Нелинейный монтаж (NLE) занимает привилегированное положение в технологической цепочке современного телевизионного и кинопроизводства -- конечный продукт должен быть совсем уж "малобюджетным", чтобы его подготовка ограничилась только режиссерским замыслом и операторской работой. Как правило, после окончания натурных съемок как раз и начинается все самое интересное. Исходным сырьем для процесса нелинейного видеомонтажа служат потоки некомпрессированного видео, которые проходят несколько технологических этапов до получения выходного продукта -- готового к демонстрации видеоряда.
Любая система видеомонтажа начинается с платы ввода/вывода видео. За короткий срок сформировалась культура и идеология как построения систем NLE, так и самой работы с подобными продуктами. В подходах к компоновке плат NLE (и даже шире -- рабочих станций NLE) четко прослеживается несколько направлений:
* платы с аппаратной реализацией основных функций (собственный набор логики для обработки эффектов и переходов в реальном времени); * платы с программной реализацией основных функций (кодер/декодер видео на NLE-плате, эффекты и переходы обрабатываются центральным процессором рабочей станции); * платы гибридной компоновки (часть эффектов просчитываются специализированным процессором платы NLE либо графическим акселератором рабочей станции).
Более перспективной представляется тенденция использования плат второго типа, поскольку вычислительных средств современных компьютерных систем уже достаточно для работы с видео высокого разрешения (high definition, HD), к тому же процессорные мощности постоянно растут. К минусам аппаратных реализаций относятся цена изделия и определенный "субъективизм" производителя в части оптимизации и выбора реализуемых эффектов. Актуальность "программных" нелинейных систем подтверждается присутствием на рынке NLE-систем соответствующих продуктов от гигантов уровня Avid или Quantel. В индустрии представлено огромное количество аппаратно-программных комплексов, возможности которых целиком зависят от производительности центрального процессора (ЦП), но все они работают, в основном, в формате DV.
Тем не менее продукты первой тройки игроков на сегодняшнем рынке плат NLE -- Matrox, Pinnacle, Canopus -- относятся к гибридному типу. Такие популярные платы сегмента "около $1000", как Matrox RT.X100, Pinnacle Liquid Pro и Canopus DV Storm2, по-разному скомпонованы, но все они имеют аппаратную реализацию части эффектов (по выбору производителя) и либо оптимизированы под определенное графическое ядро видеоакселератора рабочей станции, либо даже содержат его на борту. Продукты семейства DeckLink компании BlackMagic являются первыми NLE-платами программной реализации основных функций, которые работают с некомпрессированным видео и имеют компонентные и SDI входы/выходы. Наличие на плате цифрового интерфейса SDI позволяет работать с профессиональным оборудованием (например, магнитофонами формата Digital Betacam), упрощает кабельные соединения за счет передачи по двухпроводной линии видео и 8 каналов цифрового звука. Справедливости ради стоит отметить, что DeckLink пришел на PC-рынок NLE из "параллельного мира" -- платформы Мас, где это семейство показывает выдающиеся результаты (обработка до 8 слоев некомпрессированного видео в реальном времени).
Blackmagic Design -- молодой агрессивный игрок на рынке карт для видеопроизводства и вещания. Австралийское происхождение компании не мешает ей теснить признанных лидеров рынка -- Pinnacle, Matrox, Canopus. Основной продукт Blackmagic Design -- семейство плат DeckLink для оцифровки видеопотока, монтажа, вывода и наложения эффектов в реальном времени.
Ключевые особенности:
* Платы видеомонтажа DeckLink дают возможность работать с источником видео (PAL и NTSС) в стандартном разрешении и HD. * Встроенный интерфейс RS422 DeckLink позволяет управлять видеомагнитофоном при работе как в Final Cut Pro HD, так и в Adobe Premiere. * С помощью софтверных кодеков Мас- и PC платформ можно обрабатывать захваченный мате риал при отсутствии самой платы (кросс-платформенная совместимость файлов). * DeckLink совместима со всеми внешними устройствами, имеющими интерфейс SDI (включая Sony Digital Betacam, D1, Panasonic DVC Pro 25, DVC Pro 50, D5, Sony J series и др.) и имеет драйверы для управления этим оборудованием по стандартному интерфейсу RS-422. * Наличие DV bridge позволяет воспроизводить видео DV-формата на компонентные (SDI) выходы. * Высочайшее качество обеспечивается уникальным кодеком от Blackmagic Design. Плата DeckLink может применяться и для работы с графикой. Вывод рабочего стола на внешний видеомонитор для предварительного просмотра в Adobe Photoshop, Adobe After Effects и Combustion дает возможность определить правильность наложения фильтров и обработки цвета. Для компоузинга используется качественный 64-битный RGB-кодек. * Плата поддерживает следующее программное обеспечение: Adobe Premiere Pro, Adobe After Effects, Adobe Photoshop, Apple Final Cut Pro, Shake, Discreet Combustion, iDVD, DVD Studio Pro, Color Finesse, Microcosm, Cleaner.
Что и как тестировалось
Целью проведения тестов было изучение скорости выполнения типовых технологических операций NLE доступными на массовом рынке инструментами. Чтобы проследить зависимость этого показателя от применяемой платформы и процессорной мощности, была взята младшая из плат Blackmagic Design семейства DeckLink -- DeckLink SP. Плата, по сути, представляет собой кодер/декодер видео без каких-либо аппаратных сопроцессоров обработки эффектов, что не только значительно уменьшает первоначальные затраты на построение NLE-станции и надежно защищает пользователя от "морального" устаревания оборудования, но и в нашем случае придает большую чистоту сравнению возможностей базовых платформ.
Если говорить об NLE-станциях PC архитектуры, то на рынке де-факто представлены две конкурирующие платформы под ресурсоемкие задачи видеообработки -- Intel Xeon и AMD Opteron. Не ставя себе целью сравнение по всему спектру тактовых частот и ориентируясь на станции массового спроса, автор взял для тестов двух NLE-систем младшие процессоры каждого производителя. Их стоимость находится практически на одном уровне, близка и цена базовых материнских плат. Остальные же компоненты рабочих станций полностью совпадают.
В качестве тестовой программы использовалось наиболее популярное NLE-приложение Adobe Premiere Pro. Что бы ни говорили его критики, в большинстве систем нелинейного монтажа начального уровня (и не только) применяется именно Premiere. Были выбраны встречающиеся в повседневной практике типы операций, скорость выполнения которых определяется процессорной мощностью: использование эффекта "размывания" изображения (Gaussian Blur), цветокоррекция (Color Correction), просчет смонтированной последовательности в один файл (Rendering). Параметром оценки производительности систем являлось время, потраченное на просчет данных задач. Тесты повторялись по три раза, результаты усреднялись.
Конфигурации тестовых систем Платформа Intel AMD Процессор 2xXeon 2,4 GHz (L2-кэш 512 KB, FSB 533 MHz) 2xOpteron 242 Материнская плата Tyan S2665ANF Thunder i7505 Tyan S2885ANRF Thunder K8W Память 2xDDR 512 MB PC3200 (unbuffered Kingston KVR400X64C3A/512) 2xDDR 512MB PC3200 (registered Kingston KVR400X72RC3A512) Видеокарта Club 3D ATI Radeon 9600, 128 MB DDR, 400/200 MHz, 128 бит, TV-Out, DVI Дисковая подсистема WD2000JD (200 GB, SATA, 7200 об/мин, кэш 8 MB) A/V Array Adaptec Serial ATA RAID 1210SA Kit+ Плата NLE Blackmagic DeckLink SP Шасси Chenbro SR107, БП 460W Zippy HP2-6460P EPS12V ОС Windows XP Service Pack 2
Комментарии к результатам
"Размывание" изображения
Задача "размывания" всего изображения или его части встречается при монтаже практически любых сюжетов. Так как операция производится над динамическими объектами, эффект применяется к каждому пикселу видеоизображения, а размер кадра составляет 720x576 пикселов с глубиной цвета 10 бит, то становится понятно, насколько данный эффект требователен к вычислительным ресурсам рабочей станции. В тесте использовалась 2-минутная некомпрессированная видеопоследовательность с глубиной цвета 10 бит, эффект Gaussian Blur просчитывался с параметрами Blurriness -- 5, Blur Dimension -- Horizontal and Vertical.
Представленная на графиках длительность прохождения процедуры показывает, насколько ресурсоемки типичные операции NLE: в тестовой постановке время просчета эффекта примерно на порядок выше продолжительности сюжета. Редактор, готовящий в эфир выпуск новостей или видеоотчет о каком-либо событии, на себе ощущает справедливость поговорки "время--деньги". Платформа AMD Opteron быстрее справилась с этим тестом, хотя нельзя сказать, чтобы в абсолютных величинах отрыв был принципиальным. Предшествующий опыт эксплуатации станций NLE подсказывает, что скорость выполнения наиболее тяжелых операций хорошо масштабируется по частоте процессора, поэтому замена взятых для теста процессоров Intel Xeon 2,4 GHz и AMD Opteron 242 на старшие модели может ускорить работу в несколько раз.
Цветокоррекция
Эта операция используется еще чаще, поскольку приходится исправлять ошибки оператора при съемке в сложных условиях освещения (ошибки баланса белого) либо снимая на DV (DVCAM). Или же хочется придать картинке большую естественность, либо "раскрасить ее под кино". И снова центральному процессору (процессорам) необходимо просчитывать каждый пиксел изображения. Стандартная процедура Color Correction применялась по отношению к той же 2-минутной некомпрессированной видеопоследовательности с глубиной цвета 10 бит.
В этой задаче платформы поменялись местами -- с небольшим отрывом лидирует уже Intel Xeon. Время прохождения процедуры по-прежнему в несколько раз превышает длительность видеоролика, и снова стоит подумать о замене процессоров на более мощные. Если говорить о семействе Intel Xeon на ядре Prestonia (FSB 533 MHz) с кэшем 512 KB, то следует ориентироваться на процессорный ряд 2,4/2,67/2,8/3,06 GHz, где пара старших Xeon примерно на $230 дороже пары младших. Соответственно такой же будет разница в цене станций NLE. Стоит ли такая переплата выигрыша нескольких минут на операции, каждый решает сам. Диапазон цен на процессоры AMD шире: пару Opteron 242 от пары Opteron 250 отличает сумма примерно $1400 и 800 MHz на каждом CPU. Возможно, кого-то привлечет в платформе более длинная и перспективная (в расчете на неизбежное удешевление) линейка поддерживаемых процессоров.
Рендеринг
Данный тест был выбран неслучайно. часто после длительной творческой работы приходится ждать десятки минут при просчете смонтированной видеопоследовательности в один файл. В тесте выполнялся просчет смонтированной в "склейку" 5-минутной некомпрессированной видеопоследовательности с глубиной цвета 10 бит в avi-файл.
Если первые две группы тестов относятся к творческой части работы и этими типами процедур при дефиците времени иногда можно пожертвовать, то рендеринга не миновать в подавляющем большинстве случаев. Абсолютно технологический, аппаратно-зависимый характер процедуры заставляет радоваться каждой отвоеванной минуте -- самому-то уже ничего сделать нельзя. Здесь платформа AMD Opteron берет реванш за поражение в предыдущем тесте. Время просчета и сборки видеоряда на платформе-лидере всего в два раза превышает продолжительность ролика, на отставшей платформе -- в пять раз.
Выводы
Всегда легко говорить о замене процессоров на более мощные или о замене одной платформы на другую, когда нет рамок бюджета, а свободное время для экспериментов, напротив, есть. Но чаще всего получается как раз наоборот. А еще имеются соображения, выходящие за пределы плоскости "цена/производительность" -- например, рекомендации разработчиков по совместимости оборудования или предполагаемый срок жизни платформы. Профессионалу NLE, в обязанности которого не входят сравнительные исследования, проще застраховаться, вняв советам производителя платы NLE. Авторизация продуктов поставщиков-смежников -- их прямая обязанность.
Не углубляясь в анализ особенностей реализации платформ-конкурентов, можно подытожить: задачи NLE крайне требовательны к процессорной мощности, платы NLE рассчитаны на высокую пропускную способность шины PCI. Кроме того, поскольку подобные задачи очень хорошо распараллеливаются, два процессора будут работать гораздо лучше (быстрее), чем один.
