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VIDEOBEARBEITUNG AM PC
Sehen heißt glauben...
Mit meinem P4 PC möchte ich auch Videos bearbeiten. Ich
besitze keine Videokamera aber einige VHS Videos die mit geliehenen Kameras
aufgenommen wurden. Schon lange wollte ich die Filme schneiden, denn wem
kann man schon zwei Stunden Videomaterial ansehen zumuten. Mit dem P4
System habe ich es nun endlich geschafft. Aber der Weg war recht steinig
obwohl laut Werbung alles kinderleicht ist. Videobearbeitung am PC erfordert
ein leistungsfähiges Gesamtsystem. Hier sind meine Erfahrungen.
Meine Videobänder sind VHS-C Kassetten. Da ich keine
Kamera besitze, muss ich diese mit einem handelsüblichen Adapter im Videorecorder
abspielen. Dabei entsteht ein erstes Problem. Die Kopftrommeln von Camcorder
und Videorecorder haben unterschiedliche Durchmesser. Als Ergebnis können
Störungen bei der Wiedergabe mit Videorecorder entstehen. Teure Videorecorder
haben dafür ein TBC ( Time Base Correction) System
eingebaut. Bei meinem Recorder ist das nicht vorhanden. Es entstehen am
unteren Bildrand Verzerrungen. Das ist Systembedingt und kaum zu ändern.
Der Videorecorder liefert seine Ausgangssignale nur an einer Scartbuchse.
Ich verwende einen handelsüblichen Adapter von Scart auf Cinch. Dort werden
dann handelsübliche Kabel zum PC angeschlossen. Die Videokarte hat einen
FBAS Cinch Anschluss, die Audiokarte einen 3,5 Klinke Stereoeingang. Startet
man nun eines der Aufnahmeprogramme dann sollten Bild und Ton vorhanden
sein. In den Eigenschaften der Videokarte kann man einige Werte des Videosignals
einstellen. Es hat sich gezeigt, dass die Signale verschiedener Videorecorder
nicht gleich sind. Im Extremfall braucht man ein Zusatzgerät um die Signale
anzupassen. Zur Beurteilung der Bildqualität am PC ist ein Testbild sehr
hilfreich. Der Weg über die Aufnahmeprogramme ist notwendig, da mein Schnittprogramm
(Pinnacle Studio7) das Aufnahmegerät im PC nicht erkennt. Für diesen Fall
wird von Pinnacle das Programm AM-Capture mitgeliefert.
Einstellungen bei AM-Capture für VHS Aufzeichnung. Dieses
Programm erzeugt AVI Dateien. Diese sind nicht komprimiert. Eine AVI Datei
ist wesentlich größer als eine MPEG Datei. Studio7 braucht eine AVI Datei.
Das hat den Vorteil des wirklich bildgenauen Schnitts. Also ist es eigentlich
sinnvoll gleich eine AVI Datei zu erstellen? Ja, aber hier kommt das nächste
Problem. Die Systemleistung meines PC reicht nur um VHS Qualität ohne
Fehler aufzunehmen. Sobald man eine höhere Auflösung einstellt, um z.B.
von einer DVD aufzuzeichnen, werden Bilder ausgelassen. Bei 720x576 Pixel
habe ich etwa 6,5% Bildverlust ermittelt. Was funktioniert da bei einem
P4 2GHz PC nicht? Der Flaschenhals ist die Festplatte. Ich habe nur eine
UDMA100 IDE Platte mit 5000 U/min. Solche Platten sind im Mittel schnell
genug. Bei AVI ist aber Echtzeit gefragt. Eine IDE Platte muss regelmäßig
die Köpfe kalibrieren. Außerdem macht WXP ab und zu auch irgendwas auf
der Platte. Wenn man es richtig machen will, dann braucht man für die
Videoaufzeichnung eine eigene, spezielle Platte an einem eigenen Controller.
Einstellungen bei InterVideo WinCoder. Dieses Programm
zeichnet gleich im MPEG Format auf. Es wurde mit meinem PC geliefert.
Hier ist die Platte schnell genug. Die MPEG Datei wird durch Software
mit Videocodecs erzeugt. Die Qualität ist von den Codecs abhängig. Ich
habe gelesen, dass ein Hardwarecodierer bessere Qualität liefert. Auf
jeden Fall ist eine MPEG Datei komprimiert und hat schon Qualitätsverluste.
Da die Datei noch zweimal umgerechnet wird um eine SVCD zu erhalten, wird
das Ergebnis schlechter ausfallen als bei einer AVI Datei als Ausgangsmaterial.
Das Programm WinProducer wurde mit meinem PC geliefert.
Es kann MPEG Dateien direkt verarbeiten. Die Schnittmöglichkeiten reichen
lange nicht an Studio7 heran. Bei der Erzeugung der SVCD Datei sind die
Parameter genau einzustellen sonst hat die Brennsoftware ein Problem.
Studio7 von
ist eine brauchbare Software für den Heimanwender. Wer jemals mit irgendwelchen
Schnittpulten und mehreren Videorecordern ein Video hergestellt hat, wird
das alte Zeug schnell weglegen. Studio7 braucht für Video eine AVI Datei.
Pinnacle bietet auf der Internetseite ein Konvertierungsprogramm TRex
an.
Man sollte die REDME Datei lesen. Ab Studio8 kann man
MPEG auch direkt verarbeiten. Die SVCD Ausgabe ist problemlos. Als Richtwert
für die Rechenzeit habe ich auf meinem PC etwa 3x Echtzeit ermittelt.
Beide Softwareprogramme haben die Eigenschaft sich nach einiger Zeit mit
einem Systemfehler zu verabschieden. Deshalb sollte man seine Projekte
regelmäßig speichern.
Meinem PC liegt das Brennprogramm bei. Damit kann man eine VCD erzeugen. Für eine SVCD braucht
man ein Plugin (16EUR). Das bekommt man auf der Internetseite.
prüft die Dateien und man muss Warnungen ernst nehmen.
Mit meinem DVD Player gibt es kein Kompatibilitätsproblem.
Nero kann ein einfaches Menü erzeugen. Das wird nach
dem Start der CD angezeigt. Die Auswahl des Videos erfolgt mit der ensprechenden
Nummer auf der Fernbedienung.
Bei Eigenschaften der SVCD Datei kann die Pause auch
auf unendlich gesetzt werden. Dann muss die CD nach jedem Video neu gestartet
werden. Hier beginnt nach 5s das nächste Video. Nach dem letzten Video
wird wieder das Menü angezeigt.
Ist im Menü die Miniaturansicht ausgewählt kann man hier
aus dem Video ein Bild auswählen, das dann im Menü angezeigt wird.
Eine SVCD kann, je nach CDR Typ, rund 40 Minuten Video
aufnehmen bei etwa Fernsehqualität, was natürlich vom Ausgangsmaterial
abhängt. Ein DVD Player muss CDR abspielen können und das SVCD Format
unterstützen. Von einem DVD Player kann man Kopien auf VHS Recordern machen.
Die CD ist im Brenner ohne Verluste zu kopieren. Die meisten DVD Abspielprogramme
für PC können auch SVCD richtig wiedergeben.
Noch eine gute Nachricht: Ab Studio8 soll die
Software direkt brennen können, sowie DVD Menüs unterstützen.
Ohne Normen geht es nicht. Das in Deutschland genutzte
Fernsehsignal wurde von der CCIR (Comité Consultatif
International Radiocommunications) schon vor langer Zeit am
Beginn des Fernsehzeitalters festgelegt. Ist ein Gerät nach dieser Norm
hergestellt wird es auch in Deutschland funktionieren. Damit wird sichergestellt,
dass man ein Fernsehgerät auch am Südpol kaufen kann. In diesen fernen
Zeiten konnte sich kein Mensch die digitale Technologie von Heute vorstellen.
Die Signalverarbeitung erfolgte analog. Es ging darum, ein brauchbares
Bild mit vertretbarem Aufwand über große Entfernungen zu übertragen. Selbst
die Farbe spielte noch keine Rolle. Alle Weiterentwicklungen mußten in
diese Norm gepackt werden, weil Empfänger millionenfach existieren und
die Frequenzraster festliegen. Alle Versuche andere Standards, wie zum
Beispiel das Hochzeilenfernsehen einzuführen, sind bisher gescheitert.
Aus der CCIR Fernsehnorm ergeben sich bis Heute alle Videostandards mit
ihren Problemen.
Ich betrachte hier nur die Bildübertragung. Am Anfang
steht der Bildpunkt. Das ist in der Fernsehtechnik eine quadratische Fläche
deren Kantenlänge gleich der Dicke einer Zeile ist. Ein zu übertragendes
Bild hat ein Breite-Höhe-Verhältnis von 4:3, wird in 625 Zeilen zerlegt
und 25mal pro Sekunde im Zeilensprung Verfahren übertragen. Man stelle
sich von links nach rechts aneinandergereihte Bildpunkte vor, die abwechselnd
schwarz und weiß sind. Einige der 625 Zeilen werden für die Dauer des
Bildrücklaufes ausgetastet. CCIR reserviert dafür 6,5% der Bildhöhe. Somit
bleiben für das sichtbare Bild 625-6,5%=585 Zeilen. In einer Zeile müssen
4/3*585=780 Bildpunkte Platz finden. Der Austastimpuls ist in der Norm
mit 18,85% der Zeilenlänge festgelegt. Die 780 Bildpunkte müssen bei einem
sichtbaren Bildformat von 4:3 81,15% der Zeilendauer ausmachen. Um eine
Zeile mit der Austastlücke zu schreiben wird der 625. Teil der Bildabtastzeit
(1/25s) benötigt, das sind 64µs. Davon entfallen 81,15% auf die Bildpunktinformation
also rund 52µs. In dieser Zeit sind die 780 Bildpunkte abzutasten. Eine
Schwingung der Videospannung kann zwei Bildpunkte übertragen. Deshalb
müssen in den 52µs 390 Schwingungen übertragen werden. Somit dauert eine
Schwingung rund 0,134µs. Das entspricht einer Frequenz von 7,5MHz. Das
ist die mögliche Videobandbreite bei CCIR. 7,5MHz Bandbreite sind nicht
wenig. Dazu kommen noch Bandbreiten für den Ton. Der ganze Mittelwellenrundfunk
hätte da rund siebenmal Platz, oder man könnte im UKW Bereich gerade mal
2 Fernsehsender unterbringen. Die Techniker erhoben wohl Einspruch und
man einigte sich auf eine Videobandbreite von 5MHz. Danach wurde von der
CCIR das Kanalraster für die Fernsehsender verteilt, so ist es auch heute
noch. Wenn man den obigen Rechenweg rückwärts mit 5MHz rechnet, kommt
man für das Fernsehsignal auf eine Bildauflösung von etwa 520 Bildpunkten.
Das ist, was Fernsehzuschauer kennen.
Etwa 1975 wurde von einer japanische Firma mit dem Namen
JVC (Victor Company of Japan) das heute weltweit
bedeutende VHS (Video Home System) entwickelt.
In Japan ist ja alles etwas kleiner, wahrscheinlich auch die Fernsehbilder.
Eine Videobandbreite von wenigstens 5MHz aufzuzeichnen wollte man dem
Konsumenten nicht zumuten und man legte fest, dass 352 Bildpunkte auch
reichen (etwa 3,4MHz). Viele Geräte kommen nicht einmal an diesen Wert.
Wie dieses System Weltstandard werden konnte habe ich nie begriffen. Als
Ergebnis unterscheidet sich ein aufgezeichnetes Fernsehsignal deutlich
vom Original. Da viele Camcorder mit VHS arbeiten sind die Bilder entsprechend.
Wenn dann noch Kopien vom Original gemacht werden ist bald nichts mehr
zu sehen. Das hat einer ganzen Generation von Videofilmern den Schlaf
geraubt. Aber die Techniker hatten ein Einsehen und schufen den SVHS
(Super VHS) Standard, mit einer Auflösung von 480 Bildpunkten
(etwa 4,6MHz). Das ist fast Fernsehqualität. Man muß nun wissen, dass
es zu analogen Zeiten nicht einfach war diese Videobandbreiten in Fernsehgeräten
zu verarbeiten. Deshalb sind vielen Konsumenten die Unterschiede kaum
aufgefallen. Aber mit der Entwicklung der Digitaltechnologie wurde alles
anders. Moderne Fernsehgeräte holen aus dem HF Teil alles raus was vom
Sender ankommt. Dadurch wird aber der Qualitätsunterschied zum VHS Standard
noch deutlicher. Was schon schlecht aufgenommen kann man kaum verbessern.
Mit der Digitaltechnik kam endlich auch die Qualität.
Um 1995 wurde die DVD (Digital Versatile Disc) geschaffen.
Es können 720 Bildpunkte wiedergegeben werden (fast 7MHz). Um diese Bandbreite
am Fernsehgerät auszunutzen muss das Signal direkt in die Videoendstufen
(RGB Anschluß) eingespeist werden. Auf einem guten Fernsehgerät sieht
man dann ein Bild von nie gekannter Qualität. Anfang 1996 zog die Digitaltechnik
dann auch bei den Camcordern ein. Mit DV (Digital Video)
wurde ein Standard für Magnetband Aufzeichnung geschaffen der eine Videobandbreite
von mehr als 5MHz zuläßt.
Digitalstandards und Kompression
AVI bis 720x576, MS-Windows, Keine Kompression
VCD 352x288, CDROM, Kompression MPEG1
SVCD 480x576, CDROM, Kompression MPEG2
DVD 720x576, DVD, Kompression MPEG2
DV, Camcorder, Kompression DCT
MPEG (Moving Pictures Experts
Group), Komprimierungsstandard für bewegte farbige Bilder (Videos)
und Ton. Bislang wurden vier Standards für Video normiert (MPEG-1 bis
MPEG-4). Bei der MPEG-Kompression werden Videosignale in drei Typen von
Frames zerlegt: Intra-Frames (I-Frames, d. h. unbewegte JPEG-Bilder),
Predicted-Frames (P-Frames, sie geben die Differenzen zwischen den Intra-Frames
an) und Bidirectional-Frames (B-Frames, sie codieren die Differenzen zwischen
Intra- und Predicted-Frames). Jeder Frame wird wiederum in drei so genannte
Planes für die Farbwerte zerlegt - ein Plane für Luminanz- (Leuchtdichte)
und zwei für die Chrominanz-Werte (Farbart). Alle Planes werden in Blöcke
von 8×8 Pixel gerastert und wie JPEG-Formate weiter codiert (Discrete-Cosine-Transformation
DCT) und sodann mit Huffmann-Tabellen komprimiert. Die Komprimierung funktioniert
wie bei JPEG: Ähnliche Farbwerte werden zusammengefasst; die Anzahl der
somit als gleichwertig definierten Farbfelder wird in Tabellen gespeichert.
Alle MPEGs besitzen drei Layer: je einen für Video, Audio und System.
MPEG leistet Kompressionsraten von maximal 180:1.
MPEG-1 (ISO 11172) wurde 1991/92 entwickelt und
reduziert das TV-Signal von original 166 Megabit pro Sekunde (Mbit/s)
auf 1,5 Megabit pro Sekunde
MPEG-2 (ISO 13813) leistet im Gegensatz zu MPEG-1
die volle Auflösung eines TV-Signals. MPEG-2 ist voll abwärtskompatibel
zu MPEG-1.
MPEG-3 wurde speziell für HDTV (High Definition
Television). Dieses Format wurde später aufgegeben, da HDTV auch in MPEG-2
integrierbar war.
MPEG-4 (ISO 14496) wurde für interaktive Anwendungen
entwickelt (1993-1998) und leistet 174×144 Pixel bei 10 Hertz. Die Datenrate
wurde mit 4 800 Bit pro Sekunde bis 64 Kilobit pro Sekunde bewußt sehr
gering gehalten, damit Videotelefone (Bildtelefone), Multimedia Email,
elektronische Zeitungen u. a. Anwendungen ermöglicht werden.
DCT (Discrete Cosinus Transformation)
komprimiert im Gegensatz zu MPEG jedes einzelne Vollbild. Dadurch wird
der exakte, bildgenaue Schnitt möglich.
M.L. August 2002
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