Progresivní skenování - základy zpracování videa
Se svým uvedením v polovině devadesátých let se DVD stalo jádrem revoluce domácího kina. S výrazně vylepšenou kvalitou obrazu přes VHS a analogovou TV, DVD označil obrovský pokrok v domácí zábavě. Jedním z hlavních příspěvků DVD bylo využití techniky progresivního skenování ke zlepšení kvality sledování televize.
Prokládané skenování - základy tradičního video displeje
Předtím, než se dostaneme do toho, o čem je progresivní skenování, a jeho významu pro zlepšení sledování televizního vysílání, je důležité pochopit, jak se tradiční analogové obrazové snímky zobrazovaly na televizní obrazovce. Analogové televizní signály , například signály z místní stanice, kabelové společnosti nebo videorekordéru, byly na obrazovce televizoru zobrazeny technologií známou jako Interlaced Scan. Byly použity dva hlavní prokládané skenovací systémy: NTSC a PAL .
- NTSC je založen na systému 525 řádků, 60 polí / 30 snímků za sekundu při frekvenci 60 Hz pro přenos a zobrazení videozáznamů. Jedná se o prokládaný systém, ve kterém je každý snímek zkontrolován ve dvou polích 262 řádků, které jsou pak kombinovány tak, aby zobrazovaly obraz s 525 čarami. Země s nadací NTSC jsou USA, Kanada, Mexiko, některé části střední a jižní Ameriky, Japonsko, Tchaj-wan a Korea.
- PAL je založen na řádku 625, 50 polích / 25 snímků za sekundu, systém 50HZ. Signál je prokládaný, jako NTSC, do dvou polí, složených z 312 řádků. Kromě toho má PAL takovou rychlost, která je blíže k hodnotě filmu. PAL má rychlost snímání 25 sekund za sekundu, zatímco obsah filmu je založen na snímkové rychlosti 24 snímků za sekundu. Země s nadací systému PAL zahrnují Spojené království, Německo, Španělsko, Portugalsko, Itálie, Čínu, Indii, většinu Afriky a Blízký východ.
Jaké je progresivní skenování
S příchodem domácích a kancelářských stolních počítačů bylo zjištěno, že používání tradiční televize pro zobrazení počítačových obrázků nevedlo k dobrým výsledkům, zejména s textem. To bylo způsobeno účinkem technologie prokládané skenování. Aby se vytvořil příjemnější a přesnější způsob zobrazení obrázků v počítači, byla vyvinuta technologie progresivního skenování.
Progresivní skenování se liší od prokládaného skenování v tom, že obraz je zobrazen na obrazovce skenováním každého řádku (nebo řady obrazových bodů) v sekvenčním pořadí, nikoliv ve střídavém pořadí, jak je tomu u prokládaného skenování. Jinými slovy, v progresivním skenování se obrazové řádky (nebo řady obrazových bodů) skenují v číselném pořadí (1, 2, 3) dolů obrazovkou shora dolů namísto v alternativním pořadí (řádky nebo řádky 1,3, 5 atd. ... následované řádky nebo řádky 2,4,6).
Postupným skenováním obrazu na obrazovku v jednom záběru spíše než budováním obrazu kombinací dvou polovin může být zobrazen hladký a podrobnější snímek, který je vhodnější pro prohlížení jemných detailů, například text a pohyb je také méně náchylný k propletení blikat.
Vidíme-li tuto technologii jako způsob, jak zlepšit způsob zobrazení obrázků na obrazovce videa, byla na DVD následně použita technologie progresivního skenování.
Zdvojení řádků
S nástupem plazmů s vysokým rozlišením s vysokým rozlišením, LCD televizí a videoprojektorů nebyla rozlišení vytvořená tradičními zdroji televizního, videorekordéru a DVD reprodukována velmi dobře metodou prokládaného skenování.
Pro kompenzování kromě progresivního skenování představili tvůrci také koncept zdvojení řádků.
Ačkoli existuje mnoho způsobů, jak to lze aplikovat, v jeho jádře, televizor s možností zdvojení čáry vytvoří "linky mezi čarami", které kombinují charakteristiky výše uvedené čáry s čárou níže, aby se vytvořil vzhled obrazu s vyšším rozlišením. Tyto nové řádky jsou pak přidány k původní struktuře čáry a všechny řádky jsou pak postupně skenovány na televizní obrazovce.
Nicméně, nevýhodou s zdvojnásobením čáry je to, že mohou vzniknout artefakty pohybu, protože nově vytvořené linie se také musí pohybovat s akcí v obraze. Pro vyhlazení obrázků je obvykle vyžadováno další zpracování videa.
3: 2 Pulldown - Přenos filmu na video
Ačkoli progresivní skenování a zdvojnásobení řádků se pokouší vyřešit chyby v zobrazení prokládaných videozáznamů, existuje ještě další problém, který zabraňuje správnému zobrazení filmů původně natočených ve filmu na televizoru. V případě zdrojových zařízení založených na technologii PAL a televizorů není to velký problém, protože rychlost snímků PAL a frekvence snímků filmu jsou velmi blízké, takže minimální korekce je zapotřebí pro přesné zobrazení filmu na televizní obrazovce PAL. To však není v případě NTSC.
Problém s NTSC spočívá v tom, že filmy jsou obecně natočeny rychlostí 24 snímků za sekundu a videoprodukce NTSC je produkována a zobrazována rychlostí 30 snímků za sekundu.
To znamená, že když je film převeden na DVD (nebo videokazetu) v systému založeném na NTSC, musí být řešeny odlišné frekvence snímků filmu a videa. Pokud jste se někdy pokoušeli přenést domácí filmy o velikosti 8 nebo 16 milimetrů natočením videoklipu na obrazovce filmu, jakmile se objeví film, pochopíte tento problém. Vzhledem k tomu, že filmové snímky jsou promítány na 24 snímků za sekundu a videokamera zaznamenává rychlostí 30 snímků za sekundu, při přehrávání videokazety budou snímky filmu vystaveny silnému blikání. Důvodem je to, že rámečky na obrazovce se pohybují pomaleji než videokamery ve fotoaparátu a protože pohyb snímku neodpovídá, vytváří to silný efekt blikání, když je film přenášen na video bez jakýchkoliv nastavení.
Aby se zabránilo blikání, při profesionálním přenášení filmu na video (DVD, VHS nebo jiný formát) je rychlost snímání filmu "roztažena" vzorem, který více odpovídá poměru snímků snímků k rychlosti videozáznamu.
Zůstává ovšem otázka, jak tuto možnost přesně zobrazovat v televizoru.
Progresivní skenování a 3: 2
Chcete-li vidět film v nejpravděpodobnějším stavu, měl by být zobrazen na 24 snímků za sekundu na projekci nebo televizní obrazovce.
Aby to bylo možné co nejpřesněji v systému založeném na systému NTSC, zdroj, například DVD přehrávač potřebuje detekci rozložení v poměru 3: 2, zvrátit postup rozložení 3: 2, který byl použit k vložení videa na DVD, a vystupuje v původním formátu 24 snímků za sekundu, přičemž je stále kompatibilní se zobrazovacím systémem 30 snímků za sekundu.
To je dosaženo DVD přehrávačem, který je vybaven speciálním typem dekodéru MPEG, v kombinaci s tím, co je označováno jako deinterlacer, který přečte 3: 2 rozložený prokládaný video signál z DVD a extrahuje řádné snímky z videokazet , progresivně skenuje tyto snímky, provádí opravy artefaktů a poté přenáší nový video signál prostřednictvím komponentního videa s podporou progresivního skenování (Y, Pb, Pr) nebo HDMI .
Pokud má DVD přehrávač progresivní skenování bez detekce rozložení v poměru 3: 2, bude stále vytvářet hladší obraz než tradiční prokládané video, protože progresivní skenovací DVD přehrávač přečte prokládaný obraz DVD a zpracuje progresivní obraz signálu a projde na televizor nebo videoprojektor.
Pokud však DVD přehrávač obsahuje přidání detekce rozložení v poměru 3: 2, bude nejen, že vaše video zobrazuje hladší postupně naskenovaný obraz, ale zažijete DVD film v co nejblíže stavu, jaký byste viděli z nějakého skutečný filmový projektor, s tím rozdílem, že je stále v doméně videa.
Progresivní skenování a HDTV
Kromě DVD je progresivní skenování aplikováno také na DTV, HDTV , Blu-ray Disc a televizní vysílání.
Například DTV se standardním rozlišením je vysíláno v 480p (stejné vlastnosti jako progresivní skenování DVD-480 řádků nebo řady pixelů progresivně skenováno) a HDTV je vysíláno buď 720p (progresivně naskenované řádky 720p nebo řady pixelů) nebo 1080i (1 080 řádků nebo pixelů řádky, které jsou střídavě skenované pole složená z 540 řádků každý) . Abyste získali tyto signály, potřebujete HDTV buď s vestavěným tunerem HDTV, nebo s externím HD tunerem, HD kabelem nebo satelitním boxem.
Co potřebujete pro přístup k progresivnímu snímání
Pro přístup k progresivnímu skenování musí být zdrojová složka, jako je přehrávač DVD, kabel HD nebo satelitní přijímač a televizor, video displej nebo videoprojektor, schopné progresivního skenování (což jsou všechny, pokud jste si zakoupili 2009 nebo později ) a zdrojové zařízení (přehrávač disků DVD / Blu-ray, kabelová / satelitní krabice) musí mít výstup komponentního videa s progresivním skenováním nebo DVI (Digital Video Interface) nebo HDMI (multimediální rozhraní s vysokým rozlišením ), který umožňuje přenos standardních a high-definition progresivních snímků do podobně vybaveného televizoru.
Je důležité zdůraznit, že standardní připojení Composite a S-Video nepřenášejí obrazy progresivního skenování. Také, pokud jste připojili výstup progresivního skenování na TV vstup bez progresivního skenování, nebudete mít obraz (toto se opravdu týká většiny televizorů CRT - všechny televizory LCD, plazmy a OLED jsou kompatibilní s progresivním skenováním).
Chcete-li zobrazit progresivní skenování s opačným rozsahem 3: 2, DVD přehrávač nebo televizor musí mít detekci rozložení v poměru 3: 2 (není problém s ničím zakoupeným v roce 2009 nebo později). Přednost by bylo, kdyby přehrávač DVD měl detekci rozložení v poměru 3: 2 a ve skutečnosti bude provádět funkci zpětného skládání s televizorem s progresivním skenováním, který bude zobrazovat obraz, který je přenášen z DVD přehrávače. K dispozici jsou možnosti menu jak v DVD přehrávači s progresivním skenováním, tak v televizoru s technologií progresivního skenování (HDTV), který vám pomůže vytvořit DVD přehrávač s progresivním skenováním a televizor nebo videoprojektor.
Sečteno a podtrženo
Progresivní skenování je jedním z technických základů zlepšování televizního a domácího kina. Od jeho prvního zavedení se věci vyvinuly. DVD nyní koexistuje s Blu-ray a HDTV přechází na televizor 4K Ultra HD a tento progresivní sken není nejen součástí zobrazení obrazů na obrazovce, ale také poskytuje další základnu pro další techniky zpracování obrazu, jako je například upgradování videa .