High Definition видео — в массы!


Теория

С момента выхода на нашем сайте статьи D-VHS «D-Theatre» в действии прошло меньше полугода, а в области просмотра фильмов High Definition (высокой четкости) в домашних условиях произошли большие изменения. 7 января этого года Microsoft объявила о начале массированного внедрения своей технологии WMV HD для распространения high definition-контента. Было заявлено, что на рынок выходит 16 фильмов в HD, использующих в качестве носителя обычные DVD-диски. Среди фирм-продюсеров отмечались такие заметные, как Artisan Home Entertainment, National Geographic, Luc Besson, MacGillivray Freeman Films. В пресс-релизе говорилось, что пользователи могут использовать свои ПК на базе Windows XP с процессором Pentium 4 2,4 ГГц и выше и дисплеи или проекторы с минимальным разрешением 1024×768. С особенной любовью упоминались готовые медиа-центры на базе Windows XP Media Center Edition 2004.

В то время как различные альянсы продвигают свои стандарты перезаписываемых или read-only дисковых носителей следующего поколения: Sony — Blu-ray ёмкостью 23 ГБ, а Toshiba и NEC — HD DVD на 15 ГБ (где там затерялся C3D?), Microsoft решила получить кусок пирога, просто предложив более эффективный способ компрессии для помещения высококачественного видео на существующие носители. Собственно, и придумывать особо было нечего — WMV HD представляет собой очень распространенную на ПК технологию Windows Media 9, появившуюся в 2002 году. Гигант «программостроения» заранее подготовил почву для успешной реализации своего замысла: Windows Media Player девятой серии под ОС Windows XP сейчас присутствует явно не меньше, чем на половине ПК. Тут и стремление пользователей к установке последних версий софта (особенно бесплатных), и навязчивое подталкивание к этому через опцию «Check for updates». Плюс интегрированная защита авторских прав (Digital Rights Management), чтобы не отпугнуть производителей. Плюс постоянный рост мощности пользовательских компьютеров и обзаведение их большими ЖК-экранами и многоканальными аудиосистемами.

Способ видеокомпрессии WMV последнего поколения опережает главного конкурента DivX 5.x на HD-материале по двум параметрам: качеству и меньшей загрузке процессора во время воспроизведения, это подтверждают эксперименты маститых рипперов-хакеров с сайта www.doom9.org (правда, уровней пост-процессинга и прочих настроек у декомпрессора WMV9 нет). А уж про аудиокодек можно вообще промолчать: в то время как DivX Networks только готовиться включить звуковой формат как таковой в шестой версии медиаконтейнера DivX (то есть это будет не AVI), Windows Media Audio 9 отлично хранит 5.1 и 7.1-саундтреки в составе файлов WMV. И тут не особенно важно, что данные форматы закрытые, а WMV 9 вообще неизвестно что собой представляет. Во всяком случае, в сети пока не удалось найти правдивый материал про использованные в нём ухищрения. Косвенно можно только предположить, что во внутрикадровой компрессии применяется не блочная, а wavelet-технология (волновая), как, например, в JPEG 2000. Для окончательной ясности: WMV HD — это расширенные до высоких разрешений профили (настройки) кодера WMV9. В среднем кодеки от Microsoft демонстрируют 2...3-кратную экономию потока в сравнении с MPEG-2 и Dolby Digital/DTS. Это означает, что для записи фильма в «среднем высоком разрешении» 1280×720 (соотношение сторон 16:9) при использовании MPEG-2 требуется 19 Мбит/с, а для WMV9 — 5-8 Мбит/с в зависимости от сложности картинки. Отсюда можно сделать еще один теоретический вывод — для полного кинематографического качества 1920×1080 потребуется в районе 10-16 Мбит/с (в зависимости от разрешения поток меняется не линейно), что уже многовато для такого носителя, как DVD. То есть на новые носители всё равно придётся переходить. Но потом.

Сейчас же отдавать пользователям полное разрешение пока неразумно. А взять лишние деньги за переходное — очень правильно. Поэтому был открыт специальный сайт www.wmvhd.com, переадресующий на международный сайт Microsoft, где размещены для свободного скачивания кусочки как уже вышедших, так и ожидающихся фильмов. Впечатлившись которыми, автор решил во что бы то ни стало заиметь продающиеся только в США и Канаде 2-дисковые наборы «Coral Reef Adventure» (16$), «T2 — Extreme DVD» (15$) и «Do Amazing Things with Windows XP» (бесплатный промо-диск, оплачивается только доставка).

Приведём информацию о требованиях к компьютеру для воспроизведения HD контента с сайта Microsoft:

Минимальная конфигурация
для проигрывания видео формата 720p
Microsoft Windows XP
Windows Media Player 9
2,4 ГГц процессор
384 МБ память
64 МБ видеокарта
1024×768 разрешение экрана
16-битная звуковая карта
колонки

Оптимальная конфигурация
для проигрывания видео формата 1080p с 5.1 звуком
Microsoft Windows XP
Windows Media Player 9
DirectX 9
3,0 ГГц процессор
512 МБ память
128 МБ видеокарта
1920×1440 разрешение экрана
24 бит 96 кГц многоканальная звуковая карта
5.1 акустика

Практика

Сейчас энтузиасты цифрового кинематографа спорят о том, хватает ли разрешения 1920×1080 для эквивалентной замены пленки. Произносятся интересные фразы о том, что, дескать, 35мм лучше по передаче мелких деталей. Не по разрешению, а именно по деталям. Отойдя от метафизики, уверим читателей, что для эквивалентного перевода в цифру фильма, снятого на IMAX (кадр плёнки в 10 раз больше по площади, чем у формата 35мм), 2 Мегапикселей точно маловато. Даже ультрадорогая цифровая камера с 9 Мп. матрицей (Thomson Viper FilmStream, 4320×1920, $210000) «отдыхает».

Что же нам предлагает A Great Adventure Film за 16$? На вкладыше из коробочки Coral Reef Adventure написаны красивые слова "The film is over 6 times the resolution that you'll find on the standard DVD («Разрешение этого фильма в 6 с лишним раз больше, чем вы найдёте на стандартном DVD»).

Смотрим. Первый диск содержит обыкновенное DVD-видео в формате 480i с потоком 7,7 Мбит/с. Напомним, что буковка «i» после количества строк означает чересстрочную развертку изображения и, по правде говоря, для получения реальной вертикальной четкости, воспринимаемой человеком, это количество нужно умножить примерно на 0,7. А буква «р» означает прогрессивную, как в кино. Сюда включены обычная и широкоэкранная английские версии со звуком Dolby Digital 5.1 и DTS, французская версия в DD 5.1, фильм о съёмках, слайд-шоу на подводную тематику, викторина и прочие бонусы. На втором же диске записаны фильм в 720 p (1280×720@6 Мбит/с) и 1080р (1440×1080@8 Мбит/с) с частотой 24 кадра/с., равной оригинальной киноплёночной, и шестиканальным 24-битным звуком с битрейтом 440, а также всяческие демо-ролики в WMV (кстати, немного отличающееся от выложенных на вышеупомянутом сайте). Давайте представим: DVD-качество 720×480 (=0,35 Мп.) примем за единицу, тогда фильм в 1440×1080 содержит 1,55 Мп., т. е. 4,4 «times». Обман получается! Где тут шестикратное превосходство в разрешении?




Стандартное DVD (NTSC) качество (полное изображение, 77 Кбайт)


Минимальный HD-формат (полное изображение, 171 Кбайт)


Максимальный HD-формат (полное изображение, 341 Кбайт)

Смотрим дальше. Автозапуск диска выводит девятый медиаплеер с полноценным DVD-подобным меню великолепного качества. При этом закодированные DRM-данные считываются с диска и после этого можно воспроизводить WMV-файлы через Zoom Player Professional.

Ладно, картинка и впрямь отменная и почти без артефактов, хотя для полноценного просмотра в максимальном разрешении нужен процессор не ниже 3 ГГц, да и то не любой. Вот в ролике «The_Magic_of_Flight_1080.wmv» наблюдалось подтормаживание в самом начале (взлет птиц над озером) на процессоре 3,06 ГГц с шиной 533 МГц, а с Pentium4 3,0 ГГц на шине 800 такого не наблюдалось. Рекомендуется ещё 512 МБ ОЗУ и видеокарта аж с 128 Мб, непонятно только, куда может потребоваться такое огромное количество памяти? Конечно, мы знаем, что в связку Media Player 9 + DirectX 9 встроена технология буферизации в видеопамять для более гладкого просмотра на относительно маломощных компьютерах, но, извините, в 128 МБ может войти чуть ли не 2 минуты видео.



Кстати, хорошенький Media Player Classic тут дискредитировал себя показом каких-то несуразных желеобразных полос от движущихся объектов, из которых можно было понять, что форма макроблоков в WMV 9 всё-таки прямоугольная. :)

Среднестатистический 17″ ЖК-монитор с его 1280×1024 теоретически уже может ограничивать удовольствие от просмотра по разрешению.





Может, но не будет! Как показало более тщательное изучение скриншотов всех 3 источников, унифицированных по максимальному размеру, реально мы имеем заниженную четкость на уровне 1280×720=0,92 Мп, а это в 2,6 раза больше NTSC DVD. Что тоже неплохо, но далеко до реальных «киношных» 2 Мп. Последняя цифра относится к фильмам на D-VHS, которых в онлайн-магазине фирмы «Эра» продается множество, но… за 75$. То есть по соотношению «цена/пиксель» WMV HD выгоднее, тем более что на дисковом носителе.

Третья реинкарнация второго фильма про Терминатора появилась прошлым летом, за месяц до выхода последней серии «Восстание машин». Это был первый 2-дисковый набор, содержащий фильм в WMV HD и вообще первый с HD-контентом. Не будем описывать, что есть на первом диске, это можно посмотреть здесь, а вот на втором есть DVD-Video часть, на которой записаны 2 ролика о создании T2, и раздел DVD-ROM, включающий 4 редактора изображений в стиле «Сделай из себя Чурминатора», InterActual Player и, наконец, искомый фильм в формате 1440×816 @ 6,3 Мбит/с с 6-канальным 16-битным звуком @ 485 Кбит/с. «Где же обещанные 1080 p?» — можете спросить вы. Дело в том, что оригинальное соотношение сторон равно 2,35:1. В прилагаемой брошюрке долго разжевывается то, как круто парни из Artisan и THX взяли и перегнали плёнку в анаморфный суперформат 1920×1080, задействовав каждый пиксель изображения и проведя цифровую чистку картинки.

А что досталось потребителю? В DVD сделан letterbox с 365 эффективных линий (прогрессивное кодирование), а в high definition — 816. Это необходимо для того, чтобы смотреть кино в его «родной» широкоэкранной пропорции 2,35:1, растягивая видео 16:9 ещё на треть. DVD предназначен для просмотра на широкоэкранных телевизорах, которые, по сравнению с обычными, шире как раз на треть, а InterActual Player, необходимый для воспроизведения, автоматически растягивает изображение.

Все бы хорошо, но для получения 30-дневной лицензии на просмотр необходимо подключение к Интернету, где по IP-адресу отслеживается географическое положение ПК и появляется вот такая невесёлая табличка:

Отважными героями делались успешные попытки снятия защиты, но они не стоят прилагаемых титанических усилий хотя бы потому, что, как оказалось…




DVD-формат, 720×480 (полное изображение, PNG 413 Кбайт)


HD-формат, 1440×816 (полное изображение, PNG 1080 Кбайт)

High definition — это фикция! Для получения сравнительного скриншота пришлось использовать бесплатный кусочек T2_1080.wmv с сайта Microsoft, и вскрытие показало, что на DVD четкость ВЫШЕ, несмотря на присутствующие артефакты компрессии MPEG-2. Желающие убедиться в этом могут самостоятельно привести кадры к одинаковому разрешению и листать их в каком-нибудь просмотрщике туда-сюда, т.к. это самый удобный способ сравнения. Мы же приводим кусочек из другого кадра, на котором хорошо видно, например, различие в передаче текстуры земли, и это различие в пользу 480p, несмотря на процедуру преобразования 24 кадров/с в телевизионные 30 кадров/с (т.н. «3:2 pulldown»), что явно не добавляет чёткости NTSC DVD.





Третий диск, «Do Amazing Things», содержащий 3 короткометражки от BMW films (все в 720p), отказался воспроизводиться, т. к. начальное меню зависало при отрисовке. Удалось установить, что нужно поводить мышью в нижней части экрана, пока из курсора не получится рука, после щелчка по скрытому пункту «Replay» ещё раз прокручивается заставка, под которой нажимаешь Skip и попадаешь уже в рабочее меню. Так что пафосная надпись на обложке «with Windows XP, Yes You Can» всё-таки оправдала себя ;).





10-минутные боевики закодированы с битрейтом 5,5 Мбит/с + 5.1-звук в формате 16 бит/48 кГц/384 Кбит/с. Качество изображения предлагаем вам оценить самостоятельно, для этого мы отобрали сцены с минимумом движения (обратите внимание на рваный американский флаг), с изображением водной поверхности, очень трудной для кодирования, и с плавным градиентным фоном, на котором чувствуется зернистость плёнки. Напоминаем вам, что для корректной оценки качества одних статичных кадров недостаточно, т. к. видеокомпрессия специально адаптирована под наше зрение, не замечающее детали в быстро движущихся объектах. Так что пусть вас не смущают квадратики на прыгающем в воду человеке — в движении эта сцена смотрится «на ура». Лучше посмотрите, как хорошо получились волны :).





Так бы и закончился текущий обзор тремя дисками, но благодаря стандарту цифрового вещания DVB (кстати, Россия официально приняла его 27 мая 2004), у нас появился DVD из Европы с «записью по трансляции» кинофильма «Перевозчик» на английском языке в стандарте 720p. Правда, из полного вертикального разрешения задействовано только 544 строчки, т. к. формат 2,35:1. Закодировано в 2 прохода при помощи WMV 9 VCM с битрейтом 6,2 Мбит/с, звук DD 5.1 @ 384 Кбит/с. WMV 9 VCM — это свободно распространяемый кодек для Video Codec Manager (встроенной в OC системы управления), позволяющий из любой Video for Windows-совместимой программы выбирать его для сжатия видео. Именно поэтому расширение AVI. Качество очень высокое и на статичных, и на динамичных сценах. Можно же, если захотеть! Предлагаемый кадр на самом DVD вообще не содержит видимых искажений от компрессии. В Сети доступны русские субтитры к «Перевозчику», но необходим плеер, способный синхронизировать их с видео, т. к. в начале фильма присутствует заставка телекомпании, сдвигающая начало фильма.

Выводы

Стандарт DVD-Video, появившийся почти 10 лет назад, явился настоящим локомотивом новых технологий, что до этого не было под силу ни одному другому массовому видеоформату. В настоящее время существует множество устройств с физическим разрешением, превышающим возможности старых ТВ стандартов — проекторы, плазменные панели и телевизоры, LCD-телевизоры. В Азии и Штатах с переменным успехом внедряется HDTV-вещание. В бытовой сфере идёт подготовка к внедрению HD-DVD и Blu-ray носителей и бытовых плееров/рекордеров на их основе, с форматами вплоть до 720p и 1080i.

Microsoft торопится, как минимум, заработать дивиденды в такой модной сфере, как HD Video на ПК, а может быть, даже укрепиться в бытовой сфере. Некоторые китайские производители уже сделали прототипы бытовых WMV HD плееров. Посмотрим, что из этого получится, конкуренты не спят. Несмотря на явно неоднозначное впечатление от просмотра фильмов высокой чёткости (или «высокой чёткости» в кавычках, как Terminator 2 Extreme DVD), ясно, что потенциал у этой технологии есть. К сожалению, пока не встретилось ни одного файла с субтитрами, а ведь в медиаконтейнере WMV есть для них место. Ещё одним неприятным сюрпризом является суженный до 16-240 диапазон яркости на дисках с WMV HD (для лучшего сжатия). Поддерживаются и многоязычные саундтреки, а в готовящемся Windows Media Player 10 ещё что-нибудь возникнет :). На данный момент количество доступных DVD-дисков с фильмами в HD расширено и составляет 6.

Многие, наверное, прочитав обзор, задались непраздным вопросом, а можно ли самому производить high definition в бытовых условиях? Кажется, рынок бытовых видеокамер вплотную подошел к этому. Стандарт DV, разработанный, как и DVD, ещё в 1995, достиг своего максимума и, победив всех, исчерпал себя количественно. Многим уже не хватает той чёткости, с которой снимают все. Не потому, что её не хватает, а потому, что даже в бытовых видеостандартах должен быть low-end и high-end. Раньше это были «аналог» и «цифра», а сейчас все с нетерпением ждут материального воплощения принятого прошлым сентябрём стандарта HDV.

Первой ласточкой компактной полупрофессиональной камеры высокого разрешения год назад стала разработка JVC HD 10, снимающей в 720р на обычную кассету miniDV. Увы, при всей своей революционности, она страдала такими слабенькими крылышкам, что только спланировав из гнезда, плавно опустилась на землю. Как крылья для птицы, так светочувствительность для камеры. 35 люкс — это не та цифра, с которой можно показываться (полу)профессионалам. Да и почва (монтажная среда) была неподготовлена для посадки. Так что разбилась птичка…

Будем надеяться, что у компании Sony, готовящейся к запуску линейки HDV-камер, вылет будет успешнее, нежели в случае с её же линейкой MicroMV. Мы обязательно будем освещать эту тему по мере появления моделей. Где и на чём смотреть — также логически ожидаемое продолжение настоящего материала. Отдельного разговора заслуживает и монтаж/кодирование/авторинг HD-контента. Так что следите за анонсами и посещайте наш новый раздел «Цифровое Видео»!






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.