Відео

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Відеозапис)
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Exquisite-kmencoder.png

Ві́део (від лат. video — дивлюся, бачу) — під цим терміном розуміють широкий спектр технологій запису, обробки, передачі, зберігання й відтворення візуального і аудіовізуального матеріалу на моніторах[1]. У побутовому значенні відео означає відеоматеріал, телесигнал або кінофільм, записаний на фізичному носії (відеокасеті, відеодиску тощо).

Характеристики відеосигналу[ред. | ред. код]

Відео характеризується такими параметрами:

Кількість кадрів в секунду[ред. | ред. код]

Кількість кадрів на секунду — це число нерухомих зображень, що послідовно змінюються одне за одним впродовж однієї секунди відеоматеріалу, створюючи ефект руху об'єктів на екрані. Чим більша частота кадрів на секунду, тим плавнішим і природнішим буде здаватися рух. Мінімальний показник, за якого рух буде сприйматися однорідним — приблизно 10 кадрів на секунду (це значення індивідуальне для кожної людини). У традиційному плівковому кінематографі використовується частота 24 кадри на секунду. Системи телебачення PAL й SECAM використовують 25 кадрів на секунду (англ. 25 fps або 25 Герц), а система NTSC використовує 29,97 кадри на секунду[2]. Комп'ютерні оцифровані відеоматеріали гарної якості, як правило, використовують частоту 30 кадрів на секунду. Верхня гранична частота мерехтіння, що сприймається людським мозком, в середньому становить 39-42 Герца й індивідуальна для кожної людини. Деякі сучасні професійні камери можуть знімати з частотою до 120 кадрів на секунду. Застосовуються також спеціальні камери для надшвидкої зйомки з частотою до 1000 кадрів на секунду і вище, така швидкість необхідна для детального вивчення траєкторії польоту кулі або структури вибуху.

Розгортка[ред. | ред. код]

Розгортка відеоматеріалу може бути прогресивною (англ. progressive) або черезрядковою (англ. interlaced, інтерлейс). При прогресивній розгортці всі горизонтальні лінії зображення (рядки) відображаються одночасно. При черезрядковій розгортці показуються почергово парні й непарні рядки (називані також полями кадру). Черезрядкову розгортку було винайдено для показу зображення на кінескопах і використовується зараз для передачі відео по «вузьких» каналах, що не дозволяє передавати зображення у всій якості. Системи PAL, SECAM й NTSC — це всі системи із черезрядковою розгорткою. Нові цифрові стандарти телебачення, наприклад, HDTV передбачають прогресивне розгорнення. Хоча з'явилися технології, що дозволяють імітувати прогресивне розгорнення при показі матеріалу з інтерлейсом. Черезрядкову розгортку звичайно позначають символом «i» після вказівки вертикальної роздільної здатності, наприклад 720×576і×50 для відео у форматі PAL.

Для придушення неприємних ефектів, що виникають при перегляді черезрядкового відео на порядковому екрані, застосовуються спеціальні математичні методи, іменовані деінтерлейсінгом.

Роздільна здатність[ред. | ред. код]

Роздільні здатності у порівнянні

За аналогією з роздільною здатністю комп'ютерних моніторів, будь-який відеосигнал також має роздільну здатність (англ. resolution, розділення), горизонтальне і вертикальне, що вимірюється у пікселях. Звичайний аналоговий телевізійне розділення становить 720×576 пікселів для стандартів PAL і SECAM, при частоті кадрів 50 Герц (одне поле, 2×25); і 648×486 пікселів для NTSC, при частоті 60 Герц (одне поле, 2×29,97). В позначенні 648×480 першим числом позначається кількість крапок у горизонтальній лінії (горизонтальне розділення), а другим числом кількість самих ліній (вертикальне розділення). Новий стандарт високоякісного (англ. high-definition) цифрового телебачення HDTV передбачає роздільну здатність до 1920×1080 (тобто 1920 пікселів на лінію, 1080 ліній) при частоті коливань (мелькання, мерехтіння) 60 Герц з прогресивною розгорткою.

Роздільна здатність у випадку трьохмірного відео вимірюється у вокселях — елементах зображення, що являють собою крапки (кубики) у тривимірному просторі. Наприклад, для простого трьохмірного відео зараз використається в основному роздільність 512×512×512, демонстраційні приклади такого відео доступні навіть на PDA.

Співвідношення сторін екрану[ред. | ред. код]

Співвідношення сторін кадру у порівнянні

Співвідношення ширини й висоти кадру (англ. aspect ratio) — найважливіший параметр у будь-якому відеоматеріалі. Ще з 1910 року кінофільми мали співвідношення сторін екрана 4:3 (4 одиниці завширшки до 3 одиницям у висоту; іноді ще записується як 1,33:1 або просто 1,33). Уважалося що глядачеві зручніше дивитися фільм на екрані такої форми. Коли з'явилося телебачення, воно успадкувало це співвідношення і майже всі аналогові телесистеми (і, отже, телевізори) мали співвідношення сторін екрана 4:3. Комп'ютерні монітори також успадкували телевізійний стандарт сторін. Хоча ще в 1950-х роках уява про 4:3 суттєво змінилася. Справа в тому, що поле зору людини має співвідношення аж ніяк не 4:3. Оскільки у людини 2 ока, розташовані на одній горизонтальній лінії, то поле зору людини наближається до співвідношення 2:1. Щоб наблизити форму кадру до природного поля зору людини (і, отже, підсилити сприйняття фільму), був уведений стандарт 16:9 (1,78), що майже відповідає так званому «Золотому перетину». Цифрове телебачення в основному теж орієнтується на співвідношення 16:9. До кінця XX століття, після ряду додаткових досліджень у цій області, почали з'являтися навіть і радикальніші співвідношення сторін кадру: 1,85, 2,20 й аж до 2,35 (майже 21:9), що покликані глибше занурити глядача в атмосферу відеоматеріалу.

Кількість кольорів і кольорова розрядність[ред. | ред. код]

Кількість кольорів і кольорова розрядність описується кольоровими моделями. Для стандарту PAL застосовується колірна модель YUV, для SECAM модель YDbDr, для NTSC модель YIQ, у комп'ютерній техніці застосовується в основному RGBαRGB), рідше HSV, а в друкарській техніці CMYK. Кількість кольорів, що може показати монітор або проектор залежить від якості монітора або проектора. Людське око може сприйняти, по різних підрахунках, від 5 до 10 мільйонів відтінків кольорів. Кількість кольорів у відеоматеріалі визначається числом бітів, відведеним для кодування кольору кожного пікселя (англ. bits per pixel, bpp). 1 біт дозволяє закодувати 2 кольори (як правило, чорний і білий), 2 біти — 4 кольори, 3 біти — 8 кольорів, …, 8 бітів — 256 кольорів(28 = 256), 16 бітів — 65 536 кольорів (216), 24 біти — 16 777 216 кольорів (224). У комп'ютерній техніці є також стандарт 32 біти на піксель (αRGB), але цей додатковий α-байт (8 бітів) використовується для кодування коефіцієнта прозорості пікселя (α), а не для передачі кольору (RGB). При обробці пікселя відеоадаптером, RGB-значення буде змінено залежно від значення α-байта і кольору належного пікселя (який стане «видимий» через «прозорий» піксель), а потім α-байт буде відкинуто, і на монітор піде тільки колірний сигнал RGB.

Бітова швидкість або ширина відеопотоку (для цифрового відео)[ред. | ред. код]

Ширина (або швидкість) відеопотоку, або бітова швидкість (англ. bit rate) — це кількість оброблюваних бітів відеоінформації за секунду часу, і вимірюється у бітах на секунду (біт/с). Похідні від цієї одиниці — кілобіт на секунду (кбіт/с) та мегабіт на секунду (мбіт/с). Чим вище ширина відеопотоку, тим, загалом, краща якість відео. Наприклад, для формату VideoCD ширина відеопотоку становить приблизно 1 мбіт/с, а для DVD становить приблизно 5 мбіт/с. Хоча суб'єктивно різницю якості не можна оцінити як п'ятикратну, але об'єктивно це так. Формат цифрового телебачення HDTV використовує ширину відеопотоку близько 10 мбіт/с. За допомогою швидкості відеопотоку також дуже[джерело?] зручно оцінювати якість відео при його передачі через Інтернет.

Розрізняють два види керування шириною потоку в відеокодеку — постійний бітрейт (англ. constant bit rate, CBR) і змінний бітрейт (англ. variable bit rate, VBR). Концепція VBR, нині[коли?] дуже популярна, покликана максимально зберегти якість відео, зменшуючи при цьому сумарний обсяг переданого відеопотоку. При цьому на швидких сценах руху, ширина відеопотоку зростає, а на повільних сценах, де картинка змінюється повільно, ширина потоку падає. Це дуже[джерело?] зручно для буферизованих відеотрансляцій і передачі збереженого відеоматеріалу по комп'ютерних мережах. Проте для безбуферних систем реального часу й для прямого ефіру (наприклад, для телеконференцій) необхідно використовувати постійну швидкість відеопотоку.[джерело?]

Оцінка якості відео[ред. | ред. код]

Якість відео виміряється за допомогою формальних метрик, таких, як PSNR або SSI, або з використанням суб'єктивного порівняння із залученням експертів.

Суб'єктивна якість відео виміряється за наступною методикою:

  • Вибираються відеопослідовності для використання в тесті
  • Вибираються параметри системи вимірювання
  • Вибирається метод показу відео й підрахунку результатів виміру
  • Запрошується необхідне число експертів (звичайно не менше 15)
  • Проводиться сам тест
  • Підраховується середня оцінка на основі оцінок експертів.

Кілька методів суб'єктивної оцінки описані в рекомендаціях ITU-T BT.500. Один із широко використовуваних методів оцінки — це DSIS (англ. Double Stimulus Impairment Scale), при якому експертам спочатку показують вихідний відеоматеріал, а потім оброблений. Потім експерти оцінюють якість обробки, варіюючи свої оцінки від «обробка непомітна» і «обробка поліпшує відеозображення» до «оброблений відеоматеріал сильно дратує».

Стереоскопічне відео[ред. | ред. код]

Стереоскопічне відео або стереовідео (англ. stereoscopic video або 3D video) було дуже популярно наприкінці XX століття і зараз регулярно виникають хвилі інтересу до нього. По усьому світу є кінотеатри, які за допомогою тієї або іншої технології відтворюють стереоскопічне відео. Для стереовідео потрібно два відеоканали: один для лівого ока, інший для правого. У такий спосіб у глядача виникає відчуття об'ємності, тривимірності відеоматеріалу, підвищується реалістичність відчуття перегляду. Приблизно такий же за якістю, але слабший ефект дає перегляд відео в пластикових окулярах, де одна лінза червона, а інша блакитна або зелена. Нові технології, представлені в 2006 році, зокрема HD DVD і диски HD Blu-Ray, призначені зробити більше доступним і домашнє стереоскопічне відео.

Формати відео[ред. | ред. код]

Відеоматеріали можуть бути аналоговими або цифровими.

Стандарти відтворення відео Стандарти відеороз'ємів

Аналогові формати відеокасет

Цифрові формати відеокасет

Формати цифрових оптичних дискових носіїв

Формати цифрового кодування й стиснення

Розширення комп'ютерних відеофайлів[ред. | ред. код]

3gp, flv, avi, mpg, mov, swf, asf, mp4, m4v, wmv…

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Video – HiDef Audio and Video. hidefnj.com. Архів оригіналу за 2017-05-14. Процитовано 2017-03-30. 
  2. Soseman, Ned. What's the difference between 59.94fps and 60fps?. Архів оригіналу за 29 June 2017. Процитовано 12 July 2017.