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Einführung

Die Notwendigkeit, dieses Material zu schreiben, entstand, nachdem viele unerfahrene Liebhaber digitaler Videos begannen, Frames aus ihren Videos zu senden, auf denen Bildverzerrungen deutlich sichtbar waren, und sie eine berechtigte Frage stellten: Was mache ich falsch, das Bild ist auf dem Fernseher normal, aber nicht am Computer?

Das Fernsehen wurde vor Jahrzehnten erfunden, lange vor dem Aufkommen elektronischer Computer, damals war von digitalen Transformationen noch keine Rede, also wurde alles mit dem Ziel einer bequemen und kostengünstigen Signalübertragung und anschließenden, für das Niveau einfachen Darstellung auf dem Bildschirm geschaffen der damaligen Technik. Da das Videobild auf einem Computer nicht auf die gleiche Weise wie auf einem Fernseher gestaltet werden kann und es Probleme, Fragen dazu usw. gibt. Als Antworten auf die meisten dieser Fragen ist dieses Material konzipiert.

Übertragung und Bildung eines Fernsehbildes

Die meisten Menschen, die fernsehen, glauben, dass sie ein Bild mit einer Frequenz von 25 Bildern pro Sekunde sehen (die folgenden Informationen beziehen sich auf PAL-/SECAM-Fernsehsysteme). Das ist nicht ganz richtig. Tatsächlich ändert sich das Bild auf dem Bildschirm 50 Mal pro Sekunde, jedoch nicht das gesamte Bild, sondern nur die Hälfte davon. Zuerst wird eine Hälfte der Linien des Bildrahmens gezeichnet, dann die andere. Jede der Hälften wird als Feld bezeichnet. Daher ist es richtig, davon auszugehen, dass 50 Halbbilder pro Sekunde auf dem Fernsehbildschirm gezeichnet werden. Diese Technologie wird durch die folgenden Abbildungen gut veranschaulicht:

Quellrahmen

Es ist das gleiche, aber in zwei Felder unterteilt

Eine Person bemerkt nicht die „Halbherzigkeit“ jedes Bildes, sowohl aufgrund der Trägheit des menschlichen Sehens als auch aufgrund des Nachleuchtens des Leuchtstoffs der Kathodenstrahlröhre des Fernsehers. Dennoch können viele Zuschauer Filme einfach von Fernsehfilmen unterscheiden, gerade weil die Bewegung von Objekten in einem Film diskreter ist. Fernsehfilme werden mit Videokameras mit den gleichen 50 Bildern pro Sekunde gedreht, Filme mit einer Filmkamera mit 24 Bildern pro Sekunde. Bei der Vorbereitung eines Films für eine Fernsehsendung wird jedes Bild in zwei „halbe“ Halbbilder umgewandelt, aber da es innerhalb eines Filmbildes keine Bewegung gibt, stellen diese in den Augen des Betrachters übereinanderliegenden Felder einfach das ursprüngliche Bild wieder her aus dem Film.

Einige Zahlen, die die Übertragung eines Fernsehbildes charakterisieren

Die maximale Anzahl vertikaler Linien, die horizontal auf einem Fernsehgerät angezeigt werden können, beträgt 768. Eine solche Anzahl von Linien kann sogar gesehen werden, wenn ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von 15625 Hz an den Niederfrequenzeingang des Fernsehgeräts angelegt wird. Die Linien wechseln sich ab – 0 signalweiß, 1 schwarz. Somit beträgt das gesamte Fernsehbild 768 x 625. Nach dem Verwerfen der Servicezeilen und der Umkehrung des vertikalen Scans beträgt die tatsächliche Auflösung 720 x 576. Diese Auflösung wird in allen Videobearbeitungsprogrammen für Vollbildvideos auf einem Computer angegeben.

Die zur Übertragung eines vollständigen Fernsehbildes erforderliche Bandbreite wird einfach berechnet: 768 (horizontale Zeilen) / 2 (eine Zeile ist weiß, die andere ist schwarz) = 384 * 625 (Anzahl der Zeilen pro Bild) = 240000 * 25 (Anzahl der Bilder). pro Sekunde) = 6000000Hz = 6MHz.

Die horizontale Abtastfrequenz beträgt 15625 Hz, daher beträgt die Dauer einer Zeile 64 Mikrosekunden.

Die vertikale Abtastfrequenz beträgt 50 Hz, die Dauer eines Halbbildes beträgt jeweils 20 Millisekunden.

Die Anzahl der in 20 Millisekunden gezeichneten Linien beträgt 312.5 (0.020/0.000064). Im gesamten Frame jeweils 312.5x2=625.

So berücksichtigen Sie die Besonderheiten des Fernsehsignals

Gerade aufgrund der Unkenntnis der Besonderheiten des Fernsehsignals haben viele Benutzer nach dem Zurücksetzen des Videos auf einen Computer oft verwirrte Fragen. Die gleichen Fragen stellen sich beim Komprimieren von Videos in verschiedene MPEG-Formate. Die häufigsten Fragen und Antworten darauf:

Ich schaue mir ein mit einer Digitalkamera aufgenommenes Video auf einem Computer an und stelle fest, dass das Bild viel dunkler ist, als wenn ich dasselbe Fragment auf einem Fernseher ansehe. Daher kann ich den Film nicht sorgfältig bearbeiten, ohne eine Vorstellung von den tatsächlichen Farben und der Helligkeit des Bildes zu haben. Warum passiert das und wie lässt sich die Situation beheben?

Dieses Phänomen ist bekannt und liegt an der Natur der DV-Codecs, die zum Dekomprimieren von DV und zur Anzeige auf dem Bildschirm verwendet werden. Tatsächlich sieht das Bild auf dem Monitorbildschirm sehr dunkel aus, obwohl das gleiche Bild, das an die Kamera gesendet wird, auf dem Fernseher völlig normal aussieht. Es gibt keine radikalen Mittel zur Bekämpfung dieses Phänomens, aber es ist möglich, die Unterschiede zwischen Fernseh- und Computerbildern deutlich zu verringern. Da sowohl Video-Editoren als auch nur Windows-Player den Overlay-Modus zum Anzeigen von Videos verwenden, können Sie den Kontrast (Contrast), die Helligkeit (Brightness), den Farbton (Hue) und die Farbsättigung (Saturation) speziell für das Overlay-Fenster „i. Video“ anpassen Karten bieten diese Möglichkeit auf Prozessoren von NVidia. In den Einstellungen aller modernen Treiber dieses Herstellers gibt es eine entsprechende Registerkarte Overlay Color Control. Leider bietet ein anderer bedeutender Hersteller von Prozessoren für Grafikkarten, Matrox Graphics, keine Einstellungen im Overlay-Modus. Overlay-Fenstereinstellungen nicht beeinflussen nichts als Videoausgabe.

Die Ansicht des Einstellungsfensters ist in der Abbildung dargestellt:

Um das Videobild anzupassen, laden Sie einen beliebigen Videoclip in einen normalen Windows-Player, klicken Sie auf die Schaltfläche „Stopp“, rufen Sie dann das oben gezeigte Overlay-Einstellungsfeld auf und passen Sie die Einstellungen nach Ihren Wünschen an (es ist noch intelligenter, dasselbe Bild auf dem Fernseher anzusehen).

Beim Betrachten der Bilder, die ich von meinem Video aufgenommen und auf der Festplatte gespeichert habe, habe ich ein Artefakt gefunden, das man als „Kamm“ bezeichnen kann – Zähne auf sich bewegenden oder stationären Objekten, aber wenn sich die Kamera bewegt. Im Fernsehen ist alles in Ordnung. Wie können solche Verzerrungen vermieden werden und ist es möglich, die bereits gemachten Aufnahmen irgendwie zu korrigieren?

Betrachten wir ein kleines Beispiel. Hier ist ein Schnappschuss von Menschen, die im Bild einer sich schnell bewegenden Kamera aufgenommen wurden:

Dieses Bild zeigt, dass die Kanten aller Objekte im Bild durch einen „Kamm“ verzerrt sind. Dieses Artefakt wird durch die Überlagerung zweier Halbbilder verursacht, deren Bilder relativ zueinander verschoben sind. Der Offset entspricht der Strecke, die die Kamera in 1/50 Sekunde zurückgelegt hat. Bei Aufnahmen mit herkömmlichen Videokameras lassen sich solche Verzerrungen nicht vermeiden. Nur Kameras mit progressiver Abtastung können ähnliche Verzerrungen erheblich reduzieren und bei geringer Geschwindigkeit des Objekts / der Kamera vollständig entfernen. Wenn Sie einen solchen Rahmen dennoch für die Platzierung auf einer WEB-Seite oder zum Drucken auf einem Drucker speichern möchten, können Sie die Bildqualität verbessern, indem Sie den Video-/De-Interlaced-Filter in Adobe Photoshop oder Ulead Photoimpact 8 anwenden. Das Ergebnis wird sein so was:

Zu berücksichtigen ist lediglich, dass die vertikale Auflösung nach einem solchen Vorgang um die Hälfte sinkt, da faktisch ein Halbbild gelöscht und die Zeilen des anderen Halbbildes verdoppelt werden.

Ich habe mit Ulead MediaStudio Pro (Adobe Premiere, Vegas Video usw.) Videos von einer Digitalkamera aufgenommen und ein seltsames Bild gefunden – der Windows-Player zeigt an, dass die Auflösung des von mir aufgenommenen Videos nur 360 x 288 beträgt, obwohl sie 720 x 576 sein sollte. Warum passiert das und wie kann ich das Video in voller Auflösung ansehen?

Das ist tatsächlich so. Standardmäßig zeigt der Windows-Player DV-Video in einer Auflösung von 360 x 288 an. Um die Anzeige auf volle Auflösung umzustellen, gehen Sie wie folgt vor:

Nachdem Sie den Windows-Player auf den Anzeigemodus mit voller Auflösung umgestellt haben, sollten Sie nicht vergessen, dass der Player jedes Bild aus zwei übereinanderliegenden Feldern anzeigt, was zu einem „Kamm“ an den Rändern sich bewegender Objekte führt. Dieses Phänomen wurde oben ausführlich beschrieben. Im 2x360-Modus wird nur eine Ebene angezeigt und es treten keine derartigen Verzerrungen auf.

Was bedeutet „Progressive-Scan-Kamera“, „Normal-Scan-Kamera“ – theoretisch sollte ein Fernsehbild immer interlaced sein und sonst nichts? Und zum gleichen Thema – wie jede digitale Videokamera ein „Foto“ macht – gibt es dort keinen „Kamm“ und darüber hinaus bei der gewöhnlichsten Kamera ohne „progressive“ Fähigkeiten?

Tatsächlich kann ein Fernseher nur ein Interlaced-Bild anzeigen, aber es besteht eigentlich kein Widerspruch zu den Fähigkeiten einiger Camcorder, mit Progressive Scan zu fotografieren, aber um dies zu verstehen, sollte die Technologie zum Aufnehmen eines Camcorders im Detail beschrieben werden:

• Aufnehmen mit Interlaced-Scanning – Betrachten Sie den Vorgang der Aufnahme mit einer herkömmlichen Videokamera, die nur Interlaced-Scanning verwendet. Bei solchen Aufnahmen schießt die Kamera tatsächlich 50 Mal pro Sekunde und die Informationen von ihrem CCD (CCD) werden präzise in geraden oder ungeraden Zeilen gelesen – d.h. Zuerst werden die ungeraden Zeilen (1, 3,..., 623, 625) gelesen, dann nach 1/50 Sekunde die geraden Zeilen (2, 4,..., 622, 624). Wenn sich das Motiv relativ zur Kamera bewegt, unterscheiden sich daher die Bilder in verschiedenen Feldern voneinander, und je größer die Bewegungsgeschwindigkeit des Motivs, desto deutlicher werden die Unterschiede und desto größer ist dementsprechend der „Kamm“. . Diese Art der Aufnahme hat einen klaren Vorteil: eine flüssige Darstellung sich bewegender Objekte, da auf dem Fernseher kein „Kamm“ deutlich sichtbar ist. Die Nachteile von Aufnahmen im Interlaced-Modus machen sich nur bei der Bearbeitung am Computer bemerkbar – es ist fast unmöglich, qualitativ hochwertige Standbilder von sich bewegenden Objekten zu erstellen, um Fotos zu drucken und/oder Alben mit Dateien mit den interessantesten Aufnahmen zu erstellen.
• Aufnehmen mit Progressive Scan – Der Vorgang des Aufnehmens mit einer Progressive Scan-Kamera unterscheidet sich dadurch, dass die Kamera alle 1/25 Sekunden ein Bild aufnimmt und dann zwei Halbbilder davon aufzeichnet, wie es der Fernsehstandard erwartet. Es ist klar, dass in diesem Fall keine Regelverstöße vorliegen, aber das Bild auf einem Feld wird niemals relativ zu einem anderen Feld verschoben. Ein mit einer solchen Kamera aufgenommener Videofilm ähnelt bei der Wiedergabe auf einem Fernseher stark einem Film, der, wie jeder weiß, mit einer Frequenz von 24 Bildern pro Sekunde gedreht wird. Die Möglichkeit, Progressive-Scan-Aufnahmen zu machen, ist bei einer kleinen Anzahl nicht ganz so günstiger Camcorder verfügbar. Erwarten Sie also nicht, dass sie auch bei preiswerten Camcordern verfügbar ist.
• Fotomodus in digitalen Camcordern – Der Fotomodus funktioniert in allen modernen digitalen Camcordern gleich, unabhängig von den anderen Eigenschaften des Camcorders. Dieser Modus ist ein Sonderfall der Progressive-Scan-Aufnahme. Der einzige Unterschied besteht darin, dass auf diese Weise nur alle 6-7 Sekunden ein Bild aufgenommen wird und die Aufnahme des eigentlichen Bildes in dieser Zeit von einer Tonaufnahme begleitet wird. Das Bild selbst bleibt aber genauso im Gedächtnis, das gleiche Bild wird einfach während der gesamten Zeit der „Fotografie“ aufgenommen. Ein solches Bild hat auch keinen „Kamm“ und muss nicht dem oben beschriebenen Verfahren in Adobe Photoshop unterzogen werden.

Auflösung: Linien oder Linien?

Ein wunder Punkt für viele unerfahrene Videoliebhaber ist die Beurteilung der Qualität der Aufnahmen mit der eigenen Kamera oder der Kamera, die man kaufen möchte. Einer der wichtigsten Parameter einer Videokamera ist ihre Auflösung, die üblicherweise in TVL (Television Lines) gemessen wird. Bei den meisten modernen digitalen Videokameras erreicht der Wert dieses Parameters gemäß ihren Passdaten 500 oder mehr TVL. Die am häufigsten gestellte Frage zu diesem Thema ist: Warum hat eine Kamera nur 500 Zeilen, sollte ein Fernsehbild jedoch 625 Zeilen haben? Tatsächlich handelt es sich dabei um völlig unterschiedliche Konzepte – die Linien, in die das Fernsehbild zerlegt wird (es gibt tatsächlich 625 davon) und TVL, die die Qualität des Bildes charakterisieren. Um zu verstehen, was TVL ist, ist es am einfachsten, sich einen Ausschnitt eines herkömmlichen Fernsehtestdiagramms anzusehen:

Die Zahlen neben den Linien kennzeichnen lediglich die Auflösung. Wenn Sie beispielsweise die Linien neben der Zahl 500 erkennen können, wird die Auflösung als „nicht schlechter als 500 TVL“ angegeben. Sie können sich beispielsweise zwei echte Aufnahmen eines Fernsehtisches ansehen: eine Aufnahme mit einer SONY Digital 8-Kamera und eine Aufnahme des inoffiziellen Auflösungsmeisters SONY DCR-trV900, aufgenommen von der John Beale-Website.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die maximale Auflösung bei der Übertragung des terrestrischen Fernsehens durch die Kanalbandbreite bestimmt wird und nicht verbessert werden kann, da die Bandbreiten längst standardisiert sind.

Ein gewöhnlicher VHS-Videorecorder für den Haushalt hat eine maximale Auflösung von nur 240 TV-Zeilen, S-VHS-Videorecorder und Camcorder haben eine maximale Auflösung von 400 TV-Zeilen.

Nicht alle Benutzer, die die Dokumentation einer Videokamera lesen oder dafür Werbung machen, achten auf den Hinweis, der häufig dem TVL-Wert einer digitalen Videokamera beiliegt. Normalerweise heißt es in dem Hinweis: Der Wert wird nur für die Aufnahme/Wiedergabe auf dem Videorecorder der Kamera angegeben. Tatsächlich wird in diesem Fall das Qualitätsmerkmal des Encoders/Decoders der Kamera angegeben, der das analoge Videosignal in ein digitales und umgekehrt umwandelt. Warum wird eine so heikle Bemerkung gemacht? Tatsache ist, dass die Auflösung einer Videokamera von vielen Faktoren abhängt, die im Folgenden aufgeführt sind:

• Qualitäts-CCD (CCD).
• Anzahl der CCDs (CCD), mehr (3) ist besser.
• Die Anzahl der lichtempfindlichen Elemente (Pixel) in einem CCD (CCD).
• Die Qualität des DV-Encoders/Decoders der Kamera.
• Die Qualität der Kameraoptik.

Da der DV-Standard das Format für die Aufzeichnung von DV auf Band strikt vorschreibt, ist die Auflösung für die Videoaufzeichnung bei einem Tonbandgerät einer digitalen Videokamera für jede DV-Kamera, die sowohl 650 als auch 4000 US-Dollar kostet, gleich. Tatsächlich ist das Konzept der „Auflösung“ für ein digitales Tonbandgerät absurd – es gibt beispielsweise kein Konzept der „Auflösung einer Festplatte“. Der korrekte Wert, der die Gesamtqualität der Videokamera bestimmt, ist die Auflösung des aufgenommenen Bildes. Dieser Parameter wird jedoch nicht oft angegeben – er kann deutlich niedriger sein als der TVL-Wert für das Videokamera-Tonbandgerät.

Was zeigt der Computer an?

Viele unerfahrene Videoliebhaber glauben, dass es für die Videoausgabe von einem Computer auf einen Fernseher oder Videorecorder ausreicht, eine gewöhnliche gute Grafikkarte mit Videoausgang zu haben, und das war’s – die Ergebnisse Ihrer Arbeit können auf diese Weise problemlos gespeichert werden eine normale VHS-Kassette. Tatsächlich ist diese Ausgabemethode aufgrund der geringen Qualität des Videobildes am TV-Ausgang selbst der teuersten und besten Grafikkarte fast unmöglich zu verwenden. Hier gibt es mehrere Gründe:

• Das Videobild wird immer nur Bild für Bild angezeigt, und das Bild entsteht durch Überlagerung von Halbbildern mit allen daraus resultierenden Konsequenzen in Form von Artefakten, darunter der oben erwähnte „Kamm“.
• Die Auflösung von 720 x 576 ist nicht unter den für die Grafikkarte zulässigen Bildschirmauflösungen aufgeführt. Wenn die Auflösung des Videofensters korrekt ist, wird sie daher an die Auflösung der Grafikkarte von 800 x 600 oder 1024 x 768 angepasst. Wenn Sie den Vollbild-Ansichtsmodus wählen, wird das Bild so skaliert, wie es die Grafikkarte und ihr Treiber für richtig halten.
• Die Grafikkarte wird für die TV-Ausgabe in Halbbilder zerlegt, ohne dass eine Verbindung zum ursprünglichen Videobild besteht.

Derzeit weisen nur Matrox-Grafikkarten praktisch keine der oben genannten Nachteile auf, diese Grafikkarten sind jedoch recht teuer, selten im Handel erhältlich und weisen niedrige Parameter für die Arbeit mit dreidimensionalen Grafiken auf.

Der digitalisierte Videofilm selbst wird im Original auf der Computerplatte gespeichert, d. nach Feldern sortiert. Die korrekte Wiedergabe auf einem normalen Fernseher ist jedoch nur möglich durch:

1. Eine spezielle Karte für die Videoeingabe/-ausgabe (das Videofragment selbst muss natürlich ein von dieser Karte unterstütztes Format haben).
2. Digitale Videokamera zur Videoausgabe im DV-Format. Dies ist möglich, weil jede digitale Videokamera Daten, die am digitalen Eingang empfangen werden, in ein analoges Signal umwandelt, das zum Ansehen von DV auf einem normalen Fernseher und/oder zum Aufzeichnen auf einem Heimvideorecorder verwendet werden kann. Leider können gesperrte Digitalkameras, die in Ländern der Europäischen Gemeinschaft verkauft werden, aufgrund ihrer Zollbeschränkungen nicht auf diese Weise verwendet werden.

Autor: Spline Company; Veröffentlichung: pctuner.ru

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