DV数字摄录机

🏠 首页 《无线电》杂志 1997年 🔗 第9期 🔗 第10页 分类:业余实验与制作 🔗 王遵棠 🔗

日本松下电气及JVC公司分别于1995年9月及12月推出了NV-DJ1型及GR-DV1型基于DV磁带格式的数字摄录机,揭开了摄录机实现数字化、更新记录格式的序幕;索尼、夏普及日立等公司也相继在日本和美国市场投入了多种各具特色的DV数字摄录机。据不完全统计,1996年在全球各市场销售的大约100个品种的各种家用摄录机新产品中,至少有十多种型号是DV数字摄录机;这些数字摄录机展示了前所未有的高性能以及与PC计算机连接使用扩展功能的诱人前景,深为使用者喜爱。各大公司在研制DV数字摄录机时,还注意了“人机关系”,尽可能方便使用;采用了先进的高密度安装工艺、DV磁带和小型光学镜头,显著地减轻重量、缩小体积;并且普遍装有彩色液晶(LCD)取景器,有些机型还装有较大屏幕(4~5英寸)的LCD监视器,可以即时重放所摄录的图像及伴音,具有摄、录、放一体的完整功能。

一、DV磁带及其记录格式

所采用的录像磁带及其记录格式是决定摄录机性能的关键,通常是以磁带及其记录格式来划分摄录机的类型。1995年以前共有三种格式的家用摄录机,即VHS、VHS-C及8mm(含Hi8)。在研制新一代数字录像技术的同时,为了避免格式之争影响市场发展,由索尼、飞利浦、松下、夏普及JVC等55家公司组成的“高清晰度盒式录像机研讨会”于1994年制定了家用数字盒式录像带DVC格式,并于1995年将其中用于家用数字摄录机的称为DV格式。

DV格式采用宽度为6.35mm、具有较高耐磨强度。较高磁性能和低噪声、高输出的双层蒸发金属(ME)磁带,盒带尺寸为66×48×12.2mm,记录容量为60分钟,另有一种为30分钟,DV盒带体积仅为小型化的8mm盒带的43%,是目前尺寸最小的摄录机磁带,故又称为迷你DV(Mini DV),为数字摄录机缩小体积减轻重量创造了有利条件。

DV数字摄录机采用两个旋转磁头作螺旋扫描,磁鼓直径为21.7mm,转速为9000转/分钟。每一帧记录在磁带的12条连续磁迹上(PAL制),磁迹节距为10μm,每条磁迹的记录区划分为:插入与跟踪信息(ITI)部分;音频部分;视频部分;子码部分,分别作些介绍。

视频部分:DV数字摄录机采用数字分量记录方式,分别对模拟亮度信号及模拟彩色信号(分成R-Y和B-Y两个色差分量)取样转换为数字信号;亮度信号的取样频率为13.5MHz、8bit量化,两个色差信号的取样频率为 3.375MHz、8bit量化。然后采用离散余弦变换(DCT)压缩方式进行编码,获得5:1的压缩比。

音频部分:采用两种脉码调制(PCM)记录方式,其一是取样频率为48kHz、16bit量化的双声道立体声方式,提供相当于CD质量的伴音;另一是取样频率为32kHz、12bit量化的四声道(两个立体声声道)方式,可供摄录像以后配录背景喜乐或解说词。

ITI(插入与跟踪信息)部分:存有三种引导跟踪信号。

子码部分:存入时间码信息、检查标记提示信号以及录入日期、图像格式(宽高比)等输助信息。

二、DV数字摄录机的优点

DV数字摄录机由于采用了数字记录体制以及与之配合的小型化光学镜头和高分辨率CCD图像传感器等改进措施,在性能上和应用上取得了重大突破,令使用者耳目一新;其主要优点是:

1.重放图像分辨率达到水平500线、图像清晰色彩逼真。

在现有的各种摄录机中,8mm、VHS及VHS-C的重放图像分辨率均为水平240线,相当于电视机所收看的图像质量;较高质量的模拟制摄录机如Hi8、S-VHS及S-VHS-C的图像分辨率为水平430线。DV数字摄录机采用亮度/色度(两个色差分量)分离记录方式,三者不在同一频道传输,彻底避免了相互串扰和影响;彩色信号带宽1.5MHz,约为模拟制的三倍,视频信噪比(S/N)优于54dB(模拟制摄录机最佳为45dB),因而能获得色彩逼真的高清晰重放图像,达到了演播室用专业级录像机要求的水平分辨率700~500线的下限。这意味着DV摄录机的应用领域有可能扩展到专业使用领域。

2.伴音达到CD质量水平。

3.无重放、复制损耗。DV数字摄录机制作的录像带软件可经任何多次连续复制,重放图像质量与原带一样,无任何降低质量或信号丢失。

4.缩小了体积、减轻了重量。个人使用的家用摄录机以便携为主,因而缩小体积减轻重量是制造厂商十多年来努力改进的目标之一。DV摄录机在提高性能、增加功能的同时普遍缩小了体积减轻了重量(与现有的各种格式的类似机型比)。特别令人瞩目的是JVC公司于1996年4月推出的GR-DV1型机,外形仅比一香烟盒略大,重量为0.52kg(含电池及磁带),可以很方便地放入口袋或公文包中,便于在旅游,参加会议或业务活动中随身携带。索尼公司亦已于1996年9月推出了外形与一本护照本相当,重量为0.5kg(除电池和磁带)的DCR-PC7型机。

5.与PC计算机接口扩展功能的可能性。DV数字摄录机以数字形式记录的所摄图像信号,如能通过接口卡与PC计算机相连接将信号输人计算机硬盘,则能进行摄后编辑和多种特技处理,这是家用摄录机的一大进步。要实现这一扩展功能,数字摄录机必须备有“DV/IEEE1394”输出(IEEE1394亦称Fire Wire,是用以连接PC计算机的协约),并且还要有一个专门为计算机接受DV输出而研制的“DV输入/输出”接口卡,但1996年还没有这种接口卡作为商品出售。因而,到目前为止,只有索尼DCR-VX1000、DCR-VX700及DCR-PC7三种机型备有DV/IEEE1394输出,待今年接口卡问世后即可与PC机连接进行软件编辑和特技处理。

此外,JVC研制的JLIP接口将投放市场,作为PC计算机与数字视频设备间的连接控制接口,GR-DV1摄录机配用此选件与PC机联合使用,即可实现扩展功能并进入多媒体应用领域。

6.其他。除以上各项优点之外,DV数字摄录机还具有防抖动、稳定图像、拍摄静态照片以及特技处理等功能。特技处理包括:淡入、淡出、压缩(16:9宽高比图像用于宽屏幕电视)以及划变(下一张画面从前一张画面的一侧或中央出现逐渐扩大直到取代)等。

三、DV数字摄录机产品简介

1.JVC GR-DV1 CYberCam数字摄录机

GR-DV1是已投入市场的最小最轻的数字摄录机(外形尺寸W×H×D:43×148×88),又是一只静态照相机,1996年上半年即已达月产1.5万台,仍然供不应求;随后又改型号为GR-DV1U,同时以RCACC-900D牌号出售,三者性能及外形完全相同。1996年10月又在日本市场推出了第二代改型产品GR-DVM1,性能与GR-DV1基本相同,但在保留原有0.55英寸、11万像素彩色取景器之外,增加了一个2.8英寸、18万像素的彩色监示器。CR-DV1不因其轻、小而降低了质量;出乎人们意外的是,如此小型机仍具有目前各种摄录机所未有的高质量和多功能。

JVCGR-DV1主要技术性能:

(1)数字视频:57万像素高分辨率CCD与4:1:1数字分量记录格式相结合,获得具有500线水平分辨率、色彩逼真、清晰的图像;数字稳像器消除抖晃影响。

(2)数字音频:CD质量伴音,提供两种数字音颖记录方式,供任选其一:双声道48kHz取样、16bit量化,高质量伴音;四声通32kHz取样、12bit量化,供摄像后配音或混录。

(3)数字特技:划变、淡入谈出、叠化、压缩……等,可在摄像时运用,或摄像后复制或放像时通过转接器加入特技。

(4)快拍、5秒片段反动画方式:快拍方式:一卷60分钟DV磁带可拍5400张带白色边框的静态照片;5秒片段方式:自动摄录5秒声、像动画方式:按键一次记录1/8秒不活动的景物,每次稍作移动,连续拍摄可制作动画。

(5)数字变焦:10X变速光学变焦与20X数字变焦及100X特大数字变焦协同应用可清晰地拍摄甚远处的景物图像。

(6)菜单应用:用变焦摇杆选择取景器所显示的各种功能,方便操作并减少选择开关数量。

(7)转接器(Docking Station)功能。可任意组合多至8个场景的出现顺序,插入新图像于已录场景之间,更换伴音,混录,I/10速度的慢速放像,局部放大并作上、下、左、右移动,提供模拟复合视频AV插口及S-视频插口。

2.夏普VL-D5000U ViewCam数字摄录机

夏普于1992年推出了ViewCam系列摄录机,其特色是首创在摄录机上装置LCD监视器,并且采用可旋转镜头结构,镜头可相对于LCD屏幕旋转270°(最大),使用者可以很方便地从LCD彩色屏幕取景和作调整、可以相对于镜头旋转180°自拍,还可以不必接至电视机而在现场重放所拍摄的图像和录音,实现摄、录、放一体机的完整功能。随后各大公司也相继推出了装有LCD监示器的类似产品,但结构各有特色。

夏普于1996年投放市场的两种DV数字摄录机VL-D5000U及其改进到VL-DCIU,前者重1.36kg,后者减轻到0.67kg(除电池)。两者均保持了ViewCam系列机的特点。VL-DCIU属于小型机,但仍装有4英寸LCD监示器,具有屏幕可吸收99%反射光以及重放时可以“跳选”的功能。

夏普VL-D5000U主要技术性能:

(1)具有专业级摄录机质量:采用3块CCD,三种基本颜色各用一块CCD(一般摄录机三色共用一块CCD),三种颜色的数字信号经混合及压缩,提供水平分辨率500线,色彩逼真、具有深度感的清晰图像;并有数字稳像功能。

(2)具有5英寸、224、600像素LCD显示器,可以从各种角度拍摄、准确地判断拍摄质量、调节对比度和白平衡。

(3)光学变速变焦12X,数字变焦30X(手触一次变焦2.5X)。

(4)手控或自动操作:聚焦、曝光、白平衡以及高速快门(1/60秒至1/10,000秒,分16档)。

(5)各种特技:凝固、快拍、淡化及宽屏幕等。

(6)屏幕显示、菜单选择功能,时间显示及停表功能。

(7)DAT质量伴音:48kHz取样,16bit量化PCM立体声。

(8)现场放像:内置扬声器与大屏幕LCD配合,有极好的重放质量。

(9)转接器功能:提供S-视频输出、充电、与TV/VCR/EP像机的互连,进行编辑或放像。

(10)遥控器:控制录像、变焦、暂停、倒带、快进。音量等。

3.索尼DCR-PC7 HandyCam数字摄录机

索尼DV数字摄录机突出的特点是:具有DV/IEEE1394输出接口;通过索尼DVBK-1000接口卡即可连接到PC机,将所摄录的图像及伴音数据输入PC机,进行编辑处理或传送到其他DV兼容设备。

索尼推出了三种DV数字摄录机:其中DCR-VX1000为高档豪华型,供半专业使用。DCR-VX700及DCR-PC7面向家庭、多媒体及Internet爱好者。

DCR-PC7是可以放入大口袋或小公文包中的轻小型机,但DCR-PC7装有可旋转270°的2.5英寸彩色LCD显示屏,68万像素高分辨率CCD,以及DV/IEEE1394输出端口。便于从多种角度拍摄,也便于三、五人结伴旅游者现场放像欣赏自己所拍录像和录音。

DCR PC7具有静态拍照功能,可以摄录带有实时声音约7秒钟一张的相片。除正常放像方式外,还有1/3速度的慢速,双倍快速及逐帧观看等放像方式。在摄录完成后,可以局部重录新图像取代原有图像;也可用新音响取代原有录音,或者可在一对立体声道保持原有录音,另一对立体声道录入新音响,在重放时两者再行混合。

索尼已定于1997年4月份投入市场全球第一种基于DV磁带格式的DHT-110型数字盒式录像机(DVCR),可通过IEEE1394接口与DCR-VX1000及DCR-PC7摄录机连接进行图像和伴音编辑。

本文扼要叙述了DV数字摄录机的共同优点,并以两种小型机和一种豪华型大LCD屏幕机为例介绍了它们的主要性能和特点;这两种机型分别以个人、家庭及专业、半专业使用为对象,是今后DV数字摄录机发展的方向,并且正在出现的第二代数字摄录机都必须具有与PC计算机连接使用的接口条件。

DV数字摄录机性能优越、功能丰富、使用方便,各方面都优于现有各种模拟制VHS摄录机;但因零售价过高(每台2000~4500美元),约为目前最佳8mm机(Hi8)的1.5~2倍,因而1996年度销售量约占全球各种摄录机总销售量800万台的2%,预计售价将迅速降低,1998年销售量可达10%。

DV数字摄录机除供个人使用外,将进人专业使用和多媒体应用领域,在静态摄影领域,又将是家用数字照相机的强大竞争对手。数字音、像处理技术提高了人们的生活质量和文化、娱乐水平。我们应该多了解这方面的知识,跟上世界科技进步的历程。(王遵棠)