Video

Video (fra latin " vidēre") er elektronisk informasjon [1] som representerer bilder som kan variere over tid, derfor både det såkalte " stillbildet " og det såkalte " bevegelige bildet ".

Beskrivelse

Begrepet refererer generelt til filmlagringsformater: digitale videoformater , for eksempel DVD , QuickTime og MPEG-4 , og analoge videokassetter , for eksempel VHS og Betamax . Videoer kan tas opp og overføres gjennom ulike fysiske medier: celluloidfilm fra kamera , elektriske PAL- eller NTSC - signaler hvis de er tatt opp fra videokameraer , eller digitale medier som MPEG-4 eller DV hvis de er tatt opp fra digitale videokameraer .

Kvaliteten på videoen avhenger i hovedsak av metoden for opptak og arkivering. Digital TV (DTV) er et relativt nytt format med høy kvalitet og har blitt standarden for TV. Spesielt er video en informasjonsflyt da både stillbildet og det bevegelige bildet alltid har en tidsmessig dimensjon. [2] Informasjonsflyt som flyter inne i elektronisk utstyr i form av elektrisk strøm som skal manipuleres, beveger seg i verdensrommet i form av elektromagnetiske bølger , eller inne i telekommunikasjonskabler i form av elektrisk strøm eller lys , som skal overføres eksternt, det er lagret i ulike former på ulike typer medier for lagring.

Bruksområder

Konseptet video ble født med oppfinnelsen av TV , på 1920-tallet er TV faktisk elektronisk informasjon som representerer levende bilder og lyd, selv om det ikke bør glemmes at skanning og gjengivelse av bilder først var mekanisk og ikke elektrisk.

TV

Den andre bruken av begrepet video vises med de første katodestrålerørskjermene ( CRTs ) som et verktøy for interaksjon mellom datamaskiner og mennesker , gjennom bruk av de første kommandolinjegrensesnittene (CLI). Den første datamaskinen med en CRT-skjerm var Whirlwind I , designet ved Massachusetts Institute of Technology og ble operativ i 1950 . Først var verktøyene for samhandling mellom datamaskin og mennesker hullkortet , den elektromekaniske fjernskriveren og lyspæren . Selv i dag brukes video til å vise moderne grafiske brukergrensesnitt (GUIer) på ulike typer skjermer.

Den tredje bruken av video var fotografering av levende bilder for privat bruk i både bedrifts- og amatørmiljøer. Spesielt i amatørfeltet siden 1982 , året da de første bærbare amatørkameraene ble introdusert på markedet . Videoopptak , det vil si opptak av bevegelige bilder i elektronisk form, har faktisk i løpet av årene nå fullstendig erstattet, når det gjelder fotografering av levende bilder for privat bruk, den eneste andre eksisterende opptaksteknikken for bevegelige bilder som ble utviklet i 1895 av Lumière-brødrene og basert på kinofilmen .

Den fjerde bruken av video var hjemmevideo , dvs. den kommersielle sektoren for distribusjon av audiovisuelt innhold i elektronisk form i hjemmet. Før fødselen av hjemmevideo for distribusjon av audiovisuelt innhold i hjemmet, ble kinofilm brukt.

Kino

I løpet av de siste årene har video også begynt å bli brukt på kino , ikke bare for å lage spesialeffekter i datagrafikk , slik det hadde vært tidligere, men også som en erstatning for kinematografisk film. Filmer distribueres til kinoer i elektronisk form i stedet for på kinofilm og projiseres med spesielle videoprojektorer . Ofte blir de skutt på film og deretter omdannet til elektronisk informasjon kun for distribusjon på kino, men de blir også skutt direkte i elektronisk form med spesielle kameraer. Animerte filmer laget med dataanimasjon er derimot allerede i elektronisk form.

Digital kino

I kronologisk rekkefølge er det siste bruksområdet for video med digital fotografering .

Hovedtrekk

De bevegelige bildene i videoen er hentet fra stillbilder som vises i rask rekkefølge, likt det som skjer i kinoteknikk basert på film. Stillbilder vises med høy nok hastighet til å bli oppfattet som levende bilder og ikke lenger som en sekvens av stillbilder. Dette skjer på grunn av fenomenet persistens i synet som, i motsetning til hva mange tror, ​​ikke skyldes et fenomen med persistens av bildene på netthinnen, men en "montering" som hjernen utfører i henhold til mekanismer som ennå ikke er fullt forstått.

Hovedtrekkene til videoen er:

Videooppløsning

I det elektroniske feltet vises bilder som et ortogonalt rutenett av ensartede områder. Dette ortogonale rutenettet av enhetlige områder kalles raster , og utelukkende i det digitale miljøet kalles slike enhetlige områder piksler . Videooppløsning er oppløsningen til videobildet . Mer spesifikt er det antallet ensartede områder som utgjør rasteret horisontalt og vertikalt . I den digitale verden, der de ensartede områdene av rasteret kalles piksler, uttrykkes videooppløsningen i piksler . I det analoge feltet, derimot, er videooppløsningen uttrykt i linjer , og refererer til metoden for å vise et elektronisk bilde brukt i det analoge feltet (i det analoge vises et elektronisk bilde én horisontal linje om gangen fra toppen til bunnen i en skanneprosedyre). Antall ensartede områder som horisontalt utgjør rasteret til et videobilde kalles den horisontale oppløsningen . Mens antallet enhetlige områder som utgjør rasteret til et videobilde vertikalt kalles vertikal oppløsning . De ensartede områdene som utgjør rasteret er de grunnleggende elementene som utgjør videobildet. Så jo høyere videooppløsning, desto høyere er antallet elementer som utgjør videobildet. Og jo høyere antall elementer som videobildet er sammensatt av, jo høyere er kvaliteten på videobildet. Oppløsningen til et analogt videosignal indikeres vanligvis med antall vertikale linjer. Et analogt signal har ikke et diskret antall horisontale prikker, men oppløsningen uttrykkes vanligvis i antall oppløselige linjer (for eksempel 250 eller 350), som sterkt avhenger av mediet som brukes for overføring eller oppløsning, eller i MHz , forstått som båndbredden til luminanssignalet, i henhold til forholdet:

80 linjer = 1 MHz

Det må imidlertid sies at det er i vanlig bruk, om enn feil, å referere til oppløsningen når det gjelder piksler horisontalt med vertikalt, som du går med digital video, for større enkelhet. I tillegg brukes vanligvis fargekodesystemet ( NTSC , PAL eller SÉCAM ) som navnet på den komplette videostandarden: svært ofte, selv på digitale medier som DVD , indikeres det at videoen er i PAL-format, men selvfølgelig , ikke det er ingen video på DVD-en som er tatt opp i dette formatet.

Notasjonen som brukes for å indikere digital videooppløsning er som følger:

A × B

hvor A og B er antall ensartede områder som utgjør rasteret til videobildet henholdsvis horisontalt og vertikalt.

For eksempel har videoen som brukes i de digitale TV-standardene som er vedtatt i Italia, 768 og 576 ensartede områder som utgjør rasteret henholdsvis horisontalt og vertikalt. Denne videooppløsningen er indikert med notasjonen 768 × 576 .

Bildefrekvens

Bildehastighet, også kalt bildefrekvens , er antall bilder per tidsenhet som vises. Det varierer fra seks til åtte bilder per sekund (fps) for gamle kameraer til 120 eller mer for nye profesjonelle videokameraer. PAL (Europa, Asia, Australia, etc.) og SÉCAM (Frankrike, Russland, deler av Afrika etc.) standarder har 25 fps, mens NTSC (USA, Canada, Japan, etc.) har 29,97 fps. Film tar opp med lavere bildefrekvens, 24 bilder per sekund. For å oppnå illusjonen av et bevegelig bilde, er minste bildefrekvens omtrent 10 bilder per sekund.

Bildeskanningstype

Bildene som utgjør videoen kan sees etter to ulike skannemetoder: interlaced scanning, også kalt interlacing (fra engelsk "interlace"), og progressiv skanning (fra engelsk "progressive"). Interlacing ble laget som en metode for å oppnå god skjermkvalitet innenfor begrensningene til et smalt signalbånd. De horisontale skannelinjene til hver sammenflettet ramme er nummerert fortløpende og delt inn i to felt : "oddefeltene" som består av linjer med oddetall, og partallsfelt , karakterisert av linjer med partall. PAL , NTSC og SÉCAM er for eksempel interlaced formater. Forkortelsene for videooppløsninger inkluderer en "i" for å indikere at de er formater som drar fordel av interlacing. For eksempel er PAL -videoformatet veldig ofte spesifisert som 576i50 . Det første tallet indikerer oppløsningen til vertikale linjer, bokstaven "i" indikerer interlacing, og det andre tallet indikerer 50 felt (halvbilder) per sekund

I det progressive skanningssystemet (typisk for dataskjermer) er det en kontinuerlig oppdatering av alle linjer på skjermen, med resultatet av en høyere oppløsning, og mangel på forskjellige artefakter som delvis kan "vibrere" et stillbilde eller med spesielle kombinasjoner av farger og linjer i veldig fin rekkefølge (moiré-effekt)

Deinterlacing - prosedyren brukes til å konvertere interlaced signaler (analoge, DVD eller satellitt) slik at de kan brukes av progressive scan-enheter (som flytende krystall -TVer , projektorer eller plasmapaneler ). Imidlertid kan ikke interlacing-eliminering oppnå videokvalitet som er lik den som tilbys av progressive scan-enheter siden mengden data signalet inneholder er nesten halvparten.

Aspect Ratio

Sideforholdet , eller Aspect ratio eller Display Aspect ratio (DAR), til videoen er proporsjonen mellom bredden og høyden på videobildet og dermed de individuelle bildene som utgjør videoen. Vanligvis er sideforholdet til en TV-skjerm 4: 3 (eller 1,33: 1) (merk: hvis du deler den horisontale oppløsningen på 768 med den vertikale oppløsningen på 576 (PAL), får du 1,33). HDTV-er bruker et sideforhold på 16:9 (omtrent 1,78:1). Sideforholdet til en 35 mm filmramme med et lydspor (kjent som "Academy-standarden") er omtrent 1,37: 1.

Pikselsideforhold

Det virker logisk å anta at de enkelte "punktene" eller piksler som utgjør TV-bildene er firkantede, og i stedet snakker vi om "rektangulære piksler" nettopp for å definere de formatene som har et annet pikselsideforhold enn ett. De to store TV-standardene har faktisk pikselsideforhold på 1,066 ( PAL ) og 0,9 ( NTSC ). Dataskjermer, derimot, har kvadratiske pikselforhold. Pikselstørrelsesforholdet må tas spesielt i betraktning når du ønsker å overføre tegninger laget med et grafikkprogram fra en PC til en DV- eller PAL DVD-video. Faktisk har en PAL-video en oppløsning på 768x576 piksler mens det i DV eller PAL DVD er lagret 720x576 piksler; dette betyr at når de vises på en TV, vil pikslene gjøres rektangulære (horisontalt) for å kompensere for de manglende 48 pikslene. Hvis du tegner en sirkel med et grafikkprogram på en 720x576 ramme og deretter importerer til et redigeringsprogram, (gjengi DV eller PAL DVD 720x576 4:3) vil en ellipse vises på en TV. På den annen side, hvis du tegner en sirkel med et grafikkprogram på en 768x576 ramme og deretter importerer til et redigeringsprogram, (gjengi DV eller PAL DVD 720x576 4:3) vil en sirkel vises riktig på en TV.

Av samme grunn, hvis du jobber i 16:9, må sirkelen tegnes på en ramme på 1024x576, når den importeres, komprimerer redigeringsprogrammet den horisontalt (gjør PAL DVD 720x576 16:9 anamorf), når du ser på TV-apparatet med en 16:9-skjerm zoomes horisontalt tilbake til det opprinnelige utseendet.

Lagringssideforhold

Ved å kombinere sideforholdet mellom hvordan bildene vises (DAR) og hvordan de enkelte piksler vises (PAR) får vi det fysiske lagringsforholdet på fil (SAR) i henhold til formelen PAR = DAR / SAR

3D-video

V ideo 3d , er et tvetydig begrep som kan referere til teknikkene som også brukes i stereoskopisk kino , eller til en video laget med tredimensjonale datagrafikkteknikker .

360 ° video

Den lar deg fotografere en 360 ° scene, slik at betrakteren kan rotere observasjonspunktet ved hjelp av forskjellige kommandoer. Oppslukende video har en lang historie, og den formelle oppfatningen har sine røtter i konseptet med panoptikoner og panoramabilder fra 1800-tallet , men faktisk implementert som digital video siden 1994 med QTVR -formatet , deretter med Adobe Flash, opp til de mest komplekse tolkningene. , dyptgående og populær siden 2016 med utviklingen av den første maskinvaren for virtuell virkelighet ( Oculus Rift og HTC Vive ).

Analog video og digital video

Elektronisk informasjon kan representeres i to forskjellige former: analog eller digital . Analog video er video der elektronisk informasjon er representert i analog form, digital video er video der elektronisk informasjon er representert i digital form. Den analoge representasjonen av elektronisk informasjon er typisk for analog elektronikk , mens den digitale representasjonen av elektronisk informasjon er typisk for digital elektronikk . Elektronikk ble født som analog elektronikk, den første måten å representere elektronisk informasjon på er derfor den analoge. I den analoge representasjonen av elektronisk informasjon varierer elektronisk informasjon med analogi til informasjonen som skal representeres, derfor varierer den kontinuerlig og kan få et svært høyt antall verdier.

Med etableringen av Atanasoff-Berry Computer i 1941 ble digital elektronikk født . Atanasoff-Berry Computer er den første digitale elektroniske datamaskinen , den første elektroniske datamaskinen der elektronisk informasjon er i digital form. I den digitale representasjonen av elektronisk informasjon er informasjonen som skal representeres kodet i en tallsekvens, den elektroniske informasjonen varierer derfor på en diskret måte og antar et begrenset antall verdier som tilsvarer antall sifre som brukes av den valgte numeriske system . Atanasoff-Berry Computer bruker binær nummerering , så den elektroniske informasjonen tar bare to verdier. Digital elektronikk basert på binær nummerering vil senere bli den vanlige teknologien for realisering av datamaskiner, og datamaskinen, født som et verktøy for å utføre matematiske beregninger, derfor for å håndtere tall, vil i løpet av tiårene bli brukt til et økende antall formål. , hånd i hånd med økningen i lagrings- og beregningskapasitet: vi vil starte med behandlingen av filer som representerer statiske bilder og tekster , for å komme frem til multimediefiler , som inneholder lyder , musikk , bevegelige videoer ( filmer ).

Problemet med kvalitet

For å representere informasjonen styrer den analoge elektronikken og den digitale elektronikken det elektriske signalet på en praktisk talt motsatt måte: i den første er signalet kontinuerlig og det er laget for å ta på seg størst mulig antall verdier, i det andre, tvert imot , signalet er laget for å anta minimum antall verdier som det er mulig å lage et informasjonsrepresentasjonssystem med, det vil si 2, som på programvarenivået tilsvarer "0" og "1" og kalles " biter ", og på maskinvarenivå tilsvarer de "fravær av strøm "og" strømgjennomgang ".

For å få en kvalitetsrepresentasjon av informasjon med analog elektronikk, kreves det en svært sofistikert kretsimplementering da denne typen informasjon, som antar et svært høyt antall verdier og varierer kontinuerlig, er svært vanskelig å håndtere uten å bli utsatt for dem. og en endring tilsvarer en reduksjon i samsvaret mellom det elektriske signalet og verdien det ønsker å representere.

Med digital elektronikk får kvalitetsproblemet en helt annen betydning, og må kun betraktes som to verdier. Med disse to verdiene dannes blokker av lik lengde og alle mulige kombinasjoner oppnås: hver av dem blir deretter assosiert med en annen verdi av informasjonen som skal representeres, noe som betyr at kodingen av selve informasjonen vil produsere en lang sekvens av 0-er og 1. Som man kan gjette, kan enhver endring av intensiteten som signalet kan gjennomgå ikke lenger påvirke selve representasjonen (snarere bør en tilfeldig erstatning av 0-er med 1-er forårsakes og omvendt). Med dette kodesystemet avhenger kvaliteten av mengden av reelle informasjonsverdier som er kodet: jo flere verdier som er kodet, jo mer vil den digitale informasjonen være rik på nyanser og detaljer. Ulempen ligger imidlertid i det faktum at sekvensen av 0-er og 1-er som skal administreres (dvs. behandling, lagring, overføring) vil være mye lengre jo større antall detaljer som skal reproduseres. Følgelig krever digitalt innhold av høy kvalitet høy datakraft og svært store lagringsmedier . En måte å redusere det siste problemet på er datakomprimering .

Økningen i prosessorkraften til prosessorer og minnekapasitet, kombinert med den parallelle kostnadsreduksjonen, har gjennom årene gjort digitale teknologier til det foretrukne valget, gitt de utvilsomme fordelene. Av denne grunn har en progressiv overgang til digitalt pågått i flere tiår, selv i områder hvor elektronikk aldri har vært brukt, som for eksempel på kino, hvor kinematografisk film alltid har vært å foretrekke.

Fordelen med å erstatte filmen med digital elektronikk ligger hovedsakelig i det faktum at med sistnevnte kan materialeopptaket lagres på medier som optiske plater , som har svært lang varighet over tid og det er alltid mulig å lage identiske kopier av opprinnelig. Tvert imot, kinematografisk film gjennomgår uunngåelig nedbrytning over tid, selv om den lagres i klimatisk kontrollerte omgivelser (temperatur, fuktighet, belysning, etc.). Dupliseringen av filmen i seg selv løser ikke problemet da dupliseringsprosessen, selv om den returnerer et nytt medium, gir en degradering av informasjonen på samme måte som det som skjer med analog teknologi.

På den annen side har kinematografisk film fordelen av en fullstendig og veletablert standardisering, noe som gjør den svært egnet for materiell som skal bevares over lang tid, tatt i betraktning den raske foreldelse av de fleste formater og opptaksmedier som brukes til video.

Fordeler med digital video

Fordelene med digital video er:

Med analog video, derimot, er forringelsen av kvaliteten uunngåelig, selv når dupliseringen utføres med det mest sofistikerte profesjonelle utstyret, og det summerer seg også hver gang en kopi av kopien lages. Å overføre digital elektronisk informasjon uten feil er mulig og relativt enkelt. Analog elektronisk informasjon, derimot, gjennomgår alltid en viss forringelse under overføring. Gjennom spesiell programvare spenner vi fra redigeringsoperasjoner , til endring av bilder, for eksempel for å lage spesialeffekter , opp til å lage helt kunstige filmer med dataanimasjon.

Formater

Standarder for videovisning Videotilkobling standard
  • Digital:
    • Super Hi-Vision (Very High Definition TV i testfasen)
    • HDTV ( High Definition TV )
    • ATSC (USA, Canada, etc., Advanced Television Systems Committee )
    • DVB (Europa, digital videokringkasting )
    • ISDB (Japan, Integrated Services Digital Broadcasting )
  • Analog:
    • MAC (Europa – foreldet)
    • MUSE (Japan-analog HDTV)
    • NTSC (USA, Canada, Japan, etc., National Television System (s) Committee )
    • PAL (Europa, Asia, Australia, etc., fase-veksellinje )
    • SÉCAM (Frankrike, tidligere USSR, Sentral-Afrika, Séquentiel Couleur Avec Mémoire : Sekvensiell farge med minne)
  • Komposittvideo (1 RCA eller BNC)
  • Komponentvideo (3 RCA eller BNC )
    • D4 videokontakt (ny for HDTV )
  • S-Video (fra Separated Video , 1 mini-DIN )
  • SCART (brukt i Europa)
  • DVI (kun for ukomprimert video). HDCP valgfritt.
  • HDMI (ukomprimert video og lyd). HDCP obligatorisk.
  • RF -kontakt (fra radiofrekvens koaksialkontakt )
    • BNC-kontakt ( bajonett Niell-Concelman )
    • Kontakt C ( Concelman -kontakt )
    • GR -kontakt ( Generell radiokontakt )
    • F-kontakt (brukes for amerikanske hjemme-TVer)
    • IEC 169-2 ( IEC-kontakt , brukes mest i Storbritannia)
    • N -kontakt ( Niell -kontakt )
    • TNC ( gjenget Niell-Concelman )
    • UHF-kontakt (f.eks. PL-259 / SO-239)
    • SDI og HD-SDI
  • VGA-kontakt (DB-9/15 eller mini sub D15 )
  • -VGA (brukes for bærbare datamaskiner)
Analog video støtter (se analog TV ) Digital video støtter (se digital video )

Optisk platemedie

 Digitale medier

Merknader

  1. ^ "Elektronisk informasjon" er ikke forstått i den begrensede betydningen av "informasjon i elektronisk form", det vil si informasjon som utelukkende forekommer i form av elektrisk strøm (når den overføres ved å bli et elektrisk signal ) eller elektrisk spenning (når den er lagret i en elektronisk krets ), men i videste forstand av "informasjon manipulert av elektronisk utstyr", derfor av informasjon som kan anta en mengde forskjellige former (for eksempel formen for magnetisme når den er lagret på en videokassett eller form for lys i det indre av en optisk fiber når det overføres på avstand).
  2. ^ Stillbilder, i motsetning til levende bilder, er ikke tidsmessige. Den får en tidsmessig dimensjon når den er representert i form av video ettersom den kontinuerlig tegnes på nytt i denne formen.

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker