В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Сетевые методы передачи цифровых видеопотоков как в пределах телецентров, так и между ними получают все более широкое распространение. Успешное развитие Интернета, где основной технологией является Ethernet, и его распространение по всему миру выявили много достоинств трансляции цифровой информации через протоколы TCP/IP. Наибольшие преимущества цифровые сети дают при файловых методах транспортировки медиаинформации; они позволяют наиболее полно использовать в телевидении возможности вычислительной техники
Широкое использование компьютеров на всех стадиях технологического процесса ТВ-производства неизбежно приведет к его полной комплексной информатизации на основе сетей и файловой передачи медиаинформации. Основные производители ТВ-оборудования предусматривают работу своих устройств в новой сетевой среде с файловой структурой сигналов, а передовые ТВ-предприятия внедряют видеосети и готовятся к переходу на информационные технологии.
Необходимо несколько файловых форматов
После разработки формата обмена медиаматериалами MXF появилось новое средство расширения взаимной работоспособности вещательных комплексов. Однако использование единого стандарта пока не удовлетворяет требованиям всех участков технологического процесса.
В ходе постпроизводства необходимо сохранение высокого качества материала при многочисленных его обработках и монтаже, требуется использование большого объема метаданных (для накопления монтажных решений, "истории" монтажа и др.). Обычно метаданные и листы монтажных решений сохраняются в базе данных, которая может использоваться для краткого описания материала или иметь ссылки на различные видео- и аудиодорожки, магнитные ленты и кинопленки. На стадии постпроизводства может потребоваться сохранение копии обрабатываемого материала и преобразование файловых форматов в потоковые.
При архивировании медиаинформации требуется быстрый доступ к любому ее участку, сохранение исходного (высокого) качества сигналов, простота форматов.
Особенностью выдачи программ в эфир является то, что метаданные, широко используемые для монтажа и компоновки программ, в окончательно сформированном материале уже не требуются. На этой стадии необходимы метаданные об авторстве материала, использовании контента и связанной информации. Вещателю необходим доступ к медиаданным в течение нескольких секунд. Формат, поддерживающий комментарий по изображению, должен обеспечивать возможность внесения изменений в последнюю минуту. Иногда бывает необходим и монтаж "в склейку" с плавным введением и ослаблением звука. Применение файловых форматов с высокоскоростной надежной передачей информации по сетям повышает оперативность и эффективность работы. Материал быстро перемещается между архивом и пользователем или от центральной системы хранения информации к аппаратуре выдачи программ.
Все перечисленное выше — это, конечно, далеко не полные требования к форматам сигналов для различных стадий ТВ-производства, но и они показывают, что единым файловым форматом здесь не обойтись. Именно поэтому специалисты SMPTE разработали ряд файловых форматов, которые позволяют оптимизировать различные участки производства.
Такие разные
Формат обмена цифровых подвижных изображений DPX (Digital Moving Picture Exchange, SMPTE 268M) был разработан для передачи несжатых изображений между телекинодатчиками, но в дальнейшем стал использоваться для файловой передачи любых сформированных несжатых изображений. Например, компания Cintel применила формат DPX для получения файловой формы видеоданных при сканировании кинокадров с разрешением 4К. Файл SMPTE 268М поддерживает и метаданные, позволяющие специфицировать размер и форму изображений, информацию о дискретизации (число пикселей). В него включается пространство для метаданных, определяемых пользователем. SMPTE 268M не применяется для транспортировки сжатых изображений.
Главный формат обмена GXF (General Exchange Format, SMPTE 360M) обеспечивает пересылку временных кодов, звуковых сигналов, сжатого видеоматериала в виде мультиплексированного по времени цифрового потока. Он эффективен для потоковой передачи клипов. В этом потоке контенту предшествуют лист монтажных решений, метаданные пользователя и просмотровая справочная таблица кадров. После основного материала может передаваться любой второстепенный материал. Метаданные кодируются с использованием языка XML, формата KLV и других форматов метаданных. XML (extended Markup Language) — язык для обмена данными между компьютерными системами; KLV (Key-Length-Value, SMPTE 336М) описывает метод упаковки данных для их передачи по сети.
GXF основывается на передаче пакетов, содержащих либо видеокадр со звуком продолжительностью полсекунды, либо несколько секунд временных кодов. Каждый пакет снабжен заголовком, определяющим тип пакета, дорожку, тип медиаинформации и другие сведения. Просмотровая таблица кадров (с поиском элементов при помощи просмотра) оптимизирована для операций поиска информации. Она используется, когда файл SMPTE 360M накапливается в системе архивирования, основанной на ленточных или дисковых носителях. Частями цифрового потока SMPTE 360M может быть видеоинформация стандартов сжатия DVCPRO, MPEG, motion JPEG. Специалисты SMPTE разработали и расширение формата GXF, который включает медиаинформацию ТВЧ, звук стандартов АС-3 и Dolby-E.
Современный формат авторинга AAF (Advanced Autoring Format) поддерживает широкий диапазон функций, необходимых в процессе постпроизводства и окончательного (high-end) монтажа. Созданы спецификация интерфейса мультимедийных приложений API и библиотека программного обеспечения SDK, которая содержит наиболее типичные приложения. В процессе постпроизводства видео и звука используются разнообразные устройства, которые могут обмениваться AAF-файлами с сохранением сложных листов монтажных решений и метаданных. Файлы формата AAF позволяют хранить проекты, выполняемые во время постпроизводства, и обмениваться ими. Этот формат разработан именно для обмена видео-, аудио- и метаданными между системами различных производителей, применяемых в постпроизводстве. AAF позволяет производителям ТВ-контента обмениваться цифровыми медиаматериалами и метаданными при работе на разных платформах. У формата AAF много шансов стать основным открытым стандартом для мультимедийного авторинга и постпроизводства. Формат обмена материалами MXF (Material Exchange Format) — файловый формат с широкой поддержкой метаданных, предназначенный для использования во время съемки, передачи материала на базовую ТВ-станцию, вспомогательных операций, для архивирования и цифрового электронного кинематографа. Этот формат позволяет осуществлять обмен материалами как файлами данных по сетям передачи цифровой информации (IT-сетям). MXF предназначен для более сложных случаев (чем GXF), при которых передаются лист монтажных решений и другая информация для монтажа.
Спецификация MXF включает в себя несколько моделей, которые характеризуют ряд функциональных слоев. Простейшая модель представляет собой непрерывный цифровой поток с монтажными возможностями высокого уровня. Спецификация MXF разработана Рго-MPEG-форумом и Ассоциацией AAF.
Основные компоненты MXF-файла
MXF-файлы основываются на кодировании SMPTE KLV в соответствии с SMPTE 336M, который создает гибкость в использовании и дает в перспективе возможности расширения. Спецификация MXF использует 16-байтовые универсальные метки (SMPTE 298M) для идентификации основных частей MXF-файлов.
Основными компонентами простого MXF-файла являются заголовок файла, "тело" (body) файла и блок служебной постинформации. Заголовок состоит из введения (run-in), блока (pack) информации о составе файла, метаданных заголовка и таблицы индексов. В простейшем файле "тело" файла состоит из контейнера медиаматериала. В более сложных случаях оно может содержать несколько контейнеров медиаматериала. В заголовок файла необязательно должны входить первый и последний пакеты: введение и таблица индексов.
Основные компоненты простого MXF-файла представлены на рис. 1.
"Тело" файла может разделяться на несколько частей (сегментов, partitions), как показано на рис. 2. Каждый сегмент начинается с нескольких блоков служебной информации. MXF-файл начинается, как и в первом случае, с сегмента заголовка и заканчивается сегментом служебной информации. На этом рисунке изображена схема MXF-файла с двумя контейнерами медиаматериала. На схеме видно различие между такими частями файла, как служебные блоки заголовка файла/"тело" файла и сегмент заголовка/сегмент "тела" файла. Сегментирование позволяет создавать MXF-файлы любой сложности.
На рис. 3 показана схема MXF-файла, содержащего в сегменте заголовка контейнер просмотра, за которым следуют три сегмента "тела" файла. Метаданные заголовка описывают медиаматериал как в контейнере просмотра, так и в контейнере основного медиаматериала.
Применение файлового формата
Многие поизводители современного ТВ-оборудования уже используют стандарт MXF. Например, компания Sony одна из первых применила интерфейс этого формата. Ее специалисты нашли оптимальное решение использования ленточных видеомагнитофонов (ВМФ) в наступающем веке информационных технологий в виде концепции e-VTR. Ее суть состоит в обеспечении ленточных аппаратов необходимыми интерфейсами и функциями для их органического включения в сети с файловой передачей информации.
Концепция Sony e-VTR приняла окончательные очертания на IBC2002. Тогда же на международный рынок поступил видеомагнитофон e-VTR. Он основан на ВМФ формата MPEG IMX и состоит из обычного ВМФ MPEG IMX со встраиваемой сетевой платой, поддерживающей функцию e-VTR. Это обеспечивает аппарату несколько новых особенностей: IP-адрес, интерфейс Gigabit Ethernet; способность экспортировать и импортировать MXF-файлы (содержащие данные SMPTE D-10, MPEG-2) в сеть или соответственно из сети; записывать потоки данных D-10 на кассеты MPEG IMX. Возможно использование ВМФ e-VTR в качестве источника медиаинформации для многочисленных систем производства и выдачи ТВ-программ с подключением этого ВМФ в единственной точке сети. Поскольку файлы MXF выдаются прямо видеомагнитофоном, то не требуется ни дополнительной обработки, ни специальной аппаратуры, чтобы транслировать в сеть видеоматериалы, записанные на ленте, для всех потребителей, подключенных к сети.
ВМФ e-VTR обеспечивает гармоничное взаимодействие аудио/видеосреды, имеющей инфраструктуру с потоковой передачей информации, с IP-системами файловой передачи информации, применяемой многими пользователями. ВМФ Sony e-VTR фактически является межсетевым и межсистемным интерфейсом. Он осуществляет передачу и опознавание MXF-файлов с использованием:
Пользователи обычных ВМФ MPEG IMX могут превратить его в ВМФe-VTR простым добавлением недорогой сетевой интерфейсной платы. Это позволяет осуществить передачу видеоматериала по локальным (LAN) и крупным (WAN) сетям для многочисленных пользователей, включая отдаленные центры подготовки программ или отдельные системы нелинейного монтажа.
Отличие форматов MXF и AAF
Файлы MXF являются упаковкой для различных видеоформатов (MPEG, DV и др.). Каждый файл содержит всеохватывающие метаданные и компоненты, которые позволяют считывать MXF-файлы устройствами, совместимыми с AAF. Существенным отличием формата MXF от AAF является то, что AAF содержит ссылки на внешние материалы (для более эффективного использования этого формата при монтаже), a MXF всегда содержит полный материал и не требует ссылок на внешние данные. Он является более универсальным. В технологическом процессе ТВ-производства выделяются несколько основных стадий: съемка и передача материала на ТВ-станцию, постпроизводство, архивирование и выпуск программ в эфир. Эти четыре стадии имеют свои особенности, а для оптимизации процессов обработки требуются различные файловые форматы.
Заключение
Файловые форматы позволяют наиболее полно реализовать преимущества новых компьютеризированных ТВ-систем и устройств. К ним относятся главный формат обмена GXF, формат обмена материалами MXF, формат обмена цифровыми подвижными изображениями DPX, формат авторинга AAF. Наибольшее использование получили форматы MXF и AAF.
В настоящее время весь технологический процесс строится на основе потоковых форматов (DVCAM, DVCPRO, MPEG-2, IMX). В ближайшие годы можно ожидать принятия новой файловой технологии крупными вещательными компаниями, а в дальнейшем - постепенного перехода на такую технологию других ТВ-станций и студий. Этот процесс стимулируется компьютеризацией оборудования и большинства процессов ТВ-производства. Файловая передача медиаинформации откроет для вещателей неисчерпаемые возможности вычислительной техники, которые особенно ярко должны также проявиться в результате автоматизации производства и выдачи в эфир ТВ-программ.
Все это может быть обеспечено сетевой и файловой технологиями обработки и передачи медиаматериалов. Файловые методы окажутся полезными даже в малых студиях с небольшим объемом собственного производства. С развитием сетевой передачи медиаматериалов между телецентрами любая студия сможет получить доступ к централизованным банкам ТВ-информации.
Однако не следует забывать, что формат MXF, который в значительной мере мог бы решить проблемы передачи материалов и стыковки аппаратуры, является только упаковкой медиаконтента. Цифровой поток MXF может содержать видеосигналы, несовместимые с оборудованием приемной стороны. Например, передача информации происходит по стандарту MPEG-2 при потоке 50 Мбит/с (только 1-кадры), а на приемной стороне применяется стандарт MPEG-2 при потоке 15 Мбит/с (длинные группы изображений). Прием сигналов окажется невозможен без принятия дополнительных мер. Кроме того, стандарту MXF будет соответствовать только новая аппаратура, а взаимная совместимость с устройствами более раннего времени выпуска будет отсутствовать. Тем не менее общая тенденция перехода на информационные (компьютерные) технологии несомненно приведет к использованию в телевидении систем файловой передачи медиаинформации.
По материалам зарубежной печати
подготовил Виктор Быков
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #7, 2006
Посещений: 19859
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
