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多格式支援影像合成器
Roland V-440HD
文 / 章立群

多格式支援的影像合成器Roland V-440HD

  隨著影像技術的進步,影像合成器的使命不單單只是用來切換多數的信號,或者是進行影像的合成,而要能夠支援更高畫質化的影像格式,或者是PC畫面常用的信號切換(例如Power Point),可以將各種不同格式的影像信號混合在一起進行切換,尤其是目前正處於一種影像格式的過渡期,在影像製作現場常常會有各種不同格式的影像素材存在,即使是低解像度的素材,有時候也必須用高畫質的形式輸出。當然,這樣的時代,不管是顯示螢幕、監視器或者是投影機幾乎都可以用各種不同的信號來表示,不過在進行信號切換時,是否能夠穩定地播出,在時間誤差及切換時的操作性方面雖然還會有些許問題尚待解決,但是在切換各種不同格式的信號時沒有問題,這些在正式播出時仍然會有些問題出現。還有,轉換的畫質會因為機種不同而有很大的差異。

  因此,為了配合這麼多的信號格式,市面上也有推出各種不同的轉換器,不過由於多種機材的組合,會有架設的時間、總成本還有播出時的再現性、調整時的誤差等問題,V-440HD就是針對這些問題,希望可以利用一台機器解決上述的所有問題而研發出來的影像合成器。
  V-440HD可以同時輸入HD影像(Hi-Definition:1080i、720p),以前目前流行的SD影像(Standard definition),甚至PC專用的VGA~SXGA等不同解析度及畫面縱橫比的影像格式,而且經過合成或是其他處理後,可以轉換成需要的影像格式輸出的一種多格式支援的影像合成器。
  因此,多格式支援影像合成器V-440HD,在NAB 2005展覽會中得到了「廣播工程機器最暢銷」獎,現在又追加了調頻器,正式推出上市,以下就要針對V-440HD最新的狀況加以解說。

V-440HD的操作面板。是一部將SD部分及HD部分開配置的影像合成器,設計方式是採可以用直覺來操作煩雜的信號流程的方式。


V-440HD後面板。並列有HD/RGB以及SD的輸出輸入端子、右側下方有外部機器控制用的端子。

Roland V-440HD的特點:

  我們將V-440HD的特點整理如下:

一、輸入系統可支援HD、SD、RGB(VGA~SXGA)等多種影像格式,而且能夠混合8種不同的影像源,利用高度的Scaling技術將輸入影像的品位提昇。
二、操作非常簡單,除了一般的影像切換及合成操作非常簡單之外,連去背合成或P in P的操作都非常地簡單,可以製作出具有豐富表現力的影像。
三、SD部分及HD部分的構成都是獨立設置的,而且各部分的計數儀表都可以利用預覽輸出的目錄畫面來進行設定,活用及運用範圍都很廣泛。
四、利用面板、預設機能,就是複雜的合成設定只要一個按鍵就可以簡單地叫出來,雖然具備多種機能,不過實際操作起來卻相當容易。
五、可將多部V-440HD連接,進行多畫面的輸出作業,利用V-LINK(MIDI連接),達到更高度的連線方式,而且可以支援RS-232C連接方式,利用外接的機器進行切換。


  如果以從前的機器來建構影像製作系統,想要得到和V-440HD相同的機能及性能,恐怕要花費更多的成本,而且整個系統也會變得相當龐大,所以有了V-440HD就可以解決上述的問題,由於可以支援多種的影像格式,V-440HD適用的範圍也變得更寬廣。
  以下就要舉出幾個具代表的例子。

1 .必須處理各種不同的影像源,而且操作要非常方便的活動演出。
2 .有.各種不同格式的影像混合在一起的影像製作現場。
3 .進行企業宣傳用的先進影像設備等。

Roland V-440HD的基本規格及運作

  V-440HD具備豐富的機能,也可以支援各種不同的影像格式,操作性更是考量到現場的拍攝情形,設計出簡明易懂,甚至光靠直覺就可以操作的使用者介面。
  面板方面,是將SD部分及HD部分配置在一起,將複雜的信號流動設計成光靠直覺就可以直接操作的方式,雖然將SD部分及HD部分配置在同一台機器,不過實際上這兩個部份是分開獨立的,兩個部份的影像切換及合成機能也可以獨立使用,這也是本機的特點之一,實際上單獨的四個頻道也可以做為SD影像合成器使用,關於SD部分的輸入規格請參照圖5。
  還有Through輸出端子是使用於監視器輸入或是將信號傳輸到外部機器時,這時候的輸出作業是採用活動型(active type),也就是說將從Composite或是S端子輸入的信號經由這裡的輸出端子輸出。
  在面板的左側是SD影像合成用的裝置,可以從4道影像輸入系統選出A/B兩道影像進行合成,這個影像合成裝置上面具備PGM端子,另外還有具備預覽輸出端子,可以確認進行切換前尚未輸出的影像,這種端子可以利用目錄機能在進行各種設定時將設定結果在監視畫面中表示出來。在SD部分合成後的信號再利用高性能的信號轉換迴路將信號轉換成高畫質的HD或PC-RGB信號,傳送到面板右側HD部分的C/D槽的A/B鈕,在這裡輸入的HD、PC-RGB影像信號加上其他的輸入信號共有四種輸入信號,從中選出兩個信號傳送到HD部分的Video Fader進行合成,如圖5及圖6中的規格表所示可以輸入HD部分的信號只有Component及RGB方式的信號,而且HD部分的輸入端子和SD部分的不同,只有單方可以使用,另一方只是做為經過用的端子。因此,在輸入的終點端可以設計一個切換裝置。
  經過合成處理後的信號,接著要進行輸出的格式是利用面板上部的切換開關選擇,操作相當簡單,實際上可以選擇的影像格式不只有三種,只要利用內部目錄還能夠選擇RGB 或是VGA~SXGA多種影像格式,即使輸入的影像格式不同也可以利用Scaler機能轉換成輸出時的格式,進行輸出的設定時,如果是設定HD格式就要切換成Component端子,PC-RGB格式時則是要切換成D-Sub端子,由於本機的輸出系統有兩個系統,一個可以做為主要輸出系統,一個則是做為記錄用的輸出系統,還有,從預覽端子輸出的影像和從Fader切換輸出的是呈相反側,從這裡輸出的影像可以用來做為確認用影像。
  下列要介紹幾項系統構成及操作運用的重點:

1、各種設定情形可以從螢幕上面確認,所以可以將SD預覽端子和電視機連接。
2、首先,輸出格式是依照後置的機材或系統的規格來決定的,所以要先進行輸入方面的作業。
3、利用SD格式的兩個TBC及SD格式的兩個Scaler,可以讓八個頻道的影像進行無中斷的切換輸出,能夠配合影像演出的需要使用更豐富的頻道數。


Roland V-440HD的規格表
影像輸入:SD;Composite;BNC形式×4ch,Y/C;4針迷你DIN形式×4ch(附有活動經由輸出端子,不過還是以S輸入優先)。RGB/Component Y/Pb/Pr;D-Sub Shink 15針形或者是BNC形×4ch(未使用側可以做為經由輸出,附有Terminator ON/OFF開關)
影像輸出:SD;Y/C;4針迷你DIN形式(PGM輸出×1)、Composite;BNC形式(PGM輸出×1、預覽輸出×1),HD;RGB;D-Sub Shink 15針形式(PGM輸出×2、預覽輸出×1)、Component Y/Pb/Pr;BNC形式(PGM輸出×2、預覽輸出×1)、RGB或Component切換選擇
控制端子:MIDI IN、MIDI OUT(5針DIN形式)、RS-232C(D-Sub 9針形及MIDI之間可切換)。
電源:AC100~240V(50-60Hz)。
TALLY端子:D-Sub Shrink 15針形(SD系統×1、HD系統×1)。
外形尺寸:482(W)×130(H)×308(D)mm、19吋7U尺寸。
重量:4.0公斤。

Roland V-440HD的信號處理規格
影像格式:

■ SD:NTSC/PAL
■ RGB:參照圖6
■ HD(YUV):720(V;59.94Hz50Hz)/1080i(V;59.94Hz/50Hz)

影像標準傳輸速率:
■ SD:13.5MHz、4:2:2(Y/B-Y/R-Y)、各8位元
■ RGB:65~110MHz、4:4:4(GBR)、各8位元
■ HD:74.1758 MHz(V;59.94Hz)/74.25Hz(V;50Hz)4:4:4(Y/Cb/Cr)、各8位元

RGB 輸出輸入規格
RGB支援的解析度:
■ 640×480:V;輸入60/70/75Hz,輸出60Hz(VESA)
■ 800×600:V;輸入60/70/75Hz,輸出60Hz(VESA)
■ 1024×768:V;輸入60/70/75Hz,輸出60Hz(VESA)
■ 280×1024:V;輸出輸入60Hz(VESA)
RGB掃描方式:Progressive(漸進式)
影像信號層級:RGB:0.7Vp-p(75Ω terminate)
同步信號格式:H-Sync、V-Sync Seperate、
同步信號層級:TTL Level(會自動判別Positive Sync/Negative Syne)

RGB
HD
SD
輸入格式、視野率
自動‧設定
自動‧設定
SCaling、Crop
位置、寬螢幕模式
調整
R.G.B
亮度
亮度
Phase(相位)
對比度
對比度
Cb、Cr
色彩、色調

輸入設定 

RGB
HD
SD
輸出格式
有效區域(廣角)
Crop(去邊)、位置
調整
R.G.B
亮度
亮度
Phase(相位)
對比度
對比度
Cb、Cr
色彩、色調

:輸出設定

Roland V-440HD的特效演出

  影像的切換是利用SD部分及HD部分的Video Fader來進行的,只要按下Fader旁邊的Auto Take鍵就會自動地開始進行。時間的設定則是利用轉鈕及顯示面板的畫面來進行,至於切換形式也只要輕輕一按按鍵就可以進行選擇,總共有CUT、MIX等六種的劃除(Wipe)方式可供選擇,如果從目錄畫面進行設定,還可以選擇更詳細的形式。

V-440HD的效果

SD Block Effect(塊狀效果):

Mix、Wipe(形式反轉、柔邊)、 P in P(位置、大小、邊界寬度/顏色/柔和度)、亮度鍵(Level、白/黑、柔邊)、色度鍵(Level、藍/綠、柔邊)
HD Block Effect(塊狀效果): Mix、Wipe(形式反轉、柔邊)、 P in P(位置、大小、邊界寬度/顏色/柔和度)、Zoom&Pan(位置大小)、亮度鍵(Level、白/黑、柔邊)、色度鍵(Level、藍/綠、柔邊)
其他: 多螢幕模式(Multy-Screen Mode)(利用V-Link進行多部機器連動)
其他: 多螢幕模式(Multy-Screen Mode)(利用V-Link進行多部機器連動)


  選擇P in P(Picture‧In‧Picture)效果時,按下選擇鍵將Fader倒向另一方,就會自動加入效果,親子畫面的關係並沒有固定在固有的槽上,子畫面可以利用搖桿來調整位置,再利用轉鈕調整畫面大小,按下預設鈕就可以登錄下來。
  HD部分則可以將P in P效果切換到Zoom/Pan效果,這種效果是利用高精細的HD及高畫質的Scaling技術,可以將畫面的一部份切出來擴大造成一種全新的效果,就像是攝影機的Zoom/Pan般的演出效果(如下圖例)。

P in P/Zoom & Pan效果,Zoom & Pan是利用HD影像的高精細及高畫質的Scaling技術而實現的,將畫面的一部份取出擴大而成的效果。


  進行去背合成時,背景的形式有亮度鍵的黑/白及色度鍵的藍/綠,甚至連柔邊也可以進行階段性的調整,而背景的階層變化(level)可以利用面板的按鈕來直接進行調整。
  去背合成也可以和P in P效果合併使用。例如:要製作PC的Power Point所使用的素材,可以用去背合成處理,文字部份的大小及位置能夠在V-440HD方面進行調整,在PC上面可以做為Titler使用。另外還有測試形式的表示輸出及標題輸出時使用的自動、黑色、淡出/淡入等機能。
  至於控制系統方面可以利用外部的遙控器來操控,MIDI或是RS-232C都可以支援,可以從PC等外部機器來進行影像切換或效果等的操作。

V-440HD的Multy Screen(多螢幕)輸出機能

  另外有關於V-440HD較特殊的應用案例,就是將2~6台機器連接同時進行作業,可以將一個影像素材輸出到多部螢幕。例如:將兩台V-440HD利用MIDI纜線連接,可以共同進行操控,先將影像信號輸入到第一台機器,再將這個影像經由輸出連接到第二台機器的相同頻道進行輸入、輸出時分別輸出到兩台投影機或顯示螢幕,分別播出V-440HD的輸出影像,由於兩台都是輸入相同的影像素材,因此初期都是播放相同的影像。
  V-440HD具備連動模式,將這兩台機器設定在多螢幕模式(Mullty-Screen Mode),兩個螢幕可做為一個寬螢幕畫面的形式進行輸出,如果一台是16:9的影像,那麼兩台連動就可以用32:9的影像輸出,分別取出一台機器的左側影像,另一台的右側影像,連接表示出來就變成一個更大的畫面(如下圖圖例)。這種機能不僅能將輸入的影像聯合輸出,還可以將第一台機(主機)的操作資料傳送到第二台機(副機),從側向劃出時,利用主機的Fader lever即時進行操作,可以得到類似將影像擦去的效果,這樣的效果不單單只是一種轉場效果,還可以做為一種P in P效果,利用主機的搖桿來操作位置,加上第二台機也一起動作,子畫面就可以在母畫面中左右移動,製造出非常特別的影像效果。

演出多螢幕(Multy-Screen)效果,將兩台機器都設定在多螢幕模式,兩個機器播出的螢幕可以連接成一個寬螢幕播出。

  當然,這種多螢幕機能除了可以應用於兩台機器連接,就是三台、四台以上的多數台機器也不成問題,以前都是利用電腦,必須花費眾多的時間及成本來製作多畫面素材,現在只要利用V-440HD,馬上就能簡單地製作出多畫面聯結的影像作品,這種機能更適合使用於現場有多種影像源時,不過三台以上的機器進行連接時,還必須依照纜線或輸出裝置的特性,藉由分配器,分別輸入到各台V-440HD。
  以往是有利用多種影像素材進行多畫面聯結的演出方法,不過像V-440HD這樣可以使用現場影像,即時操作進行合成,劃除(Wipe)或P in P等特效連動演出的倒是頭一遭,而且價位還算合理,真的是世界第一部根本不用再將素材進行任何處理就可以直接由多螢幕播出,真的是前所未有的。V-440HD除了可以直接播出影像,還可以將影像素材應用於更多樣更廣範圍的演出,堪稱是一部能夠將現場拍攝的影像成功演出的機器。

V-440HD的塊狀圖表(block diagram)

V-440HD的應用實例

  本來V-440HD最大的功用是將影像合成處理後再輸出到投影機或是顯示螢幕,不過在剪輯及收錄方面也就是所謂的導播機也是可以發揮其功能的,目前HD格式的剪輯環境尚未完全成熟。機材的價格,剪輯處理時所花的精神及時間,加上各種不同格式影像的組合,真的是有許多問題尚待解決。
  SONY的HDV攝影機就是考量到現場收錄的用途,所以具備了非壓縮的HD類比分離式輸出端子(Component),只要和V-440HD併用(做為導播機用),可以將多部攝影機拍攝下來的現場演出影像進行合成,或者是加上特效,對於現場收錄影像的後製剪輯有極大的助益。因此,V-440HD的主要輸出系統有兩道,在錄影機部份的輸入系統不只是HD類比分離式(Component),可以轉換成HD-SDI方式輸出,再和VTR連接。而且HD格式影像的非線性剪輯作業需要大容量的HDD以及高速的PC等作業環境,還有取入、寫出、再加上算圖處理都需要花費一段時間,考量到這些因素,有些剪輯作業可以利用V-440HD將攝影機拍攝下來的影像素材,以線性剪輯的方式來處理HD影像,在拍攝現場進行影像格式的混合收錄時,都是以即時性的非壓縮剪輯為主,如果考量到畫質及時間,這種方法算是相當實用的,最近有好幾家攝影機製造商推出了附有類比分離式(Component)輸出系統的平價HD攝影機,現在不僅是電視台連一般的業務用途也進入了HD即時性剪輯及多部攝影機剪輯的時代了。
  大部份的人可能會認為V-440HD是屬於HD格式素材專用的影像合成器,其實想要將SD格式的影像用高畫質的形式表現出來時,也可以考慮使用,最近市面上推出的投影機幾乎都具備高亮度、高畫質的特性,而且價格也相當平價,雖然用PC的畫面表示也不錯,不過用SD格式的影像素材輸入時,畫質還是多少會變差,那是因為在投影機內有影像信號處理器,再加上Scaling技術,才會有如此高畫質的影像表現。先將拍攝下來的素材影像輸入V-440HD,以SD格式輸入,輸出時是採用RGB的XGA或SXGA方式,直接輸入到投影機,結果播放出來的影像畫面會更美麗。另外,V-440HD輸入的SD信號是屬於Composite方式的信號,所以具備有S影像端子(Y/C),而HD部分如果設定在BNC輸入,在原理上應該也可以進行SD的Component方式輸入,這樣可以設定各種不同方式的影像輸入系統,對於不同格式的影像輸入更能達到高畫質轉換的目的。
  V-440HD於2005年冬季推出上市,不僅價格合理,具備HD格式及畫質,而且同時輸入各種不同格式的影像也能夠不中斷地進行切換,期待在演出及影像製作的領域中可以更活躍的空間。

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