Прогресивно сканиране - Основата на видео обработката
С въвеждането си в средата на 90-те години на двадесети век, DVD се превръща в ядрото на революцията в домашното кино. С невероятно подобреното качество на изображението над VHS и аналоговата телевизия, DVD маркира огромен напредък в домашното забавление. Един от основните приноси на DVD беше използването на техниката на прогресивно сканиране, за да се подобри качеството на телевизионното гледане.
Interlaced Scan - Основата на традиционния видео дисплей
Преди да видим какво е прогресивното сканиране и значението му за подобряване на преживяването при гледане на телевизия, е важно да разберем как се показват традиционните аналогови видео изображения на телевизионен екран. Аналогови телевизионни сигнали , като тези от местна станция, кабелна компания или видеорекордер, бяха показани на телевизионен екран, използвайки технология, наречена Interlaced Scan. Имаше две основни сплетени системи за сканиране: NTSC и PAL .
- NTSC се основава на система от 525 линии, 60 полета / 30 кадъра в секунда при 60 Hz за предаване и показване на видео изображения. Това е преплетена система, в която всеки кадър се сканира в две полета с 262 реда, които след това се комбинират, за да се покаже кадър от видео с 525 линии за сканиране. Страните с фондация на NTSC са САЩ, Канада, Мексико, някои части от Централна и Южна Америка, Япония, Тайван и Корея.
- PAL се основава на линия 625, 50 полета / 25 кадъра в секунда, 50Hz система. Сигналът е преплетен, като NTSC, на две полета, състоящи се от по 312 линии. В допълнение, PAL има скорост на кадрите, по-близка до тази на филма. PAL има скорост на кадрите от 25 на секунда, докато филмовото съдържание се основава на скорост на кадрите от 24 кадъра в секунда. Страните, които имат фондация на системата PAL, включват Великобритания, Германия, Испания, Португалия, Италия, Китай, Индия, по-голямата част от Африка и Близкия изток.
Какво е прогресивно сканиране
С навлизането на домашни и офисни настолни компютри бе открито, че използването на традиционен телевизор за показване на компютърни изображения не даде добри резултати, особено с текста. Това се дължи на ефекта на технологията за сплетена сканиране. За да се създаде по-приятен и точен начин за показване на изображения на компютър, е разработена технология за прогресивно сканиране.
Прогресивното сканиране се различава от преплетеното сканиране, тъй като изображението се показва на екран, като се сканира всеки ред (или ред пиксели) в последователен ред, а не в алтернативен ред, както се прави при преплетеното сканиране. С други думи, при прогресивно сканиране линиите на изображението (или пикселните редове) се сканират в числен ред (1,2,3) по екрана отгоре надолу, вместо в алтернативен ред (линии или редове 1,3, 5 и т.н. ... последвани от линии или редове 2,4,6).
Посредством постепенно сканиране на изображението върху екран с едно прочистване, а не изграждане на изображението чрез комбиниране на две половини, може да се покаже по-плавно и по-детайлно изображение, което е по-подходящо за гледане на фини детайли, като текст и движение също са по-малко податливи на преплетени трептене.
Като видяхме тази технология като начин да подобрим начина, по който гледаме изображения на видео екран, технологията за прогресивно сканиране следваше да се приложи към DVD.
Удвояване на линиите
С появата на плазмени екрани с висока разделителна способност с голям екран, LCD телевизори и видеопрожектори резолюцията, произведена от традиционните телевизионни, видеорекордери и DVD източници, не беше възпроизведена много добре от метода на преплетеното сканиране.
За да компенсират, в допълнение към прогресивното сканиране, телевизионните производители също въведоха концепцията за "удвояване на линията".
Въпреки че има много начини това да се приложи, в основата си телевизор с възможност за удвояване на линиите създава "линии между линиите", които съчетават характеристиките на горната линия с линията по-долу, за да дадат вид на изображение с по-висока разделителна способност. Тези нови линии след това се добавят към оригиналната структура на линията и всички линии след това се проследяват постепенно на телевизионния екран.
Недостатъкът с удвояването на линиите обаче е, че могат да възникнат артефакти за движение, тъй като новосъздадените линии също трябва да се движат с действието в изображението. За да изгладите изображенията, обикновено се изисква допълнителна видео обработка.
3: 2 Pulldown - прехвърляне на филм към видео
Въпреки че прогресивното сканиране и удвояването на линиите се опитват да отговорят на недостатъците в изображенията на преплетени видео изображения, все още има друг проблем, който не позволява точното показване на филми, първоначално заснети на филм, да се гледа правилно на телевизор. За базираните на PAL устройства и телевизорите това не е голям проблем, тъй като честотата на кадрите PAL и скоростта на филмовите кадри са много близки, така че е необходима минимална корекция, за да се покаже точно филм на телевизионен екран PAL. Това обаче не е така при NTSC.
Проблемът с NTSC е, че филмите обикновено са заснети с 24 кадъра в секунда и NTSC видео се произвежда и показва на 30 кадъра в секунда.
Това означава, че когато филмът се прехвърля на DVD (или видеозапис) в базирана на NTSC система, трябва да се обърне внимание на различните кадри на филми и видеоклипове. Ако някога сте се опитали да прехвърлите домашен филм от 8 или 16 мм чрез видеозапис на екрана на филма, докато се показва филмът, ще разберете този проблем. Тъй като филмовите кадри са проектирани на 24 кадъра в секунда и видеокамерата записва на 30 кадъра в секунда, изображенията на филма ще се появят в силно трептене при възпроизвеждане на видеокасетата. Причината за това е, че рамките на екрана се движат по-бавно от видео кадрите в камерата и тъй като движението на рамката не съвпада, това създава силен ефект на трептене, когато филмът се прехвърля на видео без никакви корекция.
За да се избегне трептенето, когато филмът се трансферира професионално към видео (DVD, VHS или друг формат), честотата на филмовите кадри е "разтеглена" от формула, която по-точно съответства на честотата на филмовите кадри спрямо скоростта на видеокамерата.
Остава обаче въпросът как да се показва точно на телевизора.
Прогресивно сканиране и излитане 3: 2
За да видите филм в най-правилното му състояние, той трябва да бъде показан на 24 кадъра в секунда или на проекция, или на телевизионен екран.
За да се направи това възможно най-точно в система, базирана на NTSC, източникът, като например DVD плейър, трябва да има 3: 2 падащо разпознаване, да обърне обхождащия процес 3: 2, който беше използван за поставяне на видео на DVD, и го извежда в оригиналния си формат от 24 кадъра в секунда, като същевременно е съвместим с видеокамерата с 30 кадъра в секунда.
Това се постига чрез DVD плейър, който е оборудван със специален тип MPEG декодер, комбиниран с това, което се нарича "deinterlacer", което прочита 3: 2 падащо преплетения видео сигнал от DVD и извлича правилните филмови рамки от видеофайловете , прогресивно сканира тези рамки, прави корекции на артефакти и след това прехвърля този нов видео сигнал чрез компонентно видео с прогресивно сканиране (Y, Pb, Pr) или HDMI връзка .
Ако вашият DVD плейър има прогресивно сканиране без откриване на падащо изображение 3: 2, той все пак ще произвежда по-гладко изображение от традиционното преплетено видео, тъй като DVD плейър с прогресивно сканиране ще прочете преплетеното изображение на DVD и ще обработва прогресивно изображение на сигнала че към телевизор или видео проектор.
Въпреки това, ако DVD плейърът има добавяне на 3: 2 падащо разпознаване, не само, че вашето видео ще покаже по-гладко прогресивно сканирано изображение, но ще преживеете DVD филма възможно най-близо до това, което ще видите от действителен филмов проектор, с изключение на това, че все още е във видео домейна.
Прогресивно сканиране и HDTV
В допълнение към DVD, прогресивното сканиране се прилага и за DTV, HDTV , Blu-ray Disc и телевизионно излъчване.
Например, DTV със стандартна разделителна способност се излъчва в 480p (същите характеристики като прогресивно сканиране на DVD-480 линии или пикселни редове постепенно сканират) и HDTV се излъчва или на 720p (постепенно сканирани 720p линии, или пикселни редове) или 1080i редове, които са алтернативно сканирани полета, състоящи се от 540 линии всяка) . За да получите тези сигнали, ви е необходим HDTV с вграден HDTV тунер или външен HD тунер, HD кабел или сателитна кутия.
Какво ви е необходимо за достъп до прогресивно сканиране
За да получите достъп до прогресивно сканиране, компонентът на източника, като DVD плейър, HD кабел или сателитна кутия, както и телевизорът, видео дисплеят или видеопрожекторите, трябва да са с прогресивно сканиране (които всички са закупени през 2009 или по-късно ) и устройството източник (плейър за DVD / Blu-ray Disc, кабелна / сателитна кутия) трябва да има компонентен видеосигнал с прогресивно сканиране или DVI (цифров видео интерфейс) или HDMI (мултимедиен интерфейс с висока разделителна способност ), което позволява прехвърлянето на стандартни изображения и изображения с прогресивно сканиране с висока разделителна способност на подобно оборудван телевизор.
Важно е да посочите, че стандартните композитни и S-видео връзки не прехвърлят видеофайлове с прогресивно сканиране. Също така, ако свържете изход за прогресивно сканиране към вход за телевизионен сигнал без прогресивно сканиране, няма да получите изображение (това наистина важи само за повечето CRT телевизори - всички LCD, плазмени и OLED телевизори са съвместими с прогресивно сканиране).
За да гледате прогресивно сканиране с обратна разделителна способност 3: 2, DVD плейърът или телевизионният екран трябва да имат 3: 2 падащо разпознаване (не е проблем с нищо, закупено през 2009 или по-късно). Предпочитанието би било DVD плейърът да има 3: 2 падащо разпознаване и всъщност да изпълнява обратната падаща функция, като телевизор с прогресивно сканиране показва изображението, като се захранва от DVD плейъра. Има опции за меню както в DVD плейър с прогресивно сканиране, така и в телевизор с възможност за прогресивно сканиране (HDTV), който ще ви помогне да настроите DVD плейър с прогресивно сканиране и телевизор или видео проектор.
Долния ред
Прогресивното сканиране е една от техническите основи за подобряване на гледането на телевизори и домашно кино. Откакто се въведе за първи път, нещата се развиха. DVD вече съществува съвместно с Blu-ray , а HDTV преминава към 4K Ultra HD TV и с това прогресивно сканиране не само стана част от начина, по който изображенията се показват на екрана, но и осигуряват допълнителна основа за допълнителни техники за видео обработка, като увеличаване на видеоклипа .