Типы развертки в телевизорах

Оконечным устройством, принимающим ТВ-изображение, является зрительная система человека. Поэтому для рационального построения ТВ-систем необходимо учитывать свойства и характеристики зрения.

Для изучения принципа передачи изображения рассмотрим устройство, работу и основные особенности человеческого глаза.

Глаз является внешним органом зрения. Он представляет собой тело примерно шарообразной формы (глазное яблоко) (рис. 20.1), покрытое оболочкой— склерой 1. Передняя часть склеры 2, называемая роговицей, прозрачна и имеет несколько более выпуклую форму. За роговицей расположена передняя камера 3, заполненная жидкостью.

Передняя камера отделена от остальной части глаза радужной оболочкой 4, имеющей в центре отверстие — зрачок 5. Размер зрачка изменяется в зависимости от освещенности глаза. За зрачком находится хрусталик 6, представляющий собой прозрачное тело, форма которого напоминает двояковыпуклую линзу. С помощью мышцы, охватывающей хрусталик, кривизна последнего может меняться, фокусируя на задней стенке глаза изображения предметов, находящихся на расстоянии примерно от 10 см до бесконечности. С внутренней стороны в глазное яблоко входит зрительный нерв 7, состоящий из большого количества нервных волокон. Окончания нервных волокон покрывают изнутри глазное яблоко оболочкой 8, которая называется сетчаткой.

100 Секунд о Видео e03 — Чересстрочная и Прогрессивная Развертка, на Что Она Влияет

Строение человеческого глаза

Сетчатка несколько напоминает по своему строению пчелиные соты, в каждой ячейке которых расположены светочувствительные элементы одного из двух типов: палочки (около 130 миллионов) и колбочки (около 7 миллионов).

Колбочки расположены главным образом в центральной части сетчатки против зрачка. Каждая колбочка обычно присоединена к отдельному нервному волокну, передающему воспринимаемые ощущения в головной мозг. Поэтому с помощью колбочек различаются мелкие детали рассматриваемого объекта.

Колбочки требуют для своего возбуждения сравнительно большой освещенности. Но зато они при этом, кроме ощущения света, различают цвет.

Палочки расположены в основном на периферии сетчатки. Максимум плотности палочек располагается в зоне 10-12° от ее центра. Палочки присоединяются к нервным волокнами, как правило, группами, в некоторых случаях до ста палочек на одно волокно. Это обеспечивает их большую светочувствительность, но не дает возможности различать мелкие детали.

Зрительный нерв, передающий от колбочек и палочек сетчатки сигналы о яркости и цветности падающего на них света, содержит около миллиона отдельных нервных волокон. Вследствие этого зрительные центры коры головного мозга одновременно получают информацию о яркости и цветовых характеристиках примерно миллиона отдельных участков наблюдаемой сцены.

Разрешающая способность зрения. При рассматривании двух равноудаленных от глаза светящихся точек они воспринимаются раздельно лишь при условии, что их изображения на сетчатке попадают на две колбочки, разделенные хотя бы одной колбочкой, не получающей светового раздражения (рис.

Типы матриц для мониторов TN, VA, IPS, OLED #shorts

20.2,а). Если изображения двух светящихся точек попадают на одну или две соседние колбочки (рис. 20.2,6), то глаз воспримет их как одну точку. Следовательно, любое изображение, сфокусированное хрусталиком на сетчатку, разбивается на ряд точек.

Восприятие глазом двух точек, находящихся иод различными углами зрения Наименьший угол, под которым глаз еще может различить в отдельности две черные точки на белом фоне, называется разрешаемым углом и обычно выражается в угловых минутах. Разрешающая способность глаза сильно зависит от условий наблюдения: яркости или освещенности объектов, их яркостной или цветовой контрастности с фоном и некоторых других факторов, например адаптации (приспособляемости) глаза. При оптимальных условиях наблюдения острота зрения достигает весьма высоких значений. Однако обычно для ориентировочных расчетов остроту зрения глаза принимают равной одной угловой минуте.

Инерционность зрении. Фотохимические процессы в колбочках и палочках глаза не могут происходить мгновенно. Они требуют некоторого времени. Поэтому зрительные ощущения обладают известной инерционностью, то есть способностью «видеть» исчезнувшее световое изображение еще примерно 0,1 с. Если смена изображений происходит чаще 10 раз в секунду, то человек не наблюдает разрывов между изображениями.

На инерционности зрения основан кинематограф. Лента кинофильма содержит большое число кадров. Каждый кадр — это моментальный снимок, на котором запечатлена одна из фаз движения объекта съемки. При воспроизведе-

нии на экране достаточно большого числа кадров в секунду кинозритель уже не замечает смены отдельных кадров и у него возникает ощущение непрерывного движения. Создатели телевизионных систем также использовали покадровый принцип передачи для создания иллюзии движения объектов.

Принцип телевизионной развертки. Действие передающей трубки аналогично действию глаза. В зрительной системе информация об освещенности участков сетчатки передается по нервным волокнам одновременно. При одновременной передаче сигналов яркости в телевидении потребовалось бы число каналов, равное числу элементов изображения (около миллона), что практически невозможно.

Поэтому в телевидении используется последовательная передача сигналов яркости элементов изображения. Последовательная передача элементов изображения с определенной скоростью и в строго определенном порядке называется разверткой изображения.

Развертка может быть различной, например, при записи на компакт-диски применяется спиральная развертка; при обычной магнитной звукозаписи — линейная. В телевидении нашла применение развертка, при которой прочерчиваются параллельные строки, то есть строчная развертка.

Число строк разложения определяется разрешающей способностью глаза. Исследования показывают, что поле зрения глаза офаничивается углом 120- 130°, но только в центральной части с углом около 15° зрение имеет большую разрешающую способность. Как было отмечено ранее, глаз различает две точки как отдельные, если угловое расстояние между ними составляет примерно одну минуту.

Поэтому, чтобы строчная структура телевизионного изображения не была заметной, число строк должно быть не менее 157 Г = 900 строк. Как будет показано далее, от числа строк зависит ширина спектра телевизионного сигнала, поэтому выбор числа строк обусловлен также технико-экономическими показателями. Отечественным стандартом аналогового ТВ принято число етрок, равное 625.

После того как закончится развертка всего изображения (625 строк), цикл повторяется с исходного положения (с первой строки). Полный цикл развертки изображения называется кадром. Прочерчивание строк может быть последовательным — от первой строки ко второй, от второй к третьей и т. д. После прочерчивания последней строки снова наступает очередь первой, и весь процесс повторяется снова. Такая развертка называется прогрессивной (рис. 20.3).

Телевизионный растр при прогрессивной развертке

Прогрессивная развертка используется в системах прикладного телевидения и в компьютерных мониторах.

Мы отмечали, что для передачи движущихся изображений необходима частая смена кадров. Тогда за счет инерционности зрения у наблюдателя создается иллюзия непрерывного движения объекта.

Слитность движения наступает при частоте смены кадров 16-18 Гц. Однако при этом заметно мелькание яркости на экране. Частоту, при которой глаз перестает воспринимать изменение яркости, называют критической частотой мелькания. При демонстрации кинофильма скорость смены кадров составляет 24 кадра в секунду.

Для того чтобы исключить мелькание, в кино каждый кадр показывается дважды с помощью так называемого обтюратора — механической заслонки, вращающейся перед фильмовым каналом. При этом частота проекции составляет 48 кадров в секунду, что устраняет мелькание.

В телевидении эта же задача решается с помощью чересстрочной развертки. Сначала передаются все нечетные строки, то есть первая, третья и т. д. После передачи половины последней нечетной строки луч перемещается в среднюю точку между первой и третьей строками и прочерчивает в промежутках между нечетными строками все четные строки. Когда заканчивается передача последней четной строки, луч возвращается к началу первой и процесс повторяется вновь (рис. 20.4). При этом передачу только нечетных или только четных строк принято называть передачей нолукадров или полуполей.

Структура ТВ-кадра при чересстрочной развертке Частота нолукадров у нас в стране принята равной 50 Гц, что обеспечивает отсутствие мельканий, поскольку эта частота больше критической. В то же время частота кадров будет равна 25 Гц.

Источник: ozlib.com

Общие сведения о телевизионных развертках

В основе всех современных телевизионных систем лежит принцип поочередной передачи элементов изображения.

Процесс передачи изображения по элементам называется разверткой изображения, а порядок передачи отдельных элементов изображения называется способом развертки.

В телевизионном вещании принято равномерное движение раз­вертывающих элементов по параллельным линиям, называемым строками.

Все строки, располагаясь одна под другой, образуют геометри­ческую фигуру, которая называется растром.

На рис. 4. la показано образование растра. Развертывающим элементом при этом являются электронный луч кинескопа в теле­визоре и электронный луч в передающей трубке на телецентре.

Рис 4.1. Прогрессивная развертка изображения: а) образование растра; б) временной график пилообразного тока для строчной развертки; в) временной график пилообразного тока для кад­ровой развертки.

Движение развертывающего элемента (луча) вдоль оси X на­зывается строчной разверткой, а вдоль оси У — кадро­вой разверткой.

Движение луча от начала строки к концу образует прямой ход развертки, возвращение луча от конца предыдущей стро­ки к началу следующей называется обратным ходом раз­вертки.

Совокупность времени прямого и обратного ходов составляет период строчной развертки: T7~tnv—t0^v.

Аналогично строчной развертке кадровая развертка тоже имеет прямой и обратный ход, а период кадровой развертки Гк = /пр+^обр.

Во время обратного хода разверток передача и воспроизведе­ние изображения не производятся, поэтому это время должно быть малым, однако практически обратный ход строчной развертки не удается сделать меньше, чем 10—12% от периода строки, а обрат­ный ход кадровой развертки 7—8% от периода кадра.

Поскольку период кадра значительно больше периода строки, то на время обратного хода кадровой развертки приходится не­сколько периодов строк, которые не участвуют в образовании растра.

Телевизионные развертки характеризуются следующими пара­метрами: числом строк разложения в одном кадре z числом пе­редаваемых кадров в секунду п форматом кадра К: отношени­ем длины строки b к высоте кадра h. Имеются два основных вида растровой развертки: прогрессивная и чересстрочная.
4.2. Прогрессивная развертка
Развертка изображения называется прогрессивной, если все строки растра прочерчиваются последовательно одна под другой, обычно слева направо вдоль каждой строки и сверху вниз от стро­ки к строке (рис. 4.1а). Слева направо луч движется за счет строч­ной развертки и, одновременно двигаясь вдоль строки, все время медленно опускается на уровень следующей строки за счет кад­ровой развертки. При большом числе строк это опускание неза­метно.

После того как будет прочерчена последняя строка, будет раз­вернут один кадр, затем луч совершит перемещение к началу первой строки растра и весь процесс повторится.

Число кадров в одну секунду должно быть не менее 45—50, так как при меньшей частоте будет наблюдаться неприятное мелька­ние изображения.

Число строк разложения определяет четкость, поэтому его же­лательно брать большим. Чем больше число строк, тем на более мелкие элементы разбивается изображение, а следовательно, луч­ше будет четкость.

На рис. 4.16, в показаны графики токов строчной и кадровой разверток для образования растра прогрессивной развертки. Фор-

ма такого тока называется пилообразной. Период пилообразного тока имеет время прямого хода /Пр и время обратного хода /0бр.

Эти токи одновременно создают в отклоняющих катушках та­кое магнитное поле, которое и осуществляет перемещение луча слева направо по строке и сверху вниз по кадру.

Количество кадров в одну секунду п берется равным 50, а ча­стота генератора кадровой развертки, который вырабатывает ток пилообразной формы, равна 50 Гц. Современная техника позволя­ет брать число строк разложения до 1000 и более, но такое боль­шое число строк вызывает значительное усложнение аппаратуры и ряд других трудностей.

Телевизионным стандартом СССР принято номинальное число строк разложения, равное 625, при котором получается оптималь­ный технический компромисс между качеством изображения и сложностью аппаратуры.Формат кадра К = b/h = 4 /3.

Частота генератора строчной развертки, который вырабатыва­ет ток пилообразной формы для отклонения луча по строке,/стр == ZM.

Таким образом, параметры прогрессивной развертки следую­щие: число строк разложения 2 = 625; число кадров м = 50; формат кадра /(= 4/3; частота генератора кадровой развертки /к = 50 Гц; частота генератора строчной развертки f CTp = ^ = 625×50 = = 31250 Гц.

Как будет показано ниже, при таких параметрах развертки по­лоса частот, которую занимает одна программа телевидения в эфи­ре, получается недопустимо большой.
4.3. Чересстрочная развертка
Для сужения полосы частот, занимаемой видеосигналом, воз­можны два способа: либо уменьшение числа строк разложения, но при этом будет меньшей четкость изображения, либо уменьшение числа кадров п9 но при этом будет заметным мелькание изобра­жения.

Чересстрочная развертка сокращает полосу частот в два раза за счет того, что один кадр передается в два приема, подобно то­му, как в кино каждый кадр показывается два раза, в этом случае при 24 кинокадрах в секунду зритель видит 48 кадров и не заме­чает мельканий картинок.

Полный кадр при чересстрочной развертке состоит из двух полукадров или полей. За время развертки первого поля прочер­чиваются все нечетные строки, а за время развертки второго по­ля— все четные строки кадра. Это дает возможность уменьшить число кадров в секунду вдвое.

Каждое поле содержит информацию о половине элементов изо­бражения, но благодаря инерционности глаза изображение обоих полей воспринимается как слитное изображение целого кадра. При этом следует иметь в виду, что при 625 строках разложения сю­жет изображения одной строки мало отличается qt рюжета изо­бражения следующей строки.

При совмещении полей строки чередуются, образуя кадр с пол­ным числом строк z (рис. 4.2а). На рисунке число строк взято равным 15.

Рис. 4.2. Чересстрочная развертка изображения: а) образование растра; б) временные графики
Видно, что движение электронного луча в первом полукадре начинается в левом верхнем углу; луч прочерчивает первую строку, смещается под действием кадрового отклоняющего поля к кон­цу первой строки на уровень третьей строки, прочерчивает 3, 5, 7 -ю и т. д. все нечетные строки и, наконец, последнюю строку, ко­торую он прочерчивает не полностью, а половину.

Затем во втором полукадре луч перемещается на середину верхнего края, прочер­чивает половину оставшейся последней нечетной строки, смещаясь при этом на уровень второй строки, и прочерчивает все четные строки растра (2, 4, 6, 8 и т. д.).

Развертка последней четной строки заканчивается в нижнем правом углу кадра. Отсюда луч возвращается в верхний левый угол, и весь процесс начинается сначала.

Необходимая при этом форма токов кадровой и строчной раз­верток показана на рис. 4.2о.

Частота генератора, осуществляющего отклонение по кадру, должна быть равна частоте полей.Число полей берется равным 50, а число полных кадров п будет вдвое меньше, т. е. 25.

При этом получаются следующие параметры чересстрочной развертки: число строк разложения 2 = 625; число кадров п = 25; число полей 2я = 50; формат кадра /(= 4/3, частота генератора кад­ровой развертки /к = 50 Гц; частота генератора строчной развертки /стр = 2тг = 625.25= 15 625 Гц.

Следует отметить, что число строк разложения в обоих видах разверток взято одинаковым и равным 625 для сравнения пара­метров, хотя при прогрессивной развертке число строк должно быть четным.
4.4. Частотный спектр сигнала изображения
Для определения требуемой полосы пропускания канала связи, по которому передается телевизионное изображение, необходимо знать частотный спектр телевизионного сигнала, т. е. нижнюю и верхнюю граничные частоты сигналов изображения.

Частотный спектр зависит от характера изображения и от па­раметров развертки. Нижняя граничная частота видеосигнала со­ответствует изображению, у которого минимальное число измене­ний яркости, т. е. содержащему наименьшее число деталей. Таким изображением является неподвижная картинка, состоящая из двух деталей разной яркости (рис. 4.3а).

При прогрессивной развертке в течение одного кадра через нагрузку передающей трубки про­текает один импульс тока (рис. 4.36), а при чересстрочной — два. Число импульсов за одну секунду и будет представлять собой ча­стоту сигнала самой крупной детали изображения.

Поэтому нижняя граничная частота видеосигнала fu определя­ется частотой генератора кадровой развертки как fK.

Для определения самой высокой частоты спектра, которая соответствует самой маленькой детали изображения, берется не­подвижная картинка, имеющая максимально возможное число де­талей, равное числу элементов разложения N (рис. 4.3в).

Но так как каждые два соседних элемента изображения — белый и чер­ный— дают один импульс, то верхняя граничная частота сигнала изображения будет в два раза меньше числа элементов изображе­ния, передаваемых’ за одну секунду. При развертке двух соседних элементов изображения получается импульс тока с периодом Тъ (рис. 4.3г). Подсчитаем общее число таких импульсов в одном кадре, а затем во всех кадрах за секунду, так как это и будет верх­няя граничная частота видеосигнала.

За один период кадровой развертки передается z строк. Мини­мальная высота элемента изображения d равна высоте строки. Поэтому по высоте h уложится z элементов. Вдоль одной строки таких элементов будет в К раз больше, где К — формат кадра, рав­ный b/h, следовательно, общее число элементов в одном кадре бу­дет равно произведению числа элементов, укладывающихся по 2′ высоте кадра z, на число элементов, укладывающихся по строке Кг, т. е. N = Kz 2 .

За одну секунду передается п кадров, поэтому число элементов изображения, передаваемых за одну секунду, будет в п раз боль­ше: NK = Kz 2 n, а верхняя граничная частота сигнала изображения,

Рис. 4.3. К определению верхней и нижней граничных частот видеосигнала:

а) наиболее простое изображение и его видеосигнал; б) наибо­лее сложное изображение и его видеосигнал

которая в два раза меньше числа элементов, передаваемых за од­ну секунду, будет:— X 625 X 50
для прогрессивной развертки /в = = 13 МГц:— х 625 x 25

для чересстрочной развертки /в = = 6,5 МГц.

Из приведенных примеров видно, что при чересстрочной раз­вертке полоса частот видеосигнала в два раза меньше, чем при прогрессивной развертке. Это обстоятельство и определило тот факт, что чересстрочная развертка применяется в телевизионном вещании всех стран мира.

Низшая частота fu для обеих разверток равна 50 Гц.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Найдите 2 минуты и прочитайте про:

Глобальные проблемы человечества. сущность и пути решения Глобальные проблемы человечества. сущность и пути решения Глобальными называют проблемы.
Механические, физические, химические и технологические свойства металлов Механические свойства характеризуют способность материа­лов сопротивляться действию внешних сил.
Эмоционально-волевая сфера личности Эмоционально-волевая сфера личности включает в себя два взаимосвязанных понятия.
Способы прекращения горения и основные огнетушащие вещества Существует четыре основных способа прекращения горения: 1. Охлаждение зоны горения или горючих веществ. Приемы прекращения горения и.
Основные типы предприятий общественного питания. Услуги общественного питания, требования к ним Тип предприятия общественного питания характеризуется особенностями обслуживания.

Источник: studopedia.ru

svoemesto

Как показала практика, в умах контингента есть сильное брожение по поводу понимания различных понятий, связанных с форматами видео. Всякие «Full HD», «HD Ready», «1080i» и прочие «матроски» вносят сумятицу в умы. Поэтому настало время расставить точки над «i», двоеточия над «ё» и чорточки над «й».

Попробую, в силу убогости и в рамках ограниченности собственных познаний и опыта «на пальцах» рассказать, как оно «на самом деле». Не претендуя на истину в последней инстанции. Где-то буду писать сам, где-то кописастить. Так что если где ошибся — поправьте.

Когда мы говорим о цифровом видео, надо иметь в виду следующие параметры:

Видео:
— разрешение картинки
— «аспект» картинки
— кодек, которым эта картинка закодирована
— параметр видео потока (количество кадров в секунду, битрейт)

Аудио:
— количество звуковых дорожек и что каждая дорожка из себя представляет (оригинальный звук, перевод, комментарии режиссера и т.п.)
— количество каналов звука каждой дорожке
— кодек, которым закодирована каждая дорожка
— параметры потока каждой дорожки (битрейт)

Ну и конечно контейнер (грубо говоря — расширение файла) в котором находятся видео и аудио дорожки. Том же, до кучи, могут быть еще и субтитры. Про них тоже полезно знать как минимум что он есть/нет и на каком они языке.

И для каждого из вышеперечисленных пунктов существеут масса терминов и понятий, с совокупности которых и наступает полная путанница.

Попробуем разобраться во всем это по-порядку.

Разрешение картинки.

Разрешения кортинки в видео грубо можно разделить на 2 типа. Высокого разрешения — High Definition, или сокращенно HD. И стандартного разрешения — Standart Deinition, или сокращенно SD.

К картинкам высокого разрешения относятся картинки размером 1920×1080 и 1280×720. Это на данный момент времени два сертифицированных стандарта, других нет. Соотношение сторон как видно — 16:9. Картинок с соотношением сторон 4:3 в высоком разрешении нет. Это как утверждают стандарты.

Но вот моя камера Соня умеет снимать с разрешением 1440х1080, что вроде как 4:3. Непонятно. Картинка 1920х1080 может быть как в прогрессивной развертке, так и в чересстрочной, 1280х720 — только в прогрессивной.

Про прогрессивную и чересстрочную развертку.

Прогрессивная (Progressive) развертка — это такая развертка, когда каждый следующий кадр является полной картинкой. Если говорить про размер 1920х1080, то каждый кадр видео с таким разрешением в прогрессивной развертке имеет размер 1920х1080. Видео с прогрессивной разверткой «помечают» буквой «р» (от «progressive»). Соответственно обозначение «1080р» означает «Видео с разрешением 1920х1080 в прогрессивной развертке».

Чересстрочная (Interlace) развертка — это такая развертка, когда каждый следующий кадр является половиной картинки, в которой «прорисованы» или четные, или нечетные линии. Тоесть каждый кадр видео 1920х1080 в чересстрочной развертке содержит не 1080, а 540 строк.

И каждый следующий кадр на экране перерисовывается не вся картинка, а только её половина, состоящия из четных, и в следующем кадре — нечетных строк. Понятно что каждый кадр такого видео «весит» в 2 раза меньше чем видео с таким же разрешением, но в прогрессивной развертке. Видео с чересстрочной разверткой «помечают» буквой «i» (от «interlace»). Соответственно обозначение «1080i» означает «Видео с разрешением 1920х1080 в чересстрочной развертке».

Откуда взялась черезстрочная развертка и зачем она вообще нужна.

Черезстрочная развертка пришла из эфирного телевидения, а точнее — от телевизоров с электронно-лучевыми трубками. Для того чтобы получить картинку на экране ЭЛТ телевизора луч кинескопа должен прочертить каждую строчку на экране. Потом — следующую. Потом — еще. И так до конца экрана. И прорисовывает он это за 2 прохода. Сначала четные строки, потом — нечетные.

Иначе не успеть — будет заметно для глаза. Системы PAL, SECAM и NTSC относятся к стандартам с черезстрочной развёрткой.
Небольшая задержка между обновлением строк создаёт искажение, которое называют еще «эффектом расчёски». Это происходит из-за того, что только половина строк сохраняет связь с движущимся объектом, а половина в этот момент обновляется.

Хотя технологии, позволяющие имитировать «прогрессив», используются во всех современных устройствах отображения видеосигнала – к примеру, таких как проекторы или ЖК-телевизоры. Процесс перевода из чересстрочной в прогрессивную развёртку получил название деинтерлейсинг. Качество преобразования зависит от грамотной реализации алгоритма перевода.

Так, к примеру, внешние видеопроцессоры обычно побеждают деинтерлейсинг на всех фронтах, демонстрируя на выходе практически идеальную «картинку», в то время как встроенные в плееры и телевизоры системы, как правило, не справляются со своими обязанностями и чрезмерно размазывают видеоряд. Это особенно заметно на динамичных сценах. Именно такие недорогие преобразователи породили миф о том, что проблема чересстрочной развёртки заключается в «замыливании» изображения.

Таким образом кртинка в высоком разрешении может быть 3-х типов:
— «1080р» — 1920х1080 в прогрессивной развертке
— «1080i» — 1920х1080 в чересстрочной развертке
— «720р» — 1280х720 в прогрессивной развертке

К картинкам стандартного разрешения относятся все остальные картинки с меньшим разрешением. Среди них можно выделить следующие: 720х576 (PAL), 720х480 (NTSC), 640х480 (VGA), 320х240 (QVGA). А вообще картинка может быть любой, главное чтобы её линейные размеры в пикселях по вертикали и горизонтали были кратны 32.

Количество кадров в секунду (frames per second, или сокращенно fps) в видеофайле в основном бывает или 30 (NTSC), или 25 (PAL). Но, в принципе, может быть любым.

Что такое HD DVD?

Аббревиатура HD DVD расшифровывается как High Density Digital Versatile Disc – универсальный диск высокой плотности. Данный стандарт является прямым потомком DVD-Video и продвигается на рынок компаниями Toshiba, NEC и Sanyo. Несмотря на аналогичный DVD диаметр носителя HD DVD, этот диск способен вместить до 15 Гбайт на каждый информационный слой.

Слоев же может быть несколько: на данный момент уже разработаны экспериментальные 3-слойные диски ёмкостью 45 Гбайт. Впрочем, даже штатных двухслойных дисков более чем достаточно для большинства фильмов. Увеличения плотности записи удалось добиться благодаря применению сине-фиолетового лазера с длиной волны 405 нанометров.

Сам по себе формат HD DVD предполагает работу с видеопотоком разрешения до 1080p, звуком вплоть до 7.1 и поддержкой протокола защиты информации HDCP. Скорость считывания данных составляет 32,4 Мбит/с. Поддерживаются алгоритмы кодирования видео – MPEG-2 HD, VC1 (Video Codec 1, базируется на Windows Media Video 9) и H.264/MPEG-4 AVC.

Что такое Blu-ray Disc?

Данный формат продвигает Blu-ray Disc Association во главе с Sony. Blu-ray переводится примерно как «голубой луч». Исковеркать написание слова Blue (голубой) пришлось ради возможности зарегистрировать торговую марку. Как и в случае HD DVD, в основе Blu-ray лежит технология «синего» лазера с длиной волны 405 нанометров, да и диски имеют аналогичный диаметр – 12 см.

Между тем разработчикам удалось «втиснуть» на каждый слой до 27 Гбайт данных, а количество слоев уже сейчас может доходить до 4. Очевидное преимущество перед HD DVD с точки зрения информационной ёмкости обернулось удорожанием технологии, что отразилось на цене аппаратуры и на стоимости самих носителей BD-Disc. Первые опытные образцы дисков Blu-ray были заключены в защитные картриджи, оберегающие информационный слой. От картриджей удалось отказаться после того, как поверхность Blu-ray-дисков стали покрывать сверхпрочным оптическим покрытием. По части заложенной поддержки форматов изображения и звука Blu-ray в целом идентичен HD DVD, так что повторять перечисление нет смысла.

Все ли телевизоры c логотипами, содержащими аббревиатуру HD, воспроизводят этот формат с максимальным качеством?

Нет. К примеру, один из самых распространённых логотипов – HD Ready – означает лишь возможность воспроизведения видео высокой чёткости с интерполяцией до физического разрешения матрицы телевизора или проектора. При этом оно может быть любым, даже SDTV. К примеру, такой логотип имеют многие плазменные панели с матрицами 848х480 точек.

Отобразить видео высокой чёткости с максимальным качеством могут лишь телевизоры и проекторы с физическим разрешением 1920х1080 точек и поддержкой прогрессивной развёртки. Чаще всего их оснащают логотипом FullHD. Но лучше всего обращать внимание именно на разрешение, а не на рекламные надписи.

Какие интерфейсы используются для передачи HD-сигнала?

Видео высокой чёткости можно передавать посредством как аналогового, так и цифрового трактов. Но в связи с распространением полностью цифровых устройств отображения видеосигнала (проекторы, плазменные и ЖК-телевизоры) необходимость в использовании аналогового тракта отпала. Тем более обеспечить достойную защиту от копирования в этом случае невозможно.

На сегодняшний день существует два основных цифровых интерфейса для передачи HD-сигнала – DVI и HDMI. DVI расшифровывается как Digital Visual Interface, а литера после аббревиатуры означает тип: I – Integrated, D – Digital, A – Analog. В первом случае по одному кабелю может передаваться как аналоговый сигнал RGB, так и цифровой, во втором – только цифровой, в третьем – аналоговый. Максимальная пропускная способность интерфейса составляет 3,7 Гбит/с по одноканальной шине (single link) и 7,4 Гбит/с при двухканальном интерфейсе (dual link). Этого более чем достаточно для передачи любого видеопотока HD.

HDMI является модифицированной версией DVI и переводится как High Definition Multimedia Interface. Разъёмы и коннекторы этого интерфейса намного компактнее и удобнее в подключении, нежели DVI. Для передачи сигнала HDMI использует те же принципы, что и DVI-D (и обратно совместим с ним), однако по HDMI может передаваться как цифровой RGB-сигнал, так и цифровой компонентный.

Это надо учитывать при выборе аппаратуры. В отличие от DVI, HDMI разрабатывался для бытовой AV-электроники, ввиду чего разработчики исключили свойственные только ПК разрешения, оставив «кинотеатральные» 480(576)i/p, 720i/p и 1080i/p. Помимо удобства подключения HDMI имеет ещё одно преимущество перед DVI: возможность передачи цифрового аудиопотока по одному кабелю параллельно с видео.

В частности, в версии цифрового протокола HDMI 1.1 была добавлена совместимость с цифровым сигналом DVD-Audio, а в версии 1.2 появилась поддержка многоканального звука (вплоть до 7.1), что позволяет подключить к плееру последовательно AV-ресивер и устройство отображения. При такой схеме ресивер «заберёт себе» цифровой аудиопоток, а видеосигнал направит дальше. Недавно появилась новая версия HDMI – 1.3. Главная её особенность заключается в повышении пропускной способности до 10,2 Гб в секунду. Это дало возможность увеличить цветовой охват видеоряда до 1 миллиарда оттенков и параллельно с этим обеспечить поддержку форматов звука Dolby TrueHD, DTS HD и других.

Какие форматы используются для кодирования видеосигнала для HDTV?

Одним из наиболее распространённых форматов является MPEG-2 HD. Он создан группой Moving Picture Expert Group и является развитием «обычного» MPEG-2, используемого в DVD-Video. MPEG-2 HD обеспечивает высокое качество видеоряда, однако сам алгоритм компрессии не слишком эффективен, из-за чего один полнометражный фильм может занимать 50 гигабайт и более.

Тем не менее данный формат был выбран в качестве основного для бытовых видеосистем высокого разрешения. И неслучайно: он хорошо известен и освоен, для реализации тракта не нужны сложные декодеры. А что касается ёмкости – «синие» диски в большинстве случаев позволяют подобные «излишества». Второй перспективный формат – H.264 AVC (MPEG-4 v.10).

Его разработка была завершена в мае 2003 года усилиями групп MPEG и VCEG (Video Coding Experts Group). Аббревиатура AVC расшифровывается как Advanced Video Coding (прогрессивное кодирование видео). В настоящее время алгоритм H.264 AVC является одним из самых эффективных, демонстрируя феноменальное соотношение «качество изображения на объем данных».

Однако для декодирования видеопотока требуются серьёзные вычислительные мощности процессора. Помимо описанных выше индустриальных форматов кодирование HD возможно и такими популярными кодеками, как DiVX HD и WMV-HD. В обоих случаях используются незначительно модернизированные алгоритмы MPEG-4. Как известно, одним из форматов, принятых для кодирования HD-потока для HD DVD, является VC-1, разработанный компанией Microsoft и тоже основанный на алгоритме компрессии MPEG-4. Этот кодек активно используется в дисках HD DVD, однако на сегодняшний день нет никаких достоверных данных о его практическом применении в качестве кодека для передачи потокового HDTV.

Продолжение следует.

Источник: svoemesto.livejournal.com