С его внедрением в середине 1990-х годов DVD стал основой революции в домашнем кинотеатре. Благодаря значительно улучшенному качеству изображения по сравнению с VHS и аналоговым ТВ, DVD ознаменовал огромный прогресс в домашних развлечениях. Одним из основных вкладов DVD было использование технологии прогрессивной развертки для улучшения качества просмотра телевизора.
Чересстрочное сканирование - основа традиционного видеодисплея
Прежде чем мы перейдем к тому, что такое прогрессивное сканирование и его важность в улучшении просмотра телевизора, важно понять, как на экране телевизора отображались традиционные аналоговые видеоизображения. Аналоговые телевизионные сигналы, например, от местной станции, кабельной компании или видеомагнитофона, отображались на экране телевизора с использованием технологии, известной как чересстрочное сканирование. Использовались две основные системы чересстрочной развертки: NTSC а также PAL.
- NTSC основан на системе из 525 строк, 60 полей / 30 кадров в секунду на частоте 60 Гц для передачи и отображения видеоизображений. Это чересстрочная система, в которой каждый кадр сканируется в двух полях из 262 строк, которые затем объединяются для отображения кадра видео с 525 линиями сканирования. Страны с фондом NTSC - США, Канада, Мексика, некоторые части Центральной и Южной Америки, Японии, Тайваня и Кореи.
- PAL основан на линии 625, 50 полевых / 25 кадров в секунду, 50 Гц. Сигнал чередуется, как NTSC, на два поля, состоящих из 312 строк. Кроме того, PAL имеет частоту кадров, близкую к скорости пленки. PAL имеет частоту кадров 25 в секунду, тогда как содержание пленки основывается на частоте кадров 24 кадра в секунду. Страны, в которых есть основа системы PAL, включают США, Германию, Испанию, Португалию, Италию, Китай, Индию, большую часть Африки и Ближний Восток.
Что такое прогрессивное сканирование?
С появлением домашних и офисных настольных компьютеров было обнаружено, что использование традиционного телевизора для отображения компьютерных изображений не приносит хороших результатов, особенно с текстом. Это было связано с эффектом технологии чересстрочной развертки. Чтобы создать более приятный и точный способ отображения изображений на компьютере, была разработана технология прогрессивной развертки.
Прогрессивная развертка отличается от чересстрочной развертки тем, что изображение отображается на экране путем сканирования каждой строки (или ряда пикселей) в последовательном порядке, а не в альтернативном порядке, как это делается с чересстрочной разверткой. Другими словами, при прогрессивном сканировании линии изображения (или строки пикселей) сканируются в цифровом порядке (1,2,3) по экрану сверху вниз, а не в альтернативном порядке (строки или строки 1,3, 5 и т. Д., За которыми следуют строки или строки 2,4,6).
Постепенно сканируя изображение на экране за одну развертку, а не создавая изображение, комбинируя две половины, можно отобразить более плавное, более подробное изображение, которое лучше подходит для просмотра мелких деталей, таких как текст и движение, также менее восприимчиво к чересстрочной развертке мерцать.
Увидев эту технологию как способ улучшить способ просмотра изображений на экране видео, технология прогрессивной развертки была применена к DVD.
Удвоение строк
С появлением широкоформатных плазменных телевизоров высокой четкости, ЖК-телевизоров и видеопроекторов разрешение, созданное традиционными источниками ТВ, видеомагнитофона и DVD, не очень хорошо воспроизводилось методом чересстрочной развертки.
Чтобы компенсировать, помимо прогрессивной развертки, производители телевизоров также представили концепцию Line Doubling.
Хотя есть много способов, которыми это может быть применено, в его основе телевизор с возможностью удвоения линии создает «линии между линиями», которые сочетают в себе характеристики линии выше с строкой ниже, чтобы придать внешний вид изображения с более высоким разрешением. Эти новые строки затем добавляются к исходной структуре линии, и все линии затем последовательно сканируются на экране телевизора.
Однако недостатком с удвоением линии является то, что могут возникать артефакты движения, поскольку вновь созданные линии также должны перемещаться с действием на изображении. Чтобы сгладить изображения, обычно требуется дополнительная обработка видео.
3: 2 Pulldown - передача фильма в видео
Хотя прогрессивное сканирование и удвоение линии пытаются устранить недостатки отображения чересстрочных видеоизображений, есть еще одна проблема, которая предотвращает точное отображение фильмов, первоначально снятых на пленке, для правильного просмотра на телевизоре. Для устройств на основе PAL и телевизоров это не является большой проблемой, так как частота кадров PAL и частота кадров кадров очень близки, поэтому минимальная коррекция необходима для точного отображения пленки на экране PAL TV. Однако это не относится к NTSC.
Проблема с NTSC заключается в том, что фильмы обычно снимаются со скоростью 24 кадра в секунду, а видео NTSC воспроизводится и отображается со скоростью 30 кадров в секунду.
Это означает, что когда пленка переносится на DVD (или видеокассету) в системе на базе NTSC, необходимо учитывать различные частоты кадров для фильма и видео. Если вы когда-либо пытались перенести 8 или 16-миллиметровый домашний фильм, сняв видеоролик с экрана фильма, когда вы показываете фильм, вы поймете эту проблему. Так как кадры фильма проецируются со скоростью 24 кадра в секунду, а видеокамера записывает 30 кадров в секунду, то при воспроизведении видеозаписи изображение фильма будет проявлять сильное мерцание. Причиной этого является то, что кадры на экране движутся с меньшей скоростью, чем видеокадры в камере, и поскольку движение кадра не совпадает, это создает сильный эффект мерцания, когда фильм передается на видео без каких-либо регулировка.
Чтобы исключить мерцание, когда фильм передается профессионально на видео (будь то DVD, VHS или другой формат), частота кадров фильма «растягивается» по формуле, которая более точно соответствует частоте кадров кадра и скорости видеопамяти.
Однако остается вопрос, как точно отображать это на телевизоре.
Прогрессивное сканирование и 3: 2 Pulldown
Чтобы увидеть фильм в самом правильном состоянии, он должен отображаться со скоростью 24 кадра в секунду на экране проекции или телевизора.
Чтобы сделать это как можно точнее в системе на базе NTSC, источник, такой как DVD-плеер, должен иметь обнаружение с раскрытием 3: 2, отменить процесс раскрытия 3: 2, который использовался для размещения видео на DVD, и выводит его в исходный формат 24 кадра в секунду, сохраняя при этом совместимость с видеосистемой 30 кадров в секунду.
Это достигается с помощью DVD-плеера, который оснащен специальным декодером MPEG, в сочетании с тем, что называется деинтерлейсером, который считывает чересстрочный видеосигнал 3: 2 с DVD-диска и извлекает надлежащие кадры фильма из видеокадров , постепенно сканирует эти кадры, корректирует любые артефакты, а затем передает этот новый видеосигнал с помощью компонентного видео с прогрессивной разверткой (Y, Pb, Pr) или HDMI.
Если ваш проигрыватель DVD имеет прогрессивную развертку без обнаружения 3: 2, он будет воспроизводить более плавное изображение, чем традиционное чересстрочное видео, поскольку проигрыватель DVD с прогрессивной разверткой будет считывать чересстрочное изображение DVD и обрабатывать прогрессивное изображение сигнала и передавать что на телевизор или видеопроектор.
Однако, если у DVD-плеера есть добавление 3: 2, вы увидите, что на вашем видео будет отображаться более плавное прогрессивное изображение, но вы будете испытывать фильм DVD как можно ближе к тому, что вы увидите, исходя из фактический кинопроектор, за исключением того, что он все еще находится в видеодоме.
Прогрессивная развертка и HDTV
В дополнение к DVD, прогрессивное сканирование применяется к DTV, HDTV, Blu-ray Disc и телевизионному вещанию.
Например, стандартное определение DTV транслируется в формате 480p (те же характеристики, что и прогрессивное сканирование DVD - 480 строк или строк в пикселях, которые прогрессивно сканируются), а HDTV транслируется либо на 720p (720p строк, либо на пиксельных рядах, прошедших постепенное сканирование), либо 1080i (1080 строк или пикселей строки, которые являются поочередно сканированными полями, состоящими из 540 строк). Чтобы получать эти сигналы, вам нужен HDTV с встроенным тюнером HDTV или внешним HD-тюнером, HD-кабелем или спутниковой антенной.
Что вам нужно для доступа к прогрессивной развертке
Чтобы получить доступ к прогрессивной развертке, необходимо, чтобы как компонент источника, такой как проигрыватель DVD, HD-кабель, или спутниковый бокс, и телевизор, видеодисплей или видеопроектор, ), а исходное устройство (проигрыватель дисков DVD / Blu-ray, кабельный / спутниковый бокс) должно иметь компонентный видеовыход с прогрессивной разверткой, или выход DVI (цифровой видеоинтерфейс) или HDMI (мультимедийный интерфейс высокой четкости) что позволяет передавать стандартные и высококачественные изображения с прогрессивной разверткой на аналогично оборудованный телевизор.
Важно отметить, что стандартные соединения Composite и S-Video не передают видеоизображения с прогрессивной разверткой. Кроме того, если вы подключите вывод прогрессивной развертки к входному ТВ без прогрессивного сканирования, вы не получите изображение (это действительно применимо только к большинству телевизоров с ЭЛТ - все ЖК-мониторы, плазменные телевизоры и OLED-телевизоры совместимы с прогрессивной разверткой).
Чтобы просмотреть прогрессивную развертку с обратным раскрытием 3: 2, либо DVD-плеер, либо телевизор должны иметь раскрытие 3: 2 (не проблема с чем-либо, приобретенным в 2009 году или позже). Предпочтение было бы в том, что проигрыватель DVD имеет обнаружение с раскрытием 3: 2 и фактически выполняет функцию обратного раскрытия, причем телевизор с прогрессивной разверткой отображает изображение, поданное с DVD-плеера. Существуют опции меню как в проигрывателе с прогрессивной разверткой, так и в телевизоре с прогрессивной разверткой (HDTV), который поможет вам настроить DVD-проигрыватель с прогрессивной разверткой и телевизор или видеопроектор.
Суть
Прогрессивное сканирование является одной из технических основ для улучшения просмотра телевизора и домашнего кинотеатра. Так как это было впервые реализовано, все сложилось. DVD теперь сосуществует с Blu-ray, а HDTV переходит на 4K Ultra HD TV, и эта прогрессивная развертка не только стала частью того, как изображения отображаются на экране, но также предоставила дополнительную основу для дальнейших технологий обработки видео, таких как масштабирование видео.
