Александр Загуменнов - Компьютерная обработка звука

Кодировка SMPTE 25 EBU

Этот SMPTE-формат поддерживает частоту 25 кадров в секунду и также известен как SMPTE EBU (European Broadcasting Union– Eвропейское объединение передающих систем). Причина появления этого формата – европейские телевизионные системы, стандартно отрабатывающие ровно 25 кадров в секунду.

Кодировка SMPTE 24 Film Sync

Этот SMPTE-формат поддерживает частоту 24 кадра в секунду и также известен как SMPTE Film Sync. Данная частота смены кадров соответствует номинальной скорости движения кинопленки (самая медленная из возможных, при которой изображение сохраняет непрерывность в движениях, нет видимых скачков).

Кодировка SMPTE 30 Non-Drop в аудио

В США при частоте в сети энергопитания 60 Гц легко генерировать для кода времени частоту 30 кадров в секунду. Она обычно применяется в звуковых системах и известна как 30 Non-Drop (без компенсации). Вы, вероятно, используете этот формат при синхронизации таких звуковых приложений, как многодорожечный рекордер или MIDI-секвенсор.

Если вы работаете только со звуком, то вам необходимо уметь обращаться с тремя SMPTE-форматами: SMPTE 24, SMPTE 25 и SMPTE 30 NonDrop. Однако знайте, что формат SMPTE 30 Non-Drop в видео выполняется в режиме 29,97 кадров в секунду.

Кодировки SMPTE 30 Drop и SMPTE 30 Non-Drop в видео

При работе с видео в американской системе NTSC никогда не используется частота ровно 30 кадров в секунду. Даже если в названии форматов упоминается эта величина, фактически используется 29,97 кадров в секунду. В этом-то и состоит проблема, так как за длительные периоды времени записи или воспроизведения маленькое отличие вызывает разницу между SMPTE-временем и реальным временем. Из-за этого в видео для генерации SMPTE-кода времени используются два метода: с компенсацией и без компенсации.

В SMPTE Non-Drop условные кадры временного кода всегда увеличиваются в точном соответствии с кадрами вашего видео. Однако так как в видео за секунду фактически проходит только 29,97 кадров (а не 30), SMPTE-время течет медленнее реального всемирного времени. Это приводит к расхождению показаний SMPTE-времени с временем реальным. Таким образом, поработав определенное время, вы заметите, что настенные часы ушли вперед по сравнению с SMPTE-временем, отображаемым в вашем приложении.

Формат SMPTE Drop (который также отсчитывает 29,97 кадров в секунду) старается скомпенсировать расхождение между реальным всемирным временем и SMPTE-временем, пропуская кадры из последовательности SMPTE-кадров, чтобы догнать реальное всемирное время. Это означает, что иногда в SMPTE-последовательности времени SMPTE-время пройдет вперед больше, чем на один кадр. Время корректируется на два кадра вперед на каждой границе между минутами за исключением 00, 10, 20, 30, 40 и 50. Таким образом, если время в формате SMPTE Drop 00:00:59:29, следующее значение будет 00:01:00:02, а не 00:01:00:00, как в формате SMPTE Non-Drop. Нужно помнить, что в формате SMPTE Drop некоторые показатели времени не существуют. Например, нет значения 00:01:00:00. Показатель этого времени фактически 00:01:00:02.

При синхронизации звукового и видеосигналов важно, чтобы SMPTE-код времени (30 Drop или Non-Drop), используемый в вашем секвенсоре или цифровой звуковой рабочей станции, был точно таким же, как на видео. Только тогда показатели SMPTE-времени на видеоэкране и на мониторе компьютера будут одинаковыми во время воспроизведения.

Многие пользователи стали называть формат 30 Non-Drop (который выполняется в режиме 29,97 кадров в секунду) 29,97 Non-Drop, чтобы отличать его от 30 Non-Drop, используемого в звуковых приложениях (и действительно выполняемого в режиме 30 кадров в секунду). SMPTE 30 Drop, который применяется в видео, называют также форматом SMPTE 29,97 Drop, чтобы подчеркнуть, что частота кадров фактически равна 29,97 в секунду.

Однако помните, что между форматами 30 Drop и 29,97 Drop нет никакой разницы. Некоторые пользователи говорят, что есть SMPTE-код времени, который фактически выполняется в режиме 30 кадров в секунду и генерирует кадры компенсации, но такой код не показал бы реального всемирного времени и был бы несовместим с частотой кадров 29,97 NTSC, так что неясно, как его можно было бы применять.

Как в Sound Forge решается эта проблема?

При работе с форматами SMPTE 24, SMPTE 25 и SMPTE 30 Drop программа Sound Forge ведет себя именно так, как от нее и ожидают: частоты вычислены и сгенерированы точно в 24, 25, и 29,97 кадров в секунду соответственно. Для формата 30 Drop вставлены пропущенные кадры, чтобы восполнить расхождения времени с реальным всемирным временем.

Для формата SMPTE 30 Non-Drop обычный метод Sound Forge – вычислить все SMPTE-значения точно в 30 кадров в секунду. Если вы работаете с видео и вам нужен формат SMPTE Non-Drop, отмеряющий 29,97 кадров в секунду, можете отключить опцию Use 30 frames per second for SMPTE Non-Dropна вкладке MIDI/Sync(диалоговое окно Preferences),в результате чего Sound Forge будет использовать 29,97 кадров в секунду вместо 30 для формата SMPTE 30 Non-Drop.

Произведем некоторые вычисления.

1 кадр SMPTE 30 = 33,3333 мс; 1 кадр SMPTE 29,97 = 33,3667 мс.

1 минута = 60 с х 30 = 1800 кадров в минуту.

1 минута = 60 c х 29,97 = 1798,2 кадров в минуту.

Разница за минуту = 1,8 кадров.

1 час = 3600 c х 30 = 108000 кадров в час.

1 час = 3600 c х 29,97 = 107892 кадров в час.

Разница за час = 108 кадров.

Таким образом, при компенсированном формате разницу нужно компенсировать 108 кадрами в час.

Например, для формата Non-Drop SMPTE показатель времени 01:00:00:00 будет соответствовать реальному всемирному времени 01:00:03:18. Следовательно, за один час накапливается запаздывание от реального всемирного времени на три секунды и 18 кадров.

Существует диаграмма, показывающая, как работает SMPTE Drop (она представлена в виде табл. 6.1). Каждую минуту пропускаются два кадра, за исключением точек в 00, 10, 20, 30, 40, и 50 минут. Обратите внимание, что по истечении одного часа пропущены 108 кадров. Это число соответствует числу кадров компенсации, которые мы вычислили выше, необходимых, чтобы согласовать время SMPTE 30 (29,97 кадров в секунду) с реальным временем.

Таблица 6.1. Соответствие пропущенных кадров минутам, истекающим

в течение одного часа, при использовании формата Drop SMPTE

Настройка форматов Frames и Measures & Beats в Sound Forge

При установке форматов состояния Framesили Measures & Beatsвы можете указать дополнительную информацию для настройки. Диалоговое окно Edit Frame Rate(Установка частоты кадров), доступное из меню Specialи показанное на рис. 6.8, позволяет изменить число кадров в секунду Frames per second.

В диалоговом окне Edit Tempo(также доступно из меню Special),показанном на рис. 6.9, вы можете определить число ударов в минуту Beats per minuteи число ударов в такте Beats in a measure.Эти значения используются для вычисления длительности тактов и длительности нот.