Wydajne przetwarzanie wideo to jeden z kluczy do wyświetlania najlepszych obrazów na telewizorach HD. Skanowanie progresywne to technika przetwarzania, która utorowała drogę i jest nadal używana jako podstawa nowoczesnych technik przetwarzania wideo dla formatów takich jak płyty Blu-ray.
Od skanowania z przeplotem do skanowania progresywnego
Wraz z pojawieniem się komputerów stacjonarnych odkryto, że używanie tradycyjnego telewizora do wyświetlania obrazów komputerowych nie daje dobrych wyników, zwłaszcza w przypadku tekstu. Wynikało to z efektów skanowania z przeplotem. W celu uzyskania bardziej precyzyjnego sposobu wyświetlania obrazów na monitorze komputera opracowano technologię skanowania progresywnego.
Co to jest skanowanie z przeplotem?
Tradycyjne analogowe transmisje telewizyjne (wraz ze starszymi dekoderami telewizji kablowej/satelitarnej, magnetowidami i DVD) są wyświetlane na ekranie telewizora przy użyciu technologii znanej jako skanowanie z przeplotem. W użyciu były dwa główne systemy skanowania z przeplotem: NTSC i PAL.
NTSC opiera się na systemie 525 linii, 60 pól i 30 klatek na sekundę (fps) przy 60 Hz. Każda ramka jest podzielona na dwa pola po 262 wierszy. Linie są przesyłane naprzemiennie, a następnie wyświetlane jako obraz z przeplotem. Kraje korzystające z NTSC to Stany Zjednoczone, Kanada, Meksyk, niektóre części Ameryki Środkowej i Południowej, Japonia, Tajwan i Korea.
PAL jest oparty na systemie 625 linii, 50 pól i 25 fps przy 50 Hz. Podobnie jak NTSC, sygnał jest przeplatany na dwa pola składające się z 312 linii każde. PAL ma szybkość klatek bliższą filmowi (treść filmu jest oparta na szybkości klatek 24 kl./s). Kraje korzystające z systemu PAL obejmują U. K., Niemcy, Hiszpania, Portugalia, Włochy, Chiny, Indie, większość Afryki i Bliski Wschód.
Dolna linia
Skanowanie progresywne różni się od skanowania z przeplotem tym, że obraz jest wyświetlany na ekranie poprzez skanowanie każdej linii (lub rzędu pikseli) w kolejności od góry do dołu. Dzięki stopniowemu skanowaniu obrazu na ekran za jednym razem (zamiast budowania obrazu przez połączenie dwóch połówek), można wyświetlić gładszy, bardziej szczegółowy obraz, który lepiej nadaje się do wyświetlania tekstu i ruchu. Skanowanie progresywne jest również mniej podatne na migotanie.
Podwajanie linii
Wraz z pojawieniem się telewizorów LCD o wysokiej rozdzielczości i projektorów wideo, rozdzielczość produkowana przez tradycyjny telewizor, magnetowid i źródła DVD nie była zbyt dobrze odtwarzana przy użyciu metody skanowania z przeplotem. Aby to zrekompensować, oprócz skanowania progresywnego, twórcy telewizyjni wprowadzili również koncepcję podwajania linii.
Telewizor z podwajaniem linii tworzy „linie między liniami”, które łączą cechy linii powyżej z linią poniżej, aby nadać obrazowi obraz o wyższej rozdzielczości. Te nowe linie są następnie dodawane do oryginalnej struktury linii, a następnie wszystkie linie są stopniowo skanowane na ekranie telewizora.
Wadą podwajania linii jest to, że może powodować artefakty ruchu, ponieważ nowo utworzone linie również muszą poruszać się wraz z akcją na obrazie. Aby wygładzić obrazy, zwykle stosuje się dodatkowe przetwarzanie wideo.
Przenoszenie filmu do wideo
Chociaż progresywne skanowanie i podwajanie linii próbują rozwiązać problemy z wyświetlaniem obrazów wideo z przeplotem, istnieje jeszcze inny problem uniemożliwiający dokładne wyświetlanie filmów oryginalnie nakręconych na kliszy: szybkość klatek wideo. W przypadku urządzeń źródłowych i telewizorów opartych na systemie PAL nie jest to duży problem, ponieważ szybkość klatek PAL (25 klatek na sekundę) i szybkość klatek filmu (24 klatek na sekundę) są bardzo zbliżone, więc do dokładnego wyświetlania filmu na ekranie telewizora PAL wymagana jest minimalna korekcja.
Jednak tak nie jest w przypadku NTSC, ponieważ produkuje i wyświetla wideo z prędkością 30 klatek na sekundę. Jeśli próbowałeś przesłać domowy film 8 mm, nagrywając ekran filmu za pomocą kamery, zauważysz ten problem. Ponieważ ruch klatki nie jest zgodny, powoduje to zauważalne migotanie, gdy film jest przenoszony do wideo bez żadnej regulacji.
Gdy film jest przenoszony na DVD (lub taśmę wideo) w systemie opartym na NTSC, należy pogodzić różne szybkości klatek filmu i wideo. Aby wyeliminować migotanie, szybkość klatek filmu jest „rozciągana” według formuły, która ściślej dopasowuje szybkość klatek filmu do szybkości klatek wideo.
Skanowanie progresywne i wysuwanie 3:2
Aby zobaczyć film w najdokładniejszym stanie, powinien być wyświetlany z szybkością 24 klatek na sekundę przy użyciu projektora lub telewizora, który może wyświetlać natywną liczbę klatek na sekundę. Aby to zrobić w systemie opartym na NTSC, źródło musi mieć wykrywanie pulldown 3:2. W ten sposób może odwrócić proces rozwijania 3:2 w celu przesłania wideo z filmu, aby można go było wyprowadzić w oryginalnym formacie 24 klatek na sekundę ze skanowaniem progresywnym.
Odbywa się to za pomocą odtwarzacza DVD (lub Blu-ray/Ultra HD Blu-ray) wyposażonego w specjalny typ dekodera MPEG, w połączeniu z urządzeniem do usuwania przeplotu, które odczytuje sygnał wideo z przeplotem 3:2 z DVD i wyodrębnia odpowiednie klatki filmowe z klatek wideo. Ramki są następnie skanowane progresywnie, dokonywane są poprawki artefaktów, a nowy sygnał wideo jest wysyłany za pośrednictwem złącza komponentowego wideo lub HDMI z obsługą skanowania progresywnego do kompatybilnego telewizora lub projektora wideo.
Jeśli twój odtwarzacz DVD obsługuje skanowanie progresywne bez wykrywania pulldown 3:2, nadal będzie wysyłał gładszy obraz niż wideo z przeplotem. Odtwarzacz odczyta obraz z przeplotem DVD, przetworzy progresywny obraz sygnału i przekaże go do telewizora lub projektora wideo w systemie 30 klatek na sekundę.
Czego potrzebujesz, aby uzyskać dostęp do skanowania progresywnego
Zarówno komponent źródłowy (odtwarzacz DVD, kabel HD, dekoder telewizji satelitarnej, antena itp.), jak i telewizor lub projektor wideo muszą obsługiwać funkcję skanowania progresywnego. Źródło musi również posiadać komponentowe wyjście wideo obsługujące skanowanie progresywne lub wyjście DVI lub HDMI, które umożliwia przesyłanie obrazów ze skanowaniem progresywnym.
Jeżeli wideo jest umieszczone na płycie DVD w formie z przeplotem, odtwarzacz DVD może zastosować skanowanie progresywne jako jedną z opcji odtwarzania. Połączenia kompozytowe i S-Video nie przesyłają obrazów wideo ze skanowaniem progresywnym.
