ТЕХНОЛОГИИ: Важнейшее из искусств-2
Автор: Юрий Ревич
Кстати, а зачем вообще нужна высокая четкость? Повышенное количество пикселов, следствием чего и является
"высокая четкость", - не единственное, и даже не главное в этом формате. На рис. 1 показано соотношение размеров экрана
(предполагается, что размер элементарной ячейки у них одинаков) для трех форматов телевидения - стандартного ТВ (SDTV) с
соотношением сторон 4:3, и двух реализаций ТВЧ с соотношением сторон 16:9 (720 и 1080 строк). Если разместить такие
экраны на одинаковом расстоянии от глаз (что дает, очевидно, одинаковую четкость), то ТВЧ перекроют значительно больший
процент поля зрения, тем самым приближаясь к кино. Считается, что экран в кинотеатре перекрывает 90% поля зрения, HDTV
16:9 - 70%, а SDTV при прочих равных всего 25%.
Первые передачи в формате HDTV осуществила японская
компания NHK еще во время Олимпийских игр 1964 года. Понятно, что это был чистый эксперимент, хотя бы потому, что
адекватных приемников тогда не существовало: на самых распространенных в те времена (и еще много лет спустя) телевизорах
с небольшими экранами, 14–20 дюймов по диагонали и соотношением сторон 4:3, ТВЧ смотреть бессмысленно, так как придется
либо обрезать изображение по бокам, превратив его в стандартное, либо сузить экран сверху и снизу, потеряв в четкости
даже по сравнению с обычным форматом.
В 1980-е в Европе была разработана система HD-MAC, основанная на том же
цифро-аналоговом спутниковом стандарте МАС, но формирующая изображение из 1225 строк, однако появление чисто цифрового
ТВ помешало этой системе распространиться хоть сколько-нибудь широко. В середине 1990-х организации ATSC (США, Канада,
Корея и еще ряд стран), DVB (Европа, Новая Зеландия, Австралия, Тайвань) и ISDB (Япония) приняли ряд стандартов
цифрового ТВ (всего около двух десятков), в том числе пять стандартов ТВЧ: 1125i, 1080i, 1035i, 720p и 1080p (число
означает количество строк). На практике используются три варианта HDTV: 720p, 1080i и в последнее время, в связи с
распространением носителей Blu-ray, становится актуальным 1080p. А что означают буквы i и p?
Некоторые аббревиатуры
Термины, сокращения и аббревиатуры, относящиеся к видео и телевидению,
столь многочисленны, что иногда можно встретить тексты на эту тему, почти сплошь из подобной абракадабры и состоящие.
Далее расшифровывается только небольшая часть наиболее употребительных аббревиатур (еще некоторые объясняются в тексте
статьи).
MPEG (Moving Picture Experts Group - экспертная группа по движущимся изображениям), название совместной
рабочей группы международного комитета по стандартизации ISO и международной электротехнической комиссии IEC
(официальное название группы - ISO/IEC JTC1 SC29 WG11). Этой же аббревиатурой стали называть разработанные группой
стандарты сжатия видеоинформации. Всего их разработано шесть (от MPEG-1 до MPEG-4, а также MPEG-7 и MPEG-21), из которых
на практике используются три: MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4 (MPEG-3 вошел составной частью в MPEG-2, а остальные существуют
только в виде проектов).
MJPEG (Motion JPEG) - алгоритм для сжатия потока изображений в реальном времени. По сути
представляет собой обычный JPEG, применяемый к каждому кадру в отдельности. Степень сжатия - в 5–10 раз. Например,
сжатый таким способом формат SVHS даст поток примерно 4 Мбайт/с (30–40 Мбит/с). Наиболее эффективен для сжатия
видео с небольшими значениями fps - 1–4 кадра/с.
AVI (Audio Video Interleave - чередование аудио и видео) -
стандарт для представления озвученного видео, представленный Microsoft в 1992 году. Одна из реализаций RIFF-контейнеров
(другой пример подобных контейнеров - звуковой формат WAV). Очень редко содержит несжатое видео, значительно чаще
использует различные алгоритмы сжатия (от MJPEG до AVC).
SIF (Source Input Format - входной формат источника) -
усеченный ТВ-формат, определенный в спецификациях MPEG-1, и существующий в двух вариантах: происходящий от NTSC 352х240,
30 fps, и от PAL 352х288, 25 fps, оба с прогрессивной разверткой. В компьютерном мире аналогом SIF стал QVGA 320х240. Не
путать с CIF (Common Intermediate Format - общий промежуточный формат), 352х288, 30 fps, разработанным специально для
видеоконференций по телефонным сетям ISDN, и определенным в стандарте ITU H.261.
VHS (Video Home System - домашняя
система видео) - аналоговый формат записи видео на магнитную ленту, разработанный в 1976 году фирмой JVC. До 2003 года,
когда впервые продажи DVD в США превысили продажи кассет VHS, считался самым популярным форматом домашнего видео. Имеет
пониженное разрешение по горизонтали - 240 линий[Напомним, что телевизионная "линия" эквивалентна двумя рядам пикселов:
собственно линии и промежутку до следующей, иначе линии будут сливаться.]. Усовершенствованный вариант - Super VHS,
S-VHS, - имел увеличенное разрешение по горизонтали (до 420 линий, фактически - от 330 до 400), но не успел стать
популярным, так как его вытеснили более совершенные цифровые форматы.
В 2001 году той же JVC был разработан формат
Digital VHS (D-VHS), который был предназначен для записи видео на магнитную ленту. Этот формат так и не стал
распространенным, а зря: на стандартную видеокассету можно было уместить 4 часа несжатого видео с разрешением 1080
линий! Однако пользователи предпочли более надежные и дешевые DVD.
VHS-C, S-VHS-C, Video 8, Hi-8 - стандарты
аналоговой записи на мини-кассеты, разработанные специально для видеокамер. Последние два предназначены для записи на
узкую (8 мм) ленту. Качество Video8 соответствует VHS, Hi-8 имеет увеличенное разрешение по горизонтали, соответствующее
S-VHS.
Чересстрочные проблемы
Как мы помним, в аналоговом телевидении
передача идет полукадрами с чересстрочной разверткой, что явилось следствием компромисса между необходимостью, с одной
стороны, уменьшить полосу частот, с другой - обеспечить немерцающее изображение на экране кинескопа. Но
компьютерные мониторы, даже традиционные на основе ЭЛТ, ничего про чересстрочность "не знают": в них используется
прогрессивная развертка, когда все строки кадра выводятся за один раз (это не говоря уж о плоских, где понятие развертки
вообще практически теряет смысл)[Большинство ЭЛТ-мониторов чересстрочный режим все же понимали, хотя различий в принципе
развертки для разных режимов не было, просто для чересстрочного режима требовалось установить больший размер изображения
по вертикали, чтобы полукадр занимал не половину экрана, а полный его размер, при этом сдвиг между полукадрами
автоматически обеспечивался сигналами кадровой синхронизации. - С.Л.]. Буквы i и p в упомянутых стандартах ТВЧ и
обозначают - первая чересстрочную развертку (interlacing), вторая - прогрессивную (progressive).