|
Создание анимаций для воспроизведения с
аналоговой видеоленты или пленки
существенно отличается от создания
анимаций, предназначенных для
компьютерного воспроизведения. Как
утверждалось в начале главы, вы должны
знать окончательный формат для проекта
задолго до начала создания
предварительных сцен, поскольку разница
между компьютерным и видео
воспроизведением оказывает влияние на
каждый аспект ЗО-анимации.
Настоящий раздел освещает детали
покадровой анимации для конечной записи
на видеоленту и предлагает краткое
обсуждение аппаратных технологий в
покадровой записи, подобных цифровым
дисковым рекордерам (DDR).
Запись компьютерных анимаций в реальном
времени
Наилучшее качество анимации достигается
тогда, когда образы с высоким
разрешением воспроизводятся настолько
быстро, что пара глаз-мозг может
различить отдельные образы в полном
цвете. Когда частота кадров падает ниже
20 кадров в секунду, типовой зритель
начинает замечать "фрагментарность"
анимации.
Целью является совершенно гладкое
движение, но определенные физические
факторы затрудняют ее достижение при
воспроизведении цифрового видео с диска.
Единственный кадр 24-разрядного цвета
(16.7 миллионов цветов) с
видеоразрешением в несжатом виде
занимает почти полный мегабайт. Сжатые
образы требуют приблизительно '/д
мегабайта памяти. Воспроизведение таких
образов со скоростью видеоленты (30
кадров в секунду) означает считывание 15
Мб данных с жесткого диска и передачу
этих данных на графическую плату каждую
секунду. Поддержка скорости передачи
данных на таком уровне при сегодняшнем
уровне развития PC-технологии
невозможна.
Прежде всего скорость падает гораздо
ниже того, что необходимо для поддержки
иллюзии движения. Но еще хуже то, что
скорость постоянно изменяется - менее
сжатые кадры проигрываются быстрее, а
кадры, которые совсем не сжаты,
увеличивают скорость анимации даже до
большего уровня.
Любая анимация, требующая предельно
точной скорости воспроизведения, не
должна зависеть от стандартов
компьютера. Различия в графическом
оборудовании компьютеров и даже объем
доступной памяти влияют на скорость
воспроизведения.
Способ решения всех перечисленных
проблем заключается в покадровой записи
анимации. Каждый кадр запоминается
отдельно на жестком диске компьютера или
на новейших специализированных
SCSI-потоковых аудио-видеоустройствах.
При высоком разрешении доступны все 16.7
миллионов цветов. При покадровом
копировании на видеоленту можно
рассчитывать, что анимация будет гладко
воспроизводиться при 30 кадрах в
секунду. Если вы работаете над судебной
анимацией, реконструирующей
дорожно-транспортное происшествие, или
над другим типом анимации, в которой
отсчет времени играет существенную роль,
запланируйте использование покадровой
записи.
При визуализации для воспроизведения с
видеосигнала (трансляции или ленты)
доступна возможность визуализации поля.
Такой тип визуализации, обсуждаемый
позже в разделе "Визуализация кадров
против визуализации полей",
воспроизводится на видеосистемах со
скоростью 60 полей в секунду,
обеспечивая абсолютно гладкую анимацию.
Выполнение визуализации на диск
В отличие от предыдущих версий 3D Studio,
коммерчески распространяемая версия 3D
Studio MAX не обеспечивает возможности
прямой визуализации на видеоленту. Не
имея программного и аппаратного
обеспечения контроллера 3D Studio MAX,
следует выполнять визуализацию на диск
или на DDR и затем переложить образы на
ленту. Преимущество непосредственной
записи на ленту заключается в том, что
не приходится беспокоиться о нехватке
дискового пространства. Но зато при
возникновении проблем приходилось
повторять всю визуализацию. Кроме того,
при прямой покадровой записи на ленту
изнашивается механизм записывающих
головок VTR из-за повторных и частых
установок на каждый кадр.
Профессиональные рабочие станции класса
PC-базированных видеорекордеров и
автономные DDR стали предпочтительным
методом для точного управления кадрами и
записи цифрового 3D на видеоленту.
Профессиональные визуализации 3D Studio
MAX, связанные с аналоговым видео,
прежде всего визуали-зируются в виде
файлов на стандартный жесткий диск,
высокоскоростное устройство SCSI AV,
систему RAID или дисковый массив в DDR,
а затем переписываются на аналоговый
видео носитель. Наиболее
распространенным форматом файла для
такой визуализации является сжатый файл
TARGA. Если пространство существенно
ограничено, можно визуализировать в
другие типы битовых файлов - например, в
файл JPEG, который имеет определяемый
пользователем коэффициент сжатия. Как и
в нашем обсуждении кодеков AVI ранее в
настоящей главе, главное различие, о
котором следует помнить, заключается в
том, что файл TARGA использует сжатие
без потерь, т.е. вы извлекаете из файла
в точности то, что туда записано. JPEG
является схемой сжатия с потерями и
результат степени сжатия может оказаться
заметным. Следовательно, для
высококачественных результатов
рекомендуется использование файлов TARGA.
3D Studio MAX выводит файлы как
непосредственно на устройства, так и в
определенные места диска. С продуктом
поступает один драйвер для такой записи.
Accom Work Station Disk (WSD) является
профессиональным DDR. WSD запоминает до
восьми минут несжатого цифрового видео в
исходном формате. WSD предлагает
устойчивый, независимый механизм для
запоминания и перемещения анимаций на
другие профессиональные носители.
Поищите информацию об использовании
Accom WSD в 3D Studio MAX Plug-In Help.
Достоинства визуализации на диск
Визуализация в файлы на диск
обеспечивает большую степень управления
над конечным выводом по сравнению с
визуализацией непосредственно на ленту.
Если образы слишком темны или слишком
светлы, их можно пропустить через Video
Post и изменить тональность. Если объект
содержит ошибку, можно повторно
визуализировать только данный объект и
присоединить его к сцене посредством
Video Post. Кроме того, если во время
записи анимации возникают проблемы с VTR
- пропущенные кадры, выпадения или
случайные аварии, следует только еще раз
переложить кадры на ленту, что гораздо
быстрее повторной визуализации целого
проекта.
Последовательные файлы
3D Studio MAX сохраняет каждый кадр в
последовательно пронумерованные файлы.
До четырех символов используются в
качестве первых символов имени файла, а
следующие четыре символа являются
номером (например, TESTOOOO.TGA,
TEST0001.TGA и т.д.). Будьте внимательны
с именованием вывода, поскольку вторая
группа из четырех символов в имени файла
является перезаписываемой. Имя файла
SEASHORE.TGA, например, перезапишет
SEASHELL.TGA, в обеих случаях присваивая
имя SEASOOOO.TGA.
Рекомендуется также, чтобы четвертый
символ имени файла был буквой, а не
цифрой. При использовании имени GP14 3D
Studio MAX добавит к нему
последовательный номер. Вдруг вместо
того, чтобы начинаться с 0000, нумерация
анимации начнется с 140000!
Соображения по поводу дискового
пространства
Каждый файл может иметь размер от 500 Кб
до 1 Мб. Файлы таких размеров могут
быстро добавляться, особенно если работа
выполняется в сети. Ротоскопированные
карты и текстуры, применяемые в проекте,
еще более ужесточают требования к
дисковому пространству.
Различные форматы файлов предъявляют
разные требования к дисковому
пространству. Файлы BMP имеют только 8
бит на пиксел или 256 цветов. Размер
файлов BMP значительно меньше, чем
размер 24-разрядных (16.7 миллионов
цветов) файлов TARGA. Компромисс
заключается в визуализации в
16-разрядный (64000 цветов) файл TARGA.
После прореживания с 24 разрядов до 16
различия в окончательном выводе
практически незаметны, а запросы
дискового пространства резко снижаются.
ПРИМЕЧАНИЕ
В случае визуализации альфа-канала либо
как Alpha-Split, либо как 32-разрядный
файл TARGA (результирующее дисковое
пространство идентично), помните, что
это займет в два раза больше дискового
пространства по сравнению с 16-разрядным
TARGA.
Конфигурирование для покадровой записи
Независимо от того, записываете ли вы с
DDR, PC-базированного контроллера и
дисковода, или стал доступным Plug-In
для записи непосредственно из 3DS МАХ на
VTR, существует несколько общих правил"
применимых к любому типу покадровой
записи на видеоленту. Более детальная
информация о конкретной конфигурации
приведена в руководствах, поступающих с
устройством управления кадрами и VTR
(видеомагнитофон, Video Tape Recorder).
Теория покадровой записи заключается в
том, что устройство "командует"
лентопротяжному механизму вернуться
назад на три или пять секунд. Это
делается для того, чтобы головки и лента
набрали скорость, прежде чем начнется
реальная запись. Подобный прием
называется подмоткой (рге-roll). Затем
устройство переводится в режим
воспроизведения и точно в тот момент,
когда лента находится на необходимом
кадре, выдается команда Record (запись)
на '/зд секунды. Затем после секунды
движения вперед лента останавливается-
Очередной кадр предоставляется для
записи и весь процесс повторяется - 30
раз для одной секунды анимации или 1800
раз для минуты анимации.
Некоторые устройства используют метод
записи анимации на ленту, который
работает быстрее и менее изнашивает и
рвет лентопротяжный механизм. Такие
устройства определяют, насколь быстро
кадры представляются для записи, и затем
начинают передавать многочисленные кадры
без подмотки. Например, если конкретные
кадры анимации могут загружаться за две
секунды, система подматывает и начинает
записывать кадры 0, 60, 120, 180 и т.д.
Затем система перематывает ленту к
началу и записывает кадры 1, 61, 121,
181 и т.д., пока вся анимация не
окажется записанной на ленту. В
зависимости от того, как много кадров
записывается, происходит огромная
экономия времени. Чем длиннее анимация,
тем больше времени экономится.
Код времени
Компьютер поддерживает на ленте дорожку,
где отдельные кадры проходят через
систему, которая называется кодом
времени. Код времени (также называемый
SMPTE кодом времени от Society of Motion
Picture and Television Engineers)
является системой, при помощи которой на
ленте записывается отдельная дорожка,
содержащая информацию кадра в формате
часы:минуты:секунды:кадры - например
01:22:35:03. Формат запоминается на
ленте в соответствие со способом,
похожим на то, как запоминается на ленте
аудиоинформация. Фактически некоторые
устройства, не имеющие отдельной дорожки
кода времени, прекрасно работают,
запоминая информацию кода времени на
аудиодорожкс.
Информация запоминается в 80 разрядах на
каждый кадр. Действительная информация
кода времени занимает только 48
разрядов. Остальные 32 разряда доступны
пользователю и называются
пользовательскими разрядами. Информация,
которую можно запомнить в
пользовательских разрядах, включает
команды управления, количество
перемоток, символьную информацию и пр.
Существует два типа кода времени -
Longitudinal Time Code (продольный код
времени, LTC) и Vertical Internal Time
Code (поперечный внутренний код времени,
VITC). Между ними практически нет
различий -каждый запоминает одну и ту же
информацию, только разным способом. LTC
запоминается на третью аудиодорожку,
тогда как VITC накладывается на
вертикальный пустой интервал. При коде
времени LTC информация записывается
вместе с сигналом на видео- или
аудиодорожку. LTC нельзя считать, когда
устройство находится в режиме паузы.
VITC хранит код времени статически между
кадрами, делая его доступным независимо
от того, движется лента или нет. По этой
причине VITC обычно предпочтительнее LTC.
Код времени с отброшенным кадром против
кода времени с неотброшенным кадром
Видео National Television Standard
Commitee (NTSC) (стандарта в Соединенных
Штатах) на самом деле не достигает в
точности 30 кадров в секунду. На самом
деле он составляет 29.97 кадров в
секунду из-за частоты несущей волны и
чередования полей видеосигнала. Для
каждого короткого телевизионного
сегмента, подобного 15-30 секундной
коммерческой рекламе, разница в частоте
кадров проблемы не представляет. Однако
долгий период времени достаточен для
того, чтобы возникли расхождения,
осложняющие работу чувствительных ко
времени приложений - таких как
транслируемые по сети шоу или
60-секундная реклама. При потере 0.03
кадра в секунду за минуту будет потеряно
1.8 кадра.
Для смягчения проблем, связанных с
отсчетом времени, применяется система
под названием код времени Drop Frame (DF).
При такой системе один кадр из 1000
отбрасывается для маскировки временных
различий, Это не проблема в длительных
редактированиях, поскольку редактор
может учесть выпавший кадр. Однако с
компьютеризованной покадровой анимацией
система не в состоянии учесть потерянный
кадр. 3D Studio МАХ не может обеспечить
вывод с корректным номером
"исчезнувшего" кадра. Если необходимо,
чтобы окончательный вывод был в коде
времени DF, прежде следует записать
анимацию на ленте Non-Drop Frame (NDF),
а только затем записать дорожку кода
времени с кодом DF или продублировать
анимацию на ленту с кодом времени DF.
ПРИМЕЧАНИЕ
Лента должна быть подготовлена к приему
данных до своего первого использования в
покадровой анимации. Процесс подготовки
аналогичен форматированию гибкого диска
перед его применением в компьютере и
иногда называется стиранием (blacking)
или расчерчиванием (striping) ленты.
Форматы VTR
Существует много различных типов
форматов покадровых видеозаписывающих
устройств. Они записывают единичный кадр
в абсолютно точной позиции тысячи раз в
день, не теряя кадры и не располагая их
в неправильной позиции. Качество этой
работы зависит от общего качества
механизма устройства, что
непосредственно связано с ценой. Не
ждите, что устройство SVHS за 3000
долларов сравнимо по качеству механики,
быстродействию или качеству образа с
устройством BetaSP за 15000 долларов.
Четырьмя основными категориями
видеооборудования являются
пользовательское, для профессионального
пользователя (prosumer), индустриальное
и профессиональное (иногда называемое
трансляционным). Пользовательские
устройства неспособны к покадровой
работе. Prosumer-устройства являются
следующей ступенью и включают как SVHS,
так и Hi-8. Prosumer-устройства наименее
дороги из тех, которые могут применяться
для покадровой анимации.
Индустриальная категория предлагает
образы лучшего качества в дополнение к
высококачественному устройству. В эту
категорию входят устройства V4", как У4"
так и ^"SP (Superior Performance).
Профессиональные устройства включают
Beta- и BetaSP-записываемые лазерные
диски, M-II, 1 дюйм и цифровые форматы
Dl, D2 и D3. Устройства
профессионального уровня хранят
видеосигнал разделенным на составные
части для улучшения качества образов.
Указанные форматы можно редактировать
любое число раз без деградации сигнала,
которая возникает при копировании одной
ленты на другую. Например, если
расположить анимацию на одной ленте,
отредактировать ее в видео и затем
выполнить дубликат или копию для
распространения, запишите мастер-копию
для двух поколений. Каждое поколение
ухудшает качество видео. Устройства
профессионального уровня устраняют
потерю качества, связанную с
копированием.
Аппаратная конфигурация VTR
Покадровое устройство записи и DDR или
компьютер-базированный контроллер
соединяются двумя наборами кабелей. Один
набор переносит видеосигнал. В
зависимости от устройства это может быть
(в порядке роста быстродействия) RGB,
Component, SVHS или Composite. Другой
набор кабелей является кабелями
контроллера. Таких кабелей может быть от
одного до трех типов в зависимости от
устройства - параллельные,
последовательные RS422 или
последовательные RS232. Между этими
тремя типами существуют значительные
отличия. Хотя после того, как они
настроены, никакая практическая разница
не заметна.
Многие старые устройства используют
параллельный интерфейс. Хотя и сходный в
концепции с параллельным портом
компьютера, это сильно отличающийся
интерфейс, который для работы должен
иметь аппаратный контроллер.
Большинство новейших устройств
используют 9-штырьковый последовательный
интерфейс RS422. Это стандартный
протокол Sony и он эмулируется
практически всеми новыми устройствами.
Последовательный интерфейс RS422
существенно отличается от
последовательного коммуникационного
порта компьютера. Кабель имеет
"сбалансированное" двустороннее
соединение - оба конца являются
"папами". RS232 (компьютерные
последовательные интерфейсные кабели)
являются несбалансированными - их концы
разного пола. Последовательный RS422
представляет собой стандартный
управляющий интерфейс между компонентами
в комплекте видеоредактирования.
Некоторые устройства в настоящий момент
могут управляться через последовательное
соединение RS232 - стандартный
компьютерный последовательный интерфейс.
По этой причине данными устройствами
проще всего управлять. Для всех
устройств необходимо приобрести карту
контроллера или программное обеспечение.
Доступны также специальные подключаемые
приложения 3D Studio MAX, созданные
независимыми разработчиками.
Вопросы синхронизации
Видеосигнал, поступающий с компьютера
необходимо синхронизировать с
лентопротяжным устройством. Если этого
не сделать, возможность помещения кадров
в корректные позиции на ленте будет
отсутствовать и дело закончится
половинками кадров. Это эквивалентно
вертикальному или горизонтальному бегу
кадров на экране.
Для синхронизации компьютерного вывода с
записывающим устройством выбирается один
из трех методов. Выбор зависит от того,
какое устройство используется в качестве
основного источника синхронизации. Как
главный источник синхронизации можно
использовать контроллер, записывающее
устройство или отдельный
синхронизирующий генератор. Если и
записывающее устройство, и контроллер
имеют входную и выходную синхронизацию,
можно воспользоваться любым из трех
методов. Если какое-либо из устройств
имеет только входную или только выходную
синхронизацию, выбор будет ограничен.
Предпочтительным методом является
применение внешнего синхронизирующего
генератора или "домашнего"
синхронизатора (house sync). Данный
метод синхронизирует не только
компьютер, но и весь комплекс для
редактирования. В результате все
оборудование прекрасно синхронизируется,
предоставляя возможность использовать
любой фрагмент без изменения соединения.
|
