stringtranslate.com

видео

Одноминутный анимационный видеоролик, показывающий пример процесса медиапроизводства.

Видео — электронная среда для записи, копирования , воспроизведения, трансляции и отображения движущихся визуальных носителей . [1] Видео было впервые разработано для механических телевизионных систем, которые быстро были заменены системами с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), которые, в свою очередь, были заменены плоскими дисплеями нескольких типов.

Видеосистемы различаются по разрешению дисплея , соотношению сторон , частоте обновления , цветовым возможностям и другим качествам. Аналоговые и цифровые варианты существуют и могут передаваться на различных носителях, включая радиопередачи , магнитную ленту , оптические диски , компьютерные файлы и потоковую передачу по сети .

Этимология

Слово видео происходит от латинского video (вижу). [2]

История

Аналоговое видео

Композитный видеосигнал NTSC (аналоговый)

Видео было изобретено спустя десятилетия после пленки , которая записывает последовательность миниатюрных изображений, видимых глазу при физическом рассмотрении пленки. Видео, напротив, кодирует изображения электромагнитными волнами. [3]

Видеотехнология была впервые разработана для механических телевизионных систем, которые были быстро заменены телевизионными системами с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) . Видео изначально было исключительно живой технологией. Чарльз Гинзбург возглавил исследовательскую группу Ampex для разработки одного из первых практичных видеомагнитофонов (VTR). В 1951 году первый видеомагнитофон записывал живое изображение с телекамеры , записывая электрический сигнал камеры на магнитную видеопленку .

В 1956 году видеомагнитофоны продавались за 50 000 долларов США, а часовая катушка видеокассет стоила 300 долларов США. [4] Однако с годами цены постепенно падали; В 1971 году Sony начала продавать на потребительском рынке деки и кассеты для видеомагнитофонов (VCR) . [5]

Цифровое видео

Цифровое видео обеспечивает более высокое качество и, в конечном итоге, гораздо более низкую стоимость, чем более ранние аналоговые технологии. После изобретения DVD в 1997 году, а затем и Blu-ray Disc в 2006 году, продажи видеокассет и записывающего оборудования резко упали. Достижения в области компьютерных технологий позволяют даже недорогим персональным компьютерам и смартфонам захватывать, хранить, редактировать и передавать цифровое видео, что еще больше снижает стоимость видеопроизводства и позволяет создателям программ и вещательным компаниям перейти на безленточное производство . Появление цифрового вещания и последующий переход на цифровое телевидение привели к тому, что аналоговое видео в большинстве стран мира было переведено в статус устаревшей технологии . Разработка видеокамер высокого разрешения с улучшенным динамическим диапазоном и цветовой гаммой , а также внедрение цифровых промежуточных форматов данных с расширенным динамическим диапазоном и улучшенной глубиной цвета привели к сближению цифровых видеотехнологий с кинотехнологиями. С 2013 года использование цифровых камер в Голливуде превысило использование пленочных камер. [6]

Характеристики видеопотоков

Количество кадров в секунду

Частота кадров , количество неподвижных изображений в единицу времени видео, колеблется от шести или восьми кадров в секунду ( кадров/с ) для старых механических камер до 120 и более кадров в секунду для новых профессиональных камер. Стандарты PAL (Европа, Азия, Австралия и т. д.) и SECAM (Франция, Россия, некоторые части Африки и т. д.) определяют 25 кадров/с, тогда как стандарты NTSC (США, Канада, Япония и т. д.) определяют 29,97 кадров/с. с. [7] Фильм снимается с более медленной частотой кадров — 24 кадра в секунду, что несколько усложняет процесс перевода кинематографического киноизображения на видео. Минимальная частота кадров для достижения комфортной иллюзии движущегося изображения составляет около шестнадцати кадров в секунду. [8]

Чересстрочный против прогрессивного

Видео может быть чересстрочным или прогрессивным . В системах с прогрессивной разверткой каждый период обновления последовательно обновляет все строки развертки в каждом кадре. При отображении вещательного или записанного сигнала с прогрессивной разверткой результатом является оптимальное пространственное разрешение как неподвижной, так и движущейся части изображения. Чередование было изобретено как способ уменьшить мерцание в ранних механических и ЭЛТ- дисплеях без увеличения количества полных кадров в секунду . Чересстрочная развертка сохраняет детализацию, требуя при этом меньшую полосу пропускания по сравнению с прогрессивной разверткой. [9] [10]

В чересстрочном видео строки горизонтальной развертки каждого полного кадра обрабатываются как если бы они пронумерованы последовательно и фиксируются как два поля : нечетное поле (верхнее поле), состоящее из строк с нечетными номерами, и четное поле (нижнее поле), состоящее из четных строк. -нумерованные строки. Аналоговые устройства отображения воспроизводят каждый кадр, эффективно удваивая частоту кадров, что касается заметного общего мерцания. Когда устройство захвата изображения получает поля по одному, а не разделяет весь кадр после его захвата, частота кадров для движения также эффективно удваивается, что приводит к более плавному и реалистичному воспроизведению быстро движущихся частей изображения. при просмотре на чересстрочном ЭЛТ-дисплее. [9] [10]

NTSC, PAL и SECAM — чересстрочные форматы. Сокращенные спецификации разрешения видео часто включают букву i , обозначающую чересстрочную развертку. Например, формат видео PAL часто описывается как 576i50 , где 576 указывает общее количество строк горизонтальной развертки, i указывает чересстрочную развертку, а 50 указывает 50 полей (полукадров) в секунду. [10] [11]

При отображении сигнала с чересстрочной разверткой на устройстве с прогрессивной разверткой общее пространственное разрешение ухудшается из-за простого удвоения строк — артефактов, таких как мерцание или эффекты «гребенки» в движущихся частях изображения, которые появляются, если специальная обработка сигнала не устраняет их. [9] [12] Процедура, известная как деинтерлейсинг , может оптимизировать отображение чересстрочного видеосигнала с аналогового, DVD или спутникового источника на устройстве с прогрессивной разверткой, таком как ЖК- телевизор , цифровой видеопроектор или плазменная панель. Однако деинтерлейсинг не может обеспечить качество видео , эквивалентное истинному исходному материалу с прогрессивной разверткой. [10] [11] [12]

Соотношение сторон

Сравнение соотношения сторон обычного кинематографа и традиционного телевидения (зеленого цвета)

Соотношение сторон описывает пропорциональное соотношение между шириной и высотой видеоэкранов и элементами видеоизображения. Все популярные видеоформаты имеют прямоугольную форму , и это можно описать соотношением ширины и высоты. Соотношение ширины к высоте традиционного телевизионного экрана составляет 4:3, или примерно 1,33:1. Телевизоры высокой четкости используют соотношение сторон 16:9 или около 1,78:1. Соотношение сторон полного кадра 35-мм пленки со звуковой дорожкой (также известное как соотношение сторон Академии ) составляет 1,375:1. [13] [14]

Пиксели на компьютерных мониторах обычно квадратные, но пиксели, используемые в цифровом видео, часто имеют неквадратные соотношения сторон, например, те, которые используются в вариантах PAL и NTSC стандарта цифрового видео CCIR 601 и соответствующих анаморфотных широкоэкранных форматах. В растре 720 на 480 пикселей используются тонкие пиксели на дисплеях с соотношением сторон 4:3 и толстые пиксели на дисплеях 16:9. [13] [14]

Популярность просмотра видео на мобильных телефонах привела к росту вертикального видео . Мэри Микер, партнер венчурной компании Кремниевой долины Kleiner Perkins Caufield & Byers , в своем отчете о тенденциях в Интернете за 2015 год подчеркнула рост вертикального просмотра видео: рост с 5% просмотра видео в 2010 году до 29% в 2015 году. Snapchat в целом просматривают в девять раз чаще, чем горизонтальную видеорекламу. [15]

Цветовая модель и глубина

Пример цветовой плоскости UV, значение Y = 0,5.

Цветовая модель использует представление цвета видео и сопоставляет закодированные значения цвета с видимыми цветами, воспроизводимыми системой. Существует несколько таких общеупотребительных представлений: обычно YIQ используется в телевидении NTSC, YUV используется в телевидении PAL, YDbDr используется в телевидении SECAM и YCbCr используется для цифрового видео. [16] [17]

Количество различных цветов, которые может представлять пиксель, зависит от глубины цвета , выраженной в количестве бит на пиксель. Распространенным способом уменьшения объема данных, необходимых для цифрового видео, является субдискретизация цветности (например, 4:4:4, 4:2:2 и т. д.). Поскольку человеческий глаз менее чувствителен к деталям цвета, чем к яркости, данные яркости для всех пикселей сохраняются, а данные цветности усредняются для нескольких пикселей в блоке, и для всех из них используется одно и то же значение. Например, это приводит к уменьшению данных цветности на 50 % при использовании 2-пиксельных блоков (4:2:2) или на 75 % при использовании 4-пиксельных блоков (4:2:0). Этот процесс не уменьшает количество возможных значений цвета, которые могут отображаться, но уменьшает количество отдельных точек, в которых изменяется цвет. [11] [16] [17]

Качество видео

Качество видео можно измерить с помощью формальных показателей, таких как пиковое соотношение сигнал/шум (PSNR), или посредством субъективной оценки качества видео с использованием экспертных наблюдений. Многие методы субъективного качества видео описаны в рекомендации ITU-T BT.500. Одним из стандартизированных методов является шкала двойного стимулирования (DSIS). В DSIS каждый эксперт просматривает неповрежденное эталонное видео, за которым следует искаженная версия того же видео. Затем эксперт оценивает искаженное видео по шкале от «ухудшения незаметны» до «ухудшения очень раздражают».

Метод сжатия видео (только цифровой)

Несжатое видео обеспечивает максимальное качество, но с очень высокой скоростью передачи данных . Для сжатия видеопотоков используются самые разные методы, наиболее эффективные из которых используют группу изображений (GOP) для уменьшения пространственной и временной избыточности . Грубо говоря, пространственная избыточность уменьшается за счет регистрации различий между частями одного кадра; эта задача известна как внутрикадровое сжатие и тесно связана со сжатием изображений . Аналогично, временную избыточность можно уменьшить путем регистрации различий между кадрами; эта задача известна как межкадровое сжатие , включая компенсацию движения и другие методы. Наиболее распространенными современными стандартами сжатия являются MPEG-2 , используемый для DVD , Blu-ray и спутникового телевидения , и MPEG-4 , используемый для AVCHD , мобильных телефонов (3GP) и Интернета. [18] [19]

Стереоскопический

Стереоскопическое видео для 3D-фильмов и других приложений можно отображать несколькими различными методами: [20] [21]

Форматы

Каждый из разных уровней передачи и хранения видео предоставляет на выбор свой собственный набор форматов.

Для передачи имеется физический разъем и протокол сигнала (см. Список видеоразъемов ). Данная физическая ссылка может соответствовать определенным стандартам отображения, которые определяют определенную частоту обновления, разрешение дисплея и цветовое пространство .

Используются многие форматы аналоговой и цифровой записи , а цифровые видеоклипы также можно хранить в файловой системе компьютера в виде файлов, имеющих свои собственные форматы. В дополнение к физическому формату, используемому устройством хранения данных или средой передачи, отправляемый поток единиц и нулей должен быть в определенном формате кодирования цифрового видео , для которого доступен номер.

Аналоговое видео

Аналоговое видео — это видеосигнал, представленный одним или несколькими аналоговыми сигналами . Аналоговые цветные видеосигналы включают яркость , яркость (Y) и цветность (C). Объединение в один канал, как, например, в случае с NTSC , PAL и SECAM , называется композитным видео . Аналоговое видео может передаваться по отдельным каналам, например, в двухканальном формате S-Video (YC) и многоканальном компонентном видео .

Аналоговое видео используется как в потребительских, так и в профессиональных телевизионных приложениях.

Цифровое видео

Были приняты форматы цифрового видеосигнала, включая последовательный цифровой интерфейс (SDI), цифровой визуальный интерфейс (DVI), мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI) и интерфейс DisplayPort .

Транспортная среда

Видео может передаваться или передаваться различными способами, включая беспроводное наземное телевидение в виде аналогового или цифрового сигнала, коаксиальный кабель в замкнутой системе в качестве аналогового сигнала. В вещательных или студийных камерах используется одинарная или двойная коаксиальная кабельная система с последовательным цифровым интерфейсом (SDI). См. Список видеоразъемов для получения информации о физических разъемах и соответствующих стандартах сигналов.

Видео может передаваться по сетям и другим общим цифровым каналам связи, используя, например, транспортный поток MPEG , SMPTE 2022 и SMPTE 2110 .

Стандарты отображения

Цифровое телевидение

Цифровое телевещание использует MPEG-2 и другие форматы кодирования видео и включает:

Аналоговое телевидение

Стандарты аналогового телевизионного вещания включают:

Аналоговый видеоформат содержит больше информации, чем видимое содержимое кадра. Перед изображением и после него идут строки и пиксели, содержащие метаданные и информацию синхронизации. Это окружающее поле известно как интервал гашения или область гашения ; Горизонтальное и вертикальное крыльцо и заднее крыльцо являются строительными блоками заглушки.

Компьютерные дисплеи

Стандарты компьютерного дисплея определяют сочетание соотношения сторон, размера дисплея, разрешения дисплея, глубины цвета и частоты обновления. Доступен список общих разрешений .

Запись

Видеокассета VHS _

Раннее телевидение было почти исключительно живым средством массовой информации, а некоторые программы записывались для съемок в исторических целях с использованием Kinescope . Аналоговый видеомагнитофон был коммерчески представлен в 1951 году. Следующий список приведен в примерном хронологическом порядке. Все перечисленные форматы были проданы и использовались вещательными компаниями, производителями видео или потребителями; или были важны исторически. [22] [23]

Цифровые видеомагнитофоны предлагали улучшенное качество по сравнению с аналоговыми записывающими устройствами. [23] [25]

Оптические носители данных предложили альтернативу громоздким форматам лент, особенно в потребительских приложениях. [22] [26]

Форматы цифрового кодирования

Видеокодек — это программное или аппаратное обеспечение , которое сжимает и распаковывает цифровое видео . В контексте сжатия видео кодек представляет собой сочетание кодера и декодера , в то время как устройство, которое только сжимает, обычно называется кодером , а устройство, которое только распаковывает, — декодером . [27] Формат сжатых данных обычно соответствует стандартному формату кодирования видео . Сжатие обычно происходит с потерями , то есть в сжатом видео отсутствует некоторая информация, присутствующая в исходном видео. Следствием этого является то, что распакованное видео имеет более низкое качество, чем исходное несжатое видео, поскольку для точного восстановления исходного видео недостаточно информации. [27]

Смотрите также

Общий
Формат видео
Использование видео
Программа для записи видео с экрана

Рекомендации

  1. ^ «Видео - Аудио и видео HiDef» . https://hidefnj.com . Архивировано из оригинала 14 мая 2017 года . Проверено 30 марта 2017 г.
  2. ^ "видео", Интернет-словарь этимологии
  3. ↑ Амидон, Одри (25 июня 2013 г.). «Сохранение фильма 101: в чем разница между фильмом и видео?». Ненаписанная запись . Национальный архив США.
  4. ^ Элен, Ричард. «Телетехнологии 10. Ролл ВТР». Архивировано из оригинала 27 октября 2011 года.
  5. ^ «Винтажный видеомагнитофон Umatic - Sony VO-1600. Первый в мире видеомагнитофон. 1971» . Музей перемотки . Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 года . Проверено 21 февраля 2014 г.
  6. ↑ Далее, Стивен (11 февраля 2019 г.). «Использование цифровой и целлулоидной пленки в голливудских фильмах». Архивировано из оригинала 11 апреля 2022 года . Проверено 19 февраля 2022 г.
  7. ^ Соузман, Нед. «В чем разница между 59,94 кадрами в секунду и 60 кадрами в секунду?». Архивировано из оригинала 29 июня 2017 года . Проверено 12 июля 2017 г.
  8. ^ Уотсон, Эндрю Б. (1986). «Временная чувствительность» (PDF) . Сенсорные процессы и восприятие . Архивировано из оригинала (PDF) 8 марта 2016 г.
  9. ^ abc Bovik, Алан С. (2005). Справочник по обработке изображений и видео (2-е изд.). Амстердам: Elsevier Academic Press. стр. 14–21. ISBN 978-0-08-053361-2. OCLC  190789775. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  10. ^ abcd Райт, Стив (2002). Цифровая композиция для кино и видео. Бостон: Focal Press. ISBN 978-0-08-050436-0. OCLC  499054489. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  11. ^ abc Браун, Блейн (2013). Кинематография: теория и практика: создание образа для кинематографистов и режиссеров . Тейлор и Фрэнсис . стр. 159–166. ISBN 9781136047381.
  12. ^ Аб Паркер, Майкл (2013). Цифровая обработка видео для инженеров: основа проектирования встраиваемых систем. Сухель Дханани. Амстердам. ISBN 978-0-12-415761-3. OCLC  815408915. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  13. ^ аб Бинг, Бенни (2010). Широкополосная видеосеть 3D и HD. Бостон: Артех Хаус. стр. 57–70. ISBN 978-1-60807-052-7. OCLC  672322796. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  14. ^ аб Стамп, Дэвид (2022). Цифровая кинематография: основы, инструменты, методы и рабочие процессы (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Рутледж . стр. 125–139. ISBN 978-0-429-46885-8. OCLC  1233023513. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  15. ↑ Констин, Джош (27 мая 2015 г.). «Самые важные выводы из отчета Мэри Микер о тенденциях в Интернете за 2015 год». ТехКранч . Архивировано из оригинала 4 августа 2015 года . Проверено 6 августа 2015 г.
  16. ^ Аб Ли, Зе-Нянь; Дрю, Марк С.; Лю, Цзянчунь (2021). Основы мультимедиа (3-е изд.). Чам, Швейцария: Springer . стр. 108–117. ISBN 978-3-030-62124-7. OCLC  1243420273. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  17. ^ аб Банерджи, Шрипарна (2019). «Видео в мультимедиа». Элементы мультимедиа. Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 978-0-429-43320-7. OCLC  1098279086. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  18. ^ Энди Бич (2008). Реальное сжатие видео. Персиковая яма Пресс. ISBN 978-0-13-208951-7. OCLC  1302274863. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  19. ^ Санс, Хорхе LC (1996). Технология изображений: достижения в области обработки изображений, мультимедиа и машинного зрения. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-642-58288-2. OCLC  840292528. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  20. ^ Экмекчиоглу, Эрхан; Фернандо, Анил; Уорролл, Стюарт (2013). 3DTV: обработка и передача видеосигналов 3D. Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-70573-5. OCLC  844775006. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  21. ^ Блок, Брюс А.; МакНелли, Филипп (2013). 3D-история: как работает стереоскопическое 3D и как его использовать. Берлингтон, Массачусетс: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-136-03881-5. OCLC  858027807. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  22. ^ аб Тозер, EPJ (2013). Справочник инженера радиовещания (1-е изд.). Нью-Йорк. стр. 470–476. ISBN 978-1-136-02417-7. OCLC  1300579454. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  23. ^ аб Пицци, Скип; Джонс, Грэм (2014). Учебное пособие по радиовещанию для неинженеров (4-е изд.). Хобокен: Тейлор и Фрэнсис. стр. 145–152. ISBN 978-1-317-90683-4. OCLC  879025861. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  24. ^ ab «Руководство по форматам Sony HD (2008)» (PDF) . pro.sony.com . Архивировано (PDF) из оригинала 6 марта 2015 г. Проверено 16 ноября 2014 г.
  25. ^ Уорд, Питер (2015). «Форматы видеозаписи». Многопрофильность в телевизионном производстве. Алан Бермингем, Крис Уэрри. Нью-Йорк: Focal Press. ISBN 978-0-08-051230-3. OCLC  958102392. Архивировано из оригинала 25 августа 2022 года . Проверено 25 августа 2022 г.
  26. ^ Мерскин, Дебра Л., изд. (2020). Международная энциклопедия средств массовой информации и общества Sage. Таузенд-Оукс, Калифорния. ISBN 978-1-4833-7551-9. OCLC  1130315057. Архивировано из оригинала 3 июня 2020 года . Проверено 25 августа 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  27. ^ Аб Ганбари, Мохаммед (2003). Стандартные кодеки: от сжатия изображения до расширенного кодирования видео. Институт техники и технологий . стр. 1–12. ISBN 9780852967102. Архивировано из оригинала 8 августа 2019 года . Проверено 27 ноября 2019 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с видео .
В Wikiquote есть цитаты, связанные с видео .