Část 3 Digit alizace zvuku a videa

1. Část 3Digitalizace zvuku a videa Adolf Knoll Národní knihovna České republiky adolf.knoll@nkp.cz

2. Cíle Po ukončení této lekce budeme s to: • Pochopit podstatu digitálního zvuku a videa • Aplikovat základní řešení pro běžné užití a archivaci dat • Digitalizovat správně zvuk a video a vyrábět běžné produkty (VCD, SVCD, DVD Video atp.)

3. Digitalizace analogového zvuku a videa • Analogová data zvuku a videa jsou obvykle uložena na těchto nosičích: • Magnetické pásky, ať na cívkách, audiokazetách, VHS, Video 8 a dalších nosičích • Šelakových a vinylových černých deskách • Tato média m ohou být přehrána pouze na příslušných přehrávacích zařízeních (gramofon, přehrávače video nebo audiokazet, videokamery, atp.)

4. Jak je digitalizovat? • Přehrávací zařízení musí být spojeno s konverzním zařízením: • Zvuková karta v počítači pro záznam zvuku (konektor Line-In) • TV karta nebo video čip, jež umožňují konverzi analogového videa do digitální podoby (vestavěné v počítači nebo připojené přes USB, zabudované ve videorekordéru nebo kameře, …) • Pro zachycení dat je nezbytný software nebo utilita, které to umožňují

5. Line-In konektor zvukové karty Analogový signál z vývodu pro sluchátka Digitalizace vinylové desky

6. Video 8 analogová kamera USB konvertor Digitalizace Video 8 analogové nahrávky

7. Audiovizuální formáty: MPEG • Skupina Motion Pictures Expert Group (MPEG) vyvinula několik standardů, z nichž se nejvíce používají: • MPEG-1 (1988) – typická aplikace: VideoCD (VCD) • MPEG-2 (1994) – typická aplikace: DVD video nebo Digitální TV • MPEG-4 – typická aplikace: DivX nebo Xvid filmy

8. Zvuk v MPEG • Zvuk v MPEG videu může být uložen ve třech různých vrstvách. Vrstva č. 3 je známá odděleně jako MP3 zvukový formát • Další digitální zvukové formáty jsou: WAVE, WMA, OGG, MP3pro, AAC, … • Zvuk v audio CD není komprimován, zatím co v počítačovém světě je nekomprimovaný zvuk – zvláště pro jeho archivaci – ukládán ve formátu WAVE format (*.wav) • Většina stolních přehrávačů dokáže přehrát také MP3 audio, zatím co některé také WMA nebo dokonce AAC soubory

9. Rychlost přenosu/toku dat v audio souborech • rychlost přenosuv kbit/s • audio CD: 1411 kbit/s • MP3 CD kvalita: min. 128 kbit/s • Nižší rychlost je možná, pokud nejsou naše požadavky tak vysoké a/nebo můžeme použít WMA, AAC nebo další formáty • jelikož místo pro uchování digitálního zvuku už není kritickým kritériem, měli bychom se vyhnout nižším rychlostem

10. MPEG-1 ve VideoCD • VCD lze přehrát na stolních přehrávačích • VCD – povolená nastavení: • rychlost videa: 1140 kbit/s • zvuk: 224 kbit/s v MPEG-1 vrstva 2 • rozlišení statického obrazu: 352x288 pixelů v PAL, 352x240 v NTSC • 25 snímků/s v PAL, 23,976 snímků/sv NTSC • VideoCD je produkt, který má pevnou strukturu • Jedno CD může obsáhnout asi 70 minut videa kvality srovnatelné s VHS

11. MPEG-2 v DVD video • DVD video lze přehrát ve stolních přehrávačích • Video DVD – typická povolená nastavení: • rychlost videa: variabilníod 2,4 až do 9,6 mbit/s • zvuk: 192 kbit/s a více v MPEG vrstva 2 nebo PCM (nekomprimováno) nebo AAC • rozlišení statického obrazu: 720x576 pixelů v PAL • 25 snímků/s v PAL • DVD video je produkt, který má pevnou strukturu asestává z video objektů (VOB). • Jedno DVD může obsahovat od cca. 60 minut(vysoká kvalita) až po několik hodin videa (nižší kvalita)

12. MPEG-2 v SuperVideoCD • SVCD lze přehrát na stolních přehrávačích • SVCD – povolená nastavení: • rychlost videa: max. 2600 kbit/s • zvuk: 32 - 384 kbit/s v MPEG vrstva 2 • rozlišení statického obrazu: 480x576 pixelův PAL, 480x480 v NTSC • 25 snímků/s v PAL, 29,97 snímků/s v NTSC • SVCD je produkt, který má pevnou strukturu • Jedno SVCD může obsahovat asi do 35 minut videa

13. VCD – MPEG1 Porovnání rozlišení obrazu v typických produktech na optických discích SVCD – MPEG2 DVD – MPEG2

14. MPEG-4 • Nižší proměnlivý tok dat při srovnatelné kvalitě jako v MPEG-2 (přibližně 780 kbit/s zaručuje dobré výsledky) • Může být kombinován se zvukem v různých formátech, nejčastěji však s MP3 • Používá se většinou jako DivX nebo Xvid přístup k zakódování do MPEG-4, ale jsou možné i jiné přístupy, například NeroDigital • Video a audio parametrymohou být různé, ale určité profily se používají pro dosažení kompatibility se stolními zařízeními, např. Theatre Profile zaručuje, že video bude možno skutečně přehrát na stolních DVD přehrávačích s rozšířením DivX (většinou mohou přehrát MPEG-4)

15. MPEG v počítačích • *.mpg/mpeg – z přípony souboru nelze poznat, zda jde o MPEG 1 nebo 2 • MPEG-4 je obvykle uložen jako *.avi; jestliže je vyroben jako NeroDigital, pak jako *.mp4 • AVI formát (Audio-Video Interleave) může obsahovat velkou různorodost video a audio formátů (musí být vždy správně nastaveny) nebo může být nekomprimován (velmi rozsáhlé soubory) • Z ostatních formátů je ještě hojně používaný WMA od Microsoftu

16. Co používat: software • Audiograbber (freeware nahttp://www.audiograbber.com-us.net): umožňuje nahrávání Line-In analogového zvuku • Video konvertory se dodávají obvykle se základním software, ponejvíce konvertují do MPEG-2 • DVD příprava: nízká cena softwaru NERO Premium (http://www.nero.com) je dobré řešení • Pro MPEG-4 je příprava Xvid (http://www.xvid.org) založena na freeware, zatím pro co DivX (http://www.divx.com) kódování musí být software zakoupen • Pro práci s Xvid (a nejen s ním) lze použít volný software Auto Gordian Knot(http://www.autogk.me.uk)

17. Co používat: formáty a parametry • Pro audio používejte *.wav všude, kde je to možné, a MP3 s vysokými přenosovými rychlostmi pro konkrétní aplikace • Pro video používejte konverze do MPEG-2 s nejméně 4 mbit/s proměnlivé rychlosti (většinou stačí pro běžnou kvalitu VHS nebo Video8) a 224 kbit/s MPEG vrstvu 2 pro zvuk • Ostatní formáty a/nebo produkty vyrábějte až poté (např. WMA nebo AVI Xvid videoklipy pro Internet nebo videodisky VCD, SVCD, resp. DVD) z tohoto zdrojového souboru, který byste měli uchovat • Mějte na zřeteli, že pro přehrání speciálních parametrů musíte mít speciální kodeky (instalované součásti software, které dekódují/kódují příslušné soubory); z tohoto důvodu se vyhněte příliš speciálním netypickým nastavením výstupních souborů

18. Další informace • MPEG website: http://www.chiariglione.org/mpeg • další informace pro ty, kteří začínají: http://www.videohelp.com/