Технологии цифрового видео

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I"

Кафедра информационного обеспечения и моделирования агроэкономических систем

Курсовая работа

по Информатике

на тему "Технологии цифрового видео"

Выполнил студент ГПФ-1-1

Гурова М.С.

Руководитель к.э.н., доцент

Толстых А.А.

Воронеж

2015



Содержание

Введение

1. Представление видеоинформации в ЭВМ

1.1 Основные характеристики цифрового видео

1.2 Сжатие видео

1.3 Анимационные контроллеры и системы нелинейного видео-монтажа (недостатки традиционного метода записи видео и преимущества систем нелинейного монтажа)

2. Программы обработки и демонстрации видеоинформации

2.1 Программы для видеомонтажа

Выводы и предложения

Список использованной литературы

Приложение 1. Основы работы с программой Sony Vegas pro



Введение

Интенсивное развитие информатики и информационных технологий требует необходимости использования компьютеров в различных областях человеческой деятельности. В информационном обществе меняются требования, предъявляемые к работнику. Базовыми требованиями стали умение собирать, оценивать и использовать информацию, организовать доступные ресурсы для решений задач, стоящих перед работником, умение быстро ориентироваться в мире расширяющихся информационных технологий и применять их на практике. [2]

В школьном курсе информатики и ИКТ тема затрагивается поверхностно и не формирует должных умений работы с цифровым фото и видео.

Курсовая работа призвана выполнять следующие цели и задачи.

Цель курса:

Расширение и уточнение знаний студента о видео возможностях компьютера. Ознакомление студента с современными возможностями обработки цифровой видео информации. Использование специального программного обеспечения для редактирования информации, их комбинирования с целью получения целостного проекта.

Задачи курса:

Образовательные:

познакомиться с компьютерными технологиями обработки видео и информации;

получить практические навыки сбора и обработки информации;

научиться простейшим приемам создания видеопроектов.

Воспитательные:

оценивать свои умения применять полученные знания при создании собственных видео проектов;

Развивающие:

развить творческие способности;

развить мыслительные способности.

Методы и формы обучения:

Основная методическая установка - обучение студента навыкам самостоятельной индивидуальной и групповой работы по созданию видеопроектов.

Ожидаемые результаты:

По окончании курса студент должен уметь обрабатывать цифровое фото, видео и звуковые объекты, уметь создать видеофильм, знать основные такаяпы создания видеофильма. [10]

В основе данной курсовой работы лежит установка на формирование у студента системы базовых понятий и представлений о цифровой видеоинформации, а также на овладение студентом конкретными навыками использования различных редакторов по обработке видео и звука создания анимационных эффектов и обработке различных графических объектов, созданию видеопроектов. [8]

При выполнении курсовой работы были использованы следующие технические и программные средства:

Ноутбук Aser Aspire E1-516.

Процессор: Intell® Celleron® CPU N2920 @ 1.86GHz

Установленная память (ОЗУ): 4,00 ГБ

Тип системы: 64-разрядная операционная система, процессор х64

Выпуск Windows: Windows 8.1.

Текстовый редактор: Microsoft Office Word 2013



1. Представление видеоинформации в ЭВМ

В последнее время компьютер чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей, если можно так сказать, работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов, а также многочисленные видеоигры. Более правомерно данным термином называть создание и редактирование такой информации с помощью компьютера.[11]

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Также, для создания эффекта движения на экране используется дискретная по сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то глаз человеческий воспримет изменения на них как непрерывные. В любительской киносъемке использовалась частота 16 кадров/сек., в профессиональной - 241.

Основной принцип представления цифрового видео: эффект восприятия динамической картины человеческим зрением создается благодаря последовательной демонстрации отдельных кадров (с достаточной частотой). При этом каждый кадр является стандартным компьютерным рисунком, обладая всеми его характерными качествами, для уменьшения размеров видеофайлов применяются специальные программки, называемые кодеками, большинство из которых используют принцип похожести последовательных кадров друг с другом.[10]

В начале был аналог. Самым ранним методом передачи видеосигналов стал метод аналоговый. Одним из первых видео форматов на основе этого принципа - композитный видеосигнал. Композитное аналоговое видео комбинирует все компоненты видео (цвет, яркость, синхронизацию и т. п.) в один сигнал. Из-за объединения элементов в одном сигнале качество композитного видео от совершенства далеко. В результате имеется неточная цветопередача, недостаточно "чистая" картинка и др. факторы потери качества.

Композитное видео сразу уступило дорогу видео компонентному, в котором различные компоненты видео представлены независимыми сигналами. Дальнейшие совершенствования этого формата привели к появлению различных его вариаций: S - Video, RGB, Yи др.

Тем не менее, вышеперечисленные форматы остаются аналоговыми по своей сути, и поэтому обладают существенным недостатком: при копировании дубль всегда уступит по качеству оригиналу. Потеря качества при копировании видеоматериала фотокопированию аналогична, когда копия не бывает такой же четкой и яркой, как оригинал.[5]

Цифровое видео. Недостатки, присущие аналоговому способу воспроизведения видео, в конце концов привели к разработке цифрового формата. На смену аналоговому видео пришло цифровое видео. В области профессионального видео применяется несколько цифровых форматов видео: D1, D2, Digitall Beta Cam и др. В отличие от аналогового видео, качество которого при копировании падает, каждая копия видео цифрового идентична оригиналу.

Хотя современный видеоряд базируется на основе цифровой, почти все цифровые видео форматы до сих пор в качестве исходного носителя сигнала используют пленку с последовательным доступом. Поэтому большинству профессионалов в области видео привычней работать с пленкой, чем с компьютером.

Конечно, пленка в качестве источника данных все еще остается более предпочтительной, чем жесткий диск компьютера, так как вмещает значительно больший объем данных. Зато для цифрового видеомонтажа использование компьютеров дает ряд существенных преимуществ: не только обеспечивает прямой доступ к любому фрагменту видео (что невозможно при работе с пленкой, поскольку к необходимым участкам можно добраться только последовательно, просматривая видеоматериал), но и предполагает широкие возможности обработки изображения (редактирование, сжатие).

Это достаточно веские причины для перехода видеопроизводства с традиционного оборудования на компьютерное. [3]

Компьютерное цифровое видео представляет собой последовательность цифровых изображений и связанные с ними звуки. Элементы видео хранятся в цифровом формате.

Существует множество способов хранения и воспроизведения видео на компьютере. С появлением компьютерного цифрового видео стихийно стали возникать самые разнообразные форматы представления видеоданных, что поначалу привело к небольшой путанице и вызвало проблемы совместимости. Однако в последние годы благодаря усилиям Международной организации по стандартизации (ISO -- Internationall Standards Organisation) выработаны единые стандарты на форматы видеоданных.

1.1 Основные характеристики цифрового видео

Цифровое видео характеризуется четырьмя основными факторами: экранное разрешение (Spatiall Resollution), частота кадра (Frame Rate), качество изображения (Image Quallity) и глубина цвета (Collor Resollution) и.[2]

Частота кадра (Frame Rate). Стандартная скорость воспроизведения видеосигнала -- 30 кадров/с (для кино такой показатель составляет 24 кадра/с). Каждый кадр состоит из определенного количества строк, которые прорисовываются не последовательно, а через одну, в результате чего получается два полукадра, или так называемых "поля". Поэтому каждая секунда аналогового видеосигнала состоит из 60 полей (полукадров).

Между тем монитор компьютера для зарисовки экрана использует метод "прогрессивного сканирования" (progressive scan), при котором строки кадра формируются последовательно, сверху вниз, а полный кадр прорисовывается 30 раз каждую секунду. Разумеется, подобный метод получил название non-interllaced видео. В этом заключается основное отличие между компьютерным и телевизионным методом формирования видеосигнала.

Глубина цвета (Collor Resollution). Такой показатель является комплексным и определяет количество цветов, одновременно отображающихся на экране. Компьютеры обрабатывают цвет в RGB-формате (красненький-зелененький-синенький), в то время как видео использует и другие методы. Одна из наиболее распространенных моделей цветности для видеоформатов -- YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть представлена разными уровнями глубины цвета (максимального количества цветочков).

Для цветовой модельки RGB обычно характерны следующие режимы глубины цвета: 8 бит/пиксель (256 цветов), 16 бит/пиксель (65,535 цветов) и 24 бит/пиксель (16,7 млн. цветов). Для модели YUV применяются режимы: 7 бит/пиксель (4:1:1 или 4:2:2, примерно 2 млн. цветов), и 8 бит/пиксель (4:4:4, примерно 16 млн. цветов).

Экранное разрешение (Spatiall Resollution). Еще одна характеристика - экранное разрешение, или, другими словами, количество точечек, из которых состоит изображение на экране. Так как мониторы PC и Macintosh обычно рассчитаны на базовое разрешение в 640 на 480 точек (пикселей), многие считают, что такой формат является стандартным. К сожалению, это не так. Прямой связи между разрешением аналогового видео и компьютерного дисплея нет.

Стандартный аналоговый видеосигнал дает полноэкранное изображение без ограничений размерчика, так часто присущих компьютерному видео. Телевизионный стандарт NTSC (Nationall Tellevision Standards Committe), разработан Национальным комитетом по телевизионным стандартам США. Используемый в Северной Америке и Японии, он предусматривает разрешение 768 на 484. Стандарт PALL (Phase Allternative), распространенный в Европе, имеет несколько большее разрешение -- 768 на 576 точек. [3]

Так как разрешение аналогового и компьютерного видео различается, при преобразовании аналогового видео в цифровой формат нужно иногда масштабировать и уменьшать изображение, что приводит к некоторой потере качества.

Качество изображения (Image Quallity). Последняя, и наиболее важная характеристика - это качество видеоизображения. Требования к качеству зависят от конкретной задачки. Иногда достаточно, чтобы картина была размером в четверть экрана с палитрой из 256-ти цветов (8 бит), при скорости воспроизведения 15 кадров/с. В других случаях требуется полноэкранное видео (768 на 576) с палитрой в 16,7 млн. цветов (24 бит) и полной кадровой разверткой (24 или 30 кадров/с).

1.2 Сжатие видео

Как же полнометражный фильм (а то и несколько) умещается на одном компакт-диске или флеш-накопителе?

Дело в том, что, в основном, видео хранят в видеофайликах, в которых применены различные алгоритмы сжатия информации. Благодаря этим технологиям видеофайл можно сжимать в десяточки и сотни раз практически без потери качества картинки и звука.

Основные форматы видео файлов

Audio Video Interlleaved (*.AVI) - формат, разработанный Мiсrоsоft для записи и воспроизведения видео в операционной системе Windows. При записи в этом формате используются несколько различных алгоритмов сжатия (компрессии) видеоизображения. Среди них Cinepak, Indeo video, Motion-JPEG (M-JPEG) и др. Но только M-JPEG был признан среди них как международный стандарт для сжатия видео. Первоначально для захвата и воспроизведения видео использовались возможности программного комплекта Video fоr Windows, разработанного Microsoft. Компания Мicrоsоft разработала два формата, призванных заменить формат АVI: Advanced Streaming Format (*. ASF) и Advanced Authoring Format (*. AAF).

Windows Media Video (*.WМV) - новый формат видео от Microsoft, который приходит на смену формату АVI. В его основе Wiцdоws Video Codec, разработанный на базе стандарта MPEG-4.

Quick Time Моvе (*.MOV) - наиболее распространенный формат для записи и воспроизведения видео, разработанный фирмой Аррllе для компьютеров Macintosh в рамках технологии Quick Time. Включает поддержку не только видео, но и звука, текста, потоков MPEG, расширенного набора команд MIDI, векторной графики, панорам и объектов (QT) и трехмерных моделей. Поддерживает несколько различных форматов сжатия видео, в том числе MPEG, а также свой собственный метод компрессии.

MPEG (*.MPG, *.MPEG) - формат для записи и воспроизведения видео, разработанный группой экспертов по движущимся изображениям (MPEG). Имеет собственный алгоритм компрессии. В настоящее время активно используются для записи цифрового видео. Наиболее широкое распространение нашли два формата: MPEG-I и MPEG-2. Они различаются по объему и качеству получаемой видеоинформации и признаны международными стандартами для сжатия видео. В настоящее время наряду с MPEG-ll и MPEG-2 используется новый формат MPEG-4. Он позволяет сжать информацию с большим коэффициентом сжатия.

Digitall Video (*.DV) - формат, разработанный для цифровых видеокамер и видеомагнитофонов. Кодер-декодер (кодек) определен ведущими мировыми производителями электроники, чтобы его могли поддерживать производители в своих платах с интерфейсом FireWare и комплексных решениях для редактирования цифрового видео. Формат не является компактным, поэтому необходимо его преобразование в MPEG.[13]

Кодеки для видеоинформации

Кодек является сокращением от слов компрессор и декомпрессор, это любая технология для сжатия и обратного восстановления данных. Кодеки могут быть реализованы на уровне программного обеспечения, аппаратной части или в их комбинации. Кодеки используются для того, чтобы сделать большие видео файлы намного меньше, делая их пригодными для распространения по сети, локальной или всемирной, или любого другого метода передачи файлов.

Часть кодеков пользователь получает при установке операционной системы Windows. Это те кодеки, которые используются в файлах формата АVI. Если требуется пользоваться для записи форматом QuickТimе, то нужно установить его поддержку.

Cinepak - cоздавался фирмой SuperMac для компьютеров с процессорами Motorolla 68030 и Inte1386 и с односкоростными дисководами CD-ROM. Файлы АVI, в которых использован такой кодек, могут быть переведены в формат QuickТimе и, наоборот, без переупаковки.

Sorenson Video - использует усовершенствованные алгоритмы векторного квантования и компенсации движения и адаптивное управление потоком. Оптимизирован для работы со скоростями от 2 до 100 Кбайт/с. Качество изображения значительно превышает Cinepak даже при меньших размерах файла. Сжатие очень медленное. Включен в стандартную поставку QuickТimе.

Indeo Video Interactive (IVI) - видеокодек для форматов АVI и МОV требует компьютеры класса Реntium. Кодек основан на wаvеllеt - компрессии.

MPEG - кодек, который, является официальным стандартом для сжатия и видеоинформации. В нем применяется дискретное косинусное преобразование (DCT, или ДКП) с меж кадровым предсказанием. Существует несколько версий этого стандарта (MPEG-ll, MPEG-2; MPEG-4).

MPEG-4 задает правила организации объектно-ориентированной среды. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиа данных, а с медиа объектами, например, аудио, видео, аудио/видео, графическими (плоскими и трехмерными), текстовыми. При этом MPEG-4 обеспечивает наилучшую эффективность сжатия. Используется алгоритм "сжатия повышенной эффективности" (АСЕ - Advanced Coding Efficiency). Можно обрабатывать звуковые сигналы в диапазоне от 2 до 24 Кбит/с, а видеосигнал - от 5 до 10 Мбит/с. Благодаря такой масштабируемости, аудио и видеоданные можно адаптировать к реальному применению. Этим обусловлен более универсальный характер MPEG-4 по сравнению с MPEG-2. Наиболее интересны практические достижения в создании видеокодеков, построенных на основе стандарта MPEG-4. Среди них - Windows Media Codec и DivX.[11]

Следует исходить из разумной достаточности при определении необходимой степени сжатия. При этом необходимо учитывать, как четыре характеристики (частота кадра, экранное разрешение, глубина цвета и качество изображения) влияют на объем и качество видео. Нужно ясно себе представлять, какую "цену" придется заплатить за качественное изображение. Чем больше глубина цвета, выше разрешение и лучше качество, тем большая производительность компьютера вам потребуется, не говоря уж о громадных объемах дискового пространства, необходимого под цифровое видео. Учитывая эти характеристики, можно выбрать оптимальный коэффициент сжатия. Надо отметить, что в профессиональном видео действует простое правило - чем ниже коэффициент сжатия, тем лучше.

Простейшие расчеты показывают, что 24-битное цветное видео, при разрешении 640 на 480 и частоте 30 кадров/с потребует передачи 26 Мбайт данных в секунду. Такой поток не только выходит за рамки пропускной способности компьютерной шины, но и моментально "съест" любое дисковое пространство.

Иногда для уменьшения этого сумасшедшего объема данных до разумного уровня достаточно оптимизировать один из вышеперечисленных параметров видеосигнала. Современные приложения (игры, компьютерные тренажеры, видео киоски и некоторые деловые пакеты) зачастую не требуют полноэкранного видео. Такие программы обычно используют видео в окне, и для них не требуется оцифровывать целый кадр. Уменьшив размер изображения, можно добиться весьма существенного уменьшения объема данных, передаваемых в единицу времени. Однако стандартная ISA-шина имеет пропускную способность всего около 600 Кбайт/с. Поэтому, даже существенно пожертвовав качеством видео, приходится оперировать данными, объем которых в 6 раз больше допустимого уровня. К тому же, не следует забывать, что 3,3 Мбайт занимает всего лишь одна секунда видео. Для двухчасового фильма потребуется 23,73 Гбайт дискового пространства! За счет дальнейшего уменьшения размера окна, понижения качества изображения и перехода с RGB формата на YUV (4:1:1) можно добиться еще некоторого снижения объема данных. [6]

1.3 Анимационные контроллеры и системы нелинейного видеомонтажа (недостатки традиционного метода записи видео и преимущества систем не линейного монтажа)

Традиционная технология работы с цифровым видео на компьютере для записи и воспроизведения видеоданных требует использования программное управляемого видеомагнитофона, обеспечивающего позиционирование ленты с покадровой точностью. Такой процесс имеет целый ряд недостатков:

*очень длительный процесс сброса на пленку (4 кадра в минуту);

*высокая стоимость программной управляемого видеомагнитофона;

*очень высокий износ механики магнитофона при работе в покадровом режиме;

*режим покадрового сброса повышает уровень шумов на ленте;

*обработанное видео записывается на мастер-ленту, при дублировании которой происходит потеря качества. [11]

Использование анимационных и видеоконтроллеров позволяет воспроизводить цифровое видео в режиме реального времени непосредственно с диска компьютера или записывать с видеоленты на диск. Преимущества такой технологии:

*отпадает необходимость в дорогом магнитофоне с покадровой записью;

*высокая скорость сброса видео на ленту - процесс занимает столько времени, сколько длится сам клип;

*щадящий режим использования дорогой видеотехники;

*мастер-ленту можно получать любое число раз.

Что такое MPEG? [8]

Структура MPEG-последовательности. Технология MPEG использует поточное сжатие видео, при котором обрабатывается не каждый кадр по отдельности (как это происходит при сжатии видео с помощью алгоритмов Motion-JPEG), а анализируется динамика изменений видеофрагментов и устраняются избыточные данные. Поскольку в большинстве моментов фон изображения остается достаточно стабильным, а действие происходит только на переднем плане, алгоритм MPEG начинает сжатие с создания исходного (ключевого) кадра. Играя роль опорных при восстановлении остальных изображений, они размещаются последовательно через каждые 10-15 кадров. Только некоторые фрагменты изображений, которые находятся между ними, претерпевают изменения, и именно такая разница сохраняется при сжатии. Таким образом,MPEG-последовательность содержит три типа изображений:

Intro (I) - исходные (И) кадры, содержащие разность основное изображение; Predicted (P) - предсказуемые (П) кадры, содержащие разность текущего изображения с предыдущим И-кадром или учитывающие смещения отдельных фрагментов.

Bi-directionall Interpollated (В) - двунаправленные (Д) кадры, содержащие только отсылки к предыдущим или последующим изображениям (И или П) с учетом смещений отдельных фрагментов.

И-кадры имеют довольно низкий коэффициент сжатия и составляют основу MPEG-файла. Именно благодаря им возможен случайный доступ к какому-либо отрывку видео. П-кадры кодируются относительно предыдущих кадров (будь то И- или П-кадры) и обычно используется как сравнительный образец для дальнейшей последовательности П-кадров. В таком случае достигается высокий коэффициент сжатия, но при этом раскладе для их привязки к видеопоследовательности нужно использовать не только предыдущие, но и последующее изображение. Сами Д-кадры никогда не используются для сравнения.

Изображения объединяются в группы (GOP - group of pictures), представляют собой минимальный набор повторяемых последовательных изображений. Типичной является группа вида: (И0 Д1 Д2 П3 Д4 Д5 П6 Д7 Д8 П9 Д10 Д11)

Отдельные изображения состоят из структурных единиц - макроблоков, соответствующих участку изображения размером 16Х16 пикселов. Компьютер изображения анализирует и ищет идентичные или похожие блоки, сравнивая базовые и последующие кадры. В результате сохраняется только данные о различиях между кадрами, называемые вектором смещения (vector movement code). Макроблоки, которые не претерпевают изменений, игнорируются, так что количество данных для реального сжатия и хранения существенно снижаются. Для повышения процесса устойчивости восстановления картинки к ошибкам возможным передачи данных последовательные блоки объединяют в независимые друг от друга разделы (sllices). В свою очередь, каждый блок состоит из шести блоков, четыре из которых несут информацию о яркости, а два определяют цветовые компоненты. Блоки являются структурными базовыми единицами, над которыми осуществляются основные методы кодирования, в том числе выполняется и дискретное преобразование (DCT - Discrete Cosine Transform). В результате при использовании MPEG-технологии достигнуть можно рабочего коэффициента более чем 200:1, хотя такое приводит к некоторой потере качества. [1]

Качественные параметры обработанных MPEG-1 видеоданных, во много аналогичны обычному VHS-видео, поэтому такой формат применяется в первую очередь в тех местах, где неудобно или не практично использовать стандартные аналоговые видео носители. Носителем видео цифрового может быть гибкий диск или винчестер, но винчестер далеко не унесешь, а на дискету не поместится достаточное количество видео, к тому же воспроизвести с дискеты видео вряд ли удастся. Во всем мире для переноски и распространения видеопродукции используется ряд форматов компакт дисков.

Video-CD -такой формат, который позволяет записывать MPEG-видео на CD-диск и воспроизводить его на любом оборудовании, поддерживающем формат.

DVD. Технология DVD (Digitall versatille/Video disc) заняла достойное место в зале компьютерной славы. После года активной рекламы DVD-плеер вышел на рынок мультимедиа- и видеопродукции.DVD-плеер -- такое устройство, которое можно подключать к телевизору или PC для проигрывания дисков емкостью 4,7 Гбайт с высоким качеством воспроизведения аудио- и видеоинформации. В связи с тем, что диск имеет большой объем, появился новый вид видеопродукции - это интерактивное видео. Интерактивное видео - фильм длиной около часа, причем главный герой фильма каждые пять-десять минут попадает в ситуации, в которых ему надо сделать выбор, что делать дальше. Выбор продолжения сюжета (одного из 3-4 предложенных) ложится на плечи зрителя. Очень интересная технология, я вам скажу. Такая технология позволяет превратить очередной просмотр фильма в захватывающий квест. [6]

Для записи на DVD или на какой-нибудь другой носитель информации сжатого видео надо иметь систему, состоящую из мощного процессора, платы для аппаратного сжатия видео (можно пользоваться программными средствами, но качество и скорость их работы будет значительно хуже).



2. Программы обработки и демонстрации видеоинформации

Для работы с цифровым видео необходимо следующие программное обеспечение:

операционная система Windows (версия XP SP2 или выше); звуковой редактор Audacity, проигрыватель Windows Media, Windows - Звукозапись;

программка видеомонтажа Pinnaclle Studio, Movie Maker. [12]

Основные операции с видео файлами

Импорт

Добавление/удаление кадров

Изменение размера кадра

Разбиение кадра на фрагменты

Добавление эффектов и переходов

Тоновая коррекция кадров

Добавление интерактивных элементов управления

Добавление текста (титры, бегущая строка, текст на кадре и т.д.)

Audacity - такое свободный и бесплатный аудио редактор файлов звукозаписи, ориентированный на работу с несколькими дорожками, работающий под управлением операционных систем: Microsoft Windows, Linux, Mac OSX и др. Интерфейс программы и сопутствующая документация переведены на русский язык. Позволяет редактирование звуковых файлов: Ogg Vorbis, FLLAC, MP3 и WAV. Возможности Audacity:

запись звука через микрофон или линейный вход аудио карты;

редактирование звука. Изменение исходного звукового фрагмента: изменение длины, копирование, вырезание или вставка фрагмента; изменение громкости, темпа, высоты звучания; добавление эффектов (эхо, реверберация, эквалайзер и т.д.);

создание звуковой композиции из нескольких звуковых файлов. Одновременное оперирование с несколькими звуковыми файлами (театральные шумы, фоновые мелодии, голосовые партии);

сохранение созданной звуковой композиции в отдельный звуковой файл. Сохранив проект в отдельный звуковой файл формата MP3 или WAV.

Проигрыватель Windows Media - такое проигрыватель звуковых и видео файлов для операционных систем семейства Windows. Осуществляет просмотр видеофайлов: AVI, MPEG, WMV, и проигрывание музыки: WAV, MP3, WMA, MIDI, Windows Media Pllayer можно использовать для сохранения музыки с компакт-дисков на компьютер, синхронизации содержимого переносных MP3 проигрывателей и проигрывания DVD (только при наличии установленного DVD декодера).

Windows - Звукозапись - такое программка для звукозаписи, входящая в состав Microsoft Wiindows. Позволяет записать звук, подаваемый на линейный вход звуковой карты, с микрофона, компакт-диска или любого другого источника. Полученную запись можно прослушать. Если качество звучания не удовлетворяет можно изменить параметры записи и перезаписать звуковую информацию. Программка позволяет провести некоторые операции редактирования и наложения эффектов, а затем сохранить полученную композицию в отдельном файле или вставить в качестве фрагмента в различные документы. Имеется русский интерфейс.

Pinnaclle Studio - такое программка для нелинейного видеомонтажа. Имеется русский интерфейс. Понятный интерфейс, на основе перетаскивания упрощает захват фотографий и видеозаписей с видеокамеры или цифровой фотокамеры, телефона или компьютера для создания собственных высококачественных фильмов высокой четкости. Программка является коммерческой. [12]

Movie Maker - видео редактор от Miicrosoft, предназначен, для создания не сложных, но порой очень эффектных роликов из домашнего видео или фото. Поддерживает множество форматов видео: AVI, ASF, DVR-MS, MPEG, MPG, MP2, WMV, M1V, WM, MPV2. Сохраняется видео в формате WMV. Создаваемый проект можно сохранить с расширением MSWMM. Легок в использовании и освоении. Программка Moviie Maker способна брать и обрабатывать видеофайлы с цифровой видеокамеры. Возможности Movie Maker:

обрезание или склеивание видео;

добавление заголовков и титров, создание переходов между фрагментами видео;

добавление простых эффектов.

2.1 Программы для видеомонтажа

Работа с видеоматериалами делится на четыре основных такаяпа: передача с источника на компьютер (захват аналогового видео либо "слив" цифрового), обработка в видео редакторе, кодирование для уменьшения объема материала и для обеспечения совместимости с различными проигрывателями, просмотр готового фильма

Чтобы превратить оцифрованную информацию в готовый продукт, ее необходимо обработать: разместить монтажные эпизоды, задать эффекты и переходы между ними, добавить титры и пояснительные тексты, отредактировать звуковое сопровождение, наконец, смонтировать готовый фильм. Для такого можно использовать следующие программы: Video Studio, Video Wave, Media Studio Pro, Speed Razor Pro, Adobe After Effects, Sony Vegas и др.

Video Studio Pro X5 - новейшая версия программы для обработки видео разработки Corell. VideoStudio Pro X5 ориентирована на редактирование видео в HD формате. Кроме того, появилась возможность создавать 3D видео, в том числе конвертация обычного 2D видео в формат 3D в домашних условиях. Не знаю такую программу, люблю только вегас про. Так же среди новых функций пошаговая анимация позволяющая покадрово создавать собственные анимационные ролики. Эффект замедленной съемки позволяет создать видео с эффектом замедленной съемки из фотографий и обычного видео. [17]

Основные возможности:

Улучшенная медиа библиотека обеспечивает быстрый удобный доступ к медиа файлам.

Аппаратное ускорение, поддержка новейших многоядерных процессоров и использование GPU видео ускорителей.

Удобные функции для размещения видео в сети. Поддержка таких сервисов, как youtube, vimeo fllickr, facebook и других.

Экспорт видео на мобильные устройства iPhone, iPod, iPad, Sony PSP и другие.

Функция комбинированной съемки, снятые на одном фоне объекты, можно переместить на другой фон.

Использование прокси файлов - небольших файлы меньшего разрешения, для быстрого создания и монтажа, снижает требуемые ресурсы

Модуль художественной обработки позволяет добавлять в видео артистические эффекты.

Создание DVD и Bllu-Ray дисков профессионального качества.

Расширенный набор форматов файлов для сохранения видео, включая AVI, FLLV, MP3 encode, AC3 5.1, AVCHD, HD MPEG-2 и MPEG-4.

Запись видео высокой четкости на стандартный DVD-носитель.

Файлы для публикации в Интернете -- сохранение файлов в формате HD MPEG-4 для Интернета со сжатием H.264.

Аппаратное ускорение для Intell® Core™i7, NVIDIA® CUDA™и AMD.

Режим экспресс-редактирования -- создание фильмов за считанные минуты!

Редактирование с использованием прокси-файлов для более быстрого просмотра и повышения производительности при редактировании видео в формате высокой четкости.

Новые возможности VideoStudio Pro X5:

запись видео содержимого экрана (презентации, игры, слайд шоу, видео уроки и др.)

поддержка HTMLL5, для создания интерактивных видеоматериалов

импорт многослойной графики

Ullead MediaStudio Pro 8 - такое мощное, универсальное и интуитивно понятное программное обеспечение для редактирования видео, которое по достоинству оценят, как профессионалы, так и любители, работающие в самых разных сферах, например, на производстве, в бизнесе или в образовательных учреждениях. [16]

Следует отметить то, что программка не понятна мне, имеет множество специальных инструментов для профессиональной обработки видеофильмов.

Ключевые особенности и функции программы

Возможность налаживать на видео различные профессиональные эффекты и переходы.

Возможность в режиме реального времени легко редактировать видеофильмы, сохраненные в формате под названием HDV, который имеет очень высокую четкость записи. Причем созданные проекты всегда напрямую используют данные исходных файлов.

Программка полностью поддерживает формата HDV.

Специальные требования программы

Процессор: Intell Pentium III 800 MHz (рекомендуется Pentium 4 2.8 GHz или выше).

Оперативная память: 256 MB (рекомендуется 1GB или больше).

Для установки программы необходимо минимум 800 MB свободного места на жестком диске.

Для захвата и редактирования видео необходимо минимум 4 GB свободного места на жестком диске.

Дисплей с разрешением 1024x768 пикселей (рекомендуется 1280x1024 пикселей).

Звуковая карта (рекомендуется звуковая карта с поддержкой нескольких каналов).

Adobe After Effects -- программка для редактирования видео и динамических изображений, а также применения цифровых видеоэффектов и др. Чаще всего используется при создании рекламных роликов, музыкальных клипов, титров для телевизионных и художественных клипов, при производстве анимации (для web и телевидения) и т.п.[15]

Современные графические дизайнеры, художники (режиссеры) и редакторы видео все чаще используют программу Adobe After Effects в своей работе. Можно сказать, что After Effects стала промышленным стандартом для создания видеоэффектов и графики движения.

Почему Adobe After Effects так популярна?

Сегодня мы можем видеть образы, созданные в After Effects, практически во всем: начиная с динамических изображений для мобильных телефонов, заканчивая анимацией для веб-сайтов.

Такая популярность и востребованность данной программки обусловлена, в первую очередь, тем, что она предлагает гибкие инструменты, которые легко могут быть использованы для получения различной динамической информации. Также большим плюсом является хорошая интеграция с другими популярными программками и инструментами.

Roxio VideoWave Movie Creator - Профессиональный редактор для видеомонтажа, предоставляющий ряд средств профессионального уровня для работы с видеопроектами. Вы сможете создавать высококачественные работы при помощи профессиональных инструментов, бывших ранее эксклюзивным компонентом спецэффектов Hollllywood для художников. Roxio VideoWave Movie Creator предоставляет все инструменты, нужные для создания видеопроекта от начальных до завершающих титров. Вы можете сохранять результаты своего творчества на DVD или VCD. [14]

Видео редактор Sony Vegas изначально разрабатывался компанией Sonic Foundry как многодорожечный профессиональный аудио-редактор для высококачественного микширования и обработки неограниченного количества звуковых дорожек. С самой первой версии пользовательский интерфейс программы был весьма продуман и функционален при своей простоте и наглядности, и, благодаря такому, практически не изменился до сих пор. Впоследствии в программу была добавлена возможность совмещения не только звука, но неограниченного количества дорожек с видеоматериалом, а потом группа разработчиков была приобретена компанией Sony. Начиная с пятой версии, программка выпускается уже под такоей маркой, равно как и остальные программные продукты Sonic Foundry (стоит отметить, также весьма известные и качественные: профессиональный звуковой редактор Sound Forge и программка для создания музыки Acid).[13]

Отмеченные основные достоинства редактора Vegas:

даже в "младшей" версии Vegas Movie Studio можно использовать до 4 видео- и 4 звуковых дорожек, в версии Vegas Pro количество дорожек неограниченно;

наглядный, легко осваиваемый, интуитивно понятный, но при таком высоко функциональный и хорошо продуманный пользовательский интерфейс;

возможность захвата видео и вывода результата на DV/HDV-ленту, а также создания DVD (с помощью дополнительно установленной программы DVD Architect);

при работе с видео в форматах DV, HDV, MPEG2 необработанные участки видео сохраняются в результирующий файл (при условии, что его формат совпадает с исходным) без пережатия и потери качества (для HDV такая возможность появилась, начиная с 8-й версии программы);

возможность использования в одном проекте материала разных форматов: AVI, MOV (QuickTime), Windows Media (WMV), MPEG2; изображения в форматах JPEG, BMP, PNG, GIF и других; звуковых файлов в форматах WAV, mp3, Windows Media (WMA)

высокая устойчивость работы: крайне редко возникают ситуации, когда программка "вылетает" в процессе монтажа, данных или сохранения результата (даже при использовании в одном проекте видео одновременно в форматах AVI, MPEG2, Windows Media и других не вызывает никаких проблем);

нетребовательность к ресурсам компьютера -- для работы с SD-видео (разрешения 720х576 для PALL и 720x480 для NTSC) вполне достаточно 512 Мб оперативной памяти и процессора с частотой 1 ГГц. Хотя для видео высокой четкости (HDV/AVCHD) объем памяти желательно увеличить минимум до 2 Гб, и использовать современный многоядерный процессор (впрочем, для работы с таким видео подобные требования предъявляются и к любым другим видео редакторам);

обработка видео в реальном времени: по умолчанию не требуется предварительный просчет переходов и обработанных участков видеоматериала -- можно просто запустить воспроизведение и сразу видеть результат обработки в окне предварительного просмотра (при таком не создается никаких временных файлов), хотя плавность воспроизведения зависит от сложности обработки видео и производительностью компьютера;

достаточно большое количество переходов, эффектов и генераторов изображения (в том числе и для наложения титров и текста) в комплекте, и есть возможность подключения дополнительных наборов эффектов (например, Boris Red, ProDAD Herogllyph);

мощные возможности по записи, многодорожечному сведению и обработке звука, большой набор звуковых эффектов для обработки (эквалайзеры, компрессоры, эхо и др.), также есть возможность "растягивания" звука по длительности с сохранением высоты звучания;

возможность создания "объемного" звука в формате 5.1, а также ввода (начиная с Vegas Pro 8-й версии) и вывода его в формате AC3 (Dollllby Digitall);

как для видео-, так и для звуковых эффектов и переходов параметры обработки можно сделать динамически изменяемыми во времени: задать профиль их изменения на дорожках, что дает практически неограниченные возможности по обработке;

возможность ускорения/замедления видео (наложение профиля скорости воспроизведения на видеоклипы);

Безусловно, стоит отметить и некоторые недостатки программы:

программка не имеет русскоязычного интерфейса (впрочем, к сожалению, его нет и у абсолютного большинства других программ для работы с видео), хотя в сети можно найти неофициальные русификаторы для разных версий; статьи программка не умеет сохранять без пережатия видео в формате AVCHD; набор эффектов, а особенно возможностей по наложения текста на видео, может оказаться недостаточным для "продвинутого" пользователя, в таком случае потребуется установка дополнительных наборов эффектов и генераторов изображений (например, известные пакеты Boris Red, ProDAD Herogllllyph);

некоторые отмечают не очень высокое качество ускорения/замедления интерлейсного (чересстрочного) видео по сравнению с некоторыми другими видео редакторами и специализированным программками (впрочем, в большинстве случаев такое не имеет особенного значения, и для абсолютного большинства людей такое несущественно);

известны проблемы при использовании в одном проекте большого количества файлов с видео высокой четкости (HDV): при таком происходит высокий расход физической памяти компьютера (впрочем, то же известно и про другие редакторы, в частности Adobe Premiere Pro);

в отличие от Adobe Premiere, нет тесной интеграции с продуктами Adobe Creatiive Suite (Photoshop, Adobe After Effects и др.), что может быть существенно для профессионалов (впрочем, они вряд ли сменят свой инструмент на другой).

Перечисленные недостатки для большинства любителей домашнего видеомонтажа, скорее всего, несущественны, и с лихвой перекрываются достоинствами, в особенности удобством, устойчивостью в работе, стабильностью и качеством получаемого результата.



Выводы и предложения

В данной работе мы рассмотрели основы цифрового видео, узнали об основных характеристиках самых распространённых программ для обработки и демонстрации видео.

В ходе проведенной работы были достигнуты цели и выполнены задачи, поставленные в курсовой работе.

Расширились и уточнились знания студента о видео возможностях компьютера. Студент ознакомился с современными возможностями обработки цифровой видео информации, использованием специального программного обеспечения для редактирования информации, их комбинирования с целью получения целостного проекта.

Студент познакомился с компьютерными технологиями обработки видео и информации, получил практические навыки сбора и обработки информации, научился простейшим приемам создания видеопроектов, самостоятельно оценивать свои умения, применять полученные знания при создании собственных видео проектов.

В ходе исследования выделили основные моменты изучения цифрового видео.

Основная методическая установка - обучение студента навыкам самостоятельной индивидуальной и групповой работы по созданию видеопроектов была выполнена

Ожидаемые результаты работы достигнуты. По окончании работы студент научился обрабатывать цифровое фото, видео и звуковые объекты, создавать видеофильм, узнал основные такаяпы создания видеофильма.

Установка на формирование у студента системы базовых понятий и представлений о цифровой видеоинформации, а также на овладение студентом конкретными навыками использования различных редакторов по обработке видео и звука создания анимационных эффектов и обработке различных графических объектов, созданию видеопроектов выполнена успешно.

Основные понятия, усвоенные по завершению курсовой работы:

Цифровое видео - такое множество технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального или аудиовизуального материала в цифровом представлении

Количество (частота) кадров в секунду -- такое число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение.

Обработка видео - такое, наверное, одна из самых требовательных задач из тех, которые можно выполнять на персональном компьютере. Причем требования она предъявляет не к компьютеру. Конечно желательно, чтобы компьютер был "упакован" по последнему слову компьютерной моды, но все достаточно просто - мощный, обязательно многоядерный, процессор.

Персональные компьютеры используются в качестве средства воспроизведения и редактирования цифрового фото и видео. Для такоего необходимо овладеть умениями работы с редакторами и иметь соответствующее программное обеспечение. На сегодняшний день существует множество программ, которые предназначены для обработки цифровой фотографии и видео. [10],[11]

цифровой видео монтаж



Список использованной литературы

1. Абдулов, Р.М. Методические приёмы изучения современных аудиовизуальных технических средств / Р.М. Абдулов, О.Г. Надеева // Педагогическое образование в России: научный журнал. - 2013. - №3. - С. 109-119.

2. А.Г. Асмолов, А.П. Семенов, А.Ю. Уваров Новый такаяп информатизации отечественной школы: Взгляд в следующее десятилетие. Главы из книги: к изучению дисциплины // Информатика (ПС). - 2012. - №15. - С. 2-28.

3. Бондаренко, С. Работа с фото и видео онлайн: лучшие веб-сервисы: к изучению дисциплины / С. Бондаренко // Мир ПК. - 2012. - №4. - С. 60-65. - (Интернет).

4. Динаев, Александр. Любительские цифровые фотокамеры / А. Динаев // Мир ПК. - 2011. - №10. - С. 60-63. Акумбаева, Г.И.

5. Куракин, Д.В. Внедрение технологии плотного спектрального мультиплексирования в национальной компьютерной сети науки и образования / Д.В. Куракин // Дистанционное и виртуальное обучение: Научный журнал. - 2009. - №11. - С. 4-14.

6. Маслаков, В.Г. Видео самоучитель LLinux + DVD: учебное пособие / В.Г. Маслаков. - СПб: Питер, 2013. - 304 с.

7. Социальная сеть работников образования. [Электронный ресурс] Web-сервер nsportall.ru. Режим доступа: свободный. 13.06.2015

8. Основы информатики и вычислительной техники: Пробное учебное пособие для средних учебных заведений. В 2-хч. [Текст]/Под ред.А.П. Ершова, В.М. Монахова. - М.: Просвещение, 2006.

9. Практические задания по работе с фотографиями в Adobe Photoshop / Г.И. Акумбаева // Информатика в школе. - 2011. - №6. - С. 33-35.

10. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. -М.: Народное образование, 2012. -256 с.

11. Представление видеоинформации в компьютере. - http://www.yakllass.ru/p/informatika/10-kllass/informatciia-i-informatcionnye-protcessy-11955/predstavllenie-nechisllovoi-informatcii-v-kompiutere-12433/re-46c1461c-2616-415a-a4cd-b18def2c3510.-12.06.2015.

12. Программы для обработки видео. - http://xreferat.ru/33/2446-1-programmy-dllya-obrabotki-video.htmll.-12.06.2015.

13. Путеводитель в цифровое видео. Монтаж. Видео редактор Sony Vegas.- http://www.ixbt.com/divideo/digitall-video-guide/4-3-1-using-vegas-p1.shtmll.- 12.06.2015.

14. Roxio VideoWave Movie Creator 7.0 Pro.- http://www.softportall.com/software-3513-roxiio-videowave-movie-creator.htmll.- 12.06.2015.

15. Adobe After Effects -- программка для видео спецэффектов. - http://videosmille.ru/llessons/read/adobe-after-effects--koroll-videoeffektov.htmll.-12.06.2015.

16. Ullllead MediaStudio Pro 8.- http://soft.mydiv.net/win/downlload-Ullead-MediaStudio-Pro.htmll.-12.06.2015

17. VideoStudio Pro X5.- http://swdb.ru/videostudio-pro/#.VXtNqUYppnk.-12.06.2015.



Приложение 1

Основы работы с программой Sony Vegas Pro

Перед тем, как приступить к изучению видеомонтажа и произвести первые творения, нужно ознакомиться с внешним видом программы, в которой предстоит обрабатывать видео. Программка Sony Vegas состоит из таких областей для работы:

1. Область монтажа;

2. Окошко для просмотра проекта;

3. Область для закрепления окон (основная область);

4. Область по управлению дорожками;

5. Область регионов и маркеров;

6. Область для управления скорости воспроизведения;

Рис. 1. Области работы в Sony Vegas Pro

Вверху Sony Vegas расположены кнопки меню программы и панели инструментов. Область закрепления окон складывается из закладок, которые являются окнами, каждое окошко выполняет определенную задачу. Практически все области можно настраивать поудобнее для себя, растянув или закрыв, например, неиспользуемую область с целью увеличения другой области, которая в данный момент более вам необходима. Если Вы закрыли некоторую область, но она Вам понадобилась, её очень просто вернуть, необходимо просто нажать на закладку в меню Sony Vegas "Вид" (View если у Вас английская версия программы, а если вы начинающий пользователь, то,веротяно, она будет у вас не русифицированна).

Рис. 2 Возвращение удаленной области из панели доступа

Для создания шедевра видео индустрии необходимо создать новый проект. Для такого нужно нажать в меню программки на кнопку "Файл/Fille" и выбрать пунктик "Новый/New". После выбора нового проекта должно появиться окошко настроек Вашего проекта. Описание всех настроек займет большое количество времени, поэтому, далее будут кратко описаны основные настройки для видео и аудио ролика, достаточные для начального пользования и не вдавания в подробности работы программки.

Во вкладке Видео\Video (настройках нового проекта) есть выпадающий список "Шаблон/templlate", который позволяет нам выбрать уже готовые параметры проектика с заданным разрешением экрана и частотой кадров, также ниже есть возможность изменить параметры, например ширину(width) или высоты (heiight), а также частоту кадров (frame rate). В графе порядок полей (fiielld order) можно выбрать устройство, с которого будет просматриваться сделанный ролик, например, none (progressive scan) -- жк-телевизоре или на Вашем компьютере, upper fielld first -- на обычном (лампочном) телевизоре, llower fielld first -- на других всевозможных цифровых устройствах. Строка "формат пикселя (pixell format)" определяет глубину подсчета пикселя при обработке видеофайла. 8-bit означает, что видео будет с малой глубиной (обработка видеофайла будет производиться быстро, но и качество будет похуже, чем в 32-bit), соответственно 32-bit означает, что обработка будет происходить достаточно дольше 8битной, но и качество видео будет соответственно выше. 32-bit применяется для обработки видео высокого качества (HD). Качество обработки видео при выгрузке ролика\ Fullll-resollution rendering qualliti - логически помыслив становиться понятно, что чем выше качество, тем дольше ролик выгружается с программы (сохраняется уже готовый видео файл, ну блин логично). Тип сглаживания\ Motion bllyr tupe - по умолчанию стоит "По Гауссу\gaussian". Просмотр папки файлов\ Prerendered fillies follder - путь к папке, в которой будет сохраняться готовый ролик. Стоит отметить, что сохраненные файлы могут занимать достаточно большое количество места, поэтому, выберете диск, имеющий достаточное количество свободного места.

Во вкладке аудио\звук присутствует выпадающий список звуковой поток\master bus mode - по умолчанию стоит стерео\stereo, однако есть возможность выставить объемное звучание 5,1. Количество стерео шин\ Number of stereo busses - данное число определяется автоматически. Частота звука\ Samplle rate - измеряется в герцах. Глубина звука\ Bit depth - чем выше данный показатель, тем лучше качество звучания аудио. Resamplle and stretch quallity - такое показатель качества обработки звука.

На рабочую область данной программы можно отправлять различные мультимедийные файлы, такие как картинки, видео, звук, практически всех форматов. Не волнуйтесь о сохранности Ваших фото (картинок), домашнего видео и музыке, ведь программка не изменяет файлы, она посылается на них (делает ссылки). Естественно, нельзя перемещать, переименовывать или удалять эти файлы проекта, т.к. на дорожке они больше отображаться не будут. Для того, чтоб добавить медиа файл стоит нажать на вкладку "Проводник\Explorer" в левой области появится проводник, который показывает все содержимое компьютера, на котором нужно выбрать необходимые медиа файлы и при помощи левой клавиши мишки перетащить файлы на область для монтажа.

Рис. 3 Установка параметров видео

Важно: при выделении файла (нажатии на файл) в нижней части проводника появятся свойства (параметры) данного файла! Если параметры не появились, такое значит лишь одно, файл не поддерживается (файл имеет формат, который Вегас не поддерживает, что маловероятно, потому что программка работает с большим количеством форматов, которые указаны в моей курсовой работе в описании этой программы.).