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  应用技巧

更高 更快 更强

——新技术在非线性编辑系统中的应用

  

摘要
         近年来,电视制作技术经历了从模拟到数字、从线性到非线性、从标清到高清的发展历程。在这一发展过程中,非线性编辑系统凭借其优异的性能在影视节目制作中扮演着越来越重要的角色。而今,在广播电视数字化不断推进的同时,高清已经来到我们身边。从99年央视正式使用高清设备,到08年夏季奥运会高清制作和转播,再到如今大量的高清影视节目,高清已经浸入到我们的日常生活。
09年DDMN,中科大洋正式发布了D3-Edit HD系列高清非编中的最新型号:D3-Edit HD8 Pro(以下简称HD8 Pro),开创了高清非线性编辑系统核心部件全面国产化的先河。

更“高”的非线编
         在高清制作中,编辑设备对视音频处理的质量必须更高,才能正确还原画面及声音细节。HD8 Pro在硬件板卡、上下变换、特技处理、压缩算法等方面都做到了更“高”。

         高质量硬件板卡
        HD8 Pro新产品采用大洋自主研发的RedBridgeIII板卡(以下简称RBIII)。RBIII是大洋久负盛名的RedBridge广播级视音频板卡家族的最新成员,也是这个系列中首款支持HD-SDI的板卡,拥有完全自主的知识产权。它同时也是中国第一款支持HDTV的广播级视音频板卡。秉承大洋一贯对于质量的严格要求,RBIII在多个关键指标上都达到甚至超越了国际通行标准;同时提供丰富的实用功能,可以适用于非线性制作、字幕及图文包装、视频服务器等多个领域;此外,RBIII采用绿色环保设计,符合RoHS指令和CE、FCC的要求。在08年度“中国广播电视设备工业协会科技创新奖”评选活动中,RBIII也是唯一一个荣获“科技创新特等奖”的产品。


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        RBIII在多个关键指标上都达到甚至超越了国际通行标准,其SDI视频采用10bit,AES/EBU音频采用24bit;特别是在HD-SDI接口抖动这个非常关键的指标上,国标中,对于100kHz的抖动要求<0.2UI,10Hz的抖动小于1UI,而RBIII的这两项指标分别为0.14UI和0.16UI,比现行国际标准提升5倍,这使得RBIII在传输信号时误码率几乎为0。

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经泰克测试仪器检测的RBIII HD-SDI接口抖动特性

       “软硬兼施”的上下变换
          无论是电视台,还是众多行业用户,高清和标清两种业务在相当长时间内都会是并存的,上下变换(Scaling)是混合业务中最重要的功能。HD8 Pro系统内置了强大的Scaler芯片,能够实现基于运动预测的硬件级的上下变换,保证同时输出高、标清两路信号,并且不占用CPU资源,使非线性系统的编辑性能得到大幅提升。同时凭借优异的软件插值算法以及对噪声和边缘的处理,HD8 Pro可以确保高清项目输出标清成片文件时(比如DVD光盘刻录),也能获得最高质量的下变换效果。


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经HD8 Pro下变换输出的扫频信号频谱

         全色域特技处理
         图像在不同色域之间的转换过程可能会造成色彩细节的丢失,HD8 Pro的特技处理采用全色域图像处理,有效提升了特技处理的质量。无论是颜色调整、视频特效滤镜都能实现最精细的画面质量,即使面对最苛刻的后期制作要求,也能轻松应对。

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无损的特技处理                                                                                有损的特技处理

         全10bit工作流程
         通常的数字视频压缩编码采用8bit标准,对于日常节目制作已足够使用。但对于某些对画面质量要求极其苛刻的场合,比如商业广告、大型专题片、影视剧等,需要更高的量化精度。另外,由于后期制作工序的特殊性,8bit素材多代复制后的质量下降也使人们不得不将眼光投向更高的量化精度。D3-Edit HD产品家族早已支持高清10bit无压缩视频,最新发布的HD8 Pro还提供了对10bit压缩视频的支持,从而解决了高质量视频与存储带宽之间的矛盾,使得网络用户也可以真正体验高清图像带来的视觉冲击。

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10bit压缩复制第7代                                                                     
8bit压缩复制第7代

          Native格式支持
         近来,非线性记录介质在摄录市场的影响力正在逐步扩大,主流厂商纷纷推出基于不同压缩格式的非线性记录摄像机,在这种情况下,非线性编辑系统必须做到无需转码、直接调用其原始文件,才能使画面细节得到最好的保留。HD8 Pro支持主流的高清格式,包括松下P2系列的DVCPRO、DVCPRO 50、DVCPRO HD以及AVC Intra;索尼XDCAM系列的IMX、DVCAM、MPEG2 HD以及MPEG HD422;在消费级市场,采用半导体存储的AVCHD和XDCAM EX也能被HD8 Pro识别和编辑。同时,HD8 Pro也支持Apple的Quicktime文件以及AVID的DNxHD文件。除了这些高清格式之外,网络上流行的高/标清WMV、H.264、3GP等格式也可以在HD8 Pro中直接调用。对原码格式的支持避免了素材多次重新编码导致的质量下降。

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         低码率 高画质
         高清节目制作特别是电视剧、大型专题片制作,由于素材量大,数据量也非常庞大,通常我们采用代理码率的方式进行粗编,之后再进行回采、精编直至最后的合成输出母版。采用这种方式,硬盘空间占有量问题解决了,但带来的问题是代理码率图像质量不尽如人意,严重时甚至导致图像误读。HD8 Pro选用新一代压缩标准作为代理码率的推荐格式:H.264 Long GOP,可以保证在1:160压缩比时,依然保有所有的画面细节。同时,新压缩格式的画面质量,经主观评测较同码率的MPEG4格式大幅提升,避免了图像误读,极大的提高了节目的编辑水准。

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更“快”的非线编
         大多数电视节目都有着较强的时效性,事实上,所有的制片人都希望后期制作周期越短越好。如何才能让编辑工作更快捷?HD8 Pro为此做好了准备。

        无需渲染,才是最快的
         如果节目编辑过程中,经常需要停下手中工作,进行渲染、打包操作,无疑会干扰创作思路,降低效率。HD8 Pro作为大洋最新的高标清非线性编辑系统,集合了最新的软硬件技术,凭借高效的编解码技术以及基于硬件DSP的加速处理功能,最高可实现5层高清实时编辑,12层以上的标清实时编辑,同时提供满光栅全尺寸的视频输出。HD8 Pro顶级的实时能力,可以确保高速、高效的节目制作流程,提升节目制作效率。

         随着IT技术的飞速进步,CPU、GPU运算速度仍在持续加快,这使得HD8 Pro无论是在实时编辑的层数上,还是编辑操作的流畅度上,都有望随之获得更大的提升。

        更快的交互方式
         专业化的后期制作,导致人员分工必然更加细致和明确,剪辑、包装、混音、合成都需要在不同的专业站点上完成;同时,一个典型的后期制作网络,很可能是由来自不同厂商的若干制作岛、包装岛、音频制作岛组成;这使得素材和节目的交互成为不得不考虑的问题,同时也要求非编必须具备面向多平台的开放性工作流程,才能满足后期制作对效率的要求。
HD8 Pro能够直接访问Autodesk包装站点的资源管理器,提交半成品片段,并提取合成好的文件;利用标准的AAF交换格式,与AVID Meida Composer做时间线级的交互;同样利用AAF与Protools、Pyramix、Logic Pro等音频工作站直接交换故事板,实现完全在线共享的工作流程。


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        文件式的交互方式,不仅解决了效率问题,更进一步提升了节目母版的输出质量。我们假设,如果仍然使用磁带作为交换介质,那么每一次交换都意味着一次复制,而多代复制对于画面质量的影响是不容忽视的;而在由HD8 Pro提供的新方案中,所有的素材在异构系统间都是被共享的,无需转换格式,因此避免了多代复制可能带来的画质损失。

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       更快的合成速度
        随着电视台制播一体化建设的推进,多数电视节目制作完成后,都是以文件方式提交播出,而不再采用传统的下载磁带-磁带上载流程了。而电视节目特有的时效性特点,要求制作跟合成的时间都要尽可能短,最好能达到超实时。在时效性方面,HD8 Pro通过调用Intel全新的SSE4指令集使得节目合成速度提高了30%。

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         另外,HD8 Pro采用大洋独有的Smart-render技术,支持相同压缩格式文件不编码的重新封装合成方式,使得采用统一素材格式制作的节目实现高速合成,最高可实现10倍速合成。

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更“强”的非线编
         非编系统如何才称得上“强大”?每个人对此都有不同的定义。不过,将非凡的视觉效果、音频处理、图文动画集于一身,同时又保持了良好的可操作性,这一定是成为“强大”的非编系统的前提。

         强悍的双渲染
          引擎高清码率几乎是标清码率的5倍,这么大的数据量在做特技处理时,对非线性编辑系统提出了更高的要求。单纯依靠GPU渲染图像多少会有些力不从心,要么是图像质量不够高,要么是实时能力不够强。HD8 Pro继承了大洋D3-Edit HD家族特有的Acc.+GPU硬件双渲染引擎技术,最大程度消除了特技边缘锯齿的影响,使得特技效果无以伦比,画面细节完美无瑕,同时保证了编辑的实时性能。

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Acc.+GPU渲染,边缘细腻,细节清晰                        GPU渲染,边缘较粗,细节模糊

       完整的环绕声
       支持近百年间,电视从黑白变彩色,从模拟变数字,实现了无数个技术飞跃。而电视伴音,竟然一直是单声道!高清晰度电视终结了这一历史——环绕声伴音是高清电视的标配,无论是双声道,还是5.1,都能提供更强的临场感以及更精确的声音还原。5.1环绕声不是简单的声道数量的增加,它还包含了声像定位的功能,只有达到音源在空间内的精确定位,才能准确还原声场;HD8 Pro独有5.1声场定位功能,可以对音源在二维空间内进行定位,从而营造华丽的听觉效果。此外,通过与音频标准制定者的通力合作,HD8 Pro支持所有环绕声音频格式,包括: Dolby AC3、Dolby-E、DTS以及我国自主研发的环绕声格式DRA;其中,DRA在今年4月刚刚被公布为国家标准,即将广泛应用于内容制作、网络视频、移动多媒体广播、蓝光盘出版发行等多个领域。大洋非编也是首个支持DRA格式的节目编辑制作工具。

        HD8 Pro内置强大的音频特效处理模块,可实现精确到采样点的编辑,多种音效增强及修复功能,比如采样降噪、声音马赛克等,同时所有操作均可实现边听边调整的操作流程,满足音频编辑的基本需要。

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         集成的3D动画
         创作HD8 Pro内嵌基于3D Pilot技术的专业3D动画创作工具,可轻松实现真正三维图文的在线创作。三维文字、三维图表、三维图形只需几个简单步骤就可制作出精美的图文素材;内置的三维图文创作工具与非线性编辑系统一样,提供基于关键帧的时间线编辑方式,并随机提供了大量的图文特技、转场;除此之外,HD8 Pro还实现了对3D模型文件的直接引用,避免了传统TGA系列、视频文件导入3D模型时流程繁琐、操作复杂的问题。

         低成本高清监看监听
         目前,虽然高清制作已成为现实,但监看问题在很多情况下并没有很好的得到解决。近来,高清监视器的成本在不断下调,但仍显昂贵,尤其是网络化大规模制作时,监看的投入成本更是不可小觑。在这个问题的解决上,HD8 Pro除提供传统视音频接口外,还特别提供了HDMI接口。一根电缆就可以解决全尺寸高清画面的监看问题,以及5.1环绕声的监听问题。同时,由于普通平板电视和电脑显示器均提供HDMI接口,因此可以节省整个系统的监看成本。

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         全新实用模板库
         HD8 Pro自带了大量的全新模板,这其中包括重新整合的视频特技以及转场特技,新增的数百个音频特技模板、数百个实用的三维图文模板。这些方便快捷的模板可以帮助创作人员在有限的时间内制作出美轮美奂的图文效果,缩短节目制作周期。同时,HD8 Pro随机附送Magic cool 1000视频背景素材库,海量的背景素材可适用于各类不同的节目类型。

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总结
         技术的不断更新推动了非编系统使用体验的不断升级,大洋公司愿凭借20年积累的丰富经验,结合最尖端的科学技术,满怀激情为广大节目制作人员提供最满意的非线性编辑系统!


 
 
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