Что значит чересстрочная развертка

Деинтерлейсинг

Плазменные панели ALiS и старые ЭЛТ могут напрямую отображать чересстрочное видео, но современные компьютерные видеодисплеи и телевизоры в основном основаны на ЖК-технологии, которая в основном использует прогрессивную развертку.

Большинство современных компьютерных мониторов не поддерживают чересстрочное видео, за исключением некоторых устаревших режимов среднего разрешения (и, возможно, 1080i в качестве дополнения к 1080p), а поддержка видео стандартного разрешения (480 / 576i или 240 / 288p) особенно редка, учитывая его большое количество более низкая частота строчной развертки по сравнению с типичными режимами аналогового компьютерного видео «VGA» или более высокими значениями. Воспроизведение чересстрочного видео с DVD, цифрового файла или аналоговой карты захвата на экране компьютера вместо этого требует некоторой формы деинтерлейсинга в программном обеспечении проигрывателя и / или графическом оборудовании, которое часто использует очень простые методы для деинтерлейсинга. Это означает, что чересстрочное видео часто имеет видимые артефакты в компьютерных системах. Компьютерные системы могут использоваться для редактирования чересстрочного видео, но несоответствие между компьютерными системами отображения видео и форматами чересстрочного телевизионного сигнала означает, что редактируемый видеоконтент не может быть просмотрен должным образом без отдельного оборудования для отображения видео.

В телевизорах текущего производства используется система интеллектуальной экстраполяции дополнительной информации, которая будет присутствовать в прогрессивном сигнале полностью из чересстрочного оригинала. Теоретически: это просто проблема применения соответствующих алгоритмов к чересстрочному сигналу, поскольку вся информация должна присутствовать в этом сигнале. На практике результаты в настоящее время варьируются и зависят от качества входного сигнала и количества вычислительной мощности, приложенной к преобразованию. Самым большим препятствием в настоящее время являются артефакты в чересстрочных сигналах более низкого качества (как правило, широковещательное видео), поскольку они не совпадают от поля к полю. С другой стороны, чересстрочные сигналы с высокой скоростью передачи данных, например, от видеокамер HD, работающих в режиме максимальной скорости передачи данных, работают хорошо.

История

В 1930 году немецкий инженер Telefunken Фриц Шретер впервые сформулировал и запатентовал концепцию разделения одного видеокадра на чересстрочные строки. В США инженер RCA Рэндалл С. Баллард запатентовал ту же идею в 1932 году. Коммерческое внедрение началось в 1934 году, когда экраны электронно-лучевых трубок стали ярче, увеличивая уровень мерцания, вызванного прогрессивным (последовательным) сканированием.

В 1936 году, когда Великобритания устанавливала аналоговые стандарты, первая электроника привода ЭЛТ на основе термоэмиссионного клапана могла сканировать только около 200 строк за 1/50 секунды (то есть с частотой повторения примерно 10 кГц для пилообразного сигнала горизонтального отклонения). Используя чересстрочную развертку, можно было бы наложить пару полей из 202,5 ​​строк, чтобы получился более четкий кадр из 405 строк (около 377 строк используется для фактического изображения, но меньше видимых на лицевой панели экрана; на современном языке стандартом будет «377i» ). Частота вертикальной развертки осталась 50 Гц, но видимая детализация заметно улучшилась. В результате эта система вытеснила 240-строчную механическую систему прогрессивной развертки John Logie Baird, которая в то время также проходила испытания.

Чересстрочная развертка и компьютеры

Источник

Что такое чересстрочная развёртка? C точки зрения цифровых технологий

Несмотря на то, что чересстрочная развёртка на сегодняшний день является самым распространённым методом передачи телевизионного изображения (как HDTV, так и телевидения стандартной чёткости), понимание физической сути этого метода присутствует далеко не у каждого, чья работа связана с телевизионными технологиями, не говоря уже о простых пользователях бытовой телевизионной техники, и сегодня мы ликвидируем этот досадный пробел в наших знаниях.

Так как чересстрочная развертка по сути представляет собой наследие уходящей эпохи аналогового телевидения, знакомство с ней обычно начинают с изучения принципов работы аналоговых телевизионных стандартов вещания, создававшихся в те времена, когда электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) были единственно возможным типом отображающего устройства. Но так как современные телевизионные технологии уже практически полностью стали цифровыми, – по сути, аналоговые устройства и стандарты уже остались только там, где их ещё не успели заменить на более современные – то для простоты понимания сегодня мы рассмотрим только те аспекты этой технологии, которые не теряют своей актуальности и после полной цифровизации телевидения.

Как вы, наверное, знаете, цифровые форматы телевизионного изображения принято обозначать числом с приставленной к нему английской буквой «i» или «p» — например, 576i или 720p, причём в случае использования буквы «p», помимо самого обозначения формата кадра, принято указывать ещё и количество кадров в секунду – например, 720p/50 или 1080p/25. Само число обозначает вертикальное разрешение картинки в пикселах (в аналоговой терминологии – в ТВ-линиях), а вот о том, что означают буквы «i» и «p», мы сегодня и поговорим.

Чересстрочная развёртка представляет собой некий компромисс, позволяющий в два раза уменьшить количество передаваемых пикселов в секунду (Разумеется, в те времена, когда была изобретена чересстрочная развёртка, речь шла не о пикселах, а о ширине полосы пропускания аналогового радиочастотного канала, но мы сегодня говорим исключительно о цифровых технологиях), попытавшись при этом получить более приятный для глаза результат, нежели если было бы просто наполовину урезано разрешение кадров или их частота. Для достижения такого эффекта из каждого кадра убирают либо чётные, либо нечётные строки изображения (горизонтальные ряды пикселов) в чередующемся порядке, как изображено на среднем ряде. Таким образом, два последовательных кадра теперь умещаются в том же объёме данных, который при использовании прогрессивной развёртки занимал один целый кадр.

В контексте цифровых технологий идея чересстрочной развёртки заключается в том, что те области изображения, где отсутствует движение, будут иметь полное пространственное разрешение (такое же, как и у прогрессивной развёртки), а движущиеся элементы кадра – половинное разрешение. Так как при попытке оценить на глаз чёткость телевизионного изображения человеку свойственно смотреть именно на статические элементы картинки, на первый взгляд такой подход представляется весьма логичным. К тому же если исходный видеоматериал имеет не 50, а 25 кадров в секунду, то каждый кадр будет разделён на два чересстрочных поля (полукадра) без какой бы то ни было потери информации (по крайней мере, в теории, а на практике это не всегда так).

Самым логичным способом демонстрации чересстрочного видео является тот, который используется в «старомодных» телевизорах с электронно-лучевой трубкой (не «стогерцевых»). На чёрном экране ярким лучём рисуется активные строки одного чересстрочного полукадра, между которыми остаются чёрные промежутки. После этого экран гаснет, а через некоторое время луч рисует следующий чересстрочный полукадр, и так далее, с частотой 50 полей (полукадров) в секунду. Важным моментом является то, что в промежутках между отображением каждого чересстрочного полукадра экран полностью гаснет, а сами полукадры отображаются с яркостью, достаточной для того, чтобы компенсировать эти относительно длительные промежутки гашения экрана. В результате глаз, в силу своей инерционности, видит непрерывное изображение с субъективно полным вертикальным разрешением, однако изображение при этом выглядит мерцающим и в общем-то не очень приятным для глаз.

Для борьбы с неприятным мерцанием пятидесятигерцевого ЭЛТ-телевизора требуется либо увеличивать частоту отрисовки ярких кадров на чёрном экране, либо использовать экран, который не гаснет в промежутках между кадрами (например, жидкокристаллический). Но ни один из этих способов не сочетается с чересстрочной развёрткой: если повторять по два раза каждый отдельный чересстрочный полукадр, то мерцание от этого не исчезнет, а повторять два раза последовательность из двух полукадров – чётного и нечётного – нельзя, так как каждый из них передаёт различные фазы движения, которые должны отображаться строго последовательно. Поэтому возникает необходимость преобразовывать чересстрочное видео обратно в прогрессивное, после чего отображать его можно как угодно и на чём угодно.

Неправильно произведённый процесс деинтерлейсинга иногда приводит к артефактам изображения в виде гребёнки.

Процесс такого преобразования называется деинтерлейсингом и заключается он в заполнении пропущенных строк информацией, извлечённой из соседних чересстрочных полукадров изображения. Проблема деинтерлейсинга в том, что этот процесс неоднозначный по своей природе: идеального алгоритма деинтерлейсинга не бывает, и создать такой метод принципиально невозможно. Некоторые методы деинтерлейсинга лучше справляются с этой задачей, некоторые – хуже, причём результат зависит ещё и от типа обрабатываемого видеоматериала: для какого-то лучше подходит один алгоритм, для какого-то – другой. В большинстве случаев именно качеством производимого телевизором деинтерлейсинга определяется субъективное впечатление от его просмотра, поэтому не удивительно, что более дорогие телевизоры имеют более качественные (и более ресурсоёмкие) алгоритмы деинтерлейсинга, чем более дешёвые. Наиболее качественный деинтерлейсинг (хотя и всё равно не идеальный, ведь, как мы помним, идеального деинтерлейсинга не существует) производится на телестудиях специальными устройствами, цена которых доходит до сотен тысяч долларов. И они стоят так дорого не потому, что у телестудий так много денег, а именно потому, что хороший деинтерлейсинг – это действительно очень сложный процесс.

На нижнем ряде изображён результат деинтерлейсинга чересстрочного видеосигнала из среднего ряда. Как видите, результат этого процесса не совсем соответствует исходному прогрессивному сигналу: после преобразования в чересстрочную развёртку и последующего деинтерлейсинга общая резкость изображения несколько уменьшилась, но не в два раза (потому что в таком случае в чересстрочной развёртке не было бы смысла), а, скажем, в полтора. Насколько конкретно уменьшится качество изображения зависит от того, насколько много движения содержится в кадре. Если кадр полностью статический, то может быть сохранено и почти полное изображение исходного прогрессивного кадра, а если в кадре очень много движения, или если камера движется или трясётся, то реальная чёткость изображения после деинтерлейсинга будет примерно половинной, т.е. в таком случае почти никаких преимуществ от чересстрочной развёртки мы не получим. Хороший алгоритм деинтерлейсинга попытается замаскировать от наших глаз недостатки такого видеоизображения, но он не сможет взять из ниоткуда недостающую информацию, которой нет в чересстрочном сигнале.

Таким образом, если бы для HDTV вместо формата 1080i использовался формат 1080p/50, то качество изображения при одном и том же битрейте было бы выше (или битрейт был бы ниже при том же качестве). Почему же этого не делают? Дело в том, что решение о том, какие именно форматы будут использоваться для телевидения высокой чёткости, принималось ещё в те времена, когда доминирующим устройством отображения телевизионного сигнала были 50-герцевые ЭЛТ-трубки, и никто не думал, что использование деинтерлейсинга вообще понадобится. К тому же изначально HDTV было аналоговым, и о цифровых алгоритмах сжатия MPEG никто особо не думал, а когда цифровые технологии всё-таки стали реальностью, чересстрочный формат 1080i уже успел закрепиться в качестве основного формата телевидения высокой чёткости.

Источник

Телевизионные поля в компьютерной графике

1. Основы формирования телевизионного изображения на телеэкране

Изображение на экране телевизора (и компьютерного монитора) рисуется построчно. Делается это т.н. «электронной пушкой» испускающей поток электронов, которые бомбардируют изнутри покрытый люминофором экран кинескопа и заставляют некоторое время после попадания светиться нужные участки нужным цветом и светом. Это не проецирование за раз единой собранной картинки как в диафильме, а очень быстрое рисование тонким лучём сотен линий в определённом порядке друг за другом.

Опытным путём установлено, что для того, чтобы человеческий глаз мог видеть цельноидущее непрерывное изображение на экране телевизора, а не набор последовательно вспыхивающих картинок, частота смены этих картинок должна быть не менее 50 раз в секунду (50 Гц). Это связано с так называемым временем послесвечения люминофора, которым изнутри покрыт экран кинескопа и благодаря свечению которого мы и можем видеть изображение. Если замедлить эту частоту, то к тому моменту пока будет прорисован следующий кадр, часть люминофора на экране уже успеет потерять яркость и начнёт гаснуть. Визуально это будет выглядеть как постоянно пульсирующее изменение яркости изображения. Надеюсь ясно, какой дискомфорт при этом будет испытывать телезритель. Итак, подавать сигнал на экран телевизора вроде бы надо с частотой 50 кадров в секунду, но на самом деле на экран наших с вами телевизоров подается только 25 и никаких особо заметных мельканий яркости мы не видим. Как же так?! Для этого надо понять как же работает экранная развёртка.

Примечание: все приведённые тут и далее цифры справедливы для стандартов PAL и SECAM. В версии NTSC применяется 30-кадровая развёртка, но об этом стандарте речи не идёт.

2. Работа экранной развертки

Существует 2 вида телевизионных развёрток (способов прорисовывания электронным лучом телевизионного растра изображения):

Чересстрочная – здесь луч кинескопа сначала прорисовывает на экране все нечётные строки. Далее следует т.н. «обратный ход» — луч позвращается наверх к строке 2 и так же последовательно продолжает чертить все чётные строки между уже нарисованными (ещё светящимися от бомбардировки электронами) нечётными строками и заканчивает свой ход в правом нижнем углу кинескопа в строке 624. При наложении этих двух полукадров друг на друга и получается полный кадр. По сравнению с построчной развёрткой, здесь экран засвечивается за секунду дважды, что значительно сглаживает мерцание картинки вцелом. Другими словами, при чересстрочной развёртке можно понизить частоту кадров в 2 раза без особого ущерба для комфорта восприятия. Хитро придумано, верно?

Вы ничего пока не улавливаете? Это те самые 2 прохода луча, из которых состоит цельный кадр и которые называют «полукадрами» или «полями». Для особо одарённых перефразирую: первый полукадр (первое поле) – это строки 1,3,5,7. 625, второй полукадр (второе поле) – строки 2,4,6,8….624.

Термины «первое» или «второе» указывают на доминантное в видеосигнале поле, т.е. с какого поля начинается формироваться полный кадр. Если говорят что «ролик принесли с первым полем», это значит что каждый кадр в материале начинаются с первого поля (с нечетной строки).

ВАЖНО!
А вот далее начинается нечто мутное и не до конца понятное даже мне: при всей своей очевидной правильности использования в качестве доминантного именно первого поля, доминантным полем в видеоматериале бывает и второе. Откуда растут уши я не знаю, но всё это зачастую вызывает у пользователей недетский геморрой. Особенно сейчас, с активным внедрением стандарта DV и плат на его основе, работающих со вторым полем. Ещё непонятнее становится после осознания того, что такие видеоплаты всё равно конвертируют на своём видеовыходе сигнал в первое поле, потому как наши (включая самые древние ламповые) телевизоры работают именно с первым полем. Вот где здесь логика я объяснить затрудняюсь, но как то много лет назад мне попадалась статья про историю формата DV. Руку к его разработке приложил всеми «любимый» Билл Гейтс со своей компанией, пытаясь сделать его основным форматом видео для Windows. А компания его — американская. А в Америке-то телестандарт — NTSC. А у него-то первое поле — это как раз второе (простите за каламбур). Не знаю правда или нет, но такое объяснение вполне может описать получившуюся несуразицу.

Понятно, что чересстрочная развёртка – must die! Она сложнее и труднее в обработке, чем построчная, она доставляет немало хлопот при конвертировании с одного поля в другое. Но тем не менее, именно с ней работают все телевизоры в мире (во всяком случае при трансляции эфирных телепрограмм). Однако, раз всё так плохо, почему всё так запущено?

3. История появления полей

Всё началось в середине 20 века, когда зарождалось телевидение и начался передел частот эфирного радиодиапазона. Диапазон это далеко не резиновый, существуют жёсткие рамки широты (количества каналов) его использования для разных служб (милиция, любительская радиосвязь, радио, авиация, такси, телевидение и т.д.), да плюс ещё и ограничения по элементной базе в то время, с невозможностью создания сверхвысокочастотных приёмников и передатчиков. В общем, даже тогда конструкторы понимали, что отведенного под телевидение диапазона частот явно будет мало уже в ближайшем будущем.

Сколько было выделено конкретно места под весь метровый ТВ-диапазон я не знаю, но в курсе что один телевизионный канал по расчётам должен был занимать полосу частот порядка 12 МГц. Обрабатывать и передавать такой широкополосный сигнал очень сложно и требует больших затрат. К тому же, сокращается количество телеканалов, которые можно втиснуть в отведённый для ТВ-вещания диапазон эфирных частот, особенно учитывая что лепить каналы вплотную друг к другу нельзя, так как появляются взаимные наводки и паразитные гармоники.

Инженеры дружно ломали головы. А и как было не ломать, когда в будущем нам с вами светило смотреть только 4-5 каналов, вместо пары десятков. Овчинка не стоила выделки. А выход был один – уменьшать занимаемый каждым отдельным телеканалом диапазон частот (тот самый, который 12 МГц). Уменьшением частоты кадров в 2 раза (до 25 с 50-ти необходимых для люминофора, помните?) и введением полей его в итоге сузили до 6 МГц. И это было элегантным и красивым решением.

К счастью, эти проблемы уже похоже отходят на задний план и недалёк тот день, когда телевещание перейдёт с аналогового сигнала на цифровой. Тогда в тот же самый диапазон частот можно будет впихнуть тысячи телеканалов, да ещё и с HD-разрешением, преобразовав их в цифровой вид… и забыть о полях, как о страшном сне. Не знаю когда это случится в «великой и могучей», но в Японии и Европе уже многие телестанции если и не вещают в цифре постоянно, то проводят генеральные репетиции.

Ну а пока всё остаётся по старому, нам надо уяснить для себя пару выводов:

Вывод1: Главное преимущество чересстрочной развёртки перед построчной состоит в том, что при одинаковой частоте смены изображений (25 полукадров х 2 прохода = требуемые 50Гц в секунду) и одинаковом числе строк (625 на один полный кадр), в 2 раза снижена частота повторения полных кадров и так же в 2 раза уменьшена полоса занимаемых в ТВ-сигналом эфирных частот.

Вывод2: Для качественного и комфортного восприятия телезрителями ТВ-картинки, подаваемый на выход телевизионного передатчика видеосигнал должен содержать информацию не только о количестве и частоте кадров, но и о полукадрах! Естественно, что этого можно добиться только в том случае, если вся компьютерная графика и весь видеоматериал подаваемый в эфир будет так же содержать эту информацию про полукадры. Работая без полей, ламер-дизайнер невольно показывает зрителю частоту кадров в 2 раза меньшую, чем есть возможность показать на самом деле. Правда глупо?

Надо заметить, что это правило в основном относится к быстродвижущимся элементам и к камерным панорамам. На статичных планах отсутствие полей вовсе не будет заметно, но кто же крутит на телевидении статичные кадры. Кстати всё ЦТ работает с полями, так что равняйтесь на профессионалов.

4. Комьютерные платы для захвата/вывода видео

Практически все известные мне платы нелинейного монтажа умеют захватывать и выводить видео с полями. Исключение составляет плата Miro Video DC1, но она вряд ли уже где используется, да и работала с 1/4 от нормального телевизионного разрешения с квадратным пикселем (384х288), так что всё нижеописанное её не касается.

Захват видеоматериала происходит либо в монтажной видеопрограмме через драйвер устройства ввода, либо с помощью утилит самой платы. Дальнейшая работа с материалом происходит уже на TimeLine видеоредактора и уже от настроек проекта зависит, будет ли содержать поля выходной клип или нет. В последнее же время широкое распространение получил ввод информации через 1394 интерфейс (FireWire/iLink), но способ захвата/обработки не меняется и здесь.

Когда не существовало формата DV и плат работающих в нём (золотая эра нелинейного монтажа — середина 90-х), всё было достаточно просто. Подавляющее большинство плат того времени работали в формате сжатия изображения MJPEG и имели в качестве доминирующего поля именно первое. Яркие представители этого класса: Truevision Targa 1000/2000; Miro Video DC30; Matrox DigiSuite; DPS Perception. Тогда практически не существовало проблем – ролики со студии на студию передавались в большинстве случаев с первым полем и перегон принесённого материала в «свой формат» делался через Avid MCX Press или Adobe Premiere путём тупого пересчёта в свой кодек. Оппонентами таких видеоплат работающими со вторым полем были Fast AV Master, Miro Video DC20. Бывало нет нет, да и приносили ролик в их формате и тут начинались головняки. У незнающих.

Можно долго распространяться о том, какие возникали (да и возникают сейчас) сложности при переносе видеоматериала с платы одной группы на другую. И дело не столь в кодеке, сколь в разном разрешении, доминирующем поле, размере и кроппинге кадра. Очень часто простым переворотом полей в самой распространённой монтажной программе Adobe Premiere качественно проблему не решить. Нужно запускать тяжёлую артиллерию типа Adobe After Effects или Eyeon Digital Fusion, чтобы правильно изменить поля, поменять разрешение кадра, обрезать кроппинг (какой идиот его ещё использует) и т.д.

С приходом стандарта DV с его вторым полем стало одновременно и хуже и лучше. Хуже — потому как ещё обширен парк старых плат, работающих с первым полем и нет никаких предпосылок к тому, чтобы парк этот сколь более менее быстро умер. До сих пор живут много дорогих и просто отличных по характеристикам видеоплат (Truevision Targa, Matrox DigiSuite, DPS Perception и т.п.) работающих в формате MJPEG или Uncompress, предназначенных именно для профессионального применения и дающих намного более высокое качество чем DV. Так почему именно второе поле в качестве доминантного получило DV, я не знаю. Однако, как уже упоминалось выше, мне довелось слышать мнение, что это произошло с подачи Microsoft: американцы вполне логично сделали новый стандарт под себя и под свой формат NTSC. Но как бы то ни было, а расхлёбывать эту кашу приходится всему миру до сих пор.

А чем же стало лучше? Унификация! Сейчас (2006 г. — Примечание) острота проблемы потихоньку снимается: DV всё более проникает в низкобюджетные студии и становится стандартом de-facto, каким ещё лет 10 назад там был S-VHS. Фактически сейчас существует один универсальный кодек — Microsoft-DV; единый размер кадра; единый видеобитрейт; единые параметры звука. Другими словами передача материала с одной студии на другую превратилась в простейшее дело, не требующее времени на конвертацию и напряжения мозга видеомонтажёров.

5. Работа с видеоматериалом

С видеозаписями всё относительно несложно. Видеокамеры разработаны были для телевидения, работают с полями, видео записываемое ими на носитель содержит информацию о полях и вполне очевидно, что в видеоредакторе с захваченным видеоматериалом тоже нужно работать с полями. И для этого достаточно лишь однажды сделать правильные настройки программного обеспечения. При работе в проекте, используя различные встроенные фильтры и эффекты можно быть уверенным в том, что и при видеовыводе вы получите правильный видеосигнал.

Вы по прежнему не понимаете о чём речь? Ну что же, это вполне объяснимо, если вы раньше никогда не работали с полями, а всё ваше знакомство с ними сводится в основном к матам в адрес конторы, чьего производства ролик начал давать на экране телевизора строб или гребенку.

Ниже представлены 2 кадра видео содержащего поля. Скриншоты сделаны С ЭКРАНА КОМПЬЮТЕРА. Именно компьютерный монитор имея построчную развёртку позволяет увидеть и исследовать суть чересстрочной развёртки.

Автомобили в кадре имеют заметные полосы: это и есть телевизионные поля. Тогда почему на машинах они заметны, а на людях и траве — нет?

Машина перемещается в кадре быстро. Пока луч кинескопа прорисовывал нечётные строки (у него на это ушло 1/50 секунды), машина успела чуть проехать и при рисовании второго полукадра её положение уже иное. Именно так видео засняла и разложила на поля видеовидеокамера, именно так его и надо выводить на экран ТВ. А перемещение людей и травы было небольшим (если вообще было), оттого и гребёнки на них практически не видно. Но, такая картина наблюдается только на компьютерном мониторе, имеющем построчную развёртку, а стоит вывести её на экран обычного телевизора и мы не увидим никаких полос, перемещение объектов будет гладким, а сами объекты целыми.

Постараюсь тоже самое объяснить на примере анимированных картинок. Для простоты и удобства я взял всего 4 строки (соответственно по 2 строки на кажое поле) и всего 4 кадра, но этого будет вполне достаточно. Итак, мы перемещаем по экрану слева направо квадрат. Доминирующее поле в материале — первое.

(Примечание: для наглядности создаваемой картины нечётные и чётные строки будут показаны единовременно, а не по очереди. Читатель же должен помнить о последовательности рисования сначала первых, потом вторых).

Pис.1 — полукадры (поля) присутствуют.
Вот та самая «гребёнка». Здесь видно, как квадрат разбивается на строки при перемещении… и такое происходит в масштабе всего телевизионного растра! За один кадр луч кинескопа делает по экрану два прохода и содержимое этих проходов РАЗНОЕ (вот он, ключевой момент — в отличие от прогрессивного сигнала!). Каждая следующая строка как бы дорисовывает движение, начатое в предыдущей строке (и так до смены съёмочного плана).

Ну а человек, в силу инертности зрения видит на экране не скачкообразное перемещение квадрата 25 раз в секунду наглыми прыжками вбок, а… (как бы это выразиться. ) видит более сглаженное. «перетекающее» движение состоящее из 50 фаз, что воспринимается как плавное скольжение. Вот такой вот чистой воды обман зрения, только вдумайтесь!

Считайте, что этот квадрат — это наш стремительно двигающийся автомобиль с ранее приведённых скриншотов. Совсем иное дело, если бы квадрат не двигался (как люди или трава) — мы бы не увидели никакой гребёнки на изображении.

(Примечание: сам того не желая, я здесь невольно затронул тему кодирования (компрессирования) видеоматериала. Многие алгоритмы сжатия как раз основаны на анализе положения таких вот объектов в кадре (т.н.«блоков»). Так вот… в первом случае, из-за разности содержимого кодировать пришлось бы все 4 кадра, а во втором, только один — первый, а последующим за ним при воспроизведении лишь передавать ссылку на него. А это экономия времени при кодировании и дискового пространства при хранении информации).

Pис.2 — полукадры (поля) отсутствуют.
А сейчас рассмотрим вариант без полей. По этой анимации видно, что квадрат перемещается за те же самые временные интервалы целиком и как бы дискретно: был тут, а теперь уже тут. И никаких вам переходных фаз, никакого разбиения на строки. Переместившись на новое место он тупо там стоит 1/25 секунды. А вот при чересстрочной прорисовке он стоял бы неподвижно «в одной позе» всего 1/50 секунду.

Если такое движение никоим образом не стилизовать под кино размывая движущиеся объекты или смешивая смежные кадры (blending), то зритель увидит лёгкий и неприятный строб.

Чтобы закрепить материал, предлагаю проделать опыт. Создайте (например в Adobe Photoshop) файл вашего экранного разрешения под вашу видеоплату. Нарисуйте примерно в центре окна белый квадрат размером около 50 х 50 пикселей и сохраните файл. Импортируйте его в видеоредактор и проделайте анимацию горизонтального перемещения слева направо с таким расчётом, чтобы квадрат начинал движение у левого края телемонитора, а заканчивал у правого за 2 секунды. Поковыряйтесь в настройках проекта (и выходного файла), найдите функцию включения полей. Какое именно поле выбрать, зависит от вашей видеоплаты, но если вы работаете в DV, то скорее всего у вас будет второе поле (lower, bottom, second). Отрендерите и посмотрите готовый клип на экране телемонитора – квадрат должен проехать гладко и чётко от края до края. Если так и есть, то вы увидели правильное изображение с полями, состоящее аж из 100 статичных картинок (25 полукадров х 2 прохода за кадр х 2 секунды). А теперь просчитайте этот же самый клип, но с выключенными полями и просмотрите уже его – наш квадрат тоже проедет, но уже со стробом, теряя чёткость изображения и форму — это вы просмотрели всего 50 статичных картинок. Можете изменить поле на другое, и тогда увидите, что квадрат стал дрожать вовсе не по-детски.

Вот фотографии с экрана телемонитора, сделанные с большой выдержкой. Хотя строк образующих изображение тут и не видно, зато видно дискретность перемещения квадрата по экрану. Обратите внимание на отличия между рисунком 1 и 2. Вы видите какова разница в шаге квадрата по экрану: на картинке 1 движение состоит как бы из двух мелких перемещений (Сначала за 1/50 секунды рисуется одно поле, а потом за тоже время — второе, а квадрат же за это время уже успевает сместиться вправо). На рисунке 2 за тоже время квадрат проходит только один большой скачёк длительностью в 1/25 секунды. А теперь догадайтесь, в каком случае движение будет более гладким? Что касается рисунка 3, то здесь наш квадрат будет буквально скакать, потому как нарушен порядок полей при выводе видео с видеоплаты. В данном случае показан материал со вторым полем, а пытался я его вывести через видеоплату, которая работает с первым (Matrox DigiSuite LE).

Примечание: Если вы всё проделали правильно, уверены в правильности настроек, но разницы в отображении на экране телемонитора не увидели (кривые руки?) или разница вас не убедила (особенности зрения?), то боюсь это уже не лечится.

6. Работа с компьютерной графикой

Тут всё гораздо сложнее и будем разбираться долго. Правда, всё что написано ниже касается только тех, кто все-таки принял правила игры и хоть смутно, но стал осознавать разницу работы с полями и без, и готов продолжить обучение.

Итак нам ясно, что всю информацию на телевизор надо подавать с полями. Но если в отснятом камерами видеоматериале они есть с самого начала и генерятся на уровне железа принудительно, то в компьютерную графику нам их придётся внедрить самим и так же принудительно. И нужно внимательно прослеживать наличие полей во время работы над видеороликом, чтобы нигде ничего не упустить (кстати, этот факт является наверно самым распространённым фактором тормоза при работе с полями: некоторым товарищам просто лениво с ними возиться, поэтому они предпочитают кормить публику 25 стробящими картинками вместо намного более гладко двигающихся 50).

Типичный путь создания какого либо графического ролика выглядит так:
1. анимация объектов в 3D редакторе и просчёт сцены в секвенцию;
2. импорт секвенции, её обработка и добавление объектов в программе композитинга;
3. финальный просчёт композиции и запись на ленту или на эфирный сервер.
Итак, на всех этапах работы нужно следить за соблюдением полукадров. Стоит потерять их хоть в одном месте и привет – получите клип без полей. Во всех программах рекомендуется соблюдать одну и ту же очерёдность полей, хотя в большинстве случаев можно попробовать исправить неправильно отсчитанный исходный материал не прибегая к его пересчёту в 3D редакторе заново.

Теперь о сложностях. Чтобы отрендерить в 3D редакторе графику с полями, включить банальное «Used fields» в рендер-сеттингах может оказаться недостаточным. Например 3DSMax ещё требует их правильной настройки в Preference Settings/Rendering/Field Order – тут надо выбрать Odd или Even.

7. Варианты работы без полей и когда поля не нужны

Как ни странно может показаться, но не так уж редки ситуации, когда работа с полями может являться не только лишней, но и вредной.

Первый пример – работа с исходниками отснятыми на киноплёнку. В самом деле, зачем использовать поля при работе с материалом, в котором их изначальна не было. На киноплёнке все динамично перемещающиеся в кадре объекты не имеют чётких границ – там движения имеют естественный смаз и перемещение их не обладают такой чёткостью, как в компьютерной графике. Рассмотрите скриншоты, обратите внимание как отличается характер киноматериала от видеоматериала, представленного скриншотами на предыдущей странице (участки, на которые следует обратить внимание я выделил белой рамкой). А вот зато компьютерная графика, которая подмешивается к этому киноматериалу на монтаже, должна быть просчитана без полей и так, чтобы по своему виду по возможности не отличаться от киношного смазанного исходника. Это достигается разными способами, например применением motion blur к динамичным объектам, таким образом компьютерные объекты в кадре также приобретают смаз при движении и выглядят очень похожими на кино. Вот тут поля скорее даже повредят работе, чем помогут.

Второй пример — это когда на этапе композитинга приходится очень много и сложно работать с секвенциями, подготовленными заранее. Это различного рода трансформации, вращения, изменения перспективы, скорости воспроизведения, всякие варпинги, и т.д. Слишком сложные изменения с материалом содержащим поля, могут в итоге (и даже чаще чем вы думаете) вызывать всякого рода глюки типа мерцания, ряби, биения яркости и т.п. Положение ещё более усугубляется применением различных плугинов в композере. Бывает появляются такие глюки, что диву даёшься. К счастью и против этой напасти есть лекарство. Нужно всего лишь все просчитываемые для будущего композитинга секвенции считать без полей, но с частотой кадров не 25 в секунду, а 50 и выше. Потом в композере надо будет соответственно увеличить скорость воспроизведения этой секвенции до 200% (или выше). Таким образом, мы как будто получаем исходник без полей и можем быть спокойны, что никаких проблем с его обработкой дальше у нас не возникнет, коллизий не будет. А после композера у нас всё равно получится материал с полями, так как исходных данных в таких секвенциях предостаточно и редактор спокойно может разбить её не только на кадры, но и на полукадры.

Примечание: я стараюсь в основном именно так и работать, несмотря на то, что просчёт графики в 3D редакторе с частотой кадров 50 вместо 25 занимает в 2 раза больше времени.

Третий пример – вам нужно сделать видео не для трансляции по телевизору, а для просмотра на экране компьютерного монитора. Если материал будет с полями, то зритель увидит на экране монитора гребёнку. И это ясно, потому как компьютерные видеоадаптеры работают в прогрессивной развёртке, понятие полукадры для них неизвестно и черезстрочный материал будет иметь т.н. «расчёску» (некоторые VGA-адаптеры Matrox все-таки имеют возможность работать с полями, поэтому им всё равно какой материал воспроизводить).

Четвертый пример — вы делаете статичную заставку, например объявление состоящее из 1 картинки. Считать его с полями нет совершенно никакой надобности, ведь там нет движения. Но честно говоря это весьма сомнительный пример, ведь видеоредактор как правило настраивается единыжды и переключать его настройки каждый раз ради убогого объявления вряд ли будет целесообразным.

А бывает ещё совсем нетривиальная задача — стилизация видеоматериала под кино. Допустим сделали вы крутой (по сценарию) рекламный спот и хотите скрыть от телезрителей (и от конкурентов), что он снимался на какой-нибудь DVCAM. А может быть, ролик по замыслу должен быть похож на кино… Вот и ломай голову, как бы убрать поля, но при этом не сделать стробящую картинку. Но на этом я пока не буду особенно останавливаться, со временем будет написана отдельная статья. Скажу лишь, что для этих целей используются специальные plug-ins, которые анализируют материал с полями, убирают их и вместо полей делают смаз на двигающихся объектах. Правда, знающие спецы говорят, что полноценного варианта всё равно нет, бывает появляются какие-то странные глюки.

8. Передача материала на другие студии и монтажные станции

«Поступай с другими так, как хочешь чтобы поступали с тобой» – гласит народная мудрость. К сожалению, большинство компьютерных монтажёров-дизайнеров на неё кладут _сами_знаете_что_. Правда стоит отметить, что этим в основном страдают регионалы: самоучки и шабашники-самоделкины. Таким глубоко фиолетово, что материал который они отдают Заказчику в виде секвенции или avi-файла на компакт-диске, должен быть без проблем прочитан на той студии, куда впоследствие этот Заказчик обращается. Диск после них обычно выглядит как голая болванка, в лучшем случае прямо на ней корявым почерком нацарапано «Реклама АВИ». Самое смешное, что они же, получив подобный диск с чужим роликом, трехэтажным матом обкладывают техника, сделавшего его. При этом, всё остаётся по старому – ни одна из сторон не делает выводов из собственных и чужих ошибок. Зато материал, который передают к нам в регионы с московских студий, в 99% содержит всю нужную сопроводительную текстовую информацию об исходнике и автоматически снимается куча вопросов при конвертировании его в наш формат.

Не сильно трогая сейчас вопросы размера кадра (разрешения) и типов кодека (тут вообще болото) попробую сформулировать ключевые пункты, на которых нужно остановиться при подготовке ролика к записи на диск и передаче Заказчику:
— разрешение кадра – большинство из существующих на сегодняшний день видеоплат работают в двух разрешениях: 720х576 и 768х576. Не нужно выдумывать велосипед и придумывать экзотические разрешения удобные только вам;
— доминирующее поле – тут всё ясно, уже надоело об этом писать;
— формат звука – не нужно изгаляться и использовать какие либо хитрые кодеки. Существует большая вероятность того, что именно такого кодека не окажется на другой студии;
— формат видео – жмите видео во что-нибудь понятное любому видеоредактору без всяких дополнительных кодеков. На крайний случай (если вы хотите продемонстрировать толщину своего шворца), запишите этот кодек на диск рядом с видеоматериалом.
На самом же деле, вашу крутость гарантированно оценят в том случае, если вы запишете видео предварительно преобразовав в секвенцию кадров и приложите некомпрессированный wav-файл. Такой материал без проблем будет понят любой монтажной программой без всяких дивиксов и соренсонов.

А вообще, идеальным вариантом считается выяснение у Заказчика требований к выходному формату видеоролика. Уж лучше самому подготовить его в нужном виде, чем биться потом в истерике, узнав что качественный материал попал к какому то идиоту и тот его выдал в эфир неправильно преобразовав. Поверьте, Заказчик будет считать дураками вас обоих: идиота — потому что тот не смог правильно транслировать его рекламу, а вас – потому что идиот скажет, что это ВЫ дали материал в каком то странном формате и он с ним ничего сделать не смог.

Ну и конечно, диск с готовым материалом нужно снабдить подробным текстовым сопровождением. Укажите там название работы, её длительность, разрешение кадра, тип кодеков видео и аудио, доминирующее поле.

Заключение

Ну что… я почти закончил, но статья не будет завершена никогда. Она всегда открыта для уточнения, изменения и редактирования, так что если у вас есть чем дополнить, то обращайтесь. Надеюсь, что не слишком утомил вас таким потоком информации.

Запомните, пока мы делаем и используем телевидение работающее с полукадрами, то и материал для него нужно готовить соответственный. Пора заканчивать с этой безграмотностью и перестать выдавать в эфир стробящую голую компьютерную графику и тешить себя утверждениями, что вы таким образом стилизуете видеоматериал под кино.

Источник

• визитки установка дверей шаблоны →