Τεχνολογία

Θέματα συγχρονισμού Audio-Video


Είναι γεγονός ότι την τελευταία δεκαετία το HDR Hard Disc Recording έχει επικρατήσει έναντι της ηχογράφησης σε ταινία – μπομπίνα.

Όλες οι εφαρμογές λογισμικού για ηχογράφηση και επεξεργασία audio-video   αναφέρονται σε μια Time Line και NLE  Non linear Editing.

Δεν είναι όμως και λίγες οι περιπτώσεις που ακόμα και σήμερα εξακολουθούμε να εγγράφουμε σε ταινία γιατί αναζητούμε τον ζεστό της ήχο , αυτή τη γλυκιά συμπίεση 2:1 που είναι περισσότερο εμφανής στις μπάσες συχνότητες.

 

tsr8

 

Γι αυτό και τελευταία αρχίζουν να κυκλοφορούν στο εμπόριο VST plug-ins με προσομοίωση ταινίας .

Ναι πολλά από αυτά τα χρησιμοποιούμε και κατά τη διάρκεια της μείξης αλλά και στο post production.

Έτσι θα πρέπει να συγχρονίσουμε την ταινία – μπομπίνα με τον υπολογιστή μας.

Επίσης πολλές φορές χρειαζόμαστε να συγχρονίσουμε το video με τον υπολογιστή μας για μια απλή μουσική επένδυση εικόνας , η για συγχρονισμό δυό η περισσοτέρων λήψεων.

Έτσι η ανάγκη συγχρονισμού μεταξύ ταινίας και υπολογιστή παραμένει .

Πάμε λοιπόν να δούμε  πιο αναλυτικά τον κώδικα συγχρονισμού και τις επιμέρους εφαρμογές του στον κόσμο του ήχου και της εικόνας

 

 

SMPTE:

Προέρχεται από την σύντμηση των λέξεων Society of Motion Picture and Television Engineers.

Είναι το γκρουπ που διαίρεσε τον χρόνο σε σύστημα κώδικα βασισμένο σε ένα πρωτόκολλο που ανακαλύφθηκε από την NASA για διαστημικούς σκοπούς.

Αυτός ο SΜPTE κώδικας χρησιμοποιείται σήμερα σαν η τελευταία λέξη συγχρονισμού audio με film και video από τα διαφημιστικά σποτ των δέκα δευτερολέπτων μέχρι τα μεγάλα κινηματογραφικά φιλμ του Χόλλυγουντ, κόστους εκατοντάδων εκατομμυρίων δολαρίων.

Ο SMPTE κώδικας παράγει χρονικά “σημάδια” τα οποία γράφονται στην ταινία. Καθένα από αυτά τα χρονικά σημάδια περιγράφει την διέλευση του χρόνου σε ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα και frames.

Τα λεγόμενα  Καρέ , όρος που χρησιμοποιείται περισσότερο στην εικόνα .

Όπου frame-καρέ  είναι η υποδιαίρεση του δευτερολέπτου.

 

Ο ακριβής προσδιορισμός της διάρκειας ενός frame ποικίλλει ανάλογα με τις διάφορες εφαρμογές του SMPTE κώδικα.

 

Εφαρμογές Κώδικα

 

24fps  FRAMES PER SECOND

Εφαρμογή Film. Για επεξεργασία films αντιστοιχούν 24 frames σε ένα δευτερόλεπτο. Δηλαδή κάθε frame είναι ίσο με το 1/ 24 του δευτερολέπτου.

 

25fps  Ευρωπαϊκό  video (PAL, SECAM).

30 fps  Ιαπωνικό και Αμερικάνικο ασπρόμαυρο  blackandwhite Video . Για

ασπρόμαυρο VIDEO η ανάλυση είναι 30 frames / δευτερόλεπτο

Χρησιμοποιείται επίσης 30 fps SMPTE  κώδικας  , για audio σε μεγάλα recording studios  για να συγχρονιστούν  πολυκάναλα μαγνητόφωνα  (multitrack sync decks)  μεταξύ τους .

29.97fps   30 drop frames / δευτ. οπου 30 drop frames = 29.97 frames.SMPTE1

Το Αμερικάνικο και Ιαπωνικό έγχρωμο video (NTSC). The frame rate   got changed slightly during the conversion from black and white to color.

Όλα σχεδόν τα βίντεο  τρέχουν σ’ αυτό το χρονισμό.

 

Θα μπορούσαμε να κλειδώσουμε με  30 fps κώδικα αλλά το κούρδισμα μας στον ήχο θα πέσει από  A=440 σε   A=335.6.

 

Ένας κανόνας που δεν πρέπει ποτέ να παραβιαστεί είναι ο εξής:

Με την ίδια ανάλυση σε frames που γράφεται στην ταινία ο SMPTE κώδικας με την ίδια ακριβώς ανάλυση θα πρέπει να γίνεται και η ανάγνωση του .

 

Ο SMPTE κώδικας είναι βασισμένος αποκλειστικά σε ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα και frames. Από την άλλη μεριά η μουσική είναι βασισμένη σε μέτρα και κτυπήματα (Beats) τα οποία είναι σχετικά του μουσικού χρόνου, πχ 1 Beat σε 4/ 4 με tempo 120/ sec.

Έτσι γεννιέται η ανάγκη της προσαρμογής του πραγματικού χρόνου με τον μουσικό χρόνο. Αυτή την προσαρμογή την επιτυγχάνουμε με τους SMPTE σε MIDI προσαρμοστές.

Αυτού του είδους οι προσαρμοστές διαβάζουν SMPTE κώδικα και τον μεταφράζουν σε MIDI SPP πληροφόρηση.

Όπου SPP είναι η σύντμηση του SONG POSITION POINTER.

SPP είναι το μήνυμα που περιγράφει σε ένα sequencer ή drum machine σε ποιό ακριβώς σημείο του κομματιού πρέπει να ξεκινήσουν. Δηλαδή περιγράφει πόσα δέκατα έκτα από την αρχή του κομματιού έχουν περάσει.

SMPTE2

Ο SMPTE κώδικας είναι περισσότερο δαπανηρή μέθοδος συγχρονισμού έναντι άλλων παλαιοτέρων, όπως η FSK δηλ. Frequency Shift Keying.

Τα τελευταία χρόνια , τον SMPTE κώδικα τον συναντάμε ενσωματωμένο στα σοβαρά sequencers και Drum Machines της αγοράς .

Το μεγάλο του πλεονέκτημα είναι ότι “κλειδώνει” άψογα τις MIDI συσκευές με την ταινία. Δηλαδή ξεκινώντας από οποιοδήποτε σημείο την ταινία, ο SMPTE χρόνος θα μεταφραστεί σε SPP μήνυμα και θα μας οδηγήσει όλες τις MIDI συσκευές συγχρονισμένες άψογα.

Είναι όμως πολύ ευαίσθητος στα διάφορα συστήματα αποθορυβοποίησης που χρησιμοποιούνται διάφορα πολυκάναλα μαγνητόφωνα ή κασετόφωνα.

Για παράδειγμα το DBX, αν και είναι ένα πολύ καλό σύστημα αποθορυβοποίησης, επηρεάζει τον SMPTE κώδικα και καλό θα ήταν αυτός να γράφεται και να διαβάζεται στην ταινία χωρίς DBX .

Εν αντιθέσει με το DBX το Dolby Β και Dolby C δεν επηρεάζουν τον SMPTE κώδικα.

Χρειάζεται όμως προσοχή στην στάθμη της εγγραφής του για να έχουμε άψογο κλείδωμα. Ακραίες στάθμες πολύ υψηλές και πολύ χαμηλές δεν συνιστώνται.

Γι′ αυτό και τα περισσότερα σύγχρονα πολυκάναλα μαγνητόφωνα ή κασετόφωνα με DBX χρησιμοποιούν την εντολή Synx Lock.

Με αυτή την εντολή αποδεσμεύουμε από το σύστημα αποθορυβοποίησης το τελευταίο κανάλι του κασετοφώνου/ μαγνητοφώνου. Έτσι, γράφεται και διαβάζεται ο SMPTE κώδικας χωρίς σύστημα αποθορυβοποίησης στο τελευταίο κανάλι.

Από αυτό το τελευταίο κανάλι του πολυκάναλου μπορούμε να οδηγήσουμε τώρα το sequencer μας που με την σειρά του οδηγεί όλες τις MIDI συσκευές.

Μ’ αυτόν τον τρόπο δεν χρειάζεται να ηχογραφήσουμε τα MIDI μας όργανα στο πολυκάναλο μαγνητόφωνο παρά μόνον στο master tape ή DAT.

SMPTE3Τα περισσότερα σύγχρονα software sequencers περιλαμβάνουν δύο τουλάχιστον μετρητές – αριθμητές του SMPTE κώδικα.

Ο πρώτος μετρητής συνήθως ονομάζεται START SMPTE CODE και μας λέει από ποιό χρονικό σημείο μπορούμε να ηχογραφήσουμε στο πολυκάναλο τον κώδικα μας. Αναλυτικότερα, εάν βάλουμε τον μετρητή στη θέση 00, 02, 03, 00 και πατήσουμε Write SMPTE τότε γράφουμε στην ταινία κώδικα που αρχίζει από δύο λεπτά, τριάντα δευτερόλεπτα και μηδέν frames.

Ο δεύτερος μετρητής ονομάζεται START SONG και μας δείχνει σε ποιό χρονικό σημείο θέλουμε να ξεκινήσει το τραγούδι μας. Δηλαδή, όταν ο μετρητής δείχνει 00, 06, 15, 00 σημαίνει ότι τα κομμάτι μας θα ξεκινήσει σε έξι λεπτά και δεκαπέντε δεύτερα του SMPTE κώδικα. Τοποθετούμε EXTERNAL SYNC ή TAPE SYNC στο sequencer μας και μόλις η ταινία SMPTE κώδικα φθάσει το 00, 06, 15, 00 θα ξεκινήσει το κομμάτι μας.

Τα τελευταία χρόνια  ο SMPTE κώδικας χωρίζεται σε δύο μορφές: Τον Longitudinal Time Code LTC και τον VITC δηλ. Vertical Interval Time Code.

Και στις δύο κατηγορίες έχουμε την ίδια ανάλυση σε frames που αναφέραμε πιο πάνω.

Αναλυτικότερα:

Ο LTC είναι η audio μορφή του SMPTE κώδικα. Ο LTC αποτελείται από ένα audio σήμα που ταλαντεύεται μεταξύ δύο συχνοτήτων προσεγγίζοντας τα 2 και 4 KHz και σχηματίζει μια “λέξη” από 80 bit από 0 και 1 για κάθε frame πάνω στην ταινία.

Τα 80 bits σε κάθε frame περιγράφουν την ακριβή θέση σε ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα και frames.

Ο  VITC είναι ένα τμήμα του VIDEO σήματος και δεν έχει ανάγκη το δικό του TRACK πάνω στην ταινία του VIDEO.

Ο VITC γράφεται την ίδια στιγμή σαν video εικόνα στην 18 ή 20 γραμμή του video μετρώντας από πάνω προς τα κάτω. Το μεγάλο πλεονέκτημα του VITC έναντι του LTC είναι ότι ο συγχρονισμός στον VITC επιτυγχάνεται σε πολύ μικρές ταχύτητες της VIDEO ταινίας. Δηλαδή μπορούμε να προχωρήσουμε εμπρός η πίσω την ταινία κατά ένα frame και να έχουμε άψογο κλείδωμα.

Αντίθετα ο LTC δεν μπορεί να διαβαστεί σε τόσο μικρές ταχύτητες της ταινίας γιατί είναι ένα audio σήμα γραμμένο σε ένα από τα audio tracks το οποίο μπορεί να διαβαστεί μόνο όταν η ταινία κινείται με σταθερή ταχύτητα.

Ένα ακόμη πλεονέκτημα του VITC έναντι του LTC είναι ότι ο πρώτος δεν “τρώει” κάποιο audio track αφήνοντας το ελεύθερο για μουσική, φωνές κ.λ.π.

Έχει όμως ο VITC και ένα μειονέκτημα. Είναι πανάκριβος.

 

Σίμος Κουσκούνης