WHITEPAPER: HERSTELLUNG VON VIDEOS

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1 WHITEPAPER: HERSTELLUNG VON VIDEOS Hindergrundinformationen über Verfahren bei der Produktion und Postproduktion Dieses Whitepaper beleuchtet die allgemeinen technischen Anforderungen für HD-Filmund Videoprojekte ( Paket ). Die Spannweite für derartige Pakete ist groß: vom Vater, der Aufnahmen einer Schultheateraufführung seines Kindes im Internet veröffentlicht über einen 30 Sekunden langen Werbefilm bis zu einem Full HD 4K-Film, der auf der ganzen Welt veröffentlicht werden soll. Zur Erläuterung der Gründe für die außerordentliche Nachfrage nach Digitalspeicher bei der Produktion eines Pakets werden in diesem Dokument heutige Kameras und der steigende Einsatz von festen Wechsellaufwerken gestreift. Im Abschnitt über Postproduktion werden das Einspielen und das Umcodieren des Produktionsformats (HD, Film oder Video), nichtlineare Schnittsoftware und Speicherung behandelt. LaCie unterstützt die Postproduktion des Pakets in hervorragender Weise dank seines großen Spektrums von Hochleistungs-Festplattenlaufwerken mit hoher Kapazität. Obwohl es hier nicht in allen Einzelheiten behandelt wird, sollte erwähnt werden, dass für die Vorbearbeitung eine Phase, die Wochen oder Monate umfassen kann häufig spezielle logistische und Kreativsoftware mit erheblichem Speicherbedarf eingesetzt werden muss. Prävisualisierung und Produktionsplanung kommen sowohl in den einfachsten als auch in den ehrgeizigsten Projekten zum Einsatz.

2 LaCie-Whitepaper Herstellung von Videos I. PRODUKTION Bei der professionellen und kommerziellen Filmproduktion bezieht sich der Begriff Produktion auf die eigentliche Aufnahme, bei der das Paket in Formaten wie HD, Film, Analogband, Digitalband oder direkt auf eine Festplatte aufgezeichnet wird. Bei der Produktion getroffene technische Entscheidungen haben Auswirkungen auf die Postproduktion, so beispielsweise das Medienformat der Kamera sowie die Wahl der Auflösung und der Frame-Raten. Für viele Anwender bietet die digitale Verarbeitung erhebliche Vorteile, da sie Aufnahmematerial besserer Qualität, effektivere Schnittmöglichkeiten und eine bequemere Verteilung ermöglicht. Die Mehrzahl der heutzutage auf dem Consumermarkt und auf dem professionellen Markt erhältlichen Camcorder zeichnen in einer Vielzahl von digitalen Formaten auf Kassetten, Flash-Speicher, integrierten Festplatten und optischen Medien auf. Digital-Video ist heute das vorherrschende Format, obwohl im Bereich der Event- und Firmen-Videografie zuweilen veraltete analoge Camcorder mit Kassetten verwendet werden. Sony pflegt ein kleines Sortiment von Hi-8-Consumermodellen. Speichermöglichkeiten Viele digitale Camcorder verwenden zur Aufzeichnung des Video-Streams bei der Aufnahme fest eingebaute oder Wechselspeichermedien. Wechselspeichermedien herrschen bei den neueren Camcordern im Consumerund im professionellen Bereich in Form von Festplattenlaufwerken hoher Kapazität, Flash-Speichern (Compact Flash oder SD-Karten) und optischen Medien (DVD oder Blu-ray) vor. Während viele Consumercamcorder mit eingebauten Festplattenlaufwerken oder mit einer Kombination von Speicherformaten arbeiten, wenden sich professionelle Modelle anscheinend proprietären Festplatten-Magazinen zu. Die weit verbreitete RED-Kamera unterstützt ein eigenes Wechselmedium und Compact Flash (CF). High-End-Kameras, wie RED, HD P2 von Panasonic und SxS von Sony, verfügen über Solid-State-Laufwerke (SSDs), die optimale Lebensdauer und Geschwindigkeit bieten. Host-Schnittstellen Wenn die Produktion abgeschlossen ist, wird das Medium auf einen oder mehrere Computer übertragen, auf denen auf Postproduktion spezialisierte NLE-Hardware- und Software-Lösungen eingesetzt werden. Im Allgemeinen wird der Video-Editor oder Techniker die Schnittcomputer in Erwartung eines hohen Aufkommens von Mediendateien mit Hochleistungs-Festplattenlaufwerken hoher Kapazität ausstatten, bevor die Medien eingespielt werden (dieser Vorgang wird auch als Erfassen oder Digitalisieren bezeichnet). Für das Einspielen gibt es mehrere verschiedene Host-Schnittstellen. Die meistverbreitete ist IEEE 1394, die durch zwei proprietäre Implementierungen bekannt wurde: FireWire 400 & 800 (Apple) und i.link (Sony). Diese Schnittstelle liefert hohe durchschnittliche Übertragungsraten, wodurch sie für Videoschnitt ideal ist. Je nach Hersteller werden in den Betriebsarten s100, s200 oder s400 Datenübertragungsraten von etwa 12 MB/s, 25 MB/s and 49 MB/s über den FireWire-Bus erreicht. Hi-Speed USB 2.0 ist eine weitere verbreitete Schnittstelle, da auf fast allen Host-Computern USB-Anschlüsse vorhanden sind. Testergebnisse haben aber gezeigt, dass die durchschnittlichen Datenübertragungsraten bei IEEE 1394 höher sind als bei USB 2.0. Die Übertragungsgeschwindigkeit kann in Wirklichkeit geringer als die Echtzeitgeschwindigkeit sein. Daher beseht bei der Videoübertragung zum Computer über USB 2.0 die Möglichkeit, das angeschlossene Speichermedium (d. h. die SD-Karte) auszuwerfen, um zu vermeiden, dass der Camcorder zu lange mit dem Computer verbunden ist. Seite 2

3 Professionelle Kaskadenkonfiguration für den Videoschnitt: Ein Camcorder ist über FireWire mit einem Arbeitsvolume verbunden, in diesem Falle mit einem LaCie 4big Quadra, die mit einem Computer verbunden ist. Konfiguration für den Videoschnitt für Privatanwender: Ein Camcorder und eine externe Festplatte (in diesem Fall eine LaCie Little Big Disk Quadra) sind jeweils über FireWire mit dem Computer verbunden. Direkte Verbindungen wie in diesem Beispiel sind auch mit USB 2.0 kompatibel. Seite 3

4 LaCie-Whitepaper Herstellung von Videos Herausforderungen bei der Speicherung von Videodaten auf dem Host Viele digitale Camcorder erzeugen nicht nur hochwertige hochauflösende Aufnahmen, sondern produzieren auch sehr große Mediendateien, die eine Herausforderung für die Datenübertragung und die Speicherung darstellen. Die Kameraauflösung bei der Aufnahme bestimmt den für die Postproduktion erforderlichen Speicherplatz. Bei DV-Camcordern (Digital Video) wird beispielsweise als Standard eine verlustfreie Komprimierung eingesetzt, bei der beim Einspielen auf einen Computer etwa 13,8 GB pro Stunde anfallen. HDV (High Definition Video) ist vom DV-Kassetten-Standard abgeleitet und bietet eine bessere Qualität dank des effizienten Einsatzes der MPEG-2-Codierung und verbraucht mit 14 GB pro Stunde etwas mehr Speicherplatz. Nach dem Einspielen der Daten auf den Computer für den Schnitt können die erforderlichen Daten auf 30 GB pro Stunde oder mehr expandiert werden, da viele NLE-Programme das Ausgangsformat vor dem Schnitt in ein Zwischenformat oder in ein proprietäres Format umwandeln. Bei AVCHD (Advanced Video Codec High Definition) wird der MPEG-4 H.264-Codec verwendet, der trotz seiner höheren Komprimierungsrate sehr gute Qualität liefert. AVCHD verbraucht nur relativ bescheidene 8 GB Speicherplatz pro Stunde. Zum Vergleich verbraucht ein einstündiges, unkomprimiertes HD-Video bis zu 450 GB Speicherplatz. Da ein Dokumentarfilm von 52 Minuten Länge 9 bis 20 Stunden rohes Videomaterial erfordert, muss für den Schnitt sehr viel Speicherplatz bereitstehen. Zu den vielen Stunden Videomaterial, die während der Produktion verbraucht werden, kommen für den Schnitt erforderliche Elemente wie visuelle und akustische Effekte hinzu, die zusätzlichen Speicherplatz auf der Festplatte benötigen. Daher werden bei der Herstellung und Bearbeitung eines Pakets von 60 bis 90 Minuten viele Terabyte (TB) Festplattenspeicherplatz benötigt. Es versteht sich von selbst, dass die Speicherung von Medien auf der eingebauten Festplatte eines Host-Computers aufgrund der räumlichen Beschränkungen unpraktisch ist. Darüber hinaus, behindert möglicherweise der Speicheraufwand des Betriebssystems die Leistung der NLE-Software. Der Schnitt ist normalerweise effizienter, wenn das Material sich auf einem eigenen Volume ( Scratch ) befindet, beispielsweise auf einer externen Festplatte oder auf einem externen Speichersystem. II. NACHBEARBEITUNG Bei der Nachbearbeitung wird unerwünschtes Material entfernt, erwünschtes Material beibehalten und durch zeitliche Anordnung des Materials ein Paket hergestellt. Auf dem professionellen Markt ist diese Nachbearbeitungsphase eines Projekts normalerweise länger als die Vorbereitung und die Produktion. Es dauert häufig Monate, einen Rohschnitt (Offline-Phase) zusammenzusetzen, Effekte herzustellen (Computeranimation, computer-gerated imagery, CGI) und Audio-Komponenten (Dialoge, Toneffekte, Umgebungsgeräusche usw.) herzustellen und zu mischen. Wenn alle Elemente des Pakets genehmigt sind, geht die Nachbearbeitung in die Finalisierungs- oder Online-Phase über. Dieser Schritt umfasst im Allgemeinen Farbkorrekturen, das Mischen aller Audio-Elemente und Zusammensetzen des Pakets auf einer Arbeitsstation vor der Verbreitung. Aufgrund des hohen Medienaufkommens in allen Phasen des Pakets während der Nachbearbeitung, werden im Allgemeinen hohe Speicherkapazitäten für alle am Projekt beteiligten Arbeitsstationen eingeplant. Obwohl die Nachbearbeitung weder im professionellen noch im privaten Bereich übermäßig komplex ist, wird in beiden Segmenten Speicherplatz mit ausgezeichneten Übertragungsraten und reichlich Platz für semi-professionelle NLE-Pakete benötigt. Seite 4

5 Auflösung, Kapazität und Übertragungsraten TYP FORMAT GB/h MB/s SD DV DV Bit-NTSC (720x486), nicht komprimiert Bit-NTSC (720x486), nicht komprimiert HD HDV 720p HDV 1080i DVCPROHD 720p DVCPROHD 1080i ProRes x720 (24fps) ProRes x1080 (24fps) ProRes (HQ) x720 (24fps) ProRes (HQ) x1080 (24fps) Bit 720p30, nicht komprimiert Bit 1080i60, nicht komprimiert Bit 720p60, nicht komprimiert Bit 1080i60, nicht komprimiert Bit 1080p24, nicht komprimiert k 2048x Bit (24fps) x Bit (24fps) Seite 5

6 designed by neil poulton designed by neil poulton designed by neil poulton designed by neil poulton LaCie-Whitepaper Herstellung von Videos Einspielen und Umcodieren Mit NLE-Software können kleine oder große Gruppen von Medien ausgewählt und entsprechend dem Drehbuch auf einer Zeitachse angeordnet werden. Wenn das Material in die Arbeitsstation importiert (erfasst oder eingespielt) wird, wird es häufig in ein Zwischenformat umcodiert, wodurch der Schnitt beschleunigt und der Speicherbedarf verringert wird. Dies ist bei nicht komprimierten HD-Formaten wie 2k oder 4k fast immer der Fall. Die NLE- Software konvertiert das HD-Material beim Einspielen der Medien in ein Zwischenformat von hoher Qualität. Final Cut Pro von Apple verwendet beispielsweise sein proprietäres ProRes 422 für die Offline-Bearbeitung. Medien können auf zwei Arten eingespielt werden: Importieren oder Digitalisieren. Digitale Medien werden häufig in einem Format aufgezeichnet, das die NLE-Software verarbeiten kann, sodass per Direktimport konvertiert werden kann. Bei vielen Kameras ist eine Konvertierung per Video-Wiedergabe erforderlich, die als Digitalisierung bezeichnet wird. Obwohl Standardverbindungen wie FireWire oder USB häufig ausreichen, gibt es für die Video-Umcodierung bei der Wiedergabe viele Hardwarelösungen, darunter eigenständige Videokonverter von AJA, Thomson Grass Valley und Blackmagic Design. Für das Erfassen von Medien für den Schnitt sind für folgende Verbindungen extrem hohe Bandbreiten erforderlich: Zwischen der Kamera und dem Computer für das Einspielen und zwischen einen oder mehreren Arbeitsvolumes und dem Computer für die Speicherung. FireWire 400 und Hi-Speed USB 2.0 sind zwar für die Videoübertragung und Speicherung im Consumerbereich ausreichend, aber im professionellen Bereich werden häufig die von FireWire 800 und esata 3Gb/s ermöglichten hohen Bandbreiten bevorzugt. Wenn die Bandbreite unzureichend ist, können Frames aus dem Material verloren gehen, wodurch die Medien beschädigt werden und nicht mehr verwendbar sind. Für nicht komprimiertes HD-Material sind mitunter Übertragungsraten von über 130MB/s erforderlich, für die eine Host-Schnittstelle mit hohen Übertragungsraten wie esata 3Gb/s benötigt wird. In der folgenden Abbildung sehen Sie ein Beispiel für eine Arbeitsstation mit einem 24TB RAID0 4x4big Quadra-Verbund an einer esata 3Gb/s-Schnittstelle. Mit dieser Konfiguration wurden mit bestimmten Stripe-Konfigurationen Burst-Übertragungsraten von bis zu 700 MB/s erreicht. Die ideale RAID- Konfigurationen für den professionellen Schnitt: Vier LaCie 4big Quadra- Arrays (je 8 TB) ergeben insgesamt 24 TB verfügbaren Speicherplatz mit RAID 50. Es können Burst-Übertragungsraten bis zu 700 MB/s erzielt werden. Seite 6

7 Vergleichstabelle für die Auflösungen Einflussfaktoren für die erforderliche Bandbreite Aufzeichnungsauflösung(en) für das Projekt Gesamtzahl der Video- und Audiospuren Effekte und Grafiken Arbeitsstationen (eine oder mehrere NLEs in einer Arbeitsgruppe) Prozentsatz des in einer Arbeitsgruppe gleichzeitig verwendeten Materials (Netzwerkspeicher) Typische erforderliche Bandbreite nach Auflösung DV = ~ 3,1 MB/s pro Videospur SD = ~ 26 MB/s pro Videospur HD = ~ 156 MB/s pro Videospur 2k = ~ 291 MB/s pro Videospur Berechnung der Speicherkapazität DV = 3,1 MB/s x 60 = 186 MB/min. 10 Stunden DV = 600 Min. x 186 MB/min = MB = 112 GB Speicher SD (10-Bit) = 26 MB/s x 60 = 1560 MB/min 1 Stunde = 1560 MB/min x 60 Min. = MB/h = 93,6 GB Speicher HD 1080i60 (10-Bit) = 156 MB/s x 60 = 9360 MB/min 1 Stunde HD 1080i60 = 562 GB Speicher Erhöhen Sie jeden der Werte um 50 %, um Effekte, Übergänge, Audio und Grafik zu berücksichtigen. Beispiele für proprietäre HD-Komprimierungsraten DVCPRO HD (Panasonic 1080i60) ~14 MB/s ~50 GB/h D5 (Sony HD 1080i60) ~38 MB/s ~137 GB/h HDCAM (Sony 1440x1080p24) ~18 MB/s ~65 GB/h HDCAM SR (Sony 1920x1080p24) ~110 MB/s ~396 GB/h Beispiel für ein HD-Projekt mit nichtlinearem Schnitt HD 1080i60 (10-Bit) = 156 MB/s x 2 Spuren = 312 MB/s 50 % für Audio, Effekte, Grafik usw. = 156 MB/s Gesamt pro Minute = 468 MB/s x 60 = MB/min = 28 GB/min 4 Stunden = 240 Min. x 28 GB/min = 6,7 TB Konfigurationsanforderungen: Bandbreite = 468 MB/s Speicherplatz für 4 Stunden (einschließlich Audio, Effekte und Grafik) = 6,7 TB Seite 7

8 LaCie-Whitepaper Herstellung von Videos RAID Es gibt viele Möglichkeiten, Arbeitsvolumes in Bezug auf Geschwindigkeit und Sicherheit zu optimieren. Hohe Übertragungsraten sind zwar wichtig, aber niemand möchte bei der Arbeit mit einer umfangreichen eingespielten Medienbibliothek wegen eines plötzlichen Festplattendefekts Material verlieren. Vor dem Einspielen muss sich das Postproduktionsteam Gedanken über den für die Anforderungen des Pakets am besten geeigneten RAID-Level (Random Array of Independent (Inexpensive) Disks) machen. RAID 0 liefert zwar die höchste Geschwindigkeit, bietet aber keinen Schutz, d. h., beim Ausfall einer einzigen Festplatte gehen alle Daten verloren. Die RAID-Level 3, 5 und 6 bieten Geschwindigkeit und Sicherheit, erfordern aber Kompromisse bei den Übertragungsraten. (Im Whitepaper zur RAID-Technologie von LaCie finden Sie weitere Einzelheiten über RAID.) Für eine RAID-Konfiguration sind u. a. folgende Voraussetzungen erforderlich: mehrere externe Festplatten, ein Hardware-Controller und die Treibersoftware des Betriebssystems bzw. proprietäre Software des Controller-Herstellers. Bei manchen Speichergeräten ist der Computer allerdings von dem für den Betrieb eines RAID-Controllers erforderlichen Aufwand befreit. Ein Beispiel für ein derartiges Gerät ist die LaCie 4big Quadra, die über einen einfachen Schalter RAID 0 und RAID 5 unterstützt. Eine eigenständige 4big Quadra liefert an einer esata 3GB/s-Schnittstelle eindrucksvolle Burst-Übertragungsraten von 230 MB/s und durchschnittliche Übertragungsraten von etwa 160 MB/s. Schnittsoftware Beispiele für professionelle und semiprofessionelle NLE-Software sind: Media Composer und Symphony von Avid, Final Cut Pro und Final Cut Studio von Apple, Vegas Pro von Sony und Adobe Premiere Pro. Für den (gehobenen) Privatanwenderbereich ist ebenfalls eine reichhaltige Auswahl vorhanden. Einige Beispiele sind Pinnacle Studio von Avid, Premier Express von Adobe, PowerDirector von CyberLink und Vegas Movie Studio von Sony. Daneben enthalten Betriebssysteme wie Windows (Movie Maker) und OS X (imovie) einfache, aber eingeschränkte NLE-Software. Vorbereitung der Medien für die Verbreitung Nach Abschluss der Nachbearbeitung muss sich sowohl der begeisterte Video-Amateur als auch der erfahrene Editor Gedanken über die Verbreitung des Pakets machen. Die Online-Bereitstellung wird dank des geringen Speicheraufwands und ihrer Unkompliziertheit immer beliebter. In diesem Fall kann von der Software eine stark komprimierte Videodatei exportiert werden, die auf einem Webserver zum Streaming und Download bereitgestellt wird. Die Online-Verbreitung hat allerdings für den Amateur Nachteile: u. a. die hohen Kosten für einen Server und Kompromisse bei der Bildqualität wegen der eingeschränkten Bandbreite. Die Verbreitung auf optischen Medien ist nach wie vor sehr beliebt, insbesondere bei kommerziellen Videoproduktionen und in Situationen, in denen der Faktor Videoqualität schwerer wiegt als der für die Vervielfältigung und Verbreitung erforderliche Speicheraufwand. Auf DVDs werden MPEG-2-Medien mit hoher Auflösung und Übertragungsrate gespeichert. Sie stellt das beliebteste Format für die Verbreitung von digitalen Videoproduktionen dar. Dank sinkender Hardwarepreise ist die Vervielfältigung von DVDs im Consumerbereich banal geworden. Für das Erstellen einer DVD muss die Schnittsoftware im Allgemeinen die letzte Online - Version ein von DVD-Brennsoftware wie DVD Studio Pro von Apple oder Toast Titanium von Roxio erkanntes Format exportieren. Aktuelle NLE-Software verfügt über Voreinstelllungen zum Exportieren, die das Erstellen von Paketen erleichtern, die zur Verbreitung auf DVD bestimmt sind. Die Standard-Exporteinstellungen verlangen MPEG-2-Video mit einer Auflösung von (NTSC) oder (PAL) bei 29,97, 25 oder 23,976 Frames pro Sekunde (FPS). Blu-ray Discs haben eine Kapazität von bis zu 50 GB, was die Verbreitung von HD sehr erleichtert. Blu-ray unterstützt wesentlich höhere Auflösungen und Datenübertragungsraten und stellt daher eine erhebliche Verbesserung des DVD-Formats dar. Leider sind Blu-ray-Brenner für die meisten Privatanwender noch zu kostspielig. Daher wird die Vervielfältigung meist professionellen Diensten überlassen. Wie bei DVDs exportiert die NLE-Software ein mit Blu-ray-Brennsoftware, wie Toast Titanium oder Easy Media Creator 10 von Roxio, kompatibles Dateiformat. Die Blu-ray-Brennsoftware brennt die Dateiformate MPEG-2 H.264, MPEG-4 AVC und VC-1. Seite 8

9 WEITERE INFORMATIONEN WISSENSWERTES ÜBER LACIE Dank der Kombination aus modernster Technologie und anspruchvollster Designästhetik hat sich LaCie den Ruf eines Anbieters hochwertiger Produkte erworben, die Form und Funktion vorzüglich vereinen. Unsere Festplatten, optischen Laufwerke, Monitore und Zubehörprodukte erweitern Ihre Computerumgebung und werten sie auf, unabhängig von Plattform und Konfiguration. Der individuelle Stil internationaler Spitzendesigner, wie Neil Poulton, Ora-Ïto, Karim Rashid und Sam Hecht, verleiht den preisgekrönten Produkten von LaCie eine unverwechselbare Ästhetik und macht sie zu besonders zuverlässigen und flexiblen Geräten. LaCie ist weltweit als führender Hersteller hochwertiger Geräte präsent, die dank innovativer Technik die Marktdynamik fördern und in der Industrie neue Maßstäbe setzen. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Website: Dort stehen Ihnen die aktuellen Produktdaten in mehreren Sprachen weltweit zur Verfügung. Über die Website können Sie Produkte online erwerben, sich an unseren ausgezeichneten technischen Kundendienst wenden oder die nächstgelegene Filiale oder den örtlichen Händler ausfindig machen. Bei der Erstellung dieses Dokuments wurde sorgfältig auf Genauigkeit geachtet. LaCie übernimmt jedoch keine Haftung für falsche oder fehlende Informationen in diesem Dokument oder für die Verwendung der enthaltenen Informationen. Seite 9