Videó - Video

Egy videó, a csapat tagjai osztoznak a kihívások Mars Science Laboratory „s ( Curiosity ) végleges perc leszállás felszínén Mars .

Videó egy elektronikus médium a felvétel, másolás , lejátszás, műsorszórás , és megjelenítését mozgó vizuális média . A videót először mechanikus televíziós rendszerekhez fejlesztették ki , amelyeket gyorsan felváltottak a katódsugárcsöves (CRT) rendszerek, amelyeket később többféle síkképernyős kijelző váltotta fel .

A videorendszerek a kijelző felbontásában , képarányában , frissítési gyakoriságában , színbeli képességeiben és egyéb tulajdonságaiban különböznek. Analóg és digitális változatok léteznek, és számos adathordozón hordozhatók, beleértve a rádióadást , a mágnesszalagot , az optikai lemezeket , a számítógépes fájlokat és a hálózati adatfolyamot .

Történelem

Analóg videó

NTSC kompozit video jel (analóg)

A videotechnikát először mechanikus televíziós rendszerekhez fejlesztették ki , amelyeket gyorsan felváltottak a katódsugárcsöves (CRT) televíziós rendszerek, de azóta számos új technológiát találtak ki a videó megjelenítő eszközök számára. A videó eredetileg kizárólag élő technológia volt. Charles Ginsburg vezette az Ampex kutatócsoportját, amely kifejlesztette az egyik első praktikus videomagnót (VTR). 1951 -ben az első VTR rögzített élő képeket a televíziós kamerákról úgy, hogy a fényképezőgép elektromos jelét mágneses videokazettára írta fel .

A videomagnókat 1956 dollárért adták el, a videomagnókat pedig 300 amerikai dollárba került egy órás tekercs. Az árak azonban az évek során fokozatosan csökkentek; 1971 -ben a Sony videokazettás magnó (VCR) paklit és szalagot kezdett el értékesíteni a fogyasztói piacon .

Digitális videó

A digitális technikák használata a videóban digitális videót hozott létre . Kezdetben nem tudta felvenni a versenyt az analóg videóval a korai digitális tömörítetlen videó miatt, amely kivitelezhetetlenül nagy bitrátát igényel . A praktikus digitális videót a diszkrét koszinusz transzformáció (DCT) kódolás tette lehetővé , amely veszteséges tömörítési folyamat, amelyet az 1970 -es évek elején fejlesztettek ki. A DCT kódolást a nyolcvanas évek végén alakították át mozgáskompenzált DCT videó tömörítésre , kezdve a H.261-el , az első praktikus digitális videokódolási standarddal .

A digitális videó később magasabb minőségre és végül sokkal alacsonyabb költségre volt képes, mint a korábbi analóg technológia. A DVD 1997-es, majd a Blu-ray Disc 2006-os feltalálása után a videokazetták és a felvevőberendezések értékesítése zuhant. Az előleget a számítógépes technológia lehetővé teszi akár olcsó személyi számítógépek és okostelefonok , tárolására, szerkesztésére és adó digitális videó, tovább csökkentve az ára video termelés , amely lehetővé teszi műsorkészítők és a műsorszolgáltatók költözni tapeless termelés . A digitális műsorszórás megjelenése és az azt követő digitális televíziós átállás folyamatban van, és az analóg videót a világ legtöbb részén örökölt technológia státuszba helyezi . 2015-től, a növekvő dinamikus tartományú és színskálájú , nagy felbontású videokamerák , valamint a nagy dinamikatartományú digitális köztes adatformátumok egyre növekvő használata mellett, a jobb színmélység mellett a modern digitális videotechnika közeledik a digitális filmtechnológiához .

A videofolyamok jellemzői

Képkockák száma másodpercenként

A képkockasebesség , az állóképek száma a videó időegységében, hat vagy nyolc képkocka/másodperc ( képkocka/másodperc ) tartományban van a régi mechanikus fényképezőgépeknél és 120 vagy annál több képkocka/másodperc között új professzionális fényképezőgépeknél. A PAL szabványok (Európa, Ázsia, Ausztrália stb.) És a SECAM (Franciaország, Oroszország, Afrika egyes részei stb.) 25 képkocka/s -ot határoznak meg, míg az NTSC szabványok (USA, Kanada, Japán stb.) 29,97 képkocka/másodpercet. A filmet lassabb képkockasebességgel, 24 képkocka / másodperccel forgatják, ami kissé bonyolítja a filmes mozgókép videóra történő átvitelét. A mozgó kép kényelmes illúziójának eléréséhez szükséges minimális képsebességkörülbelül tizenhat képkocka másodpercenként.

Interlaced vs progresszív

A videó lehet soros vagy progresszív . A progresszív szkennelési rendszerekben minden frissítési időszak sorrendben frissíti az összes képkocka összes szkennelési sorát. Ha natív progresszív sugárzott vagy rögzített jelet jelenít meg, az eredmény a kép álló és mozgó részeinek optimális térbeli felbontása. Az átlapolást úgy találták ki, hogy csökkentse a villódzást a korai mechanikus és CRT videokijelzőkön anélkül, hogy növelné a teljes képkocka másodpercenkénti számát . Az átlapolás megőrzi a részleteket, miközben alacsonyabb sávszélességet igényel a progresszív szkenneléshez képest.

Az átlapolt videóknál az egyes teljes képkockák vízszintes szkennelési vonalait úgy kell kezelni, mintha azok sorszámozva lennének, és két mezőként kerülnek rögzítésre : páratlan mező (felső mező), amely páratlan sorokból áll, és páros mező (alsó mező), amely páros sorok. Az analóg kijelzőeszközök minden egyes képkockát reprodukálnak, és gyakorlatilag megduplázzák a képkockasebességet az érzékelhető általános villódzás tekintetében. Amikor a képrögzítő eszköz egyesével szerezi be a mezőket, ahelyett, hogy felvétel után felosztana egy teljes keretet, akkor a mozgás képkockasebessége is ténylegesen megduplázódik, így a kép gyorsan mozgó részeinek simább, élethűbb reprodukcióját eredményezi amikor átlapolt CRT kijelzőn nézik.

Az NTSC, a PAL és a SECAM átlapolt formátumok. A rövidített videófelbontási specifikációk gyakran tartalmaznak i -t az átlapolás jelzésére. Például a PAL videó formátumot gyakran 576i50- ként írják le , ahol az 576 jelzi a vízszintes szkennelési vonalak teljes számát, i az átlapolást, 50 pedig 50 mezőt (fél képkocka) másodpercenként.

Amikor natív sorba rendezett jelet jelenít meg egy progresszív letapogató eszközön, a teljes térbeli felbontás romlik az egyszerű sorok megduplázásával - olyan képződményekkel, mint a villódzás vagy a „fésű” effektek a kép mozgó részein, amelyek megjelennek, hacsak a speciális jelfeldolgozás nem szünteti meg azokat. A deinterlacing néven ismert eljárás optimalizálhatja az analóg, DVD vagy műholdas forrásból származó sorosított videojel megjelenítését egy progresszív letapogató eszközön, például LCD televízión , digitális videoprojektoron vagy plazmapanelen. A deinterlacing azonban nem képes olyan video minőséget produkálni , amely egyenértékű a valódi progresszív szkennelés forrásanyagával.

Képarány

A közös filmművészet és a hagyományos televíziós (zöld) képarányok összehasonlítása

A képarány a videóképernyők szélessége és magassága és a videokép elemek közötti arányos kapcsolatot írja le. Minden népszerű videó formátum téglalap alakú , és így szélesség és magasság arányával írható le. A hagyományos televíziós képernyő szélessége és magassága 4: 3, azaz körülbelül 1,33: 1. A nagyfelbontású televíziók 16: 9 vagy körülbelül 1,78: 1 képarányt használnak. A teljes 35 mm -es filmkocka hanganyaggal (más néven Akadémia arány ) képaránya 1,375: 1.

A számítógép-monitorokon a képpontok általában négyzet alakúak, de a digitális videókban használt képpontok gyakran nem négyzet alakúak, például a CCIR 601 digitális videó szabvány PAL és NTSC változataiban használt képpontok , és a megfelelő anamorf szélesvásznú formátumok. A 720 x 480 pixeles raszter vékony, 4: 3 képarányú és kövér képpontokat használ a 16: 9 képarányú kijelzőn.

A videók mobiltelefonon történő megtekintésének népszerűsége a vertikális videók növekedéséhez vezetett . Mary Meeker, a Szilícium -völgyi Kleiner Perkins Caufield & Byers kockázatitőke -társaság partnere 2015 -ös Internet Trends Reportjában kiemelte a vertikális videomegtekintések számának növekedését - a 2010 -es videomegtekintés 5% -áról 2015 -re 29% -ra nőtt. A Snapchat -eket kilencszer gyakrabban nézik, mint a fekvő videóhirdetéseket.

Színes modell és mélység

Példa UV színsíkra, Y érték = 0,5

A színmodell a videó színábrázolása, és a kódolt színértékeket a rendszer által reprodukált látható színekre képezi le. Számos ilyen ábrázolás létezik a közös használatban: jellemzően a YIQ -t használják az NTSC televíziókban, a YUV -t a PAL televíziókban, az YDbDr -t a SECAM televízió, az YCbCr -t pedig digitális videókhoz.

A számos különböző színben egy képpont képviselhet függ színmélység kifejezett bitek száma pixelenként. A digitális videóban szükséges adatmennyiség csökkentésének általános módja a chroma almintavételezés (pl. 4: 4: 4, 4: 2: 2 stb.). Mivel az emberi szem kevésbé érzékeny a színes részletekre, mint a fényerőre, a fényerősségi adatok minden képpontnál megmaradnak, míg a színtelítettségi adatok átlagolásra kerülnek egy blokk számos pixelére, és mindegyiknél ugyanazt az értéket használják. Ez például 50% -os csökkenést eredményez a színezési adatokban 2 képpontos blokkok (4: 2: 2) vagy 75% -kal 4 képpontos blokkok használatával (4: 2: 0). Ez a folyamat nem csökkenti a megjeleníthető lehetséges színértékek számát, de csökkenti azoknak a különböző pontoknak a számát, amelyeknél a szín megváltozik.

Videó minőség

A videó minősége mérhető formális mérőszámokkal, mint például a csúcsjel-zaj arány (PSNR), vagy szubjektív videóminőség- értékeléssel, szakértői megfigyelés segítségével. Az ITU-T BT.500 ajánlása számos szubjektív videóminőségi módszert ír le . Az egyik szabványosított módszer a kettős ingerkárosodás skála (DSIS). A DSIS -ben minden szakértő megtekint egy zavartalan referenciavideót, majd ugyanazon videó sérült verzióját. A szakértő ezután a "károsodások észrevétlen" és a "zavarok nagyon bosszantó" skálán értékeli a károsodott videót.

Video tömörítési módszer (csak digitális)

A tömörítetlen videó maximális minőséget biztosít, de nagyon magas adatátviteli sebességgel . A különböző módszereket használnak a borogatást videó stream, a leghatékonyabb is használva képcsoport (GOP), hogy csökkentse a térbeli és időbeli redundancia . Általánosságban elmondható, hogy a térbeli redundanciát csökkenti az egyetlen keret részei közötti különbségek regisztrálása; ez a feladat kereten belüli tömörítés néven ismert, és szorosan összefügg a képtömörítéssel . Hasonlóképpen, az időbeli redundancia csökkenthető a keretek közötti különbségek regisztrálásával; ezt a feladatot keretek közötti tömörítésnek nevezik , beleértve a mozgáskompenzációt és más technikákat. A legelterjedtebb modern tömörítési szabványok az MPEG-2 , amelyet DVD- , Blu-ray- és műholdas televíziókhoz használnak , és az MPEG-4 , amelyet AVCHD , mobiltelefonok (3GP) és internethez használnak.

Térhatású

A sztereoszkópikus videó 3D filmekhez és más alkalmazásokhoz többféle módszerrel jeleníthető meg:

  • Két csatorna: jobb csatorna a jobb szemhez és bal csatorna a bal szemhez. Mindkét csatorna egyidejűleg megtekinthető két polarizáló szűrő segítségével, 90 fokos tengelyen kívülre egymástól két videoprojektoron. Ezeket a külön -külön polarizált csatornákat szemüveggel látják, megfelelő polarizációs szűrőkkel.
  • Anaglyph 3D, ahol az egyik csatornát két színkódolt réteg borítja. Ezt a bal és jobb réteg technikát alkalmanként használják hálózati műsorszóráshoz vagy a 3D filmek DVD -n megjelent közelmúltbeli anaglyph kiadásaihoz. Az egyszerű piros/cián színű műanyag szemüveg lehetővé teszi a képek diszkrét megtekintését, hogy sztereoszkópikus képet nyújtson a tartalomról.
  • Egy csatorna váltakozó bal és jobb kerettel a megfelelő szem számára, a videóhoz szinkronizáló LCD redőny szemüveg használatával felváltva blokkolja a képet mindkét szem számára, így a megfelelő szem látja a megfelelő keretet. Ez a módszer a leggyakoribb a számítógépes virtuális valóság alkalmazásokban, például egy barlangi automatikus virtuális környezetben , de kétszeresére csökkenti a hatékony videó képkockasebességet.

Formátumok

A különböző videoátviteli és -tárolási rétegek mindegyike saját formátumkészletet kínál.

Az átvitelhez van fizikai csatlakozó és jelprotokoll (lásd: Videócsatlakozók listája ). Egy adott fizikai link hordozhat bizonyos megjelenítési szabványokat, amelyek meghatározott frissítési gyakoriságot, kijelzőfelbontást és színteret határoznak meg .

Számos analóg és digitális felvételi formátumot használnak, és a digitális videoklipek számítógépes fájlrendszerben is tárolhatók fájlként, amelyek saját formátumokkal rendelkeznek. Az adattároló eszköz vagy átviteli közeg által használt fizikai formátumon kívül az elküldött egységek és nullák adatfolyamának egy adott digitális videokódolási formátumban kell lennie , amelyből számos elérhető (lásd a Videókódolási formátumok listája ).

Analóg videó

Az analóg videó egy vagy több analóg jel által képviselt videojel . Az analóg színes videó jelek közé tartozik a fényerő , a fényerő (Y) és a színárnyalat (C). Ha egy csatornába egyesítik, mint például az NTSC , a PAL és a SECAM esetében, akkor kompozit videónak nevezik . Az analóg videó külön csatornákon is továbbítható, például kétcsatornás S-Video (YC) és többcsatornás komponens videó formátumban.

Az analóg videókat mind a fogyasztói, mind a professzionális televíziós gyártási alkalmazásokban használják.

Digitális videó

Digitális videojel-formátumokat fogadtak el, beleértve a soros digitális interfészt (SDI), a digitális vizuális interfészt (DVI), a nagyfelbontású multimédiás interfészt (HDMI) és a DisplayPort interfészt.

Szállítási közeg

A videó többféle módon továbbítható vagy továbbítható, beleértve a vezeték nélküli földi televíziót analóg vagy digitális jelként, a koaxiális kábelt pedig zárt áramkörű rendszerben analóg jelként. A műsorszóró vagy stúdió kamerák egy vagy kettős koaxiális kábelrendszert használnak soros digitális interfész (SDI) használatával. A fizikai csatlakozókról és a kapcsolódó jel szabványokról a Videócsatlakozók listája című részben olvashat.

A videókat hálózatokon és más megosztott digitális kommunikációs kapcsolatokon keresztül lehet továbbítani , például MPEG transport stream , SMPTE 2022 és SMPTE 2110 használatával .

Kijelzési szabványok

Digitális televízió

A digitális televíziós adások MPEG-2 és más videokódolási formátumokat használnak, és tartalmazzák:

Analóg televízió

Az analóg televíziós sugárzási szabványok a következők:

Az analóg videó formátum több információt tartalmaz, mint a keret látható tartalma. A kép előtt és után metaadatokat és szinkronizálási információkat tartalmazó vonalak és képpontok találhatók. Ezt a környező margót leállítási intervallumnak vagy leállítási régiónak nevezik ; a vízszintes és függőleges előtér és a hátsó veranda a kiürítési intervallum építőkövei.

Számítógépes kijelzők

A számítógépes megjelenítési szabványok a képarány, a kijelző mérete, a kijelző felbontása, a színmélység és a frissítési gyakoriság kombinációját határozzák meg. A közös állásfoglalások listája elérhető.

Felvétel

A VHS videó kazettát.

A korai televízió szinte kizárólag élő adathordozó volt, néhány műsort filmre rögzítettek történelmi célú terjesztésre a Kinescope segítségével . Az analóg videomagnót 1951 -ben mutatták be a kereskedelemben. Hozzávetőleges időrendben. Valamennyi felsorolt ​​formátumot értékesítették a műsorszolgáltatóknak, a videotermelőknek vagy a fogyasztóknak; vagy történelmileg fontosak voltak (VERA).

A digitális videomagnók jobb minőséget kínáltak az analóg felvevőkhöz képest.

Az optikai adathordozók alternatívát kínáltak, különösen a fogyasztói alkalmazásokban, a terjedelmes szalagformátumok számára.

Digitális kódolási formátumok

Lásd még

Tábornok
Videó formátum
Videóhasználat
Videó képernyő rögzítő szoftver

Hivatkozások

Külső linkek