Hardware Videoconverters

Achter het bestaan van hardwarematige videoconverters kom je als hobbyist meestal pas als je er eentje plotseling echt nodig hebt. In de praktijk doen zich dan prangende vragen voor zoals hoe zet ik mijn analoge videobestanden over naar digitaal. Bijvoorbeeld van VHS tape naar een digitale montagecomputer. Of bij de formaten en connectoren hoe zet ik DV, HD, SD/SDI om in HDMI, maak ik het beeldvenster op maat (scanconverter) en hoe combineer ik twee HD-signalen naar één 3D-output?


Converters van bekende merken zoals Datavideo, AJA, BlackMagic (Design), Grass Valley/Canopus, Roland en Matrox lossen deze vragen snel, comfortabel, van eenvoudig tot veelzijdig en redelijk geprijsd voor u op. Daarnaast hebben deze videoconverters een belangrijke functie bij het transport van videosignalen over grotere afstanden met behulp van versterking en foutcorrectie.
Vanuit hobby-oogpunt is de meeste vraag naar converters vanuit het omzetten van oud analoog materiaal naar digitaal. De oude S-VHS of Hi8-bandjes waarop nog veel dierbaar materiaal staat. Een simpel kastje van enkele tientjes doet dit omzetklusje voor u. Er zijn echter nog veel meer mogelijkheden betreffende het omzetten van verschillende typen videosignalen naar elkaar, het overbruggen van verschillende connectortypen (bijvoorbeeld naar HDMI) en versterking en/of correctie van het videosignaal in het veld. In dit artikel bespreken wij de mogelijkheden van hardwarematige videoconverters. Niet te verwarren met de softwarematige die de processor van de computer gebruiken om het ene videobestandsformaat naar het andere om te rekenen.

Tal van mogelijkheden
Achter videoconverters gaat een waar scala aan mogelijkheden schuil. In de eenvoudigste vorm zet de converter het ene videosignaal in het andere om. De scan- of crossconverter past het aantal benodigde beeldlijnen (afmetingen) aan voor het gebruikte presentatiescherm of playback-vensters. Dat voorkomt lelijke randjes in het beeld of het verloren gaan van video-informatie. En dan is er ook nog een categorie die wij voor het gemak maar even de workflow-converters noemen. De werkstroomconverter kan allerlei handige en werkbesparende taken verrichten met een minimum aan apparatuur in de montage- of veldstudio. Belangrijke mogelijkheden in deze zijn het juist detecteren en bekijken van het binnenkomende signaal, distributie en versterking/correctie van het signaal, als switchers (schakelen tussen twee videobronnen maar ook het opvangen van signaaluitval), het omzetten van twee inputs naar 3D en het converteren naar optische vezel-kabels voor nog grotere afstanden. Het is regelmatig heel verrassend om te ontdekken wat er allemaal aan gebruiksmogelijkheden in zo’n converterkastje zit.


Je kunt er niet omheen
Goed beschouwd kun je dikwijls als videomaker niet om de videoconverter heen. Dit geldt zowel voor in de montagestudio als het veld. En de scanconverter vormt een waar gemak bij de vertoning op internet of Cloud, monitoren en tv-netwerken met beeldinserts vanuit andere videobronnen. Ook chroma-keying en toepassingen voor lokale omroepen met beeldinserts van plaatselijke informatie of advertenties. Relatief nieuw zijn de integratie van (live) beelden uit de iPad, smartphone, Skype/FaceTime, notebook of Google Earth in tv-uitzendingen, videoproducties en/of video(cloud)evenementen.
Veel ruimte nemen de compacte en robuust uitgevoerde kastjes niet in en zij kunnen in het veld ook onder de camera op de plaat van de videokop geschroefd, aan een statiefpoot of elders bevestigd worden. De betere converter-modellen starten vanaf een paar honderd euro.
De meeste modellen zijn relatief eenvoudig te bedienen. De opgedrukte lay-out en connectoren wijzen zich vanzelf. Er zijn doorgaans slechts een paar kleine schakelaartjes en/of dipswitches aan boord. In een aantal gevallen laten LEDs of eenvoudige displays de status van de verschillende functies en in/outputs zien. Dat kan bij diverse modellen ook on screen (OSD) via de output(s). Een aantal videoconverters zijn tevens met een Windows of Apple OSX notebook of computer in te stellen.
In de volgende hoofdstukjes komt een praktisch onderscheid naar verschillende categorieën videoconverters aan bod. Een aantal apparaten combineert meerdere van de hiervoor besproken functies in hetzelfde kastje. In de praktijk sluit u de videoconverter met geschikte kabeltjes aan tussen de toespeler/videobron en de opnemer (computer, digitale recorder). Er komen nogal wat aansluittermen in dit artikel voor. Dat klinkt moeilijk maar u dient gewoon te kijken welke typen digitale en analoge in/uitgangen er op uw camera, beamer of in de montagestudio zitten. De gebruiksaanwijzing omschrijft deze connectoren meestal duidelijk genoeg.


Pure omzetters
In de eenvoudigste vorm is de videoconverter een hoogwaardige signaalomzetter. Dat hoogwaardige betreft dan voornamelijk de kwaliteit van de connectoren (aansluitingen) en de interne signaalbewerking of versterking. Veel videoconverters presteren daarbij in de praktijk nogal eens beter dan de videomengpanelen en -switchers in de onder- en middenklasse.
De signaalomzetter voor video heeft al een aardige geschiedenis. Toen het analoge videotijdperk overging in het digitale kwam daar al snel de vraag van hoe zetten wij standaard analoge video over naar DV en later ook naar HDV en HD. Antwoord: via een Analoog-Digitaal-converter (ADC). En omgekeerd wie digitaal in een analoge productie wilde verwerken ging net de andere kant uit met de Digitaal-Analoog-Converter (DAC). Deze toepassingen doen zich nog steeds voor bij het verwerken van ouder videomateriaal en het binnenhalen van amateurfilmpjes uit het verleden. U komt een dergelijke converter in hobbykwaliteit al voor enkele tientjes tegen. Wie iets meer investeert verkrijgt een betere kwaliteit door de inbouw van elektronische circuits voor correctie, stabilisatie en signaalversterking.
De komst van HD, 3D en straks ook 4K creëert een bijpassende behoefte om het ene videosignaal zonder zichtbaar verlies studiokwaliteit naar het andere te converteren. Uiteraard in realtime (werkelijke afspeelduur) en als het even kan ook met interne foutcorrectie en signaalversterking.
In het kort een aantal typen signaalconverters voor video:
- De standaard analoog (SD) naar digitaal (Serial Digital interface, SDI)-converter. En voor de amateur (S-)VHS naar DV of HD(V). Nog altijd een veel gevraagd type in combinatie voor de thuis studio. Echter ook in samenwerking met mobiele videostudio’s, switchers, digitale recorders en signaaltransport over 200 meter of meer. Tevens geschikt voor archiveringsdoeleinden en het gebruik van videofilms uit de oude analoge doos;
- De High Definition (1920 x 1080i of P) naar HDMI converter. Dit type signaalconverter kent meerdere toepassingen. Als eerste het bekijken van HD/SD-SDI op LCD- of LED-tv-schermen en monitoren met een HDMI-aansluiting. Sterk in opkomst is het omzetten naar een 3G HD-signaal. Ook veel gebruikt voor het aansluiten van videoswitchers, beamers en het distribueren van het videosignaal over grotere afstanden. En bij HDMI is de audio embedded (= opgenomen binnen) in het geconverteerde AV-signaal;
- Omgekeerd hebben de recente HD-camcorders veelal een  HDMI-uitgang. De HDMI-kabel is echter niet geschikt om lange afstanden te overbruggen. De HDMI naar HD/SD- SDI-converter zet het signaal om (en versterkt doorgaans ook) naar long range SDI-distributiesignalen.
- De HD/SD/-SDI naar component Y:U:V signaalconverter. Vaak toegepast voor transport van kwalitatief hoogwaardige videosignalen over grotere afstanden, aansluiting op voordeligere LCD, LED- en plasma-tv’s of beamers met deze ingang. Een variant is de omzetting naar RGB voor eveneens het gebruik van goedkopere tv-monitoren.
- De optische vezel-converter. Dit type zet het signaal om naar een geschikte output voor datanetwerken per glas- en andere optische vezels. Heel geschikt om grotere afstanden te kunnen overbruggen.
Goede voorbeelden van dit type videoconverters bieden merken Datavideo in de DAC-serie, Canopus, Blackmagic, Grass Valley en Matrox. Een apart type is nog de sync (generator)-converter. Deze syncconverter synchroniseert en stabiliseert de aangesloten videobronnen op het niveau van de studio-uitrusting.

De scanconverter

Videobeelden kunnen qua het aantal weergegeven beeldlijnen en afmetingen flink uiteenlopen. Neem bijvoorbeeld het afspeelvenster op internet (Web-tv, YouTube) en bronnen als iPads, smartphones of computers. Ook bij de Social media, het Skypen of FaceTime, Google Earth en de grote diversiteit en mediaplayers doen zich regelmatige problemen met de videoweergave voor. Al snel ontstaan er dan lelijke (kleur)randjes, wegvallende beeldlijnen of vervorming. Lastig en visueel storend als je deze videobronnen in de eigen videoproductie wil meenemen.
De scanconverter verzorgt de signaalomzetting naar het juiste afspeelformaat. Een handige en kwalitatief goede oplossing in deze is een DVI (standaard digitaal video interface)  naar HD-SDI scanconverter. Aanvullende interessante en heel nuttige functies zijn het via een scanconverter uitvoeren van snap-to-window support (maakt het afspeelvenster direct passend) en het invoegen van beelden via een keyer (plaats grafische of chroma keybeelden in de videostroom).
Scanconverters verzorgen zowel het realtime opwerken naar een hogere beeldkwaliteit upscalen als naar een lagere resolutie formaat (downscalen) van het videobeeld op kwalitatief goed niveau. De input van een iPad, computer of smartphone kan direct als schermbron voor de montage, virtuele studio of uitzending in de bijpassende vensterafmetingen worden meegenomen. In combinatie met een groene of blauwe chromakey-achtergrond zijn er zo pakkende nieuwsuitzendingen, onderwijssessies en productpromoties mee op te bouwen.
Hetzelfde geldt als toepassing ook voor de integratie van webfilmpjes en YouTube in tv-programma’s, nieuwsuitzendingen, documentaires en (speel)films. Bij Google Earth zijn de getoonde geografische kaartjes precies op maat te maken en in de juiste resolutie weer te geven. En bij het gebruik van Skype of FaceTime maakt de scanconverter het beeld passend voor tv-uitzendingen en het opnemen in videoproducties.


Als videoswitcher
Een videoswitcher schakelt tussen verschillende video-ingangen. Bijvoorbeeld de input van twee of meer opnemende camera’s. Videoconverters zoals de Matrox MC-100 beschikken over een aantal handige en praktische switcherfuncties. Uiteraard kan een videoconverter nimmer de complete functionaliteit van een volwaardige studioswitcher vervangen maar dat is in de veldpraktijk voor het omschakelen tussen bron- en uitgangssignalen vaak niet nodig.
De switcherfuncties kunnen bijvoorbeeld bestaan uit:
- Het schakelen tussen verschillende ingangs- en uitgangsbronnen. Bijvoorbeeld welke (HD)SDI in, 1 of 2 SDI-uit, of 1 of 2 SDI naar HDMI;
- Het detecteren van een weggevallen signaal en naadloos overschakelen naar het andere inputkanaal;
- Het schakelen bij 3D naar twee gescheiden HD-SDI of één HDMI-uit.
Er is veelal een adequate vorm van Time Base Correction (TBC) aan boord en de switch is niet of vrijwel niet in het output-beeld waar te nemen.

Voor de distributie en correctie
Belangrijke functies bij videoconverters zijn het versterken en verbeteren/fouten corrigeren van het signaal. Met name bij het overbruggen van grote afstanden zijn videoconverters in deze goud waard. Afhankelijk van het type output kunnen 70 meter (standaard 3G), 200 meter (HD), 300 (SD) meter of wel meer dan 30 kilometer (3G glasvezel) overbrugd worden. Zo halen bijvoorbeeld de Black Magic ATEM Camera en Studioconverters over de optische kabel 28 mijl. En dat ook nog eens tweezijdig (heen en weer) met audio talkback voor gesproken instructies van het camerapersoneel. Het versterken (amplifying) houdt het videosignaal in optimale conditie. Fouten corrigeert de videoconverter on the fly. En een voor stereo-scopisch videofilmen geschikt model analyseert het type 3D/formaat en corrigeert op Horizontal Image Translation (HIT), vertical offset en andere veel voorkomende afwijkingen.


Conclusie
De hardware videoconvcerter is allerminst slechts een oubollig kastje voor signaalomzetting en het conserveren van oude analoge opnamen. Het gaat om een onmisbare component in tal van situaties voor signaalconversie, switching, monitoring, correctie, versterking en distributie voor zowel bij de opname in het veld als in de montagestudio. Een investering die zijn geld bij regelmatig gebruik vaak dubbel-en-dwars waard is.

Capture devices
Voor het omzetten van analoge video naar digitaal is een zogenaamd capture device meestal de eenvoudigste oplossing. De term capture slaat op het vangen van de analoge videobeelden en deze vervolgens omzetten in een digitaal signaal. Dat digitale video (en audio)signaal gaat vervolgens naar de montagecomputer (Windows pc of Apple Mac) voor verdere bewerking of naar een digitale recorder.
Meer dan een simpel kastje met wat kabeltjes of zelfs gebouwd op een USB-stick is niet nodig. Dit type hardwareconverter kunt u onder andere betrekken van Canopus, Roxio, Cyberlink, Dynno, Pinnacle/vid en diverse Aziatische vreemdmerken. Een alternatief is het inbouwen van een capturekaart in de montage-PC.
Een capture device werkt als volgt: aan een kant sluit u de toespeler aan. Veelal een analoge camcorder maar dat kan ook een video-taperecorder zijn. Het analoge signaal gaat via het juiste kabeltje de converter in. Daar zit dan een Analoog/Digitaal-omzetter met aanvullende elektronica in. Het digitale signaal komt uit de andere zijde uit het capture device en via een USB-connector de computer in. Aldaar verzorgt de meegeleverde software voor het verder bewerken en opslaan van de digitale AV-bestanden.