Zvládněte VirtualDub 1.6

Ano ano, jde o VirtualDub, který jako spousta jiných programů začínal jako malý nástroj pro potřeby autora a časem se stal jedním z nejpoužívanějších. Je ovšem nutné říci, že se nejedná o pravý video editor, sám autor ho nazývá video capture/processing utility, tedy jen jakousi utilitu pro zachytávání a zpracování videa. Pokud chcete stříhat domácí video, opatřit ho efekty, titulky a komentářem, toto není nástroj pro Vás. Jestliže ale pouze chcete z nahrávky vystřihat některé části (reklamy apod.), odstranit šum, změnit formát a převést do kompaktnějšího formátu (DivX, XviD), není nic lepšího.

Protože je VirtualDub vyvíjen pod licencí GNU General Public License (GPL), je možné stáhnout i zdrojový kód, díky čemuž vzniklo i několik klonů, které se snaží přidávat některé vlastnosti, které originál nemá. Většinou je ale po splnění svého účelu jejich vývoj zastaven, což je v některých případech velká škoda.

• NanDub - určen pro enkódování do DivX 3 s variabilním datovým tokem (VBR), což tato verze kodeku neumožňovala, dále dokáže pracovat s MP3 VBR zvukem a multiplexovat až dva AC3 streamy do AVI souboru, po nástupu DivX 4 byl jeho vývoj ukončen a dnes se prakticky nepoužívá.
• VirtualDub 1.4 ASF - verze VirtualDubu 1.4, která dokáže otevřít sobory ASF s kodeky MS-MPEG4, toto umožňoval VirtualDub 1.3, ale na nátlak Microsoftu bylo ve verzi 1.4 odstraněno, tuto podporu přidal nějaký "šikula" nezávisle na autorovi, opět jde o mrtvý projekt
• VirtualDub AC3 - upravená verze, která umožňuje multiplexovat do AVI i AC3 5.1 zvuk z DVD, tuším ale, že to dokáže i NanDub, což si ale teď přesně nevybavuji, založen na verzi 1.4, již se nevyvíjí
• VirtualDub MPG2 - upravená verze s podporou importu videa MPEG-2 a zvuku MP3, AC3 a Ogg, již delší dobu se neobjevila nová verze
• VirtualDubMod - poslední odnož, která se velmi často používá, dokáže otevřít soubory MPEG-2, Ogg Media a Matroska, posledně dva jmenované dokáže i exportovat, podporuje zvuk MP3 VBR, AC3 a Ogg Vorbis.

Je jich ještě více, tyto jsou ale nejpoužívanější. Jednotlivé verze "běhají" někde po internetu.

Filozofie

Než se pustíme do práce s programem, popišme si stručně, co vše VirtualDub umí, jaká je jeho filozofie a k čemu se hodí. Základní princip je velice jednoduchý a ukazuje ho obrázek. Jako vstup je použit video soubor resp. video soubory. Typ může být buď AVI nebo MPEG-1 (přípony mpg, mpeg, m1v, dat), popřípadě i sekvence obrázků. Pokud je použito více souborů, tak musí mít naprosto shodné parametry videa i zvuku - velikost videa, framerate, kompresor atd. a jejich spojení je možné pouze za sebe, nelze je prolínat, mixovat ani použít prolínačky. Další možností je měnit framerate pomocí vynechávání snímků - decimace.

Druhým krokem je dekomprese. Pokud jde o typ komprese, který je přesně specifikován, tak ho umí VirtualDub dekomprimovat sám. Konkrétně jde o MJPEG, DV a MPEG-1. Pokud je tedy video v některém z těchto formátů, nemusíte mít v systému nainstalován kodek, v opačném případě se hledá dekompresor přes VCM (Video Connection Manager), pokud je nainstalován pouze DirectShow dekompresor, VirtualDub ho neumí použít. Jestliže Vám tedy jde video přehrát přes Windows Media Player nebo podobný přehrávač, neznamená to ještě, že ho otevře i VirtualDub.

Po dekompresi přichází na řadu filtrace. Ta je možná pouze při kódování RGB (tedy Full processing mode), protože filtry jsou psány pouze něj. Následuje komprese, program nemá žádný interní kompresor, takže lze použít pouze ty ze systému, opět pouze z VCM, ne DirectShow. V posledním kroku dojde k multiplexování videa a zvuku a uložení do AVI souboru, jiný typ kontejneru není podporován (použijte VirtualDubMod).

Z tohoto je zřejmé, že VirtualDub opravdu není žádný videoeditor, bere jednoduše nějaké vstupní video, provede na něm požadované operace a uloží jako AVI, popř. je možné ho poslat přes frameserver přímo jinému programu (o tom později).

Pracovní prostředí

Začínáme vždy (kromě zachytávání, o tom ale později) načtením video souboru pomocí File/Open video file. Na konec otevřeného AVI souboru je možné připojit další soubor pomocí File/Append AVI segment, jak už bylo řečeno, ten musí být být přesně stejného typu jako již otevřený. Uprostřed dvě velká okna zobrazují vstupní a výstupní obraz, přičemž je lze přehodit (Options/Swap input/output panels). Ke stříhání slouží spodní lišta s tlačítky a posuvníkem. Myslím, že jejich funkce je jasná. Tlačítko Play s písmenem I (input) spustí přehrávání otevřeného videa, to s písmenem O (output) spustí i processing a přehrává výstupní formát. Dvě tlačítka se žlutým klíčem slouží k přesouvání po klíčových snímcích (popř. použijte posuvník a stisknuté tlačítko SHIFT), další dvě tlačítka se zeleno/červeným polem spustí přehrávání až do místa detekce další scény (citlivost lze nastavit v Options/Preferences/Scene). Dvě poslední tlačítka se používají k označení bloku, který lze pak pomocí klávesy Del vymazat. Tato operace je nedestruktivní, tedy nezasahuje se do původního souboru, pouze se označené snímky při zpracování přeskočí. Úplně vpravo je možné přečíst číslo snímku a jeho čas, pokud je na konci [K], jde o klíčový snímek.

Po všech úpravách (o processingu si řekneme v další části) se výsledek vyrenderuje až po uložení pomocí File/Save as AVI. Teprve tehdy se začnou aplikovat všechny provedené změny, objeví se okno VirtualDub Status, kde lze sledovat průběh zpracování včetně předpokládané doby práce a velikosti výstupního AVI souboru. VirtualDub neumí ukládat do jiného souboru než AVI (a sekvence BMP), nelze tedy vytvářet MPEG soubory. Z AVI souboru lze "vytáhnout" a uložit pouze zvuk díky funkci File/Save WAV.

Video processing

Asi nejužitečnější vlastností je úprava, filtrování a převod videa do jiných AVI kodeků. Žádný jiný nástroj nedosahuje takových vlastností a možností jako VirtualDub, je ale nutné se je naučit využívat. Existují čtyři možnosti zpracování videa, které se volí v menu Video (volíme nejčastěji hned jako první po načtení souboru):

• Direct stream copy - neprobíhá dekomprese, žádné filtrování ani komprese, snímky jsou zkopírované tak jak jsou, což je velice rychlé - omezeno pouze rychlostí pevného disku, střihání ale musí VŽDY začínat na klíčovém snímku, při processingu není vidět náhled. Používá se, pokud nechceme měnit formát videa, ale pouze spojit nebo rozstříhat soubory, odstranit reklamy apod.
• Fast recompress - tento mód převádí video z jednoho kodeku do jiného přímo za použití nejvhodnějšího formátu (pokud možno YUV, což je velice rychlé). Nelze použít filtry, není vidět náhled při processingu a ne vždy může fungovat, pokud si vstupní a výstupní kodeky nerozumí.
• Normal recompress - Podobné jako Fast recompress, vždy se ale použije RGB mód, s kterým pracuje většina koddeků, může být rychlé ale nemusí, většinou pomalejší než Fast recompress
• Full processing - v tomto módu se pracuje v RGB32 formátu a aplikují se filtry. Je nejpomalejší, většinou ale nejkompatibilnější s kodeky

Pro zvolení módu zpracování si vybereme video filtry pomocí Video/Filters. Zobrazí se nové okno s aplikovanými filtry (tedď bude prázdé), tlačítkem Add přidáváme a Delete ubíráme filtry, které se použijí při processingu. Celé zpracování probíhá odshora dolů, takže jako první filtr se použije ten první v seznamu atd. Do programu je možné doplnit i externí filtry, které lze stáhnout na internetu. Instalují se do adresáře Plugins v adresáři, kde je VirtualDub nainstalovaný, mají příponu .vdf. Rozcestník na ně najdete třeba i u nás v sekci Download nebo Odkazy.

Důležitou vlastností je Cropping, který se může aplikovat před každým filtrem. Touto funkcí se ořezávají okraje obrazu a ještě jednou zopakujme - provádí se PŘED aplikací filtru, ke kterému je oříznutí přiřazeno. Parametry filtru lze měnit tlačítkem Configure (Pokud filtr nějaké nastavení potřebuje). Nejčastěji se používají tyto filtry:

• null transform - tento filtr nedělá nic, lze ho ale použít, pokud nepotřebujeme žádný jiný filtr a chceme oříznout obraz pomocí funkce Cropping.
• resize - pro změnu velikosti obrazu, lze použít algoritmy nearest neighbor (vezme se nejbižší pixel, rychlé, ale málo kvalitní, použitelné jen pro zmenšení decimací do násobku velikosti), bilinear (aproximace přímkou, vhodné pro zmešnování) a bicubic (aproximace parabolou)
• deinterlace - pro odstranění prokládání (interlace)
• flip horizontally - převrátí obraz horizontálně
• flip vertically - převrátí obraz vertikálně
• fill - vyplní okraje obrazu zadanou barvou
• blur - rozmazání obrazu, lze použít pro částečnou redukci šumu při následném resize na polovinu
• motion blur - rozmaže pohybující se části obrazu
• sharpen - pro zvětšení ostrosti obrazu, ale zvýrazní i šum
• brigtness/contrast - pro změnu jasu a kontrastu
• smoother - jako blur, ale nesníží ostrost hrany objektů v obraze, vhodné pro redukci šumu
• temporal smoother - provádí blur v časové rovině, vhodné pro odstranění šumu

Pomocí Video/Color depth lze změnit formát, do jakého bude převeden obraz z/do kodeku. Vhodné nechat na 24 bit, což podporuje většina kodeků. Výběrem Video/Compression zvolíme výstupní kompresi, vpravo jsou zobrazeny informace, kde může být napsáno, že kodek nelze použít pro daný výstupní formát a zvolený mód.

Ve Video/Framerate lze změnit framerate (počet snímků za vteřinu) videa na novou hodnotu. Source rate adjustment změní pouze hodnotu, kterou bude udávat hlavička souboru, ale nemění počet snímků. Touto metodou lze opravit/zkazit synchronizaci zvuku s videem. Frame rate decimation změní počet snímků za vteřinu, dojde ale k přepočítání tak, aby se nezměnila synchronizace videa se zvukem. Např. decimace dvěmi vezme každý druhý snímek, třemi každý třetí atd. Inverse telecine je určeno pro rekonstrukci filmového materiálu, převedeného do NTSC, zpět na 24fps, nepoužívá se pro PAL.

Audio processing

Podobně jako s videem se pracuje i se zvukem. Nelze ale zpracovávat samostatně zvuk bez videa (na to jsou ostatně jiné programy) a existují jen dva módy zpracování:

• Full processing mode - v tomto módu dojde k dekompresi zvuku, lze mu měnit parametry a filtrovat ho, viz níže
• Direct stream copy - zvukové pakety se překopírují tak jak jsou, bez ztráty kvality a velmi rychlé

V obou případech je nutné, aby byl nainstalovaný příslušný kodek (z ACM).

Dále máme tři možnosti, odkud se bude číst zvuková stopa:

• No audio - zpracování videa bez zvuku, výstupní AVI soubor nebude obsahovat zvukovou stopu
• AVI audio - zvuk se čte z otevřeného video souboru (File/Open...)
• WAV audio - otevře dialogové okno na výběr WAV souboru, zvuk z otevřeného video souboru je pak ignorován

A nakonec samotné zpracování, dostupné jen ve Full processing módu:

• Conversion - lze změnit samplovací frekvenci, mono/stereo a kvantizaci (Precision)
• Interleaving - dostupný i v Direct stream copy módu, nastavuje způsob prokládání zvuku s videem, podle Microsoftu má být prokládání po půl vteřině (500ms) nebo 1 vteřině (1000ms) s 500ms audio preroll (kolik zvuku je na začátku souboru navíc), nastavit lze ovšem cokoliv, třeba po jednom video snímku, což je základní nastavení VirtualDubu. Má to výhodu v rychlé dostupnosti zvukových dat při "seekování", na druhou stranu to ale zvyšuje o něco velikost souboru menší odolnost zvuku proti dostupnosti dat při nadměrné zátěži systému (lidově řečeno zvuk může škobrtat, pokud je systém zaneprázdněn. Audio skew correction posune zvuk směrem dopředu či dozadu, lze tím korigovat posunutí zvuku vůči obrazu (celkové posunutí, ne pomalé rozjíždění zvuku)
• Compression - asi není třeba nic dodávat, nastavuje se komprese zvuku, vybírat lze z nainstalovaných ACM kodeků
• Volume - pro nastavení hlasitosti zvuku

Novinkou ve verzi 1.5 je možnost filtrace zvuku. Nejprve ji musíme povolit pomocí Use advanced filtering. Tím sice přijdeme o jednodušší funkce Conversion a Volume, ale tyto funkce jsou dostupné i tak. Otevřeme dialogové okno pro filtraci pomocí Audio/Filters.

Princip práce s filtry je hodně podobný GraphEditu, filtry vkládáme do grafu a navzájem je spojujeme. Pomocí tlačítka Add přidáme filtry do grafu, každý filtr má vstup(y) a výstup(y), většinou pouze jeden. Zvláštním druhem filtrů jsou Input a Output. Jak jejich název prozrazuje, první zprostředkovává vstup do grafu z audio dekompresoru, druhý naopak posílá filtrovaná data do kompresoru a AVI pro zápis nebo při náhledu do zvukové karty. Tyto dva filtry mohou být v grafu vždy jen jeden a musí být přítomny, jinak graf nebude fungovat. Podobnou funkci jako Output má i Discard, s tím rozdílem, že se vstupem nic nedělá. Je zde kvůli tomu, že všechny výstupy musí být zapojeny a tento filtr umožní ukončit nechtěné výstupy. Podívejme se na ostatní dostupné filtry (interní, v budoucnu mohou přibýt nové nebo mohou být dodány externí jako plugin, podobně jak u videa).

• butterfly - z levého a pravého kanálu spočítá soušet a rozdíl, pomocí něho a filtru gain lze zvětšit nebo zmenšit stereo separaci, tento filtr dělá i opak, sám pozná, jak směrem má pracovat
• center cut - počítá středový kanál (center) ze stereo zdroje pomocí FFT analýzy a produkuje na dvou výstupech středový a nový levý/pravý kanál.
• center mix - smíchá dohromady stereo a mono kanály
• gain - mění hlasitost
• highpass - odstraní frekvence nižší než nastavená
• lowpass - odstraní frekvence vyšší než nastavená
• mix - smíchá dva zdroje, jde o prostý součet, takže může dojít k oříznutí (přebuzení) na maximální hodnotu, použijte gain před mixováním pro prevenci oříznutí
• ratty pitch shift - mění pitch, tedy posunuje frekvenční spektrum zdroje, v kombinaci se stretch se stejným nastavením lze dosáhnout zrychlení nebo spomalení bez změny frekvenčního spektra
• resample - změní samplovací frekvenci, neobsahuje prevenci proti aliasningu, takže při změně na nižší samplovací kmitočet je vhodné předřadit lowpass filtr s asi poloviční frekvencí než požadovaná nová samplovací frekvence
• split - rozdělí vstup na dva identické výstupy
• stereo chorus - přidá chorus efekt, pokud je zdroj mono, převede ho nejprve na stereo
• stereo merge - spojí dva mono zdroje do jednoho stereo
• stretch - mění rychlost přehrávání, přičemž se v nastaveném měřítku posunuje frekvenční spektrum, je to stejné jako zrychlování nebo zpomalování magnetofonového pásku

Za zmínku stojí ještě nastavení v Options/Preferences/AVI volba Do not correct MPEG layer III audio streams. Většinou se pro kompresi používá MP3 kodek od Fraunhoffera, ve kterém je ale chyba - místo nastaveného bitratu dodává dat o něco méně, než udává, takže může dojít k předcházení zvuku s videem. Toto VirtualDub automaticky koriguje, pokud ale chcete použít jiný MP3 kodek, měli byste zaškrtnout tuto volbu.

Capture

VirtualDub lze použít i pro zachytávání, do tohoto módu se přepneme pomocí File/Capture AVI. Právě ve verzi 1.5 došlo ke značným změnám v jeho fungování. Byla odstraněna metoda AVICap, která využívala funkcí rozhraní Video for Windows (VfW). Tento princip je již hodně zastaralý a používal se ve Windows 3.1-98, ve Windows 2000 a vyšších verzích je sice kvůli kompatibilitě stále podporován, ale preferuje se použití DirectShow. Ve VirtualDubu byl zachován původní Internal capture, ale byl značně přepracován a došlo k rozšíření na podporu WDM zařízení přes DirectShow. Program pracuje s daty z ovladačů přímo a o jejich zpracování a ukládání se staré sám, narozdíl od všech jiných programů pro zachytávání. Nevyužívají se funkce filtrů AVI Mux ani jiné "přednosti" DirectShow.

VirtualDub si sám detekuje, jaký typ video ovladačů se používá (VfW nebo WDM) a podle toho zpřístupní nebo zakáže některé funkce. Požadované zařízení se volí v menu Device. Pokud jde o VfW zařízení, jsou dostupné funkce Format, Source a Display v menu Video, jestliže jde o WDM zařízení, jsou zpřístupněny funkce Capture pin, Preview pin, Capture filter, Crossbar, Crossbar 2 a Tuner, které zobrazí standardní dialogová okna ovladačů (pokud jsou k dispozici), jistě víte, co které znamenají. Těmito funkcemi lze nastavit parametry zachytávání, nebo lze vložit některé parametry ručně pomocí Set custom format. Dalšími využívanými funkcemi budou možná i Cropping pro oříznutí okrajů obrazu (například pro oříznutí černých okrajů u Letterbox 16:9), Swap fields pro přehození pořadí půlsnímků a také Noise reduction, které se pokusí odstranit šum ze záznamu, jde o DNR a pracuje v YUV i RGB kódování a je rychlé. Použít lze rovněž normální RGB filtry, ty jsou ale pomalé a počítač to nemusí zvládat v reálném čase, zapne se pomocí Enable RGB filtering a filtry se používají úplně stejně jako v módu editace (menu Filters). Pro kompresi se používají opět pouze kodeky z VCM, nelze použít kodeky z DirectShow. V seznamu se objeví pouze ty kodeky, které jsou kompatibilní s nastaveným kódováním obrazu, některé pracují pouze s RGB kódováním, jiné pouze s YUV formáty, takže pokud v seznamu nevidíte požadovaný kompresor, zkuste změnit kódování, nejčastěji se používá YUY2.

U zvuku je situace podobná, v menu Audio úplně dole zvolíme nahrávací zařízení a nastavíme parametry zvuku pomocí Raw capture format. K nastavení komprese asi není třeba cokoliv dodávat.

Ještě než začneme zachytávat, je vhodné nastavit správně úrovně signálů. U videa nám pomůže histogram, který si zobrazíme pomocí Video/Histogram a u zvuku indikátory vybuzení, které zapneme pomocí Audio/Volume meter. Dbejme na to, aby nedošlo k přebuzení, u histogramu bychom se neměli příliš často dostávat do červených hodnot, na druhou stranu využití co největšího rozsahu je dobré, jinak bude obraz příliš tmavý, je to otázka určitého kompromisu. Měnit jas/ kontrast a ostatní parametry je možné v Video/Capture filter resp. Video/Display. Pro zvuk platí podobná pravidla.

Prokousali jsme se nastavením a můžeme konečně začít zachytávat. V Capture/Settings nastavíme požadovaný framerate. VIrtualDUb automaticky synchronizuje video a zvuk tak, aby byl synchronní. Děje se tak resamplováním zvukových dat, což je nejlepší možná metoda. Jinou metodu můžete zvolit v menu Capture/Timing, buď synchronizaci vypnout úplně nebo změnit časování video snímků podle zvuku. V Capture/Stop conditions lze nastavit automatické zastavení zachytávání po určitém čase, při dosáhnutí určité velikosti souboru atd. Jméno souboru nastavíme ve File/Set capture file. Zda je vše v pořádku a systém bude vše zvládat můžeme vyzkoušet pomocí Capture/Test video capture, jinak můžeme rovnou začít nahrávat s Video/Capture video. V pravé části okna vidíme všechny důležité informace o zachytávání - čas, velikosti dat atd.

Frameserver

VirtualDub sice umí výstup pouze do AVI, obsahuje ale frameserver, pomocí kterého je možné poslat nekomprimovaná data přímo do jiného programu (např. enkodéru) bez nutnosti vytvářet na disku velký AVI soubor jako jakýsi mezistupeň. Princip, na kterém frameserver pracuje je podobný AviSynthu, nepracuje tedy se všemi programy. Základní filozofie je v tom, že ke čtení AVI souborů se používá standardní rozhraní Windows - AVIFile Reader, které zprostřetková čtení a demultiplexování AVI. VirtualDub nainstaluje do systému vlastní čtečku AVIFile Frameclient, která zprostředkuje data stejným způsobem jako AVIFile Reader. Program ale musí využívat čtení souboru standardním způsobem, který se používal ve Windows 3.1-98. Pokud tak neučiní, celý proces nebude fungovat.

Nejprve je nutné podporu AVIFile Frameclient do systému nainstalovat. K tomu slouží program auxsetup.exe, který je ve stejném adresáři jako VirtualDub. Spustíme ho a poté tlačítkem Install handler ovladač nainstalujeme, tlačítkem Uninstall handler ho odinstalujeme.

Nyní spustíme VirtualDub a provedeme všechny požadované úpravy. Kompresi nastavovat nemusíme, protože data jdou do frameserveru vždy nekomprimovaná v RGB. Spustíme frameserver pomocí File/Start frameserver, v následujícím dialogovém okně nastavíme jméno frameserveru a poté uložíme soubor s příponou .vdr, v kterém je pouze informace o jménu frameserveru, které jsme předtím zadali. Nyní je frameserver připraven na připojení a objeví se malé okno s informacemi.

Necháme VirtualDub běžet a spustíme program, do kterého chceme video streamovat. Otevřeme vytvořený soubor .vdr a dále pracujeme stejně jako bychom otevřeli regulérní AVI soubor. Většina nových programů dnes bohužel používá pro čtení DirectShow filtry nebo své vlastní rutiny, takže to bohužel nefunguje. Pokud chcete enkódovat do MPEG, spolehlivě funguje například TMPGEnc přes AVI VFW compatibility Reader.

Pokud požadovaný program používá pouze AVIFile Reader a neumí použít čtečku AVIFile Frameclient, je možné vyřadit AVIFile Reader a vnutit místo něj AVIFile Frameclient změnou v registru Windows. V adresáři aviproxy najdete soubory proxyon.reg a proxyoff.reg, kterými zapnete resp. vypnete toto přiřazení. Vždy je nutné po změně restartovat počítač. Mějte ale na paměti, že toto je zásah do fungování Windows a můžete tím zrušit čtení AVI souborů v některých programech. Po ukončení frameserverování proto raději toto vypněte.

Pokud ani toto nepomůže, program zřejmě používá jiné metody čtení AVI souborů a frameserver nebude takto fungovat. Jediným řešením je použít dvojitý frameserver ještě přes TMPGEnc a VFAPI. VFAPI je další druh frameserveru, který ale funguje přímo jako kodek, takže jde o kompatibilnější metodu, jak to celé funguje, najdete například v jiném článku. Ve VirtualDubu spustíte frameserver, v TMPGEnc otevřete .vdr soubor a uložíte projekt, ten načtete do VFAPI Readeru a vytvoříte pomocí něho regulérní AVI soubor, který bude obsahovat virtuální video kodek VFAPI. Ten již otevřete v libovolném programu.

Končíme

Jak vidíte, VirtualDub je poměrně jednoduchý, ale výkonný nástroj. Doufáme, že Vám tento stručný popis pomohl v základní orientaci v práci s programem a VirtualDub se stane Vaším hojně používaným nástrojem. Není vždy nutné pouštět složitý editační program, když lze na základní operace použít jiný program, který je zdarma a umí toho opravdu hodně.