Видео нулей и единиц

Переход "на цифру" во второй половине 1990-х годов затронул практически все виды бытовой электроники. Вслед за звукозаписывающей аппаратурой, которая начала оцифровываться еще в начале 1980-х, настал черед и видеотехники. Первыми серийными устройствами этого типа были видеопроигрыватели формата Video CD (1993 г.) и камкордеры (1995 г.). Следующими появились DVD-плейеры (1996г.)... Процесс продолжается.

АНАЛОГОВЫЙ ПРЕДЕЛ
С появлением форматов S-VHS и Hi8 в конце 1980-х бытовая аналоговая видеозапись практически достигла предела своих возможностей. Сказались технологические ограничения (в основном, в механике), которые нельзя было преодолеть без заметного увеличения стоимости аппаратуры.
Ленты в процессе эксплуатации быстро изнашиваются, магнитный порошок осыпается с них, качество записанных сигналов (звука и изображения) в процессе хранения неотвратимо ухудшается. Оставалась надежда на появление нового поколения магнитных лент, но и это не привело бы к сколько-нибудь заметному улучшению качества изображения и звука.
Еще один существенный "аналоговый" недостаток - невозможность осуществлять многократную перезапись изображения, потому что даже при использовании компонентной фиксации видеосигнала качество копии при каждой перезаписи заметно ухудшается.
Одним словом, аналоговые форматы к началу 90-х годов полностью исчерпали свои резервы, в то время как требования к качеству изображения продолжали возрастать. Встал ребром вопрос о разработке принципиально новых - цифровых - форматов видеозаписи.
Казалось бы, откуда взяться сложностям? В звукотехнике проблема внедрения цифровых технологий успешно решена еще в самом начале 80-х, с разработкой компакт-диска (да, CD уже "стукнуло" 20 лет!}. К концу того же десятилетия были созданы аудиомагнитофоны формата DAT, затем - DCC, которые убедительно продемонстрировали преимущества "цифры" над "аналогом" в любительской звукозаписи.
Однако создать видеомагнитофоны и другие устройства для оцифровки видеозаписи (например, камкордеры) на практике оказалось неизмеримо сложнее, чем аппаратуру для цифровой записи звука. Дело в том, что при видеозаписи скорость потока данных настолько высока, что на обычный компакт-диск емкостью 650 Мбайт уместился бы ролик длительностью всего около минуты! А на видеодиск нужно оцифровать еще и звук...
Важной проблемой, тормозящей широкое внедрение цифрового видео, было освоение в серийном производстве быстродействующих аналого-цифровых (АЦП) и цифро-аналоговых (ЦАП) преобразователей, непосредственно влияющих на качество изображения и звука. Для уровня технологий начала 1990-х годов это было достаточно непростой технической задачей.

ЦИФРОВОЙ БЕСПРЕДЕЛ
Именно тогда произошло очень важное событие, предопределившее грандиозный прорыв в области цифровой видеозаписи, который мы наблюдаем сегодня. Международная исследовательская группа квалифицированных экспертов разработала тогда чрезвычайно эффективный алгоритм компрессии цифровых сигналов звука и изображения первого поколения, известный как MPEG-1. Этот алгоритм создавался для записи изображений на компьютерные CD-ROM и интерактивные CD-i, но был взят за основу и при создании дисков формата Video CD {первых цифровых носителей, которые использовались для тиражирования видеофильмов. - Примеч. ред.) В середине 1990-х годов Video CD получили довольно широкое распространение. Как и звуковые CD, они бесконтактно считывались лазерным лучом и поэтому не изнашивались в процессе воспроизведения. Кроме того, они обеспечивали почти мгновенный доступ к любому месту на диске и предоставляли зрителю возможность поиска нужного фрагмента через экранные меню. Однако качество звука и особенно изображения, обеспечиваемое MPEG-1, было не лучше, чем у видеомагнитофонов VHS (разрешение не более 240 ТВ-линий), поэтому работы над совершенствованием алгоритмов цифровой компрессии видеосигнала продолжались.
Тогда же, в середине 1990-х, появился на свет более совершенный алгоритм компрессии MPEG-2, легший в основу широко распространенного сегодня DVD-формата и даже системы цифрового телевидения DVB. Качество изображения существенно возросло: достаточно сказать, что потенциал MPEG-2 позволяет получить горизонтальное разрешение изображения в 500 ТВ-линий и даже выше. На DVD стало возможно записывать цифровой 6-канальный звук (а в последующих версиях - 8-канальный), включая канал сабвуфера - системы MPEG Multichannel Dolby Digital или DTS.
Начиная с этого момента появление цифровых устройств видеозаписи было предопределено.

БЕССМЕННАЯ ЗАМЕНА
Для записи сигнала в современных цифровых видеомагнитофонах и камкордерах используются видеокассеты (форматов mini-DV, Digital 8 и D-VHS), а также однократно и многократно записываемые оптические диски (системы DVD-ROM, DVD-RW и DVD+RW). Их общий признак - это сменные носители, взаимозаменяемые в пределах своего класса.
Особняком стоит пришедший из компьютерного мира магнитный диск, называемый иначе винчестером. Как и в компьютере, винчестер - это встроенный, не сменный носитель, на котором видеозаписи можно накапливать до тех пор, пока хватает емкости диска.
Ориентация на тот или иной носитель (все они имеют свои достоинства и недостатки) является классификационным признаком записывающей/воспроизводящей аппаратуры, каждый из типов которой занимает особую нишу на рынке.
Достоинством ленточных видеомагнитофонов является невысокая цена видеокассет из расчета стоимости минуты записи. К тому же для них не требуются специальные кассеты, а используются те же ленты, что и для аналоговых форматов {скажем, для D-VHS - та же, что и для S-VHS). Относительно легко реализуется и их высокий качественный потенциал. В результате цифровые видеомагнитофоны, цена которых составляет порядка $1500, обеспечивают сегодня наилучшее среди бытовых устройств качество записи и воспроизведения. Но все же и сама магнитная лента, и видеоголовки подвержены механическому износу, что сильно ограничивает "время жизни" носителя и технический ресурс прибора. Один из главных недостатков ленточных видеомагнитофонов - невозможность быстрого доступа к нужному фрагменту записи, так как требуются секунды (и даже минуты) на перемотку.
В этом смысле винчестерные цифровые видеомагнитофоны - вне конкуренции, они имеют солидный технический ресурс и более долговечны (средний срок службы винчестера - не менее 5 лет. - Примеч. ред.). Удобен практически мгновенный доступ к любому нужному фрагменту. Еще одно их достоинство - огромная емкость винчестера (20 Гб и более), что уже сейчас позволяет записывать на них порядка 100 часов видеопрограмм (а с учетом режимов продленной записи - еще больше). "Вместительность" отчасти компенсирует главный недостаток HD-видеомагнитофонов - стационарность встроенного носителя.

МАШИНА ВРЕМЕНИ
Наиболее принципиальное достоинство "винчестерного" видео - особые режимы записи, невозможные для обычных ленточных и до недавних пор - для DVD-магнитофонов. Самый главный - Time Shifting. Он хорош тем, что ради фильма не нужно останавливать жизнь. Можно прекратить просмотр в любой момент, а потом возобновить с того же места. Такой видеомагнитофон может записывать одну и одновременно воспроизводить не только любую другую ранее записанную программу, но даже ту, запись которой продолжается. Причем с любого ее места! Эдакая "машина времени", правда, по маршруту "только в прошлое". Еще одно достоинство HD-видео - возможность в процессе записи избавляться от рекламы (правда, только если этот вид сервиса поддерживается вещателем). Представьте, как здорово начать смотреть фильм, скажем, на 15 минут позже, и убедиться, что рекламой в нем и не пахнет.
Конечно, у HD-магнитофонов есть и недостатки. Во-первых, звук и видео в них записываются со сжатием по алгоритму MPEG-2 (причем с высокой степенью компрессии данных). А значит, монтаж на таких аппаратах не может быть осуществлен с точностью до одного кадра, как это делается в mini-DV-формате или там, где сжатие при записи не используется. Во-вторых, из-за того, что записанные на "винчестерном магнитофоне" программы можно воспроизвести только на нем же, невозможен обмен записями. Для многих это окажется неприемлемым. В-третьих, из-за новизны решения цена на такие устройства довольно велика - порядка $1500, хотя стоимость самого винчестера (даже объемом 40 Гб) составляет около $100.

БЕЗ "КОМБИ" - НИКУДА
Несмотря на сложности, процесс перехода домашней видеозаписи "на цифру" набирает обороты. Целым рядом производителей разработаны и уже поступили в широкую продажу цифровые видеомагнитофоны с записью на встроенный винчестер. Среди наиболее известных моделей HD-видеомагнитофонов назовем Hitachi DM-HS1 ($2000), Panasonic NV-HDR1000 ($2000) и Sony SVR-515 ($1100). Но эти модели были разработаны в первую очередь для тех людей, кто записывает "с эфира" программы, но не рассчитывает долго их хранить. В крайнем случае, перепишут особенно полюбившуюся передачу на обычный ленточный видеомагнитофон... Словно специально, чтобы поддразнить невзыскательных зрителей, ряд фирм приступил к выпуску "комби", сочетающих в одном корпусе винчестер и устройство записи на сменный носитель. В качестве примера подобного "гибрида" назовем продающуюся с апреля 2001 года модель RD-2000 фирмы Hitachi ($2500), которая является комбинацией HD и DVD-ROM-видеомагнитофонов. Набираете необходимый объем записей, убеждаетесь, что есть смысл хранить их, и сбрасываете на DVD-диск. Это самое современное решение для фанатов цифровой видеозаписи.
А вот для тех, кто никак не желает расстаться с обычной видеолентой, стали выпускаться "комби" со встроенной VHS-декой. Предварительная запись в ней осуществляется на винчестер, а то, что желательно сохранить для пополнения видеотеки, сбрасывается на VHS-кассету. Подробнее о таком видеомагнитофоне, выпускаемом фирмой JVC (кстати, это первое такого рода устройство на российском рынке), вы сможете прочитать в отдельной статье.
Цифровая видеотехника стремительно входит в нашу жизнь и активно теснит "аналоги" во всех сегментах рынка: от переносных камкордеров до стационарных аппаратов. Одним из наиболее быстро развивающихся направлений их развития являются "пишущие" DVD-проигрыватели, о которых мы поговорим отдельно, в следующих номерах нашего журнала.

Константин Быструшкин,
Лариса Степаненко