, поэтому может понадобиться сменить расширение видеофайлов на .mpg.

Если копирование видеофайлов вручную представляет определенную трудность или неудобство, нелишним будет обратиться к компакт-диску, который обычно имеется в комплекте с AVCHD-видеокамерой. На нем обычно имеется программа, позволяющая перенести видео с видеокамеры в компьютер, и даже осуществить несложный монтаж. Причем, она может представлять интерес и для "продвинутых" пользователей, которые умеют копировать видео с камеры вручную.

Например, в комплекте с некоторыми видеокамерами имеется программа Picture Motion Browser.

Она позволяет с удобством выбрать видео и фотографии на носителе камеры, скопировать их с камеры в компьютер, осуществлять их просмотр, каталогизирование и несложный монтаж, и некоторые другие операции. Поэтому сразу после приобретения видеокамеры не лишним будет попробовать установить программы, прилагающиеся в комплекте — их вполне может оказаться достаточно для многих операций.

5. Просмотр AVCHD-видео

После того, как видео скопировано в компьютер, возникает очевидное желание его просмотреть. По умолчанию в системе Windows, скорее всего, нет нужных декодеров, поэтому просмотреть видео с помощью Windows Media Player не удается.
Как уже было сказано выше, в комплекте с видеокамерами обычно имеется некоторое программное обеспечение (ПО), позволяющее скопировать видео с камеры в компьютер. Зачастую оно же может выполнять и функции плеера. Поэтому, первым делом можно попробовать установить ПО с прилагающегося диска, скопировать видео с камеры с его помощью, и попробовать просмотреть видео в нем же.

Конечно, прилагающееся к камере ПО удовлетворяет не всех. По разным причинам: непривычность или неудобство пользовательского интерфейса, недостаточное количество нужных функций, либо слишком медленная работа, из-за чего видео не успевает показываться в реальном времени, происходят пропуски кадров, видео выглядит "как слайд-шоу" и т.п. AVCHD — достаточно "тяжелый" формат даже для декодирования, поэтому такая ситуация вполне вероятна (подробнее об этом см. ниже).

Поэтому многим наверняка захочется установить какой-либо альтернативный декодер или плеер для формата AVCHD.

Хотим предостеречь вас от желания сразу устанавливать различные наборы кодеков, или кодек-паки (Codec packs) вроде K-Lite. О причинах этого уже рассказывалось в "Вопросах и ответах по цифровому видео": многие кодеки и прочие модули в кодек-паках могут конфликтовать между собой, и это может пагубно повлиять даже на простое воспроизведение некоторых видеофайлов — что уж говорить о монтаже.

В частности, по отзывам некоторых участников форума "Цифровое видео", проблемы возникают при использовании Picture Motion Browser, который может не работать, если в системе установлены кодек-паки. А при необходимости осуществить монтаж видео проблемы могут быть еще серьезнее: хотя в плеерах видео может успешно открываться, монтажные программы могут сбоить и даже выходить из строя при попытке открыть в них те же видеофайлы, или в процессе их монтажа. Могут возникать прочие странности: например, по непонятным причинам в открытом файле монтажная программа может не обнаружить звук.

Что еще хуже, проблемы могут возникнуть в самом конце, на этапе вывода результата монтажа в результирующий файл. Локализовать причины этих проблем, и тем более решить их, обычно крайне сложно, а то и не представляется возможным. Даже после удаления кодек-паков в системе может остаться "мусор", и помогает в таком случае только полная переустановка системы "с нуля".

Декодер CoreAVC

Для воспроизведения AVCHD-видео можно установить отдельный декодер, не входящий в состав кодек-паков. Одним из лучших таких декодеров является CoreAVC.

После его установки видео может быть воспроизведено практически любым плеером — например, системным Windows Media Player.

CoreAVC — один из самых быстрых (производительных) декодеров, что является очень даже не лишним качеством. На момент написания статьи далеко не все компьютеры обладают производительностью, достаточной даже для просто воспроизведения AVCHD.

Чтобы комфортно смотреть видео в этом формате, необходим достаточно мощный процессор — настоятельно рекомендуется 2-ядерный с быстрой шиной памяти и не самым маленьким объемом кэша. Поэтому не удивляйтесь, если на вашем ноутбуке с одноядерным процессором вроде Intel Celeron видео в плеере "подтормаживает" или вовсе напоминает "слайд-шоу", а звук "заикается".

Проверить, виноват ли в этом процессор, просто — достаточно запустить системный диспетчер задач (Task Manager) во время воспроизведения видео и посмотреть, какова загрузка процессора. Если хотя бы одно ядро процессора занято на 100%, это верный признак того, что он и является "узким местом". В таком случае почти наверняка требуется апгрейд процессора на более мощный (что зачастую также требует замены материнской платы и оперативной памяти). Иногда может помочь использование мощной видеокарты — некоторые программные плееры умеют задействовать графический ускоритель для ускорения декодирования видео (о таких плеерах будет рассказано ниже).

Возникает справедливый вопрос: почему такой мощный процессор компьютера, как например, Pentium 4 с частотой 3 ГГц, может не справляться с плавным воспроизведением видео, а встроенный в маленькую видеокамеру процессор справляется не только с декодированием, но даже с кодированием видео в реальном времени? Неужели там установлен еще более мощный процессор?

Ответ на этот вопрос — и да, и нет.

Встроенный в видеокамеру процессор является специализированным, специально "заточенным" и оптимизированным под две конкретные задачи — кодирование и декодирование видео в определенном формате сжатия. С точки зрения этих задач данный процессор, безусловно, более мощный, чем центральный процессор компьютера. Но последний является универсальным процессором, умеющим исполнять во много раз больше задач, и не оптимизированным конкретно под сжатие или декодирование видео. У этих процессоров совершенно разные назначения, поэтому напрямую сравнивать их по производительности некорректно (как некорректно сравнивать возможности гоночного авто и тяжёлого грузовика: при одинаковой мощности двигателей у них совсем разная грузоподъёмность и скорость).

Однако, вернемся к теме воспроизведения AVCHD-видео. Чтобы не иметь проблем с кодеками, лучше всего попробовать воспроизвести видео с помощью плееров, которые содержат все необходимые декодеры "на борту". Одним из таких плееров является Media Player Classic и его новый вариант Media Player Classic Home Cinema.

Media Player Classic

Этот плеер не имеет скинов и прочих "красивостей" (дизайн его пользовательского интерфейса похож на Windows Media Player 6-й версии), но совершенно незаслуженно многие обходят его вниманием. Главные достоинства плеера, помимо бесплатности — небольшой объем, нетребовательность к ресурсам компьютера и быстрая работа. Кроме того, что немаловажно ввиду описанных выше причин, для большинства видеоформатов (в том числе DivX/XviD и MPEG2/DVD) имеет встроенные декодеры, не требуя наличия каких-либо кодеков в системе. Тем не менее, для желающих использовать внешние декодеры, имеет возможность в своих настройках отключить встроенные декодеры для каждого из форматов.

Прочитать более подробное описание и загрузить плеер желающие могут на русскоязычном сайте программы или обратиться в поиск.

Разработка этого плеера уже прекращена, но проект был развит энтузиастами, и новые версии плеера имеют название Media Player Classic Home Cinema.

Media Player Classic Home Cinema

Данная версия плеера содержит все достоинства старой версии, но добавляет и много новых, среди которых есть нужные нам — встроенный декодер формата AVC и ускорение декодирования видео графическим процессором видеокарты (функция DXVA).

Текущая версия плеера доступна на сайте программы (участники Конференции также рекомендуют альтернативный сайт плеера, где сборка новых версий осуществляется более оперативно). Плеер не имеет инсталлятора — достаточно распаковать архив и запустить файл mplayerc.exe. Главное окно плеера имеет весьма скромный вид:

Первым делом желающие могут включить русский язык через меню View->Language. Главное теперь — включить настройки, необходимые для декодирования AVCHD. Для этого вызовем окно настроек нажатием клавиши “O” или вызовом меню "Вид -> Настройки". В списке (дереве) параметров слева щелкните по категории "Встроенные фильтры". В правой части окна появится список встроенных в плеер модулей, участвующих в декодировании данных:

Среди них присутствуют и нужные нам форматы: H.264/AVC (DXVA) и H.264/AVC (ffmpeg). Отличаются эти модули только тем, что первый использует ускорение декодирования видеокартой (DirecX Video Acceleration), а второй использует для декодирования модуль ffmpeg. На сайте программы сказано, что плеер умеет использовать ускорение лишь на ограниченном наборе видеокарт (в основном новых), но в будущем их список обещают расширить. По умолчанию включены оба декодера, и, если проблем при воспроизведении не возникает, отключать их не нужно.

Также авторы программы рекомендуют для декодирования в режиме DXVA выбрать правильный модуль отображения видео. Для этого в том же окне настроек нужно щелкнуть по категории "Воспроизведение/Вывод":

В случае, если система Windows XP, рекомендуется выбрать режим Overlay Mixer, VMR7, VMR9 или VMR9 renderless. Например, можно выбрать VMR7.

В случае системы Windows Vista рекомендуется выбрать режим EVR или EVR польз.

После этого скорость декодирования видео в плеере будет максимальной, но только при условии, если между декодером и конечным модулем отображения не будет добавлено дополнительных модулей (впрочем, для простого воспроизведения этого и не нужно).

Бывает, что в режиме использования ускорения декодирования видеокартой (DXVA-декодер) при воспроизведении некоторых AVCHD-файлов вместо изображения в плеере наблюдается чёрный прямоугольник. По отзывам некоторых участников Конференции, в решении проблемы может помочь установка последней версии DirectX, а также последней версии драйверов для используемой видеокарты. Этот совет относится не только к плееру MPC Home Cinema, но и любым другим.

Настройки и возможности плеера на этом далеко не исчерпываются, но их описание заслуживает отдельного материала, не вписывающегося в рамки данной статьи.

PowerDVD Ultra

Данный плеер уже не бесплатный, но обладает рядом преимуществ. В частности, умеет воспроизводить плейлисты из файлов, а версия Power DVD Ultra, которая и рекомендуется для воспроизведения AVCHD, умеет воспроизводить диски BluRay (в том числе и из файлов с жесткого диска). Производителем программы является компания Cyberlink.

Кроме того, плеер обладает одним из самых быстрых декодеров формата AVC, и также умеет использовать ускорение декодирования видеокартой. Причем, набор поддерживаемых видеокарт, судя по всему, очень широк. Многие пользователи отмечают, что во всех остальных плеерах AVCHD-видео играется неплавно, в то время как в PowerDVD Ultra воспроизведение происходит наиболее качественно.

Поэтому, если с другими декодерами и плеерами есть проблемы при воспроизведении AVCHD, то настоятельно рекомендуется попробовать плеер PowerDVD Ultra.

Elecard AVC HD Player

Эта разработка российской компании Elecard, как и продукт от Cyberlink, является коммерческой, и точно так же задействует аппаратные ресурсы видеокарты. С января 2009 года плеер входит в состав пакета AVC HD Suite, предназначенного для владельцев HD видеокамер. Как видно на рисунке ниже, плеер содержит в себе встроенные декодеры собственной Elecard-разработки.

Несмотря на относительную "молодость" данного программного обеспечения, работа плеера стабильна, капризов (вылетов, зависаний, дёрганий) практически не наблюдается. Кроме прочего, плеер оснащен быстро вызываемым, удобным и функциональным модулем Playlist, позволяющим упорядочить просмотр большого количества видеофайлов (любому владелецу AVCHD-видеокамеры знакома проблема сортировки огромного количества файлов, импортированных с его камеры).

Более подробно продукты компании Elecard мы рассмотрим в ближайшее время в рамках отдельного обзора пакета Elecard AVC HD Suite.

ArcSoft TotalMedia Theatre

Этот плеер также небесплатен и поддерживает аппаратные возможности видеокарты. Русский язык, увы, в программе отсутствует. Данный продукт вполне можно рассматривать как один из наиболее подходящих для проигрывания "тяжелых" форматов видео — речь, конечно же, об AVCHD.

Пожалуй, трудно найти иной плеер, который при проигрывании AVCHD будет столь же нетребовательным к "железной" составляющей ПК. Это говорит о неплохом декодере, встроенном в программу, и о качественно выполненном аппаратном взаимодействии.

***

На этом первую часть статьи мы завершим. Во второй части постараемся ответить на вопрос: как можно осуществить монтаж видео в формате AVCHD, и какие "подводные камни" нас при этом ожидают?

 

[Все статьи в разделе «Цифровое Видео»]





Дополнительно

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.