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學習HD影像製作環境的相關知識 (三)

從HD影像的PC作業環境來認識如何利用應用軟體提高剪輯作業的效率

文 / 谷明順

前   言

日趨複雜化的HD環境現狀以及攝影記錄媒體及格式的關係之後,還有令人在意的部份應該就是「到底要使用哪一種應用軟體來處理HD影像呢?」,接著本文就要以Premiere Pro/EDIUS Pro/Final Cut Pro等三種軟體為目標,來討論要用何種規格的機器能完成何種程度的作品,藉以考察HD影像的剪輯環境,首先就來看到底要注意哪些才能提高剪輯作業的效率。

處理HD影像或SD影像要注意的一樣  但 HD 環境與SD 環境有極大的不同

  不管是處理HD影像或是SD影像時,需要留意的地方幾乎是一樣的,可以支援多樣化的錄影帶/記憶卡或是壓縮/解壓縮格式,絕不是只有HD格式,只要是使用過SD環境的PC非線性剪輯系統的讀者們應該也有感覺到,Codec的種類真的是越來越多了。

  但是,HD環境和SD環境還是有極大的不同,那就是大家都知道的機器規格(machine spac.),當應用軟體增加了某些機能之後就會出現昇級版,這時候一般的使用者也會跟著昇級,而要操作這種新軟體的硬體機器價格也會變得更昂貴,不太可能馬上就跟著軟體昇級,當然如果預算夠的話,立刻就可以預訂更高規格的機器,至少有一段時間可以充份地支援全新的應用軟體,但是,事實上很難這樣輕輕鬆鬆地導入最高規格的機器,實際上,應用軟體製造商所推薦的機器都比市面上的業務用HDTV影像機器還要貴,那是因為最高規格的機器其CPU及Memory的價格都設定得很高之故。

  接著要介紹的就是在選擇硬體機器時的要訣。

  影響硬體機器的價格最主要的因素就是CPU,CPU的單位數越高代表資料處理的速度越快,如果內建有多個Core,資料處理的速度還會加倍。但是,不管是Intel或是AMD,最高單位數的CPU其價位大約是次等級CPU的兩倍,也就是單位數越高價格會跳得越高。例如:Core 2 Xeon-2.8GHz的CPU一個價位是約台幣23,000元,同等級的產品如果是3GHz,速度大約只有提高一成左右,結果價格變成約台幣38,000~45,000元,Dual Xeon的本體價格也變成約台幣65,000元~96,000元,而且預訂了高價位的機器,不到半年或一年的時間,同性能的機器馬上就可以用更便宜的價錢買到(圖1)。

156-3-001.png

  尤其是可以用BTO方式購入時(所謂的BTO方式就是使用者可以某種程度自己訂定機器規格的購入方式),CPU最好選擇比最高規格低一級的產品,這樣就能夠節省一些成本,將多餘的預算用在記憶體的部份。

  以目前採用Intel CPU的PC為例,可分為Single Core的Core Solo/Celeron,以及Dual Core/Quad Core的Core 2 Duo/Quad(還有Xeon的線上產品),進行影像剪輯時,像「串流影像播出及特效」、「串流影像播出×2」等作業,有了複數的Core,可依處理的內容選擇Core 2 Duo, Core 2 Xeon、Quad Core Xeon等,通常都會選擇單位數較低的,像是Core 2 Duo有2.33MHz及2.66MHz兩種可供選擇,如果選擇2.33MHz的機器,本體的價格是20~30%以上,通常會比較便宜。

  接著令人在意的就是Memory,最近的機器至少都有採用DDR 2 Memory(Double Data Rate),所以記憶體存取資料的速度也都比較快,如果機器本身可以支援「交錯式存取(Interle are access)」,最好可以增設兩片相同容量的記憶卡,採用交錯式存取方式的記憶,理論上資料存取的速度會增加為兩倍,例如:相同是1GB容量的記憶體裝置,採用一片1GB的記憶卡,其資料存取的速度絕對比不上兩片的512MB的記憶卡(兩者的存取速度及能力是相同的)。


156-3-002.jpeg     

       Ciprico/HUGE Media Vault 4210是一套可搭載10台的3.5吋型HDD的
       4U架型底座的RAID輔助系統,有2.5~5TB各種不同記錄容量的產品,
       將從4 Giga Bit Fibre Channel傳來的信號轉換成ATA,具備600MB/秒以
       上的傳輸速度,可以輕輕鬆鬆地傳送非壓縮HD信號。



156-3-003.jpeg     

     CalDigit HDPro是在Host PC及其介面上採用專用I/F的RAID輔助系統。
     可支援RAID 0/1/5/6等四種,RAID 0時具備400MB/秒以上,RAID 5時也
     是保證有400MB/秒的傳輸能力,總共可提供8台的HDD,大約是2~8TB
      的記錄容量,就是非壓縮的HD影像也可以輕鬆地傳送。




 

HDD和CPU或 Memory同樣會影響剪輯作業

  由於大家都認為資料的處理速度如果不夠快會影響到剪輯作業,所以都一味地注意CPU或Memory,其實最容易影響剪輯作業的是HDD。

  通常影像素材的容量會達數百GB~數TB之多,SD影像就是用非壓縮的方式處理,只要能夠確保有25MB/秒的傳輸速度,應該就有能力可以轉送串流影像,因為實際上都是採壓縮的方式處理,像是採用DV壓縮處理過的SD影像就可以控制到大約3.5MB/秒的低容量,即使是使用機器本身內建的HDD,也可以輕輕鬆鬆地進行2~4部以上的串流影像剪輯。

  但是HD影像的資料量相當龐大,以非壓縮方式處理時是150MB/秒左右,就是用Apple的Prores 422或是Canopus的HQ Codec方式進行壓縮處理,也是要有15~27MB/秒程度的頻段,這樣的數值已經不是機器內建的Drive可以負荷的(為了讓OS可以判斷出目前沒有使用的領域,寫出到System Drive、System Drive便經常要利用其他的作業來進行存取)。

  現在一般的HDD都是利用一種稱為RAID 0的高速化技術,RAID 0是利用兩台以上的HDD組合,進行分散讀寫作業的技術,依照HDD組合的台數,越多台速度就會越快,目前市面有HUGE/Ciprico等廠商推出1~8TB程度的影像製作用RAID 0系統,對於桌上型的HD剪輯環境應該是可以充份地支援,上面的這些產品都具備每個介面有200MB/秒以上的傳輸能力,所以即使是非壓縮HD×1 Stream,或者是非壓縮HD Stream×2 Stream以上的影像作品也不成問題(圖2、3)。

  但是,有加裝高速RAID系統時,介面是有限制的要多注意一下,像是SCSI-2及Ultra Wide SCSI的傳輸速度已經無法應付了,而Fibre Channel介面的價格又很昂貴,最近的高速RAID系統最常用的就是eSATA或者是其專用的介面產品。

  像這類專用的介面,有時候RAID系統一改變就會變成無法使用。這種專用的介面本身目前較新的產品幾乎都可以和機器內建的PCI-Express Bus連接,所以在選購機器時,最好也要選擇搭載有PCI-Express Bus的比較好,尤其是要驅動多頻道的RAID介面的產品,最好要預先確認機器內建的PCI-Express Bus的數目才比較保險。

  另外,只是提到網路作業用途應該馬上會想到平價的NAS(Network Attached Storage),一般都是做為資料記錄用,即使是利用100Base的Ethernet來連接,最多也只能達到3.5~10MB/秒的程度。因此,支援一道HDV影像的串流記錄及播放還不成問題,但是如果用來做為Pro Res 422或Canopus HQ Codec作業用的HDD可能比較不適合。

  此外,最近還經常聽到一種新的介面稱為“SATA”,所謂的SATA就是指機器內建內的Serial ATA介面,另外還有一種可以將SATA介面拉到外面的“eSATA”介面(前述的RAID Unit就有一部份使用這種介面規格),SATA/eSATA具備1.5~3Gbps的傳輸速度,比USB2.0的480Mbps及IEEE 1394 a/b的400/800Mbps還要更快速,例如:1.5Mbps的eSATA介面在理論上可以傳送10部的150Mbps的壓縮HD串流影像作品。

  當然,實際上也要有可以支援這種介面的HDD或RAID才行,例如:一般的400~500GB容量的SATA HDD,單體應該具備有70~50MB/秒的資料傳輸速率,剛好可以支援三部左右的HD壓縮串流影像作品的剪輯作業,還有,如果傳輸速率不足以應付時。還可利用OS標準的軟體RAID 0來提昇實際的資料傳輸速率(將前述的標準400~500GB的SATA HDD加上RAID 0軟體,實際的資料傳輸速率可達到120~80MB/秒)。


如果用筆記型電腦來進行HD剪輯也須相當實用

  到目前為止我們討論的都是以桌上型PC來進行剪輯時,機器的選擇方法及影像的儲存方式,如果是筆記型電腦來進行HD剪輯時又如何呢?從來沒有用筆記型電腦來進行過剪輯作業的人可能會認為「筆記型電腦的畫面狹窄而且CPU及記憶體的能力及容量都較弱」,其實並不然。筆記型電腦的可攜帶式工作站(Mobile Workstation),其LCD有1920×1200這麼寬的畫面,影像晶片及CPU都是使用高級的產品,連記憶體的容量都高達4GB,性能絕對不會比桌上型的還要遜色(圖4)。


156-3-004.jpeg     
       使用eSATA連接的HDD及EDIUS Pro的hp製可攜帶式Workstation、
       Compaq nw 9440、Mobile Worksatation。是一部具備2.3GHz的
       Core 2 Duo,最大4GB的RAM、7200rpm-HDD、1920×1200 dot LCD
       、VRAM-256MB的Quadro FX 1500M晶片等規格的筆記型電腦。以前只能
       在工作室內進行的作業,現在只要有這一台機器就是在野外也可輕鬆地作業
      ,堪稱為筆記型電腦的旗艦機種。




  當然,也有缺點請大家注意一下,雖然本身的性能沒有問題,但是因為空間不夠所以在PC本體內部並沒有PCI-Express Bus。這點對於進行影像輸出輸入的剪輯環境是一大致命傷,今後,影像素材將會慢慢地改為用S×S或P2這類的SSD記憶卡來記錄,所以這個問題也會隨之解決,但是基於安全起見,最好還是準備一台桌上型的電腦做為預備機,這樣就沒有問題了。

  還有,最近的筆記型電腦內建的2.5吋型HDD都連接有SATA介面,資料傳輸速率雖然會比較快,但是,2.5吋型的HDD和3.5吋型比較之下,傳輸速度就比較慢,而且目前尚未達到大容量化,所以對於容量方面還是甚感不安。應該會有人認為「難道沒有和USB2.0或IEEE 1394介面連接的HDD嗎?」,其實這些介面理論上的傳輸速率終究只是理論,有時會因HDD及介面之間的信號轉換用晶片的性能而有所改變。

  為了讓筆記型電腦的HD影像製作環境更加完備,我們推薦使用PCMCIA(CARD-BUS)用及利用Express Card連接eSATA的方式,CARD-BUS的內部速度最大約1Gbps,而Express Card以桌上型電腦用的PCI-Express為基礎,內部速度最大有2.5Gbps,將這些轉換成1.5Gbps的eSATA加以利用,一般人也是用這種方法來建構筆記型電腦的HD影像製作環境,筆記型電腦+eSATA HDD(400GB),操作起來不會覺得是筆記型電腦,真的是又快速且順暢。

  但是,和經常用全速來驅動的桌上型電腦比較,筆記型電腦是用電池驅動,所以CPU的速度通常會自動地設定得較慢,而且較無法散熱,關於這些要多注意一下,至於解決的方法,CPU速度的問題可利用AC整流器驅動來解決,而不易散熱的問題因為是機器本身設計的問題,恐怕沒有直接解決的方法,倒是機器在修理時可能會因為零件安裝不當而造成CPU或影像處理迴路的散熱性降低。CPU或影像處理迴路都有感應器長時間地進行測溫作業,如果溫度到達一定的標準(96℃)時,PC就會強制地進行降溫,遇到這種現象常常會令人搞不清楚原因就會當機,最好有心理的準備。

  另外,不管是桌上型的PC或是筆記型PC,如果是內建有SATA,最好選擇具備NCQ(Native Command Queuing)機能的HDD。至於NCQ的詳細內容,這裡就不多加介紹了,即使是採用SATA/eSATA介面,如果HDD可以支援NCQ機能,機器整體的速度感會很明顯地增強。

HD的影像製作環境必具備全規的輸出輸入端子

  接著就要介紹機器的輸出輸入端子。我們將目前常用的端子整理成圖5。


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不過,不見得非要準備所有的輸出輸入端子才能進行影像剪輯,就像本專輯中所提到的,HD影像製作環境已經漸漸地從錄影帶記錄媒體轉變成SSD媒體方式。因此,如果剪輯作業不再使用錄影帶方式的機器,當然剪輯機器本身根本就沒有必要具備類比式/數位式的影像信號專用輸出輸入端子。

  以整個影像製作環境來說,至少要有一台具備全規的輸出輸入端子的機器,而如果是將部份的影像製作業務委託外製公司的剪輯工作室,只要機器本身具備IEEE 1394及USB2.0端子應該就沒有問題了。(圖6),尤其是SSD時代的HD影像製作環境,不管是選用P2或是S×S記憶卡,甚至是今後會推出的更新的SSD記錄媒體,都會準備和USB2.0連接用的介面,正所謂的「超級便利」(正式的名稱是Universal Serial Bus)。

156-3-006.png


從應用軟體來看HD影像製作環境

  那麼,我們接著就要從應用軟體所構成的機器,來思考到底可以進行哪種作業,由於這次只有討論HD影像的製作環境,所以完全沒有考慮到SD影像的製作環境,不過只要大概知道SD環境可處理HD環境2~3倍程度的串流影像,(是利用DV Codec時)。

  圖7則是表示「同一部機器使用各種應用軟體時的剪輯串流影像數」,由於Windows及Macintosh的構成方式多少有點不同,無法單純地進行比較,所以是以搭載有Intel CPU的Macintosh為前提,還有,圖8是代表「各種應用軟體在處理三道的HD串流影像時所需要的機器規格」。這邊也許比較接近現實。

  要將所有的應用軟體放在同一條線上比較是相當困難的,從這些圖表中可以明顯地看出,各公司做為標準標的HD格式,其成本效益有極大的不同,資料量的大小依各格式來考量決定應該就不成問題了。

  例如:ProRes 422或Canopus HQ Codec的傳輸速率較高(200~150Mbps左右),即使使用50MB/秒的HDD,傳送兩部的HD串流影像也是十分吃力的,相反地,如果是一套以傳送25Mbps的HDV串流影像為主的應用軟體,即使HDD本身具備處理10部以上HD串流影像的能力,卻因為高壓縮率的關係,解壓縮時需要高能力的CPU,所以機器的規格變得更高。

  尤其是Premiere Pro,由於其運作是依照硬體機器所提供的HD Codec,所以會出現圖7的結果,而EDIUS Pro及Final Cut Pro目前也推出了可供選擇的配合Codec方式的硬體機器,所以之間的差別可能會更明顯,Premiere Pro的成本效益也有可能會提高。


156-3-007.png156-3-008.png

結    語

  為了參考起見特別在Windows環境中使用Core 2 Duo 2.33GHz。用圖9來分別表示Canopus HQ Codec、MPEG2 Long GOP Codec、AVCHD各種Codec的CPU佔有度,這些數值僅供參考用,因為壓縮率越高的影像,和各剪輯軟體的Native Codec比較,可能要消耗更多的CPU Power,希望大家可以參考這些圖表,選擇最適合自己剪輯形式的Codec及Application,應該是建構優良HD影像剪輯環境的最佳方法。

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