Een vergelijking van DV-camera-indelingen
"Nee, ik heb het niet op DV opgenomen, ik heb het op DVCAM geschoten!"
Een tijdje terug hoorde ik een vriend dat zeggen. Ik begreep perfect wat hij bedoelde, maar heel even kwam ik in de verleiding om te antwoorden:"Hé, DVCAM is DV."
Het herinnerde me eraan dat er nog steeds veel verwarring bestaat over de verschillende "DV"-formaten. Om alles recht te zetten, volgt hier een overzicht van de verschillende formaten digitale tapes, samen met een technische basisuitleg over wat ze vergelijkbaar en verschillend maakt.
Ten eerste beschrijft de allesomvattende term 'digitale video' met een kleine letter 'd' en een kleine letter 'v' een proces, niet echt een indeling. Het is gewoon een stroom video- en audiogegevens nemen die voldoen aan de technische normen van uw deel van de wereld, en die gegevens "coderen" in een stroom van digitale nullen en enen. En als er maar één eenvoudige manier was om dat te doen, zouden we ALLEMAAL precies weten wat iedereen bedoelt met 'digitale video', en dan zouden we dit artikel niet nodig hebben.
Maar helaas, zo eenvoudig is het niet. De realiteit is dat "digitale video" niet slechts één ding is, het is een verzamelnaam voor heel veel variaties van hoe mensen iets basaals zijn gaan nemen - zoals bewegende beelden op een scherm en de bijbehorende soundtracks - en zet die foto's om in een stroom van digitale bits en bytes.
Digitale video (hoofdletter "D" en hoofdletter "V") of DV is een camcorderformaat. Er zijn verschillende banden en verschillende soorten DV en dat is wat we hier zullen bespreken.
Tegenwoordig ondersteunt de overgrote meerderheid van camcorderfabrikanten het DV-gegevensformaat voor consumenten, ook bekend als DV25 - een veelgebruikt DV-video- en audiosignaal dat gewoonlijk van en naar een Mini DV-cassette wordt geschreven.
Maar hoewel Mini DV de "typische" consumentenconfiguratie is, is DV zo'n flexibele video-architectuur dat het ook thuis is in een groot aantal fabrikantspecifieke variaties. Sommige zijn ontworpen voor consumentengebruik en andere zijn ontworpen voor industriële en zelfs high-end professionele gebruikers.
Voordat we een lijst krijgen van de gangbare digitale camera-indelingen en hoe ze verschillen, moeten we kort een paar termen definiëren. Sample rate is een getal dat de hoeveelheid digitale data beschrijft die wordt gebruikt om een videostream weer te geven, gemeten in megabits per seconde (Mbps). Kleurvoorbeeld is een vergelijking van de relatieve hoeveelheden videogegevens die aan elk deel van een videostream zijn toegewezen. Het eerste cijfer staat voor Y, of het zwart-witte gedeelte van de stream; de tweede twee cijfers vertegenwoordigen de relatieve bedragen die zijn toegewezen aan R-Y en B-Y, de twee kleurgedeelten van de stream (zie zijbalk voor meer informatie hierover). Compressie is een eenvoudige verhouding die beschrijft hoeveel kleiner het videobestand wordt nadat het door het compressie-/decompressieschema of codec is gegaan. Dus als een ongecomprimeerde videostream 1 gigabyte groot is, wordt deze teruggebracht tot slechts 200 megabyte nadat u deze door de DV-codec hebt geleid, die video comprimeert tot 5:1. Als dit je allemaal verwarrend in de oren klinkt, wacht dan even - we zullen deze termen later in het artikel in meer detail definiëren.
Een van de eerste dingen die je opvalt, is dat aan de onderkant van het digitale videospectrum de cijfers precies hetzelfde zijn, zelfs als je overstapt naar meer "professionele" formaten.
Wat gebeurd er? Is er geen verschil tussen bijvoorbeeld een Digital8 Handycam ($300) en een Sony DVCAM DSR-450 ($18.000)?
Ja, er zijn zeker verschillen. De duurdere rigs hebben een robuustere behuizing, betere lensopties, betrouwbaardere batterijsystemen en zelfs enkele technische verschillen.
In wezen is de basisgegevensstroom die naar tape wordt geschreven precies hetzelfde, of uw installatie nu schrijft naar Digital8, Mini DV, DVCAM of DVCPRO. Met andere woorden, de kwaliteit van de gegevens is hetzelfde.
Heeft uw datasnelheid?
Toen de technici DV voor consumenten planden, kwamen ze uit op een datasnelheid van ongeveer 25 megabits per seconde (meestal geschreven als 25 Mbps.)
Toen de eerste mini-DV-camcorders voor consumenten uitkwamen, stonden zowel consumenten als professionals voor een grote verrassing. Deze 25 Mbps digitale videostream zag er echt goed uit! Het kan er zelfs zo goed uitzien dat vroege gebruikers er meteen op sprongen als een alternatief van hogere kwaliteit voor de S-VHS-, Hi8- en 8mm-camcorderformaten uit het verleden.
En toen gebeurde er iets heel verrassends. Hogere eindgebruikers begonnen ernaar te kijken als een acceptabel industrieel en bedrijfsvideoformaat.
En plotseling begonnen de "luxe" smaken van deze eenvoudige DV-standaard voor thuis te verschijnen. Sony introduceerde DVCAM die dezelfde exacte 25 Mbps-signaalstroom gebruikt als in zijn camcorders, met enkele verfijningen, waaronder bredere spoorafstanden op zijn DVCAM-camerakoppen, vergrendelde audiomogelijkheden en een reeks apparatuur die is gebouwd volgens meer robuuste "industriële" apparatuurstandaarden.
Dit pad beschrijft ook het DVCPRO-formaat van Panasonic. Een robuustere lijn hardware - lezen en schrijven van exact hetzelfde 25 Mbps-signaal dat een gewone consumentencamcorder gebruikt.
Maar vergeet niet dat we zeiden dat DV niet slechts één formaat is. Het is aan fabrikanten om te bepalen hoeveel gegevens ze in hun specifieke smaken van digitale video moeten stoppen. Het zou dus geen verrassing moeten zijn dat sommige fabrikanten - zelfs sommige met een zware investering in basis-DV - ook andere soorten digitale videoapparatuur produceren die gericht zijn op een hogere eindgebruiker.
"Movin' on Up!"
Een alternatief met een hogere datasnelheid is de DVCPRO50-lijn van Panasonic. In deze variant van DV verdubbelden de ingenieurs de datasnelheid tot 50 Mbps. Wat levert dit jou op? Om dat te begrijpen, moeten we het hebben over 4:1:1 en 4:2:2 kleurbemonstering.
Onthoud dat het doel van alle digitale videosystemen is om een video- of audiosignaal te nemen en dit in getallen om te zetten. Dat proces wordt "sampling" genoemd.
Een videobeeld bestaat uit vier elementen die nauwkeurig moeten worden opgeslagen en gereproduceerd om een aangenaam beeld te creëren.
Het eerste en belangrijkste element is de helderheidswaarde van elke afzonderlijke pixel. Alleen al met die informatie kan een zwart-witfoto, compleet met grijstinten, worden beschreven. De andere drie elementen zijn de rode, groene en blauwe waarden voor elke pixel. (Daarom worden onbewerkte tv-signalen soms RGB-signalen genoemd.)
Toen het tijd werd om de bemonsteringsconventies voor digitale video vast te stellen, werd het gebruikelijke camcorder DV-systeem opgezet om 4:1:1-bemonstering te gebruiken. In gewoon Engels betekent dit dat het luminantie- (of zwart-wit) gedeelte van het signaal vier keer wordt gesampled. Dat is de 4 in de term. Vervolgens wordt één keer kleur gesampled voor een deel van het kleursignaal, nogmaals gevolgd door een ander deel van het kleursignaal.
(Ah, ik zie dat sommigen van jullie zich afvragen waarom slechts 2 kleurvoorbeelden om de 3 kleuren in RGB te beschrijven? Zie de zijbalk voor details!)
Maar met slechts een kwart van de gegevens die voor luminantie worden gebruikt om elk van twee kanalen met kleurinformatie leiden tot problemen.
Een van de meest bekende is op het gebied van keying. Het blijkt dat, hoewel 4:1:1 gesamplede kleuren een lust voor het oog kunnen zijn, het een beetje moeilijk is om de kleur nauwkeurig genoeg op het scherm te beschrijven en te positioneren om een goede, duidelijke keying te bieden.
Dus in een 4:2:2 kleurruimte — zoals die wordt gebruikt in het DVCPRO50-formaat, is er twee keer zoveel kleurinformatie om nog mooiere, nauwkeurigere kleurenafbeeldingen te maken.
En als kleur echt belangrijk is — zoals bij complexe titels, gradiënt-builds of computeranimaties waarbij het doel is om werelden met fotorealistische precisie opnieuw te creëren, kan de DVCPRO50 niet genoeg gegevens bevatten — en daarom is er een DVCPRO100-formaat dat het dubbele van de kleurinformatie opnieuw!
De DigiBeta-droom
Dus waar past dat andere alomtegenwoordige high-end formaat Digibeta in?
We hebben het tot nu toe gehad over de bemonsteringsfrequentie. Maar dat is niet de enige factor die de kwaliteit van een gedigitaliseerde foto beïnvloedt. Een ander belangrijk gebied is compressie, of meer specifiek, hoeveel en wat voor soort gegevensreductie wordt toegepast op het originele gedigitaliseerde signaal om de digitale gegevens op de band te passen.
Het belangrijkste voordeel van Digital Betacam - en de reden waarom het zo populair is bij high-end productiebedrijven - is dat het mildere gegevenscompressie gebruikt (met een bescheiden 2:1-verhouding) in vergelijking met de op DV25 en DV50 gebaseerde formaten.
Daarbij biedt het een zeer hoge kwaliteit en robuuste videocapaciteit — maar tegen een hardwarekost die vaak vele malen hoger is dan die van sommige andere soorten digitale videoproductieapparatuur.
Het digitale dilemma
Er zullen altijd meningsverschillen zijn over hoeveel beter een foto van het ene digitale formaat is dan het andere. En bijzaken, zoals of Mini DV "goed genoeg" is voor een bepaald type project, zullen waarschijnlijk worden besproken totdat het formaat achterhaald is!
Maar aan welke kant van het debat je ook staat, één ding is zeker. De DV-revolutie heeft gezorgd voor meer kwaliteitskeuzes - tegen een groter prijsbereik - dan de videoproductie-industrie ooit eerder heeft gezien.
En dat is goed nieuws voor ons allemaal!
Bill Davis schrijft, filmt, bewerkt en doet voice-over voor een verscheidenheid aan zakelijke en industriële klanten.
Zijbalken:
Y-RY-BY
Wanneer je voor het eerst getallen als 4:1:1 en 4:2:2 tegenkomt om de luminantie- en kleurinformatie van een signaal te beschrijven, is het gebruikelijk dat nieuwsgierigen zich afvragen waarom er geen ander nummer is, een voor rood, een ander voor de blauwe, en een definitief nummer voor de groene?
Het zijn weer die slimme ingenieurs. Ergens langs de lijn kwamen ze erachter dat als ze de waarden van de rode en de blauwe pixels konden opslaan en die waarden konden vergelijken met de luminantiewaarden van dezelfde pixel, ze de groene waarden 'on the fly' konden berekenen. En het componentkleurensysteem was geboren. Daarin zijn er drie signalen:Y staat voor de luminantie, R-Y is de rode pixelwaarde vergeleken met de luminantiewaarde en B-Y is de blauwe waarde, ook vergeleken met luminantie.
Gezien de waarden van de drie signalen, is de schakeling ontworpen om eenvoudig het laatste stukje van de puzzel, het groene signaal, te berekenen. Interessant is dat wanneer de wiskunde klaar is, het berekende groene signaal in feite meer onbewerkte gegevens heeft dan het rode of blauwe kanaal in digitale video en dat is een technische reden waarom het gebruikelijk is om groen in plaats van blauw te gebruiken voor het invoeren van DV.
Tabel 1 geeft een overzicht van de indelingen per gegevenssnelheid,
sampleverhouding en compressie.
Digitaal 8 25Mbps 4:1:1 5:1
Mini DV 25Mbps 4:1:1 5:1
DVCAM 25Mbps 4:1:1 5:1
DVCPRO 25Mbps 4:1:1 5:1
DVPRO50 50Mbps 4:2:2 3.3 :1
Digital-S (D-9) 50Mbps 4:2:2 3.3:1
Digitale Betacam 90Mbps 4:2:2 2:1