PC-ety, Windows i techniki wideo

Codziennością technik multimedialnych na świecie stają się ruchome obrazy filmowe wyświetlane w jednym z okien popularnych Windows. Na liczących się wystawach sprzętu komputerowego co drugie stoisko jest wyposażone w ekrany monitorów komputerów osobistych, prezentujących znany nam obraz okna z wkomponowaną miniaturką ekranu telewizyjnego. Przedstawiane na nim obrazy nie dorównują jednak jakością telewizji. Są mniejsze, wyświetlane z mniejszą częstotliwością i mniej wyraźne.

Codziennością technik multimedialnych na świecie stają się ruchome obrazy filmowe wyświetlane w jednym z okien popularnych Windows. Na liczących się wystawach sprzętu komputerowego co drugie stoisko jest wyposażone w ekrany monitorów komputerów osobistych, prezentujących znany nam obraz okna z wkomponowaną miniaturką ekranu telewizyjnego. Przedstawiane na nim obrazy nie dorównują jednak jakością telewizji. Są mniejsze, wyświetlane z mniejszą częstotliwością i mniej wyraźne.

Cel - jakość telewizyjna

Wyścig o lepszą jakość obrazu trwa - z miesiąca na miesiąc stosuje się nowe rozwiązania, które w niedalekiej już przyszłości pozwolą na komputerze typu PC łatwo emitować pełnowartościowe materiały filmowe. Techniki DTP czy fotomontażu są już dostępne dla użytkowników PC - zastosowanie szybszych procesorów, nowych technik kompresji, dużych pamięci oraz sprzętu i oprogramowania robionego "na miarę" dla wideo, pozwoli niedługo każdemu z nas tworzyć wyrafinowane wideoklipy na biurku.

Na dzień dzisiejszy na rynku oprogramowania wideo dla komputerów osobistych liczą się pakiety QuickTime firmy Apple dla Macintoshy i Video dla Windows firmy Microsoft dla komputerów 386. Firma Apple przygotowała również QuickTime dla Windows. Ostatnio także IBM w najnowszej wersji OS/2 v.2.1 zamieścił pakiet Multimedia Presentation Manager/2 (MMP2).

Grunt to algorytm

Video dla Windows 1.0 (cena VfW - 199 USD, dokładniejszy opis patrz CW PL nr 6 z br.) umożliwia przedstawienie na ekranie monitora treści plików w formacie *.AVI (Audio-Video Interleave). Zapis ten składa z przeplatających się wzajemnie danych wideo i audio. VfW ma możliwości przechwycenia klatek ("capture" - digitalizacja, przeniesienie do bufora, zapis w pamięci), kompresji-dekompresji danych oraz edycji klipów.

Stosowane są w VfW trzy algorytmy kompresji-dekompresji (anglosasi ukuli tu termin "codec" od słów "compression-decompression" oznaczający właśnie taki algorytm). Są to Indeo firmy Intel (Intel Video Technology) oraz Video1 i RLE (Run Lenghth Encoding) firmy Microsoft.

Algorytm Video1 opracowała firma Media Vision. Jest to "codec" programowy, dotyczący filmów o 24-bitowej kolorystyce.

Najbardziej zaawansowany z całej trójki programowo-sprzętowy algorytm Indeo potrafi np. odtwarzać w czasie sekundy 15 klatek o rozmiarach 160x120 pikseli. Po zastosowaniu wspomagania sprzętowego, opartego na procesorze i750 (np. karta Intel Smart Video Recorder, 699 USD), technika Indeo Video przechwytuje obrazy i dokonuje kompresji na 30 klatkach o rozmiarach 320x240 pikseli w czasie sek. Cały proces zachodzi bez opóźnień (tj. jedna minuta wideo jest nagrywana przez czas jednej min) w czasie rzeczywistym. Po zastosowaniu szybkich procesorów 486 i szybkich, 24-bitowych kart graficznych (ok. 400 USD) można je wyświetlać na PC, przy czym Indeo potrafi wyskalować szybkość odtwarzania zależnie od szybkości systemu w przedziale od 10 do 30 klatek/s.

Inny "codec", tym razem tylko software'owy, używany jest przez Apple. Jest to tzw. Compact Video (stopień kompresji 25:1), zastosowany w pakiecie QuickTime dla Windows 1.1 (pakiet ma się ukazać na rynku w lecie br.). Jego odpowiednik dla Mac - QuickTime 1.5 na drodze czysto software'owej pozwala na odtwarzanie w czasie sek 30 obrazów o rozmiarach 320x240 pikseli.

Warto przypomnieć, że obraz telewizyjny standardu NTSC zmienia się z częstotliwością 30 obrazów/s, zaś w PAL i SECAM - 25 obrazów/s.

Kilka słów o VfW i sprzęcie

Dla jasności obrazu skupmy się na możliwościach rozbudowy systemu z zainstalowanym pakietem VfW.

W wersji podstawowej jest on czysto software'owy - składa się z kilku aplikacji: VidCap, do przechwytywania obrazów, MediaPlayer - do odczytu plików .ADI, czterech edytorów - VidEdit, PalEdit, BitEdit i WavEdit oraz programu konwertującego pliki QuickTime na .ADI (w jedną stronę - z Mac do PC).

Dodajmy w tym miejscu, że dodatkiem do VfW jest dysk CD-ROM z 250 wideoklipami. Każdy wideoklip, także ten przegrany z magnetowidu, jest obiektem OLE - można go włączyć do większości dokumentów i prezentacji (aplikacji korzystających z OLE jest ponad 150), a następnie przesłać taki dokument np. pocztą elektroniczną.

Źródłem sygnału wideo może być (700 do 1000 USD), magnetowid (450 do 800 USD) lub napęd dysków CD-ROM (300 do 700 USD).

Kolejnym ważnym elementem systemu jest karta wideo. Dzięki niej obraz wideo pochodzący z kamery lub magnetowidu jest wyświetlany w jednym z okien na ekranie monitora. Może on być stamtąd przechwycony (capture) i po kompresji zapisany na dysku. Jest to proces, mimo upakowania danych, bardzo pamięciożerny. Jedna minuta wideoklipu zajmuje 9 MB pojemności na dysku twardym (Indeo, 160x120 piks., 15 klatek/s, 256 kolorów). Zależy to zresztą od wielkości obrazu, częstości wyświetlania klatek, kolorystyki i rodzaju algorytmu kompresji.

Na rynku jest bardzo wiele kart zgodnych z VfW. Są wśród nich Super Video Windows (995 USD) firmy New Media Graphics, Video Blaster czy VideoSpigot (każda po 499 USD) firmy Creative Lab., wspomniana wyżej karta Intela (sprzedawana z dołączonym VfW i innymi programami za 784 USD) czy karty firmy TrueVision - Bravado-8 (895 USD) i Bravado-16 (1295 USD). Te dwie ostatnie są dodatkowo wyposażone we własne tory audio.

Karty wideo we współpracy z VfW (przy użyciu aplikacji VideoCap) pozwalają zwykle na przechwycenie obrazu o wielkości 160x120 pikseli (16 razy mniejszy od ekranu monitora) i dokonują szybkiej, sprzętowej kompresji. Przed tą czynnością VideoCap pyta się czy chcemy przechwycić jedną ramkę czy serię klatek ramek. Kolejne zapytanie dotyczy miejsca zapisu - w pamięci RAM, czy na dysku twardym. Od tej odpowiedzi zależy ustalenie czasu, niezbędnego dla tej czynności, co dalej wpływa na kolejne nastawy audio i wideo.

Większość używanych kart wymaga współpracy z dużą pamięcią operacyjną - do 15 MB RAM.

Do zapisu i synchronizacji dźwięku służą karty audio (300 do 600 USD) - zgodne ze specyfikacją MPC (Multimedia PC, opracowaną przez Microsoft i Tandy) oraz kolumny głośnikowe lub słuchawki. Aplikacja WaveEdit, jeden ze składników VfW, obsługuje tor audio zarówno mono, jak i stereo, z zapisem 8- lub 16-bitowym i w paśmie zawierającym dźwięk o jakości telefonicznej (próbkowanie 11 kHz) do jakości CD (próbkowanie 44,1 kHz). Niestety, aplikacja ta nie pozwala na miksowanie kilku dźwięków.

Wyświetlanie zapisanych obrazów jest możliwe przy dołączonym lub wręcz nieobecnym sprzęcie audio i video. Przy dekompresji czysto software'owej można wyświetlać klipy powiększone do okna 320x240 pikseli, ale jakość odbioru jest zła. Po zastosowaniu dostosowanego do VfW sprzętu obraz ten wygląda o wiele lepiej.

Producent graficznych, ATI Technologies, opracował sterownik, umożliwiający współpracę VfW z kartami zawierającymi przyspieszający układ elektroniczny ATI mach32 Graphics Accelerator. Podobnie jak akceleratory graficzne do szybkiej obsługi Windows czy CAD, sterowniki dla Multimedia Video Accelerator produkcji ATI, przyspieszają czynności często wykonywane przez wideo.

Karta Graphics Ultra Pro firmy ATI Technologies, przystosowana do współpracy z szyną ISA, EISA, MCA lub VESA Local Bus jest dostarczana z zestawem sterowników do VfW. Zapewnia ona dobrą jakość obrazu wideo na ekranie monitora.

Przyszłość komputerowego wideo

Ostatnio (II kw. br.) Microsoft zakupił prawa do stosowania software'owy "codec" Cinepak, jak nazywa algorytm Compact Video jego bezpośredni twórca, firma SuperMac Technology. Zostanie on wcielony do VfW już w październiku br., a jego zastosowanie pozwoli na odtwarzanie obrazu wideo w oknie o rozmiarach 320x240 pikseli (czwarta część ekranu monitora) z częstotliwością do 20 ramek na sek (dla komputera 486/66 MHZ).

Dodatkowe uzupełnienia w VfW mają służyć do polepszenia synchronizacji sygnałów audio i wideo. Niezależnie od VfW firma ATI Technologies opracowała edytor MediaMerge (395 USD), który pokazuje na ekranie sekwencję klatek. planuje dołączyć do VfW oprogramowanie podobne do stosowanych w komputerach Mac Adobe Illustrator, Adobe Premiere i Adobe PhotoShop. Firma Intel na rok przyszły zapowiada opracowanie zestawu zawierającego układ i750, dołączanego do płyty systemowej jako skłądnik architektury systemów komputerowych konstruowanych przez kilku producentów.

Jednocześnie Apple wchodzi na rynek IBM PC z nową wersją QuicTime for Windows v.1.1, który zapewni odtwarzanie obrazów 320x240 pikseli.

Nowa wersja QuickTime v.1.6 dla komputerów Macintosh, która obecnie za 10 USD jest dołączana do System 7.1 zapewnia lepsze właściwości odtwarzania klipów oraz wymaga mniejszej pamięci w komputerze.

Po wejściu na rynek szybszych procesorów (Pentium) czy komputerów wyposażonych w szynę lokalną (VL VESA lub PCI Intela) obraz wideo na monitorze stanie się większy i lepszy. Jeszcze większym przełomem może być dołączenie technik typu wideo do systemów komputerowych zaopatrzonych w procesory typu RISC.

Przyspieszenie, jakiego jesteśmy w tej dziedzinie świadkami, jest doprawdy ogromne. Już w przyszłym roku Video for Windows (lub któryś z konkurentów) może radykalnie zmienić procesory tekstu - statyczny tekst opisujący grafikę zostanie zastąpiony mówionym komentarzem do ruchomego wideo, z dołączonymi tekstowymi opisami.

Włodzimierz Nowicki


TOP 200