Прогрессивная развертка (альтернативно называемая нечересстрочной разверткой ) — это формат отображения, хранения или передачи движущихся изображений , в котором все строки каждого кадра рисуются последовательно. Это контрастирует с чересстрочным видео, используемым в традиционных аналоговых телевизионных системах, где поочередно рисуются только нечетные строки, а затем четные строки каждого кадра (каждое изображение называется видеополем ) , так что для создания видео используется только половина фактических кадров изображения. [1] Первоначально система была известна как «последовательная развертка», когда она использовалась в телевизионных передачах Baird на 240 строк из Alexandra Palace , Соединенное Королевство в 1936 году. Она также использовалась в экспериментальных передачах Baird с использованием 30 строк в 1920-х годах. [2] Прогрессивная развертка стала повсеместно использоваться на экранах компьютеров с начала 21-го века. [3]
Эта грубая анимация сравнивает прогрессивную развертку с чересстрочной разверткой, также демонстрируя эффект чересстрочного твиттера, связанный с чересстрочной разверткой. Слева находятся два изображения с прогрессивной разверткой. В середине находятся два чересстрочных изображения, а справа находятся два изображения с удвоителями строк . Исходные разрешения указаны выше, а с пространственным сглаживанием — ниже. Чересстрочные изображения используют половину полосы пропускания прогрессивных. Изображения в центральном столбце точно дублируют пиксели изображений слева, но чересстрочная развертка заставляет детали твиттерить. Настоящее чересстрочное видео размывает такие детали, чтобы предотвратить твиттер, но, как видно на снимках нижнего ряда, такое смягчение (или сглаживание) происходит за счет четкости изображения. Удвоитель строк, показанный на нижнем правом снимке, не может восстановить ранее чересстрочное изображение в центре до полного качества прогрессивного изображения, показанного в верхнем левом углу.
Примечание: Поскольку частота обновления была замедлена в три раза, а разрешение составляет менее половины разрешения типичного чересстрочного видео, мерцание в имитированных чересстрочных частях, а также видимость черных линий в этих примерах преувеличены. Кроме того, изображения выше основаны на том, как это будет выглядеть на мониторе, который не поддерживает чересстрочную развертку, например, на мониторе ПК или ЖК-телевизоре или плазменном телевизоре, с чересстрочными изображениями, отображаемыми с использованием того же режима, что и прогрессивные изображения.
Прогрессивная развертка используется для сканирования и хранения киноматериалов на DVD , например, в форматах 480p 24 или 576p 25. Прогрессивная развертка была включена в технический стандарт Grand Alliance для HDTV в начале 1990-х годов. Было решено, что все передачи фильмов HDTV будут транслироваться с прогрессивной разверткой в Соединенных Штатах. [4] Даже если сигнал передается чересстрочно, HDTV преобразует его в прогрессивную развертку. [5]
Прогрессивная развертка используется для большинства компьютерных мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) , всех ЖК-мониторов и большинства HDTV , поскольку разрешения дисплея являются прогрессивными по своей природе. Другим дисплеям типа ЭЛТ, таким как SDTV , требовалось использовать чересстрочную развертку для достижения полного вертикального разрешения, но они могли отображать прогрессивное видео ценой уменьшения вертикального разрешения вдвое. До того, как HDTV стало распространенным, некоторые телевизоры и видеопроекторы выпускались с одним или несколькими входами прогрессивной развертки с полным разрешением, что позволяло этим дисплеям использовать преимущества таких форматов, как PALPlus , проигрывателей DVD с прогрессивной разверткой и некоторых игровых консолей. HDTV поддерживают прогрессивно-сканированные разрешения 480p и 720p. Дисплеи 1080p обычно дороже, чем сопоставимые модели HDTV с более низким разрешением. С дебютом UHD телевизоры появились на потребительском рынке в 2010-х годах, также используя прогрессивные разрешения, но обычно продавались по непомерно высоким ценам [6] ( 4k HDTV ) или все еще находились на стадии прототипа ( 8k HDTV ). [7] Цены на потребительские 4k HDTV с тех пор снизились и стали более доступными, что увеличило их распространенность среди потребителей. Компьютерные мониторы могут использовать еще большие разрешения дисплея .
Недостатком прогрессивной развертки является то, что она требует более высокой полосы пропускания, чем чересстрочное видео с тем же размером кадра и вертикальной частотой обновления . Из-за этого 1080p не используется для вещания. [8] [ устаревший источник ] Для объяснения того, почему изначально использовалась чересстрочная развертка, см. чересстрочное видео . Для углубленного объяснения основ и преимуществ/недостатков преобразования чересстрочного видео в прогрессивный формат см. деинтерлейсинг .
Главное преимущество прогрессивной развертки в том, что движение выглядит более плавным и реалистичным. [9] Отсутствуют визуальные артефакты, связанные с чересстрочным видео с той же частотой строк, такие как межстрочный твиттер. Кадры не имеют чересстрочных артефактов и могут быть захвачены для использования в качестве неподвижных фотографий. При прогрессивной развертке нет необходимости вводить преднамеренное размытие (иногда называемое сглаживанием) для уменьшения межстрочного твиттера и напряжения глаз.
В случае большинства медиа, таких как фильмы на DVD и видеоигры, видео размывается во время самого процесса создания, чтобы подавить межстрочный твиттер при воспроизведении на чересстрочных дисплеях. Как следствие, восстановление резкости исходного видео невозможно, если видео просматривается в прогрессивном режиме. Интуитивно понятное пользователю решение этой проблемы заключается в том, что дисплейное оборудование и видеоигры оснащены опциями для размывания видео по желанию или сохранения его исходной резкости. Это позволяет зрителю добиться желаемой резкости изображения как на чересстрочных, так и на прогрессивных дисплеях.
Прогрессивная развертка также обеспечивает более четкие и быстрые результаты для масштабирования до более высоких разрешений, чем эквивалентное чересстрочное видео, например, преобразование 480p для отображения на HDTV 1080p. HDTV, не основанные на технологии CRT , не могут изначально отображать чересстрочное видео, поэтому чересстрочное видео должно быть деинтерлейсинговано перед масштабированием и отображением. Деинтерлейсинг может привести к заметным визуальным артефактам и/или задержке ввода между источником видео и устройством отображения.