Эффективная обработка видео - один из ключей к отображению наилучшего изображения на HD-телевизорах. Прогрессивная развертка - это метод обработки, который проложил путь и до сих пор используется в качестве основы современных методов обработки видео для таких форматов, как диски Blu-ray..
От чересстрочной развертки к прогрессивной развертке
С появлением настольных компьютеров было обнаружено, что использование традиционного телевизора для отображения компьютерных изображений не дает хороших результатов, особенно с текстом. Это произошло из-за эффектов чересстрочной развертки. Для более точного отображения изображений на мониторе компьютера была разработана технология прогрессивной развертки.
Что такое чересстрочная развертка?
Традиционные аналоговые телепередачи (наряду со старыми кабельными/спутниковыми приставками, видеомагнитофонами и DVD) отображаются на экране телевизора с использованием технологии, известной как чересстрочная развертка. Использовались две основные системы чересстрочной развертки: NTSC и PAL.
NTSC основан на системе из 525 строк, 60 полей и 30 кадров в секунду (fps) при частоте 60 Гц. Каждый кадр разбит на два поля по 262 строки. Строки передаются поочередно, а затем отображаются как чересстрочное изображение. Страны, использующие NTSC, включают США, Канаду, Мексику, некоторые части Центральной и Южной Америки, Японию, Тайвань и Корею.
PAL основан на системе из 625 строк, 50 полей и 25 кадров в секунду при частоте 50 Гц. Как и в NTSC, сигнал чересстрочно разбивается на два поля, каждое из которых состоит из 312 строк. PAL имеет частоту кадров, близкую к частоте кадров фильма (контент фильма основан на частоте кадров 24 кадра в секунду). Страны, которые используют систему PAL, включают США. К., Германия, Испания, Португалия, Италия, Китай, Индия, большая часть Африки и Ближнего Востока.
Итог
Прогрессивная развертка отличается от чересстрочной развертки тем, что изображение отображается на экране путем сканирования каждой строки (или ряда пикселей) в последовательном порядке сверху вниз. Последовательно сканируя изображение на экран за один раз (вместо построения изображения путем объединения двух половин), можно отобразить более плавное и детальное изображение, которое лучше подходит для просмотра текста и движения. Прогрессивная развертка также менее чувствительна к мерцанию.
Удвоение строк
С появлением ЖК-телевизоров высокой четкости и видеопроекторов разрешение, обеспечиваемое традиционными телевизорами, видеомагнитофонами и DVD-источниками, не очень хорошо воспроизводилось методом чересстрочной развертки. Чтобы компенсировать это, помимо прогрессивной развертки, производители телевизоров также ввели концепцию удвоения строк.
Телевизор с удвоением строк создает «линии между строками», которые сочетают в себе характеристики строки вверху и строки внизу, чтобы создать впечатление изображения с более высоким разрешением. Затем эти новые строки добавляются к исходной структуре строк, и все строки последовательно сканируются на экране телевизора.
Недостаток дублирования строк заключается в том, что это может привести к артефактам движения, потому что вновь созданные линии также должны двигаться вместе с действием на изображении. Для сглаживания изображения обычно применяется дополнительная видеообработка.
Перенос фильма на видео
Хотя прогрессивная развертка и удвоение строк пытаются устранить недостатки отображения чересстрочных видеоизображений, существует еще одна проблема, препятствующая точному отображению фильмов, изначально снятых на пленку: частота кадров видео. Для устройств-источников и телевизоров на основе PAL это не является большой проблемой, поскольку частота кадров PAL (25 кадров в секунду) и частота кадров фильма (24 кадра в секунду) очень близки, поэтому для точного отображения фильма на экране телевизора PAL требуется минимальная коррекция.
Однако это не относится к NTSC, поскольку он производит и отображает видео со скоростью 30 кадров в секунду. Если вы попытались передать 8-миллиметровый домашний фильм, записав экран фильма с помощью видеокамеры, вы заметите эту проблему. Поскольку движение кадра не совпадает, возникает заметное мерцание при переносе пленки на видео без какой-либо регулировки.
При переносе фильма на DVD (или видеоленту) в системе на базе NTSC необходимо согласовать разную частоту кадров фильма и видео. Чтобы устранить мерцание, частота кадров фильма «растягивается» по формуле, которая более точно соответствует частоте кадров фильма и частоте кадров видео.
Прогрессивная развертка и 3:2 Pulldown
Чтобы увидеть фильм в наиболее точном виде, он должен отображаться с частотой 24 кадра в секунду с использованием проектора или телевизора, которые могут отображать частоту кадров в исходном виде. Чтобы сделать это в системе на основе NTSC, источник должен иметь обнаружение преобразования 3:2. Таким образом, он может обратить процесс преобразования 3:2 для передачи видео с пленки, чтобы его можно было вывести в исходном формате 24 кадра в секунду с прогрессивной разверткой..
Это достигается с помощью проигрывателя DVD (или Blu-ray/Ultra HD Blu-ray), оснащенного специальным типом декодера MPEG в сочетании с деинтерлейсером, который считывает чересстрочный видеосигнал с преобразованием 3:2 с проигрывателя. DVD и извлекает нужные кадры фильма из видеокадров. Затем кадры последовательно сканируются, корректируются артефакты, и новый видеосигнал отправляется через компонентное видео с поддержкой прогрессивной развертки или соединение HDMI на совместимый телевизор или видеопроектор.
Если ваш проигрыватель DVD имеет прогрессивную развертку без обнаружения преобразования 3:2, он все равно будет передавать более плавное изображение, чем чересстрочное видео. Плеер будет читать чересстрочное изображение DVD, обрабатывать прогрессивное изображение сигнала и передавать его на телевизор или видеопроектор в системе со скоростью 30 кадров в секунду.
Что нужно для доступа к прогрессивной развертке
И компонент-источник (DVD-плеер, кабель HD, спутниковая приставка, антенна и т. д.), и телевизор или видеопроектор должны поддерживать прогрессивную развертку. Источник также должен иметь компонентный видеовыход с поддержкой прогрессивной развертки или выход DVI или HDMI, позволяющий передавать изображения с прогрессивной разверткой.
Если видео размещено на DVD в чересстрочной форме, прогрессивная развертка может применяться проигрывателем DVD в качестве одного из параметров воспроизведения. Композитные соединения и соединения S-Video не передают видеоизображения с прогрессивной разверткой.
