Progresívne skenovanie - základy spracovania videa
So zavedením v polovici deväťdesiatych rokov 20. storočia sa DVD stalo jadrom revolúcie domáceho kina. S jeho výrazne lepšou kvalitou obrazu cez VHS a analógovú TV, DVD označil obrovský pokrok v domácej zábave. Jedným z hlavných príspevkov DVD bolo využitie techniky progresívneho snímania na zlepšenie kvality sledovania TV.
Prekladané skenovanie - základy tradičného video displeja
Skôr ako sa dostaneme do toho, čo je pokrokové skenovanie a jeho dôležitosť pri zlepšovaní skúseností s prezeraním televízie, je dôležité porozumieť tomu, ako sa tradičné analógové obrazové obrazy zobrazovali na televíznej obrazovke. Analógové televízne signály , napríklad signály z miestnej stanice, káblovej spoločnosti alebo videorekordéra, sa zobrazovali na televíznej obrazovke pomocou technológie známej ako Interlaced Scan. Boli použité dva hlavné prekladané systémy: NTSC a PAL .
- NTSC je založený na systéme 525 riadkov, 60 polí / 30 snímok za sekundu pri frekvencii 60 Hz na prenos a zobrazenie obrazových obrázkov. Jedná sa o prekladaný systém, v ktorom je každý snímok naskenovaný v dvoch poliach s 262 riadkami, ktoré sa potom skombinujú tak, aby zobrazovali obraz s 525 riadkami. Krajiny s nadáciou NTSC sú USA, Kanada, Mexiko, niektoré časti Strednej a Južnej Ameriky, Japonsko, Taiwan a Kórea.
- PAL je založený na linke 625, 50 polí / 25 snímok za sekundu, systém 50HZ. Signál sa prekladá, podobne ako NTSC, do dvoch polí, pozostávajúcich z 312 riadkov. Okrem toho má PAL rámcovú frekvenciu, ktorá je bližšia k rýchlosti filmu. PAL má frekvenciu snímok 25 za sekundu, zatiaľ čo obsah filmu je založený na snímkovej frekvencii 24 snímok za sekundu. Krajiny, ktoré majú nadáciu systému PAL, zahŕňajú Veľkú Britániu, Nemecko, Španielsko, Portugalsko, Taliansko, Čínu, Indiu, väčšinu Afriky a Stredný východ.
Čo je progresívne skenovanie
S príchodom domácich a kancelárskych stolných počítačov bolo zistené, že používanie tradičnej televízie na zobrazovanie počítačových obrázkov neprinieslo dobré výsledky, najmä s textom. To bolo spôsobené účinkom prekladanej technológie skenovania. Aby sa vytvoril príjemnejší a presnejší spôsob zobrazovania obrázkov na počítači, bola vyvinutá technológia progresívneho snímania.
Progresívne vyhľadávanie sa líši od prekladaného skenovania v tom, že obraz sa zobrazuje na obrazovke skenovaním každého riadka (alebo riadku pixelov) v postupnom poradí namiesto alternatívneho poradia, ako je tomu v prípade prekladaného skenovania. Inými slovami, pri progresívnom skenovaní sa obrazové čiary (alebo obrazové riadky) skenujú v číselnom poradí (1,2,3) po obrazovke zhora nadol, namiesto alternatívneho poradia (čiary alebo riadky 1,3, 5, atď., Za ktorými nasledujú riadky alebo riadky 2,4,6).
Postupným skenovaním obrazu na obrazovku v jednom zámku namiesto vytvárania obrazu kombináciou dvoch polôh je možné zobraziť hladší a podrobnejší obraz, ktorý je vhodnejší na prezeranie jemných detailov, napríklad text a pohyb je tiež menej náchylný na prepletenie blikanie.
Ak vidíme túto technológiu ako spôsob, ako zlepšiť spôsob zobrazovania obrázkov na obrazovke videa, technológia progresívneho snímania sa potom aplikuje na DVD.
Zdvojnásobenie línie
S nástupom plazmy s vysokým rozlíšením s veľkou obrazovkou, televízormi LCD a videoprojektormi sa rozlíšenie vytvorené tradičnými TV, videorekordérmi a zdrojmi DVD nedalo veľmi dobre reprodukovať metódou prekladaného skenovania.
S cieľom kompenzovať, okrem postupného skenovania, výrobcovia televízorov tiež predstavili koncept zdvojenia linky.
Aj keď existuje veľa spôsobov, ako to možno uplatniť, v jeho jadre televízor s možnosťou zdvojnásobenia línie vytvorí "čiary medzi riadkami", ktoré kombinujú charakteristiky vyššie uvedenej čiary s riadkom nižšie, aby sa vytvoril vzhľad obrazu s vyšším rozlíšením. Tieto nové riadky sa potom pridajú do pôvodnej štruktúry riadkov a všetky linky sa potom postupne skenujú na televíznej obrazovke.
Avšak nevýhodou pri zdvojení línie je to, že môžu vzniknúť pohybové artefakty, pretože novo vytvorené linky sa musia pohybovať aj s akciou v obraze. Pre vyladenie záberov je zvyčajne potrebné ďalšie spracovanie videa.
3: 2 Pulldown - Prenos filmu na video
Hoci sa progresívne snímanie a zdvojnásobovanie línií pokúšajú riešiť nedostatky zobrazenia prekladaných videozáznamov, existuje ešte ďalší problém, ktorý zabraňuje správnemu zobrazeniu filmov pôvodne nasnímaných na filme na televízore. Pre zdrojové zariadenia založené na formáte PAL a televízory nie je to veľký problém, pretože frekvencia snímok PAL a rýchlosť filmu je veľmi blízka, takže je potrebná minimálna korekcia pre zobrazenie filmu presne na obrazovke televízora PAL. To však nie je v prípade NTSC.
Problém s NTSC spočíva v tom, že filmy sú zvyčajne natočené s rýchlosťou 24 snímok za sekundu a produkuje sa a zobrazuje sa video NTSC pri rýchlosti 30 snímok za sekundu.
To znamená, že pri prenose filmu na DVD (alebo videokazetu) v systéme založenom na NTSC sa musia riešiť rozdielne frekvencie snímok filmu a videa. Ak ste sa niekedy pokúsili presunúť domáci film vo veľkosti 8 alebo 16 mm natočením videozáznamu na obrazovke filmu, keď sa zobrazuje videozáznam, pochopíte tento problém. Vzhľadom na to, že filmové snímky sú premietané s rýchlosťou 24 snímok za sekundu a videokamera nahráva pri rýchlosti 30 snímok za sekundu, pri prehrávaní videozáznamu sa obrazy filmu prejavia silným blikaním. Dôvodom toho je, že snímky na obrazovke sa pohybujú pomalšie ako videoprojekcie vo fotoaparáte a keďže pohyb rámu nezodpovedá, vytvára to silný efekt blikania pri prenose filmu na video bez akejkoľvek nastavenie.
Aby sa zabránilo blikaniu, pri profesionálnom prenose filmu na video (či už DVD, VHS alebo iný formát) je rýchlosť snímok filmu "roztiahnutá" vzorecom, ktorý sa viac približuje frekvencii snímok filmu k rýchlosti videozáznamu.
Zostáva však otázka, ako sa to dá presne zobraziť v televízii.
Progresívne skenovanie a rozdelenie 3: 2
Ak chcete vidieť film vo svojom najväčšom správnom stave, mal by byť zobrazený na 24 snímkach za sekundu na projekčnom plátne alebo televíznej obrazovke.
Aby sa to dosiahlo čo najpresnejšie v systéme založenom na NTSC, zdroj, napríklad DVD prehrávač musí mať detekciu rozloženia v pomere 3: 2, zvrátiť proces roztápania v pomere 3: 2, ktorý bol použitý na vloženie videa na DVD, a to v pôvodnom formáte 24 snímok za sekundu, zatiaľ čo je stále kompatibilný s obrazovým systémom s obrazom 30 snímok za sekundu.
Dosahuje to DVD prehrávač, ktorý je vybavený špeciálnym dekodérom MPEG v kombinácii s takzvaným deinterlacerom, ktorý číta 3,2 roztiahnutý prekladaný video signál z DVD a extrahuje správne filmové snímky z video rámov , postupne skenuje tieto snímky, vykoná akékoľvek opravy artefaktov a potom prenáša tento nový video signál prostredníctvom komponentného videa s podporou progresívneho skenovania (Y, Pb, Pr) alebo HDMI .
Ak váš DVD prehrávač má progresívny sken bez detekcie rozloženia v rozmedzí 3: 2, bude stále produkovať hladší obraz ako tradičné prekladané video, pretože progresívny skenovací prehrávač DVD prečíta prekladaný obraz DVD a spracováva progresívny obraz signálu a prechádza televízor alebo videoprojektor.
Pokiaľ však prehrávač DVD obsahuje pridanie rozlíšenia 3: 2, nielen, že vaše video bude zobrazovať hladší progresívny skenovaný obrázok, ale zažijete DVD film v čo najbližšom stave, ako to, čo by ste mohli vidieť z skutočný filmový projektor, okrem toho, že je stále v oblasti videí.
Progresívne skenovanie a HDTV
Okrem DVD, progresívna kontrola sa aplikuje aj na DTV, HDTV , Blu-ray Disc a televízne vysielanie.
Napríklad DTV so štandardným rozlíšením je vysielané v 480p (rovnaké charakteristiky ako progresívne skenované DVD-480 riadky alebo riadky pixelov progresívne naskenované) a HDTV je vysielaný buď 720p (progresívne naskenované čiary 720p alebo riadky pixelov) alebo 1080i (1 080 riadkov alebo pixelov riadky, ktoré sú striedavo skenované polia pozostávajúce z 540 riadkov) . Ak chcete prijímať tieto signály, potrebujete HDTV s vstavaným HDTV tunerom alebo externým HD tunerom, HD káblom alebo satelitnou schránkou.
Čo potrebujete na prístup k progresívnemu skenovaniu
Aby ste získali prístup k progresívnemu skenovaniu, je potrebné, aby zdrojová zložka, ako napríklad DVD prehrávač, HD kábel alebo satelitný prijímač a televízor, video displej alebo videoprojektor, boli schopné progresívneho skenovania (všetky sú zakúpené v roku 2009 alebo neskôr ) a zdrojové zariadenie (prehrávač diskov DVD / Blu-ray Disc, káblová / satelitná skrinka) musí mať komponentný video výstup s podporou progresívneho skenovania alebo rozhranie DVI (Digital Video Interface) alebo HDMI (Multimediálne rozhranie s vysokým rozlíšením ), ktorý umožňuje prenos štandardných a high-definition progresívnych snímok do podobne vybaveného televízora.
Je dôležité poukázať na to, že štandardné prepojenia Composite a S-Video neprenášajú obrazy progresívneho snímania. Ak ste pripojili výstup progresívneho snímania na TV vstup bez progresívneho snímania, nebudete mať obraz (toto sa týka väčšiny televízorov CRT - všetky televízory LCD, plazma a OLED sú kompatibilné s progresívnym skenovaním).
Ak chcete zobraziť progresívny sken s obráteným rozložením v pomere 3: 2, DVD prehrávač alebo televízor musí mať detekciu rozloženia 3: 2 (nie je problém s ničím zakúpeným v roku 2009 alebo neskôr). Uprednostňuje sa prehrávač DVD s detekciou rozloženia v pomere 3: 2 a skutočne vykoná funkciu spätného rozloženia s televízorom s progresívnym skenovaním, ktorý zobrazuje obraz ako napájaný z DVD prehrávača. Existujú možnosti ponuky v DVD prehrávači s progresívnym skenovaním aj v televízore s technológiou progresívneho skenovania (HDTV), ktoré vám pomôže pri nastavení DVD prehrávača s progresívnym skenovaním a televízora alebo videoprojektora.
Spodný riadok
Progresívne skenovanie je jednou z technických základov zlepšenia televízneho a domáceho kina. Od jeho prvého zavedenia sa veci vyvíjali. DVD teraz koexistuje s Blu-ray a HDTV prechádza na 4K Ultra HD TV a tento progresívny sken nie je len súčasťou toho, ako sa obrazy zobrazujú na obrazovke, ale poskytuje aj ďalší základ pre ďalšie techniky spracovania videa, ako je napríklad upscaling videa .