Распространение стандарта H.264 совпадает с быстрым развитием технологий обработки изображений в высоком разрешении / с высокой частотой кадров (матрицы, дисплеи), а также с высокоскоростной технологией хранения данных. Такая высокопроизводительная и эффективная технология сжатия, как Н.264 позволяет кодировать большой объем данных, генерируемых современными датчиками, в файлы небольшого размера. Такие файлы небольшого размера затем можно записывать на доступные карты памяти, редактировать/просматривать на компьютерах через специальные программы доступные для пользователей. На рисунке 1 продемонстрирован ход развития технологии CMOS. Компания Sony сыграла в этом важную роль, создав и выпустив датчик изображения со скоростью передачи данных свыше 30 Гбит/с. Очевидно, что в ближайшие годы высокое разрешение, высокая частота кадров и высокая скорость инструментов для передачи визуальных данных станут общепринятым стандартом работы. Рис. 2) Прогресс SxS и XQD-карт памяти. Обратите внимание, что современные карты памяти дают возможность записывать контент в реальном времени со скоростью 1 Гбит/сек, кроме того, объем для записи значительно увеличился за последние годы. При этом форма и размер карт памяти не стал больше, а, напротив, уменьшился. Этот документ описывает признаки и преимущества формата XAVC. В документе также рассказывается, как интегрировать XAVC в современный производственный процесс вместе с такими широко использующимися форматами сжатия данных, как MPEG2, MPEG4 SStP, а также с различными файлами в формате RAW. Компания Sony создала и выпустила датчик изображения со скоростью передачи данных свыше 30 Гбит/с. Очевидно, что в ближайшие годы высокое разрешение, высокая частота кадров и высокая скорость инструментов для передачи визуальных данных станут общепринятым стандартом работы. На рисунке 2 показан ход развития технологии карт памяти SxS и XQD. Обратите внимание, что современные карты памяти дают возможность записывать контент в реальном времени со скоростью 1 Гбит/сек, кроме того, объем для записи значительно увеличился за последние годы. При этом форма и размер карт памяти не стал больше, а, напротив, уменьшился. Этот документ описывает признаки и преимущества формата XAVC. В документе также рассказывается, как интегрировать XAVC в современный производственный процесс вместе с такими широко использующимися форматами сжатия данных, как MPEG2, MPEG4 SStP, а также с различными файлами в формате RAW.

В связи с широким спектром рабочих точек, которые предлагает формат XAVC, пропускная способность визуализации с разрешением 4K может быть уменьшена до 100 Мбит/с в зависимости от структуры GOP, частоты кадров и выборки цветов. Такой эффективный выбор рабочих точек, как ожидается, сможет значительно увеличить возможности для домашних развлечений, а также сможет применяться в области B2B, где большое значение играет высокое разрешение. Количество активных пикселей большинства домашних дисплеев с разрешением 4K будет ограничено 3840 х 2160. (Quad HD или QFHD), который отличается от стандартного киновещания с разрешением 4096 пикселей по всей плоскости изображения. Поскольку формат XAVC охватывает оба горизонтальных формата выборки (4096 и 3840), его можно использовать как в кино, так и в телевещании. Камера PMW-F55 от Sony записывает видеоконтент в формате 4K XAVC с внутренним кодированием кадров в рабочем промежутке от 240 Mбит/сек (@ 24P) до 600 Мбит/сек (@ 60P) используя только мощности самой камеры. Сервер PWS-4400 поддерживает указанный рабочий диапазон, вследствие чего может использоваться в платформах для прямого производства программ в формате 4K. Скорость сжатия цифрового потока для формата 4K не раз обсуждалась в процессе разработки. Окончательной величиной была принята скорость в 100 Мбит/с при разрешении 1080i — именно такое соотношение используется в вещательном производстве. Теоретически, чтобы достичь необходимой скорости сжатия для разрешения 60p в формате 4K, нужно превысить исходное разрешение в четыре раза и удвоить частоту кадров, то есть увеличить объем данных в 8 раз. Таким образом, скорость сжатия увеличивается до 800 Мбит/с, однако, объем данных можно снизить на 25% путем кодирования с разной частотой кадров в чересстрочном или прогрессивном режиме. Для того чтобы надежно записывать видеоконтент с такой высокой скоростью передачи данных наиболее эффективно и экономично, компания Sony разработала новую карту памяти линейки SxS Pro +. Карты памяти SxS Pro + совместимы со всеми устройствами, которые имеют слот для карт SxS и обеспечивают надежную запись со скоростью передачи данных до 1.3 Гбит/сек. На одну карту памяти SxS Pro+ можно записать до 128 ГБ данных, что составляет около 50 минут съемки в формате 4K/24P (или 20 минут в формате 4K/60P) на камеру PMW-F55.

В то время как камеры PMW-F5/F55 записывают в формате RAW с использованием бортового регистратора AXS-R5, встроенные слоты для карточек SxS дают возможность одновременно записывать XAVC файлы в высоком разрешении, которое отлично сочетается с RAW файлами с точки зрения записи для точек In/ Out, аудио, временного кода или других метаданных, включая имена файлов. XAVC файлы дополняют RAW файлы как редакционные файлы, которые позволяют начинать процесс редактирования сразу же после извлечения SxS карты из камеры. Для выполнения цветокоррекции и редактирования изображений, полученных из RAW-файлов, требуется их дополнительная обработка (как правило, ее называют дебайеризацией или демозаикой). Хотя RAW-файлы и предлагают максимальную творческую свободу, которая является необходимым условием для сложного постпроизводства, все же могут появиться некоторые ограничения во времени или бюджете. Файлы в формате 4K XAVC можно рассматривать как экономически эффективную альтернативу файлам RAW. Как показано на рисунке 5, размер файлов 4K XAVC практически равен размеру файлов с разрешением HD, которые являются наиболее распространенными на сегодняшний день. Ожидается, что файлы 4K XAVC станут одной из основных движущих сил в расширении производства 4K.

Сегодня подавляющее большинство вещательных компаний для HDTV-производства использует формат MPEG2 HD Long GOP (50 Мбит/с или 35 Мбит/с) из-за его небольшого размера файлов, высокого качества изображения, а также из-за экономии вычислительных мощностей. Начиная со срочных новостей и реалити-шоу и заканчивая самыми важными спортивными мероприятиями, скорость передачи данных от 35 до 50 Мбит/с – зона наилучшего восприятия для работы с файловой HDTV-инфраструктурой. На Рисунке 6 показано, как различные потоки сжатого видео могут быть расшифрованы на данной компьютерной платформе, не прибегая к каким-либо аппаратным ускорителям или графическим процессорам. Горизонтальная шкала показывает кадры в секунду, и очевидно, что формат MPEG2 с 50 Мбит/с является самым быстрым (или самым эффективным) среди всех претендентов. В последнее время некоторые вещательные компании начали проявлять интерес к применению формата H.264 в качестве основного внутреннего формата в силу следующих причин.

• Объединение всех программных файлов, от передаваемых в пиковое время программ до новостей, в один кодек, содержащийся в общей, стандартной для отрасли файловой оболочке.
• Применение 10-битной выборки вместо 8-битной в MPEG-2.
• Качество изображения MPEG-2 со скоростью передачи данных 50 Мбит/с воспринимается как недостаточное, чтобы заменить существующие форматы записи, такие как HDCAM.
• Объем памяти, полоса пропускания сети и производительность становятся всё менее важными при обработке нескольких цифровых потоков с высокой скоростью.

Для работы с HDTV-контентом 50p/60p XAVC Intra поддерживает скорость до 440 Мбит/с и может рассматриваться как промежуточный формат, который заполняет разрыв между самыми качественными форматами (MPEG4 SStP или HDCAM-SR) и MPEG2. XAVC также играет важную роль в обеспечении портативного камкордера очень высокой частотой кадров при HDTV-разрешении. PMW-F55 записывает изображения с разрешением 1920×1080 10bit 4:02:02 со скоростью до 180 кадров в секунду на внутреннюю карту памяти SxS PRO+. Если используются две карты памяти на 128 ГБ, время непрерывной съемки увеличивается примерно до 40 минут при скорости 180 кадров в секунду. Однако по-прежнему останется потребность в сохранении небольшого размера файлов, чтобы они могли проходить через нынешние каналы 35-50 Мбит/с, даже в рабочем процессе 1080-50p/60p. Для этого лучше использовать формат Long GOP, так как он уменьшает размер файлов без ущерба для качества изображения. Как показано на рисунке 6 ниже, производительность декодирования в форматах Long GOP (50 Мбит/с) и Intra (100 Мбит/с) эквивалентна, хотя и требуется больше арифметических операций.