Что называется кадром в видеоряде
СОДЕРЖАНИЕ
Использование ключевых кадров как средства изменения параметров
В программных пакетах, поддерживающих анимацию, особенно трехмерную графику, есть много параметров, которые можно изменить для любого объекта. Одним из примеров такого объекта является источник света (в трехмерной графике источники света работают так же, как и источники света в реальном мире. Они вызывают освещение, отбрасывают тени и создают зеркальные блики). Источники света имеют множество параметров, включая интенсивность света, размер луча, цвет света и текстуру, отбрасываемую светом. Предположим, что аниматор хочет, чтобы размер луча плавно изменялся от одного значения к другому в течение заранее определенного периода времени, что может быть достигнуто с помощью ключевых кадров. В начале анимации устанавливается значение размера луча. Другое значение устанавливается для окончания анимации. Таким образом, программа автоматически интерполирует два значения, создавая плавный переход.
Редактирование видео
Сжатие видео
При сжатии видео ключевой кадр, также известный как « внутрикадровый », представляет собой кадр, в котором полное изображение сохраняется в потоке данных. При сжатии видео только изменения, которые происходят от одного кадра к другому, сохраняются в потоке данных, чтобы значительно уменьшить объем информации, которая должна быть сохранена. Этот метод основан на том факте, что большинство видеоисточников (например, типичный фильм) имеют лишь небольшие изменения в изображении от одного кадра к другому. Каждый раз, когда происходит резкое изменение изображения, например, при переключении с одной камеры на другую или при смене сцены, необходимо создать ключевой кадр. Полное изображение для кадра должно быть выведено, когда визуальная разница между двумя кадрами настолько велика, что для представления нового изображения постепенно из предыдущего кадра потребуется больше данных, чем для воссоздания всего изображения.
Поскольку при сжатии видео сохраняются только инкрементные изменения между кадрами (за исключением ключевых кадров), невозможно выполнить быструю перемотку вперед или назад к любому произвольному месту в видеопотоке. Это потому, что данные для данного кадра только представляют, чем этот кадр отличался от предыдущего. По этой причине при кодировании видео полезно включать ключевые кадры с произвольными интервалами. Например, ключевой кадр может выводиться один раз для каждых 10 секунд видео, даже если видеоизображение не изменяется достаточно визуально, чтобы гарантировать автоматическое создание ключевого кадра. Это позволит осуществлять поиск в видеопотоке с минимальным интервалом в 10 секунд. Обратной стороной является то, что результирующий видеопоток будет больше по размеру, поскольку многие ключевые кадры добавляются, когда они не нужны для визуального представления кадра. Этот недостаток, однако, не приводит к значительной потере сжатия, когда битрейт уже установлен на высокое значение для лучшего качества (как в формате DVD MPEG-2 ).
VIDEO-SAM.RU
Все о работе с видео
Учебные курсы
Подпишитесь на бесплатную почтовую рассылку по созданию видео.
В любой момент вы cможете отказаться от подписки, если она вас не устроит.
Популярные статьи
Свежие статьи
Ключевые кадры в видео
Для уменьшения объема видео при хранении и передаче используется видеокомпрессия или сжатие видео, которое происходит по различным алгоритмам.
Понятие «ключевые кадры» пришло из мультипликации, где начальный и конечный кадры какого-то фрагмента называются ключевыми, а мультипликатор создает все промежуточные кадры между ними, чтобы получить движение.
Современные программы для монтажа, создания эффектов, анимации прекрасно справляются с этой работой.
Вернемся к дельта-сжатию. Поскольку при таком способе кодирования нужно сохранять меньше информации, то видеопоток и размер полученного видео будет меньше.
Когда видео воспроизводится, сначала демонстрируется ключевой кадр, а потом на него последовательно накладываются изменения, которые содержатся в дельта-кадрах.
После, нескольких, например, десяти дельта-кадров опять идет ключевой кадр. Ключевые кадры обычно требуются при смене сцены, хотя это не обязательно. Если в настройках выставлен большой битрейт, то кодек может справиться и просчитать разницу и при резкой смене картинки.
Но даже если нет резких изменений изображения, ключевые кадры полезны для устранения помех, которые могут по разным причинам возникать при передаче видео. В этом случае ключевой кадр устранит все неточности изображения.
Если вы работаете в какой-то монтажной программе, то она сама создает ключевые кадры в нужных местах, обычно для них есть специальные обозначения.
При выводе и кодировании видео в настройках используемого кодека можно устанавливать периодичность ключевых кадров. Думаю, понятно, что чем больше ключевых кадров, тем качественнее видео, меньше вероятность искажений, но и больше размер.
Если вы создаете какую-то анимацию в монтажной программе, вы сами задаете ключевые кадры, например, начальное положение и конечное положение кадра на экране, а программа просчитывает промежуточные кадры по рассматриваемому методу.
То же самое касается и звука. Например, вы хотите плавно уменьшить звук до нуля.
В нужном месте звуковой дорожки вы ставите ключевой кадр, которому соответствует нормальная громкость. Затем передвигаетесь по таймлайн, ставите второй ключевой кадр и для него выводите звук на нет. В итоге программа плавно уменьшит звук до нуля на участке между ключевыми кадрами.
На ключевых кадрах основана работа всех программ для создания эффектов, анимации изображений и титров.
Вы задаете начальный вид объекта (размер, положение, ориентацию, цвет и пр.) и конечный. Также можно задать алгоритм перехода между ними (плавно, резко, скачком, с ускорением, с определенной скоростью). Все остальное делает сама программа.
Что называется кадром в видеоряде
Кадр (от фр. cadre — «оправа, рамка») — элемент кино- или видеоряда, отдельное изображение или отрезок киноплёнки.
Содержание
Кадр как одиночное изображение
Кадр фотографический — единичное фотографическое изображение объекта съёмки. Границы кадра устанавливаются кадрированием на этапах съёмки, обработки и печати.
Кадр телевизионный — полное однократное телевизионное изображение, обычно состоящее из двух полукадров, первый из которых содержит только нечётные, а второй — только чётные строки кадра.
Кадр — монтажное понятие в кинематографе, обозначающее отрезок киноплёнки, на котором запечатлено непрерывное действие между пуском и остановкой киносъемочного аппарата, или между двумя монтажными склейками. Неподвижное фотографическое изображение на кинопленке (в мультфильме — один из рисунков) называется «кадриком». Обычно одна секунда звукового кинофильма содержит 24 кадрика (в малобюджетном мультфильме — 12 кадриков). Размер одного кадрика на кинопленке обычного формата шириной 35 мм составляет 22×16 мм, широкоэкранного — 22×18 мм.
В цифровом видео метод хранения кадра зависит от предназначения файла.
В конечном, предназначенном для просмотра формате (VCD, DVD, AVI, MKV) хранится не сам кадр, а лишь его отличие от предыдущего кадра. Для реализации такого подхода используется один из алгоритмов сжатия данных. Сжатие видеоматериала значительно сокращает объём дискового пространства, необходимый для его хранения. Так, например, алгоритм сжатия в популярном стандарте MPEG-4 обеспечивает экономию памяти в 15-30 раз. Однако это затрудняет доступ к отдельным произвольным кадрам, поскольку для доступа к кадру нужно разжать все предыдущие кадры в блоке, в котором находится нужный кадр, что требует некоторого времени, или хранить упакованный блок в разжатом виде, что требует немало памяти.
Для целей монтажа применяют менее экономные, но более пригодные для эффективной обработки кодеки DV, MJPEG и другие. В них кадры могут быть показаны в произвольном порядке с меньшими затратами процессорных ресурсов компьютера.
Формат кадра [1]
Формат кадра — размеры единичного изображения на фотоматериале, определяющиеся конструкцией фотоаппарата или киносъёмочного оборудования и соответствующие размерам кадрового окна аппарата.
Номинальные размеры кадрового окна киносъёмочных аппаратов и кинопроекторов разных кинематографических систем:
| Тип плёнки | Формат кадра | Ширина | Высота | Пример оборудования | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Кадровое окно киносъёмочного аппарата, мм | ||||||
| Широкоформатный, 70-мм | 52,5×23 | 52,5 (min) | 23,0±0,5 | 1КСШР, 70КСК | ||
| Широкоэкранный, 35-мм | 21,95×18,6 | 21,95 (min) | 18,6 +0,2 | «Конвас-автомат» 1КСРШ | ||
| Обычный, 35-мм | 21,95×16 | 21,95 (min) | 16,0 +0,5 | «Конвас-автомат» 1КСР, 1КСР-1М | ||
| Супер-35, 35-мм | 24,9×18,7 | 24,9 (min) | 18,7 +0,3 | Arriflex 435 Xtreme | ||
| Узкоплёночный, 16-мм | 10,05×7,45 | 10,05 (min) | 7,45 +0,15 | «Кинор 16СХ-2М», «Красногорск» | ||
| Супер-16, 16-мм | 12,52×7,41 | 12,52 (min) | 7,41 +0,15 | Aaton A-minima | ||
| Узкоплёночный, 8-мм (обычная) | 4,7×3,55 | 4,7 (min) | 3,55 +0,15 | «Спорт», «Кама», «Экран» | ||
| Узкоплёночный, 8-мм (тип «С») | 5,69×4,12 | 5,69 (min) | 4,12 +0,1 | «Кварц 2×8S-2», «ЛОМО-220» | ||
| Кадровое окно кинопроектора, мм | ||||||
| IMAX, 70-мм | 70,4×52,6 | 52,60 | 70,40 | |||
| Широкоформатный, 70-мм | 45,6×19,8 | 45,60 | 19,80 −0,20 | КП-15 | ||
| Широкоэкранный, 35-мм | 21×18,2 | 21,10 | 18,20 −0,30 | 23КПК | ||
| Обычный, 35-мм | 21,1×15,3 | 21,10 | 15,30 −0,30 | 23КПК | ||
| Узкоплёночный, 16-мм | 9,7×7,26 | 9,70 | 7,26 −0,15 | П16П1 «Украина-5» | ||
| Узкоплёночный, 8-мм (обычная) | 4,51×3,3 | 4,51 | 3,30 (max) | «Русь» | ||
| Узкоплёночный, 8-мм (тип «С») | 5,46×4 | 5,46 (max) | 4,01 (max) | |||
Размеры кадрового окна фотоаппаратов разных форматов:
| Тип плёнки | Ширина плёнки | Формат кадра | Ширина, мм | Высота, мм | Rmax | Пример оборудования |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 12×17 | 12,0 +0,5 | 17,0 +0,5 | 0,3 | Киев-Вега | |
| 16 | 14×21 | 14,0 +0,5 | 21,0 +0,5 | 0,3 | «Нарцисс» | |
| 35 | 18×24 | 17,5 +0,5 | 24,0 +0,5 | 0,4 | «ФЭД-Микрон», «Чайка», «Агат-18» | |
| 35 | 24×36 | 24,0 +0,8 | 36,0 +0,8 | 0,4 | «Зенит» | |
| 35 | 28×28 | 28,0 +0,8 | 28,0 +0,8 | 0,4 | ||
| 61,5 | 45×60 | 41,0 ±1,0 | 57,0 ±1,0 | 0,8 | Bronica ETRS | |
| 61,5 | 60×60 | 57,0 ±1,0 | 57,0 ±1,0 | 0,8 | Hasselblad | |
| 61,5 | 60×90 | 57,0 ±1,0 | 82,0 ±1,0 | 0,8 | Fuji GSW 690 | |
| 70 | 60×70 | 57,0 ±1,0 | 72,0 ±1,0 | 0,8 | Pentax 6×7 |
Монтажный кадр
Монтажный кадр, монтажный план — кусок киноплёнки или участок магнитной видеоленты, или участок видеоматериала в цифровом виде, являющийся составной частью кинофильма и содержащий определённый смысловой отрезок (момент действия).
Работа монтажёра заключается в соединении монтажных кадров в фильм в соответствии с монтажным сценарием или режиссёрским сценарием.
Сценарный кадр — в постановочном сценарии фильма описание соответствующего монтажного кадра, происходящего в нём действия.
Типы кадров
Типы кадров видеопотока — способы кодирования и хранения информации об очередном кадре, отличающиеся друг от друга наличием или отсутствием зависимостей этого кадра от предыдущих и последующих.
Обычно кадр разбивается на квадратные макроблоки, и тип ссылки для каждого из макроблоков определяется индивидуально, однако с ограничением, заданным типом всего кадра:
В новом стандарте MPEG-4 AVC/H.264 также вводится понятие SI- и SP-кадров.
Содержание
В кодеках MJPEG и DV видеопотока все кадры — I-типа.
Семейство кодеков MPEG4 «третьей версии» (наиболее популярен был DivX 3.11, также известны DivX 4.12 и OpenDivX) имеет два типа кадров — I и P. B-кадры не предусмотрены. Такая же ситуация в семействе кодеков от On2: VP3, VP6, VP8.
Кроме того, многие современные кодеки имеют возможные настройки, выключающие создание B-кадров для снижения затрат процессорной мощности на обработку в реальном времени.
В стандартах на сжатие видео, принятых ITU-T VCEG и ISO/IEC MPEG, обычно сжимается только разность между кадрами. Например, в сцене, где человек идёт на фоне неподвижных объектов, требуется сохранять только информацию об изменяющихся областях (например, используется компенсация движения, при которой сохраняется вектор изменения положения блока или, если похожая область в предыдущем кадре не найдена, данная область сжимается как независимое изображение). Части сцены, которые не изменяются, не сохраняются в поток, за счёт чего значительно возрастает степень сжатия по сравнению с форматами, использующими независимое сжатие каждого кадра.
Например, для I- и P- кадров в потоке образуются цепочки IPPPPPPPPPPPP, когда первый кадр сжимается независимо, а последующие — со ссылкой на первый кадр. Это самый простой пример использования разных типов кадров в потоке.
В то время как основным преимуществом использования P-кадров является увеличение степени сжатия, их основным недостатком является резко возрастающее время доступа к кадру, поскольку для получения нужного кадра необходимо полностью распаковать всю цепочку кадров от ближайшего I-кадра. В частности, если при сжатии были заданы параметры, максимизирующие степень сжатия, при которых I-кадры встречаются редко, время задержки показа произвольного кадра в потоке может быть очень заметным.
I P B
В сжатом видеокодеком потоке для стандартов MPEG-2, MPEG-4, H.261 и H.263 используются кадры трёх основных типов: I-кадры (от англ. Intra pictures ), P-кадры (от англ. Predicted pictures ) и B-кадры (от англ. Bi-predictive pictures или Bi-directional pictures ).
Использование B-кадров означает, что данный кадр ссылается на два соседних I- или P-кадра в потоке, в этом случае вид цепочки кадров может быть таким: IBPBPBPBPBPBPBPBP. Чаще используются цепочки (называемые GOP — Group of Pictures или «структура группы кадров») IBBPBBPBBPBBPBBPBBPBBPBBP, при которой B-кадры по прежнему ссылаются на два ближайших соседних I- или P-кадра и независимы между собой.
Данная структура позволяет в 2-3 раза ускорить время получения произвольного кадра в потоке, поскольку для его получения необходимо распаковать только каждый второй (третий) кадр, начиная с I-кадра. Также в несколько раз возрастает скорость «быстрой перемотки с показом».
Интересные факты
Кодек Xvid при соответствующих настройках позволяет получить 4 и более подряд B-кадра. И такой поток будет корректно воспроизводиться им самим, а также декодером ffdshow. Некоторые же декодеры не умеют корректно воспроизводить более одного B-кадра подряд.
Что такое группа видеокадров и что необходимо учитывать при настройке кодера
Группа видеокадров (ГВК или GOP — group of pictures) представляет собой набор последовательных изображений и определяет порядок, в котором расположены intra (I) и inter (P и B) кадры.
GOP часто обозначается двумя числами, например M = 3, N = 12. М указывает расстояние между двумя опорными кадрами (I или P), а N определяет расстояние между двумя полными изображениями (I-кадрами). Например, для M = 3 и N = 12, структура GOP будет выглядеть так: IBBPBBPBBPBBI.
I (IDR) кадры
I-кадры сжимаются независимо от каких-либо других кадров видеопоследовательности. IDR-кадр — подвид I-кадра, он же ключевой кадр. Именно с него начинается декодирование всего потока. Все кадры, которые находятся между двумя IDR-кадрами, не могут ссылаться на кадры вне этого промежутка.
Иногда при смене плана сцены текущий и предыдущий кадры различаются настолько сильно, что в начале новой сцены выгоднее использовать I-кадр вместо P или B. Кодеры умеют реагировать на такие изменения — такая возможность называется «обнаружение смены сцен» (scene change detection или SCD).
P- и B-кадры
P- и B-кадры используются, чтобы кодировать изменения в текущем кадре относительно предшествующих кадров. Наиболее универсальная структура последовательности P- и B-кадров: 2–3 B-кадра на один P-кадр.
B-кадры, как правило, в несколько раз меньше P-кадров. При этом каждый B-кадр добавляет дополнительную задержку из-за буферизации и переупорядочивания кадров. Чем больше P- и B-кадров используется, тем выше коэффициент сжатия.
Советы по настройке кодера для телевещания
Длина. Длинные GOP применяют в файлах, либо в ОТТ-вещании (например, когда длина GOP в секундах равна продолжительности сегмента). Для лайв-вещания рекомендуется сделать GOP поменьше по нескольким причинам. Например:
Структура. Иерархический (пирамидальный) GOP обеспечивает лучшее качество картинки. Этот режим позволяет B-кадрам ссылаться друг на друга. Адаптивное количество B-кадров подходит для кодирования высокодинамических видеорядов со сложным движением. В моменты сложного движения используется большее количество P-кадров и структура GOP изменяется.
Обнаружение смены сцен. Большинство кодеров детектируют изменение плана сцены и автоматически вставляют в сцену полный I-кадр. Но, если контент имеет частые смены планов (например, новости), то вставка полных кадров может привести к изменению GOP структуры. Это создаст дополнительную задержку потока на несколько секунд. Если буфер приёмного устройства переполнится, то зрители увидят стоп-кадры и рассыпание видео (обнаружение смены сцен можно увидеть на рис. 1).
Среднее значение encode ratio (avg) для всего потока, I-, P- и B-кадров. Показывает во сколько раз сжато исходное видео. C его помощью можно проверить, насколько хорошо отработал кодер в целом и выдержал ли требуемые пропорции avg[EncRatio(I)]
Посмотреть подробную информацию о видеопоследовательности и провести глубокий анализ качества видео вы можете с помощью приложений для видеоанализа StreamEye Studio.