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数字录像机的格式与学校摄录编配置
hc360慧聪网教育行业频道 2004-08-16 09:40:46

   嘉兴市电化教育馆    骆加涌

    随着学校教育改革的进一步深化,如何加快学校数字化、网络化建设,实现教育现代化是摆在广大教师和学校领导面前的又一项重大课题。作为现代教育技术的重要组成部分,不少学校都在积极建设和完善校园演播室、学校电视节目制作系统,其规模和应用水平已成为衡量学校教育、教学与科研综合实力的又一个重要标志。另一方面,随着数字技术的日益成熟,数字记录、编辑已经成为当今演播设备发展的主流,为我们营造数字化的电视节目制作环境提供了条件。面对格式众多的数字摄录设备,如何根据本单位的具体情况合理地选择和配置成为大家所面临的一个实际问题。 

    一个完整的电视节目摄录编系统中,录像机是“瓶颈”设备,无论哪一级的电视台或电教部门,都以录像机的格式来确定整个系统的配置。因此,数字摄录设备的选型,主要就是数字录像机(这里指采用数字视频压缩技术的数字录像机)的选型。 

    一、数字录像机的历史及基本概念 

    自20世纪80年代第一台数字录像机诞生到现在,数字录像技术得到了迅猛发展。早期由于信号压缩技术尚不成熟,因此采用了全数字无压缩记录,其代表机型为全数字分量录像机D1、D5和全数字复合录像机D2、D3。它们代表了录像机设备图像质量的最高标准,其信号损失最小。但由于其图像信号数据量很大,给信号处理、存储和传输带来了技术实现的困难,因而对机器硬件的要求极其苛刻。此类机型设备体积大、价格昂贵,难以推广普及。 

    到了20世纪90年代中后期,视频压缩数字录像机面世。由于视频压缩数字录像机采用了数字压缩编码技术,它在尽可能保证视觉效果的前提下大大减少了记录数据量,从而降低信号处理、记录的难度及成本,同时实现了后期编辑处理的数字化,极大地提高了节目制作质量和功能。 

    视频压缩数字录像机具有小型轻便、磁带记录时间长、技术指标高、多代复制性能好、具备模拟和数字I/O接口等特点,能与非线性编辑系统一起完成多种形式的编辑。 

    二、数字录像机的主要技术参数、性能比较 

    目前市场上较为流行的采用视频压缩方式记录的数字录像机主要有数字Betacam-SX、DVCAM、 DVCPRO、DIGITAL-S等几种格式,其中比较适合学校使用的主要有以下几种格式: 

    DVCAM格式:图像按CCIR601标准(即国际无线电咨询委员会制订的数字演播室标准)4:2:0采样8bit量化,采用DCT(离散余弦变换)的帧内5:1压缩方式,码率为25Mbps,图像质量接近于PVW格式(此格式的录像机为20世纪90年代各省市电视台比较普及的标准机型,当时大量的新闻、专题、电视剧等电视节目均是用此格式录像机录制的,属模拟机型)水平。该格式的录像机与ES-7编辑站配套使用时,可在系统中利用高速接口进行4倍速传输,完成网络系统中的节目服务器和播出服务器间的节目交流,同时也支持线性、非线性以及半线性的操作。另外,在DVCAM摄像机中具有“Cliplik (索引画面) ”的功能,能够把所拍的每个镜头的第一帧画面作为“索引画面”记录到带盒存储器的芯片上,方便后期制作时检索。同时,从摄像到录像乃至到非线性编辑系统,在不改变压缩方式的情况下,DVCAM格式都可以通过SDIT接口实现全数字连接,不影响图像质量。DVCAM格式以优异的图像质量和多代复制性能以及与家用DV格式的双向兼容(两种格式的录像带可互换播放)的特性,使其特别适合于中小电视台和学校电教系统的应用。其代表机型主要有DSR-150P、DSR-250P、DSR-370P等系列摄像机和DSR-11、DSR-25、DSR-30P、DSR-1800P等系列录像机。 

    DVCPRO格式:图像按4:1:1采样8bit量化,采用了DCT理论上的帧内5:1压缩编码,码率也为25Mbps,图像质量稍好于DVCAM格式,与PVW格式相当。由于DVCPRO数字处理摄录设备比较轻便,采用的是1/4英寸的盒带,且DVCPRO格式能单向兼容家用DV格式,因此,比较适用于电视台的新闻节目采集。其代表机型主要有AJ-D215H、AJ-D410、AJ-D610等系列摄像机和AJ-D250、AJ-D455、AJ-D850等系列录像机。 

    另外,目前市场上还有一种适合家庭使用的DV格式的录像机,其图像取样方式为4:2:0,压缩比为5:1,采用数字复合记录。其图像清晰度理论上可达500线,视频讯噪比可达54dB,是以前的模拟一体机(如M8000、M9000、M9500等)所无法比拟的。同时DV格式还可以和松下公司的DVCPRO格式单向兼容和索尼公司的DVCAM格式双向兼容。此录像机以其特有的小巧、高画质、高音质、功能强大以及价格低廉为广大家庭及DV爱好者所接纳,也非常适合于学校一般资料的拍摄。 

    三、选择数字录像机应考虑的因素 

    1.图像质量 

    数字录像机所采用的视频结构、量化比特、压缩方式及压缩比的不同导致其图像质量的不同。上述介绍的DVCAM格式和DVCPRO格式基本上属同一档次,而DV格式只是作为家用型的格式推出的,其图像质量比其他两种格式要差一些。 

    2.开放性与兼容性 

    在建立数字化系统时还有个记录和信号格式的选择问题。由于各厂家的设备在格式上各不相同,其间虽然可以通过标准接口传送数据,但要经过压缩、解压缩等转换过程,信号就会有相应的损失。一般来说,不同压缩格式视频码流间转换所造成的图像损伤要大于同一种压缩格式进行二次压缩编码所造成的图像损伤。这里说的开放性是指设备在技术上能否得到其他厂商所开发的产品支持,相互间能否进行有效的数字化链接。兼容性主要是考虑格式的兼容,以有利于对外交流、扩大节目素材来源以及降低前期摄像设备成本,使节目源得到更好的共享。如:DVCPRO设备能重放DV格式的磁带,DVCAM格式能与DV格式双向兼容,DVCAM设备在选插件的情况下还可重放DVCPRO格式的磁带。 

    3.接口与数据的高速传递 

    在数字设备之间,不同标准的压缩数据需要相应的数字接口来传输。数字录像机一般都采用SDI作为标准的数据接口。另外,为了缩短磁带向非线性编辑系统或服务器上载数据的时间,各录像机生产厂家已开始采用高速压缩数据流传送接口,实现2倍或4倍速高速传送。如索尼公司的DVCAM设备利用QSDI接口实现4倍速上、下载;松下公司的DVCPRO设备利用CSDI接口实现2倍速上、下载。由于目前的压缩数据格式还不统一,各厂家的压缩数据还只能在本系统(或网络)内高速传送。另外,DVCAM和DVCPRO设备还配备了符合IEEE1394标准的V接口,可实现摄-录、录-录之间压缩比特流的传送。 

    四、学校摄录编系统的配置 

    从目前中小学的实际情况来看,学校电视节目制作系统的应用主要体现在两个方面:一方面是用于校园电视台节目的摄制(如新闻、专题片等);另一方面直接用于教育、教学(如课堂实录、文艺演出直播等)。校园新闻、专题片或讲座一般情况下都用单机拍摄,现场声音也是通过随机话筒直接录入(采访除外),拍摄工作结束后将拍摄的素材通过录像机导入非线性编辑系统进行后期制作;课堂实录或会议、文艺演出的现场直播,要有2台以上的摄像机从不同的角度拍摄,图像信号经视频线传输至特技切换台进行现场切换后再输入到录像机或非编系统录制,此时的现场声应通过话筒经调音台再输入到录像机或非编系统同步录制(一般的特技切换台都具有调音台功能)。根据对上述几种情况的分析可见,学校电视节目制作系统最主要的配置应包括2台摄像机、1台录像机、1台特技切换台及1套非线性编辑系统。综合上述各格式的技术参数及其性价比、开放性和兼容性、传输接口以及整个系统的运行性能,考虑到学校现有的经济实力和技术条件,分析我市部分学校的配置情况,我认为学校选用以索尼公司生产的DVCAM格式为主的数字摄录设备比较适合。作为世界上最大的视频设备供应商之一,索尼公司可提供包括摄像机、录像机、调音台、编辑控制器等设备在内的成套专业视频产品,其独特的DVCAM数字传输技术可减少端对端传输的信号损失,其1394技术解决实时传输的优先级和控制问题,产品性能好且具有价格优势。现提供以下两种配置方案供参考: 

    配置方案一:数字摄像机DSR-150P×2台+数字录像机DSR-25P+数字特技切换台MXProDV+DVSTORM2非线性编辑系统等,总价格在15万左右。 

    本方案的特点:①各设备皆有数字DV接口,相互间可直接传输数字数据,因此没有图像和音频的劣化。②只需一根电缆(1394线)就可以进行视频、音频、时间码和控制信号的传输,最长距离可达50米。③具有DV及DVCAM两种格式的录放方式供选择,节目录制时间长,兼容性好。④价格便宜,具有很好的性价比。⑤设备轻巧宜操作。 

    配置方案二:数字摄像机DSR-370P×2台+数字录像机DSR-1800+数字特技切换台MX70MC+DPS VELOCITY非线性编辑系统等,总价格在32万左右。
本方案的特点:①整个系统的配置达到专业级设备的标准,并可满足专业视频日益增长的高质量和灵活性的要求,技术指标高。②录像机能够兼容重放包括DVCAM、DV、DVCPRO在内的多种格式的磁带,兼容性好。 

    五、结束语 

    综上所述,索尼、松下和JVC公司为广大学校提供的几种格式的摄录机,性能各不相同,功能各有千秋。DVCPRO和DVCAM格式最大的区别是前者比后者多了控制和提示磁迹,而且视频磁迹的宽度多3μm,达到18μm。所以,DVCPRO格式的图像质量要比后者好些。但DVCAM摄录机在使用上比DVCPRO摄录机方便,主要体现在它有ClipLink功能上。这个功能能将所拍摄镜头的首帧画面作为“索引画面”存进磁带存储器中。一同存入的还有时间码等数据。在非线性编辑系统上,索引画面会被非编迅速读出。这对节目制作人员来讲,显得非常便利。在兼容性上,DVCAM摄录机可以重放DVCPRO格式的磁带,但目前尚不能反向兼容。这两种机型均属于专业级设备,记录时间长、后期制作功能强、配套完整且价格较低、具有扩展的非线性编辑功能等等。各学校可根据本单位的设备情况、经济实力、人员配备以及对设备综合性能的比较等因素综合考虑,对学校电视制作系统有一个整体解决的步骤与策略,这样才能既使用了先进的数字技术,提高了电视图像的整体质量,又能根据自己的实情用较少的经费和人力办好校园数字化建设这件大事。 

    参考文献:
    [1]Panasonic公司《DVCPRO视频的未来》.
    [2]JVC公司《新的专业用数字磁带记录系统》.
    [3]SONY公司《DVCAM系列设备》.

信息来源:hc360慧聪网广电频道 
 

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