При приеме аналогового ТВ на цифровой монитор приходится как-то превращать чересстрочную
развертку в прогрессивную - или, как говорят, производить деинтерлейсинг (deinterlacing). Лобовое решение
заключается в объединении двух полукадров (полей) в один полный кадр, который и выводится на экран. Но такое простое
решение на деле оказывается самым плохим и более-менее проходит лишь для небольших экранов (порядка 14 дюймов и менее).
Дело в том, что при даже не слишком быстром движении объекта в поле зрения камеры соседние полукадры начинают отличаться
друг от друга: начало первого полукадра от начала второго при 25 fps отстоит по времени на 40 мс; легко подсчитать, что
при скорости объекта 1 м/c (спокойно идущий человек), он успевает за это время сдвинуться на 4 см. Поэтому простое
объединение полей приводит к образованию так называемой гребенки на границах движущихся объектов, особенно заметной в
динамичных сценах.
По этим причинам устройства преобразования чересстрочной развертки в прогрессивную
(деинтерлейсеры) используют различные способы сглаживания: простейшим из них является усреднение между полукадрами
(Motion Adaptive Deinterlacing), в более продвинутых системах используется способы синтеза изображений с предсказанием
движения. Это особенно важно при демонстрации фильмов, где на все эти проблемы накладывается еще и необходимость как-то
синхронизировать 24-герцовую частоту повторения кинокадров с 60-герцовой (или более высокой) частотой обновления экрана
дисплея. Соответствующая "технология распознавания фильмов" в технических характеристиках телевизоров обозначается, как
"режим 3/2 - 2/2 Motion Pull Down".
Все эти ухищрения ничего хорошего в смысле качества картинки не приносят -
любой способ деинтерлейсинга и подгонки частоты кадров размывает изображение и приводит к потере четкости.[Кроме всего
прочего, в свете сказанного становится понятной бессмысленность приобретения широко рекламируемых 100-герцовых
телевизоров: все равно исходные полукадры идут с частотой 50/60 Гц, а преобразования лишь ухудшают картинку даже при
самом современном аппаратном обеспечении, причем в том, что в каждый такой телевизор установлено именно "самое
современное аппаратное обеспечение", существуют понятные сомнения.] Соответствующие исследования показали, что
человеческое зрение лучше приспособлено к четким стробоскопичным изображениям, которые показываются друг за другом с
достаточной скоростью, чем к постепенно перетекающим друг в друга размытым картинкам (это, кстати, объясняет феномен
ухудшения качества движущихся изображений на ЖК-дисплеях по сравнению с ЭЛТ, даже если время реакции ячейки формально
достаточно для отображения кадров с частотой 50 или 60 Гц). В современные видеопроцессоры даже закладывают
возможность синхронного выключения подсветки между кадрами или отображения каждого второго кадра темным - как показали
эксперименты, это значительно увеличивает четкость, хотя, естественно, порождает иные проблемы: снижение яркости,
стабильности цветопередачи и т. п.
Заметим, что 1080i и 720p при одинаковой частоте повторения полей дают примерно
одинаковый поток данных: в 1080i 1920 точек по ширине дают 2-мегапиксельную картинку на каждый кадр, получается примерно
1 мегапиксел на каждое поле; в 720р по горизонтали укладывается 1280 точек, что также дает около
1 мегапиксела, и с этой точки зрения они одинаковы. Однако есть формальный критерий, так называемый kell-фактор,
согласно которому разрешение i-режима по вертикали составляет 70% от номинального. То есть для 1080i фактическое
разрешение составит около 750 строк! Кроме того, эксперименты показали, что с увеличением степени сжатия MPEG, качество
изображения формата 1080i деградирует быстрее, чем 720p. Потому в конечном счете 1080i однозначно выигрывает в качестве
только для неподвижных изображений, а в динамичных сценах 720р оказывается даже впереди, с учетом несовершенства
существующих систем деинтерлейсинга.
По этим причинам выбор между чересстрочным стандартом 1080i и прогрессивным
720p оказывается, мягко говоря, неоднозначным. Очевидный с точки зрения повышения качества режим 1080p используется
фактически лишь на носителях Blu-ray (и не факт, что во всех записях), а в эфирном вещании в обозримом будущем придется
выбирать из двух зол. И не глупо ли усложнять аппаратуру всякими "чересстрочностями", если компьютерные дисплеи
изначально были заточены под прогрессивную развертку?
Оказывается, нет, для кое-кого совсем не глупо - как и в
случае с мегапикселами фотоматриц или - еще недавно - с гигагерцами тактовой частоты процессоров, большая цифра лучше
продается. И хотя Европейский союз вещателей (EBU) рекомендовал для использования в Европе HD-формат 720p, считая это
наиболее эффективным и экономически оправданным, большинство вещателей выбрали формат 1080i.
Еще хуже обстоят дела
с так называемым up conversion - преобразованием стандартного чересстрочного ТВ-сигнала с 525 или 625 строками в 1080
строк современных приемников. Большинство имеющихся на рынке плоских телевизоров выполняют такое преобразование,
особенно при приеме эфирного сигнала, из рук вон плохо, в результате чего без особого раздражения на них можно лишь
воспроизводить DVD, а новости лучше посмотреть на кухонной ЭЛТ-малютке десятилетнего возраста. И пока цифровое ТВ не
станет реальностью, данной нам в ощущениях, для просмотра только лишь эфирных программ приобретать HD-телевизор с
большим экраном нет никакого смысла (и тем более это касается недоносков с логотипом "HDTV Ready").
Ну,
милая, еще капельку…
Теперь вернемся с цифровому телевидению, как таковому - как мы уже говорили, без
сжатия его использовать нереально даже в случае обычного SDTV, а для HDTV все объемы и скорости еще в 3–6 раз выше. Для
начала разработчики методов сжатия попытались урезать ТВ-картинку вдвое по вертикали и горизонтали[При переходе от
аналогового к цифровому ТВ оригинальные PAL 625 и NTSC 525 были усечены до 576 и 480 строк соответственно, что
соответствует реально показываемому количеству строк в аналоговом ТВ.] (что сокращает количество данных вчетверо), в
результате чего возникло два стандарта под общим названием SIF: 352х240, 30 fps и 352х288, 25 fps (второй используется
чаще). Но как вы уже могли убедиться, это не решает проблему принципиально: первым носителем цифровых форматов ТВ был
обычный компакт-диск, в котором скорость чтения данных в те времена была ограничена 150 Кбайт/с (1,2 Мбит/с).