DNxHD

DNxHD (англ. Digital Nonlinear Extensible High Definition) — формат сжатия с потерями видео высокой чёткости, представленный американской компанией Avid Technology для монтажных станций и видеосерверов, применяемый в технологиях постпродакшн и телевизионных вещательных комплексах. В 2008 году стандартизован обществом инженеров кино и телевидения SMPTE как формат сжатия изображений и передачи данных VC-3[1].

Назначение

Видеокодек DNxHD предназначен для чернового и чистового монтажа при кинопроизводстве, а также для монтажа и финального просчета (рендеринга) в видеопроизводстве.

DNxHD поддерживает несколько вариантов потока видеоданных, доступных для выбора пользователю:

• 440\365\350 Мбит/с (1080p 29,97 \ 1080p 25 \ 1080p 24) с глубиной цвета 10 бит и дискретизацией цвета 4:4:4,(примерно соответствует по качеству и потоку Apple ProRes 4444)
• 220\185\110\90 Мбит/с (1080p 29,97 \ 1080p 25 \ 1080p 24 \ 720p 25) с глубиной цвета 10 или 8 бит, и дискретизацией цвета 4:2:2,(примерно соответствует по качеству и потоку Apple ProRes HQ)
• 145\120\75\60 Мбит/с(1080p 29,97 \ 1080p 25 \ 1080p 24 \ 720p 25) разрядностью 8 бит, и дискретизацией цвета 4:2:2,(примерно соответствует по потоку Apple ProRes 422)
• 100\85\50\45 (1080p 29,97 \ 1080p 25 \ 1080p 24 \ 720p 25) Мбит/с разрядностью 8 бит, и дискретизацией цвета 4:2:2,(появился в AVID Media Composer 6.5, 2013 год) (примерно соответствует по потоку Apple ProRes LT)
• 45\36 Мбит/с (1080p 29,97 \ 1080p 25) разрядностью 8 бит, и дискретизацией цвета 4:2:2.(примерно соответствует по потоку Apple ProRes Proxy, но за счет меньшей битности цвета имеет меньше артефактов)

Приведенная битность за исключением первой и последней соответствует проектам AVIDа (1080i 59,94 или 1080p 29,97) \ (1080i 50 или 1080p 25) \ (720i 59,94 или 720p 29,97) \ (720i 50 или 720p 25) соответственно .

Видеоданные формата DNxHD обычно хранятся в контейнере MXF, также могут сохраняться в контейнере QuickTime.

13 февраля 2008 года формат DNxHD был утвержден в качестве стандарта SMPTE VC-3.[1]

DNxHD предполагался как открытый стандарт, но по состоянию на март 2008 года, остался фактически собственным форматом Avid. Исходный код кодека Avid DNxHD находится в свободном доступе для внутренней оценки и анализа, однако для коммерческого использования требуется лицензионное соглашение от Avid. Ряд компаний получили коммерческую лицензию на кодек, в их число вошли: Ikegami, FilmLight, Harris Corporation, JVC, SeaChange, EVS Broadcast Equipment и другие.[2]

Реализации

DNxHD впервые поддерживался в Avid DS Nitris (сентябрь 2004 года), после в Avid Media Composer Adrenaline с опцией DNxcel (декабрь 2004 года) и, наконец, в Avid Symphony Nitris (декабрь 2005 года). Xpress Pro ограничен использованием DNxHD с 8-разрядными видеоданными, которые либо импортируются из файла или получены с помощью Media Composer с аппратной частью Adrenaline. Media Composer 2.5 также позволяет редактировать полностью несжатый HD-материал, который был импортирован или захвачен на системах Symphony Nitris или DS Nitris. Видеокамеры Editcam Ikegami являются уникальной системой с поддержкой DNxHD, которые могут записывать кодированное видео непосредственно в DNxHD. Такой материал сразу же доступен для монтажных станций, которые поддерживают кодек DNxHD. Arri Alexa поддерживает DNxHD с начала 2012 года. Blackmagic_Design HyperDeck Shuttle 2 и HyperDeck Studio поддерживают DNxHD с 2012 года.[3]

Отдельный кодек Quicktime для Windows XP и Mac OS X доступен для создания и воспроизведения файлов QuickTime, содержащих материалы DNxHD.

С сентября 2007 года проект кодеков с открытым исходным кодом FFmpeg поддерживает кодирование и декодирование 8-битных (но не 10-битных) VC-3/DNxHD благодаря спонсированию проекта BBC Research и реализации Baptiste Coudurier.[4]

В апреле 2012 на выставке NAB Brevity представила настраиваемый алгоритм для ускоренной передачи и кодирования файлов DNxHD[5]

Технические характеристики

DNxHD очень похож на JPEG. Каждый кадр является независимым и состоит из ДКТ-коэффициентов, кодированных кодом переменной длины.

Заголовок состоит из нескольких частей и может включать таблицы квантования и 2048 бит пользовательских данных. Кроме того, каждый кадр состоит из двух идентификаторов GUID и метки. Заголовок кадра упакован c переключаемым порядком байтов. Исходные данные кадра имеют вид макроблоков. Используемый метод практически идентичен сжатию JPEG: кодирование с предсказанием постоянной составляющей и преобразованием кодом переменной длины, с кодирование длин серий 63 других коэффициентов. Коэффициент постоянной составляющей не квантуется.

Кодек поддерживает альфа-канал.

Сравнение видеоформатов высокой чёткости

Формат	Разрядность, бит	Дискретизация цвета	Разрешение	Битрейт, Мбит/с
XDCAM HD	8	4:2:0	1080 29.97i, 29.97p: 1440x1080 (16:9)	18 VBR, 25 CBR, 35 VBR
Avid DNxHD 36	8	4:2:2	1080p30: 1920x1080	36
Apple ProRes 422 (Proxy)	10	4:2:2	1080p30: 1920x1080	VBR, ≈36
XDCAM HD	8	4:2:0	1080 29.97i, 29.97p: 1920x1080 (16:9)	VBR 35
XDCAM HD 422	8	4:2:2	1080 29.97i, 29.97p: 1920x1080 (16:9)	CBR 50
Avid DNxHD 100	8	4:2:2	1080p30: 1920x1080	100
Apple ProRes 422 (LT)	10	4:2:2	1080p30: 1920x1080	VBR, ≈100
DVCPRO HD	8	4:2:2	1080i60: 1920x1080 (16:9)	100
HDCAM	8	3:1:1	1080i60: 1440x1080 (16:9)	135
Avid DNxHD 145	8	4:2:2	1080p30: 1920x1080	145
Apple ProRes 422	10	4:2:2	1080p30: 1920x1080	VBR, ≈145
Avid DNxHD 220	8 или 10	4:2:2	1080p30: 1920x1080	220
Apple ProRes 422 (HQ)	10	4:2:2	1080p30: 1920x1080	VBR, ≈220
Avid DNxHD 444	10	4:4:4	1080p30: 1920x1080	440
Apple ProRes 4444	12	4:4:4	1080p30: 1920x1080	VBR, ≈400
HDCAM SR	10	4:2:2 или 4:4:4	1080p60: 1920x1080	440 или 880

VC-3

DNxHD кодек был представлен организацией SMPTE в качестве основы для семейства стандартов VC-3. Он был утвержден в качестве SMPTE VC-3, после двухлетнего тестирования и процесса проверки в 2008 и 2009:[1][6]

• SMPTE 2019-1-2008 VC-3 Picture Compression and Data Stream Format — Формат сжатия изображения и передача данных VC-3
• SMPTE 2019-3-2008 VC-3 Type Data Stream Mapping Over SDTI
• SMPTE 2019-4-2009 Mapping VC-3 Coding Units into the MXF Generic Container
• RP (Recommended Practices) 2019-2-2009 VC-3 Decoder and Bitstream Conformance

См. также

• SMPTE VC-1
• SMPTE VC-2

Примечания

1. Avid Technology, Inc. Avid DNxHD is First Codec Compliant with SMPTE VC-3  (неопр.) (13 февраля 2008). Дата обращения: 16 мая 2012. Архивировано 21 сентября 2012 года.
2. Avid DNxHD Codec Licensees  (неопр.). Дата обращения: 16 мая 2012. Архивировано 21 сентября 2012 года.
3. New HyperDeck Shuttle 2  (неопр.). Дата обращения: 16 мая 2012. Архивировано 18 февраля 2012 года.
4. FFmpeg General Documentation  (неопр.). Дата обращения: 16 мая 2012. Архивировано 29 июня 2014 года.
5. NAB: Brevity Introduces Transport Technology That Transforms File-Based Workflows (англ.) (недоступная ссылка)
6. Numerical SMPTE Standards List  (неопр.). Дата обращения: 16 мая 2012. Архивировано 10 сентября 2012 года.

Литература

• Михаил Ермолов, Андрей Сафонов, Дмитрий Ветров. Нелинейные монтажные системы Avid // «625» : журнал. — 2007. — № 08. Архивировано 20 января 2025 года.
• Системы нелинейног монтажа // Техника кино и телевидения : журнал. — 2009. — № 06. Архивировано 20 января 2025 года.