Wraz z wprowadzeniem w połowie lat 90-tych DVD stało się rdzeniem rewolucji kina domowego. Dzięki znacznie poprawionej jakości obrazu w porównaniu z VHS i telewizją analogową, płyty DVD stanowiły ogromny postęp w domowej rozrywce. Jednym z głównych wkładów DVD było zastosowanie techniki skanowania progresywnego w celu poprawy jakości oglądania telewizji.
Skanowanie z przeplotem - podstawa tradycyjnego wyświetlania wideo
Zanim przejdziemy do etapu skanowania progresywnego i jego znaczenia dla poprawy oglądania telewizji, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób tradycyjne analogowe obrazy wideo były wyświetlane na ekranie telewizora. Analogowe sygnały telewizyjne, takie jak sygnały ze stacji lokalnej, firmy kablowej lub magnetowidu, były wyświetlane na ekranie telewizora przy użyciu technologii zwanej skanowaniem z przeplotem. W użyciu były dwa główne systemy z przeplotem: NTSC i KUMPEL.
- NTSC oparty jest na systemie 525 linii, 60 pól / 30 klatek na sekundę przy 60 Hz dla transmisji i wyświetlania obrazów wideo. Jest to system z przeplotem, w którym każda ramka jest skanowana w dwóch polach składających się z 262 linii, która następnie jest łączona w celu wyświetlenia klatki wideo z 525 liniami skanowania. Kraje z fundacją NTSC to USA, Kanada, Meksyk, niektóre części Ameryki Środkowej i Południowej, Japonia, Tajwan i Korea.
- PAL bazuje na linii 625, 50 pól / 25 ramek na sekundę, system 50 Hz. Sygnał jest przeplatany, podobnie jak NTSC, na dwa pola, składające się z 312 linii każdy. Ponadto PAL ma częstotliwość wyświetlania zbliżoną do klatek filmu. PAL ma szybkość 25 klatek na sekundę, podczas gdy zawartość filmu jest oparta na szybkości klatek 24 klatek na sekundę. Kraje, które mają fundację systemu PAL to: Wielka Brytania, Niemcy, Hiszpania, Portugalia, Włochy, Chiny, Indie, większość Afryki i Bliskiego Wschodu.
Jakie jest skanowanie progresywne
Wraz z nadejściem komputerów stacjonarnych i biurowych okazało się, że używanie tradycyjnego telewizora do wyświetlania obrazów komputerowych nie przynosi dobrych rezultatów, szczególnie w przypadku tekstu. Było to spowodowane efektem technologii skanowania z przeplotem. Aby uzyskać przyjemniejszy i bardziej precyzyjny sposób wyświetlania obrazów na komputerze, opracowano technologię skanowania progresywnego.
Skanowanie progresywne różni się od skanowania z przeplotem tym, że obraz jest wyświetlany na ekranie poprzez skanowanie każdej linii (lub rzędu pikseli) w kolejności sekwencyjnej, a nie w kolejności alternatywnej, tak jak w przypadku skanowania z przeplotem. Innymi słowy, podczas skanowania progresywnego linie obrazu (lub wiersze w pikselach) są skanowane w kolejności numerycznej (1,2,3) w dół od góry do dołu, zamiast w alternatywnej kolejności (wiersze lub wiersze 1,3, 5, etc …, po których następują linie lub wiersze 2,4,6).
Poprzez progresywne skanowanie obrazu na ekranie jednym ruchem, zamiast budowania obrazu przez połączenie dwóch połówek, można wyświetlić bardziej gładki, bardziej szczegółowy obraz, który lepiej nadaje się do oglądania drobnych szczegółów, takich jak tekst i ruch jest również mniej podatny na przeplot migotanie.
Widząc tę technologię jako sposób na ulepszenie sposobu wyświetlania obrazów na ekranie wideo, technologia progresywnego skanowania została następnie zastosowana na płycie DVD.
Podwojenie linii
Wraz z pojawieniem się ekranów plazmowych o wysokiej rozdzielczości, telewizorów LCD i projektorów wideo, rozdzielczość opracowana przez tradycyjne źródła TV, VCR i DVD nie została bardzo dobrze odtworzona metodą z przeplotem.
Aby zrekompensować, oprócz progresywnego skanowania, twórcy telewizyjni wprowadzili także koncepcję podwojenia linii.
Chociaż można to zastosować na wiele sposobów, to na samym początku telewizor z funkcją podwojenia linii tworzy "linie między liniami", które łączą charakterystykę linii powyżej z linią poniżej w celu nadania wyglądu obrazu o wyższej rozdzielczości. Te nowe linie są następnie dodawane do pierwotnej struktury linii, a wszystkie linie są następnie stopniowo skanowane na ekranie telewizora.
Jednak wadą polegającą na podwojeniu linii jest to, że mogą powstać artefakty ruchu, ponieważ nowo utworzone linie również muszą się poruszać wraz z akcją na obrazie. Aby wygładzić obrazy, zwykle wymagane jest dodatkowe przetwarzanie wideo.
3: 2 Pulldown - Przesyłanie filmu na wideo
Mimo że skanowanie progresywne i podwojenie linii mają na celu usunięcie wad wyświetlanych obrazów wideo z przeplotem, nadal istnieje inny problem uniemożliwiający prawidłowe wyświetlanie filmów oryginalnie nagranych na filmie w celu prawidłowego wyświetlania ich na ekranie telewizora. W przypadku urządzeń źródłowych i telewizorów opartych na systemie PAL nie stanowi to poważnego problemu, ponieważ liczba klatek na sekundę w systemie PAL i liczba klatek na sekundę są bardzo zbliżone, więc minimalna korekta jest potrzebna do dokładnego wyświetlania filmu na ekranie telewizora PAL. Tak jednak nie jest w przypadku NTSC.
Problem z NTSC polega na tym, że filmy są generowane z prędkością 24 klatek na sekundę, a wideo NTSC jest produkowane i wyświetlane z szybkością 30 klatek na sekundę.
Oznacza to, że kiedy film jest przenoszony na DVD (lub taśmę wideo) w systemie opartym na systemie NTSC, należy uwzględnić różne szybkości klatek filmu i wideo. Jeśli kiedykolwiek próbowałeś przenieść film w domu o rozmiarach 8 lub 16 mm, nagrywając ekran filmu w trakcie wyświetlania filmu, zrozumiesz ten problem. Ponieważ klatki filmu są wyświetlane z szybkością 24 klatek na sekundę, a kamera nagrywa z szybkością 30 klatek na sekundę, obrazy z filmów będą powodować silne migotanie podczas odtwarzania taśmy wideo. Powodem tego jest to, że ramki na ekranie poruszają się wolniej niż klatki wideo w kamerze, a ponieważ ruch ramek nie pasuje do siebie, powoduje to poważne efekty migotania, gdy film jest przesyłany do wideo bez żadnego efektu dostosowanie.
Aby wyeliminować migotanie, gdy film zostanie profesjonalnie przesłany do wideo (DVD, VHS lub inny format), szybkość klatek filmu jest "rozciągnięta" za pomocą formuły, która bardziej dopasowuje szybkość klatek filmu do szybkości klatek wideo.
Pozostaje jednak pytanie, jak wyświetlić to dokładnie na ekranie telewizora.
Progressive Scan i 3: 2 Pulldown
Aby film był wyświetlany w jego najbardziej poprawnym stanie, powinien być wyświetlany z szybkością 24 klatek na sekundę na ekranie projekcyjnym lub ekranie telewizora.
Aby wykonać to tak dokładnie, jak to możliwe w systemie opartym na systemie NTSC, źródło, na przykład odtwarzacz DVD, musi mieć wykrywanie 3: 2, odwrócić proces rozwijania 3: 2, który został użyty do umieszczenia wideo na dysku DVD, i wyprowadza go w oryginalnym formacie 24 klatek na sekundę, zachowując jednocześnie zgodność z systemem wyświetlania wideo 30 klatek na sekundę.
Jest to realizowane przez odtwarzacz DVD, który jest wyposażony w specjalny rodzaj dekodera MPEG, w połączeniu z tym, co jest określane jako deinterlacer, który odczytuje zerwany sygnał wideo 3: 2 z płyty DVD i wyodrębnia właściwe klatki filmowe z klatek wideo , stopniowo skanuje te ramki, dokonuje wszelkich korekt artefaktów, a następnie przekazuje ten nowy sygnał wideo za pośrednictwem wideo komponentowego z funkcją skanowania progresywnego (Y, Pb, Pr) lub połączenia HDMI.
Jeśli twój odtwarzacz DVD ma skanowanie progresywne bez wykreślania 3: 2, nadal będzie generował gładszy obraz niż tradycyjne wideo z przeplotem, ponieważ odtwarzacz DVD z funkcją skanowania progresywnego odczyta obraz z przeplotem płyty DVD i przetwarza obraz progresywny sygnału i przechodzi na telewizorze lub projektorze wideo.
Jeśli jednak odtwarzacz DVD ma dodatkowo funkcję wykrywania zrzutu 3: 2, nie tylko wideo będzie wyświetlać gładszy, stopniowo skanowany obraz, ale także film DVD będzie w stanie jak najbliżej tego, co można zobaczyć na ekranie. rzeczywisty projektor filmowy, z tym że nadal jest w domenie wideo.
Skanowanie progresywne i HDTV
Oprócz DVD skanowanie progresywne jest również stosowane do transmisji DTV, HDTV, Blu-ray Disc i TV.
Na przykład, DTV w standardowej rozdzielczości jest nadawany w rozdzielczości 480p (te same cechy, co skanowanie progresywne DVD - 480 linii lub rzędów pikseli progresywnie skanowanych) i HDTV jest nadawane w 720p (linie 720p lub wiersze w pikselach progresywnie skanowane) lub 1080i (1,080 linii lub pikseli wiersze, które są na przemian zeskanowanymi polami składającymi się z 540 linii każdy). Aby odbierać te sygnały, potrzebujesz telewizora HD z wbudowanym tunerem HDTV lub zewnętrznym tunerem HD, kablem HD lub odbiornikiem satelitarnym.
Co jest potrzebne, aby uzyskać dostęp do skanowania progresywnego
Aby uzyskać dostęp do skanowania progresywnego, zarówno komponent źródłowy, taki jak odtwarzacz DVD, kabel HD lub odbiornik satelitarny, jak i telewizor, wyświetlacz wideo lub projektor wideo, musi mieć możliwość skanowania progresywnego (które są wszystkie, jeśli zostały zakupione w 2009 r. Lub później ), a urządzenie źródłowe (odtwarzacz DVD / Blu-ray Disc, Cable / Satellite Box) musi mieć wyjście wideo komponentowego z progresywnym skanowaniem lub wyjście DVI (Digital Video Interface) lub HDMI (High Definition Multimedia Interface) która umożliwia transfer obrazów progresywnych ze standardowym i wysokiej rozdzielczości do podobnie wyposażonego telewizora.
Należy zwrócić uwagę, że standardowe połączenia kompozytowe i S-Video nie przesyłają obrazów wideo z progresywnym skanowaniem. Ponadto, jeśli podłączysz wyjście do skanowania progresywnego do wejścia telewizora bez progresywnego skanowania, nie dostaniesz obrazu (dotyczy to tylko większości telewizorów CRT - wszystkie telewizory LCD, plazmowe i OLED są kompatybilne z progresywnym skanowaniem).
Aby wyświetlić skanowanie progresywne z odwróceniem 3: 2, odtwarzacz DVD lub telewizor musi mieć wykrywanie 3: 2 (nie jest to problem z czymkolwiek zakupionym w 2009 r. Lub późniejszym). Preferuje się odtwarzacz DVD z wykrywaniem 3: 2 i faktycznie wykonuje funkcję odwrotnego rozwijania, z telewizorem z funkcją skanowania progresywnego, wyświetlającym obraz jako pobrany z odtwarzacza DVD. Dostępne są opcje menu zarówno w odtwarzaczu DVD z funkcją skanowania progresywnego, jak iw telewizorze obsługującym funkcję progresywnego skanowania (HDTV), który pomoże w ustawieniu odtwarzacza DVD i telewizora lub projektora wideo z funkcją skanowania progresywnego.
Dolna linia
Progressive Scan to jedna z technicznych podstaw poprawy jakości oglądania telewizji i kina domowego. Od kiedy został po raz pierwszy wdrożony, sytuacja ewoluowała. DVD współistnieje teraz z Blu-ray, a HDTV przechodzi na telewizor 4K Ultra HD, a dzięki temu skanowanie progresywne stało się nie tylko częścią sposobu wyświetlania obrazów na ekranie, ale także stanowiło dodatkową podstawę dla dalszych technik przetwarzania wideo, takie jak skalowanie wideo.
