Högupplöst video

För högupplöst video i sändningar, se högupplöst TV . För annan användning, se High definition (disambiguation) och HD (disambiguation) .

Högupplöst video ( HD-video ) är video med högre upplösning och kvalitet än standardupplösning . Även om det inte finns någon standardiserad betydelse för högupplösning , anses i allmänhet alla videobilder med betydligt fler än 480 vertikala skanningslinjer (Nordamerika) eller 576 vertikala linjer (Europa) som högupplösta. 480 skanningslinjer är generellt minimum även om de flesta system avsevärt överskrider det. Bilder med standardupplösning tagna med snabbare hastigheter än normalt (60 bilder/sekund Nordamerika, 50 fps Europa), av en höghastighetskamera kan anses vara högupplöst i vissa sammanhang. Vissa tv-serier som spelas in på högupplöst video görs för att se ut som om de har spelats in på film , en teknik som ofta kallas för filmning .

Historia

Det första elektroniska skanningsformatet, 405 linjer , var det första högupplösta TV-systemet, eftersom de mekaniska systemen som det ersatte hade mycket färre. Från 1939 försökte Europa och USA 605 och 441 linjer tills 1941 FCC gav mandat 525 för USA. I krigstida Frankrike René Barthélemy högre upplösningar, upp till 1 042. I slutet av 1949 började officiella franska sändningar slutligen med 819 . 1984 övergavs dock denna standard för 625-linjers färg på TF1 -nätverket.

Analog

Ytterligare information: Analogt högupplöst TV-system

Moderna HD-specifikationer dateras till början av 1980-talet, då japanska ingenjörer utvecklade HighVision 1 125-line interlaced TV-standard (även kallad MUSE ) som kördes med 60 bilder per sekund. Sony HDVS -systemet presenterades vid ett internationellt möte för tv-ingenjörer i Alger , april 1981, och japanska NHK presenterade sitt analoga högupplösta TV- system (HDTV) vid en schweizisk konferens 1983.

NHK-systemet standardiserades i USA som Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) standard #240M i början av 1990-talet, men övergavs senare när det ersattes av en analog DVB-standard. HighVision-video är fortfarande användbar för HDTV-videoutbyte, men det finns nästan ingen modern utrustning tillgänglig för att utföra denna funktion. Försök att implementera HighVision som en sändningskanal på 6 MHz misslyckades mestadels. Alla försök att använda detta format för marksänd TV-sändning övergavs i mitten av 1990-talet. [ citat behövs ]

Europa utvecklade HD-MAC (1 250 linjer, 50 Hz), en medlem av MAC -familjen av hybrida analoga/digitala videostandarder; dock tog det aldrig fart som ett markbundet videoöverföringsformat. HD-MAC designades aldrig för videoutbyte förutom av European Broadcasting Union .

Digital

  Digital högupplöst video var inte möjlig med okomprimerad video på grund av opraktiskt höga minnes- och bandbreddskrav , med en bithastighet som översteg 1 Gbit/s för full HD- video. Digital HDTV möjliggjordes av utvecklingen av diskret cosinustransform (DCT) videokomprimering . DCT är en förlustkompressionsteknik som först föreslogs av Nasir Ahmed 1972, och som senare anpassades till en rörelsekompenserad DCT-algoritm för videokodningsstandarder såsom H.26x -formaten från 1988 och framåt och MPEG -formaten från 1993 och framåt. Rörelsekompenserad DCT-komprimering minskade avsevärt mängden minne och bandbredd som krävs för digital video, vilket kan uppnå ett datakomprimeringsförhållande på cirka 100:1 jämfört med okomprimerad video. I början av 1990-talet hade DCT-videokomprimering blivit allmänt antagen som videokodningsstandard för HDTV.

De nuvarande högupplösta videostandarderna i Nordamerika utvecklades under loppet av den avancerade tv-process som initierades av Federal Communications Commission 1987 på begäran av amerikanska TV-bolag. I huvudsak var slutet av 1980-talet en dödsstöt för de flesta analoga högupplösta teknologier som hade utvecklats fram till den tiden.

FCC-processen, ledd av Advanced Television Systems Committee (ATSC) antog en rad standarder från sammanflätad 1 080-linjers video (en teknisk ättling till det ursprungliga analoga NHK 1125/30 Hz-systemet) med en maximal bildfrekvens på 30 Hz, ( 60 fält per sekund) och 720 linjers video, progressivt skannad, med en maximal bildfrekvens på 60 Hz. I slutändan antogs dock DVB-standarden för upplösningar (1080, 720, 480) och respektive bildhastigheter (24, 25, 30) i samarbete med européerna som också var involverade i samma standardiseringsprocess . FCC antog officiellt ATSC- överföringsstandarden 1996 (som inkluderade både HD- och SD-videostandarder ).

I början av 2000-talet såg det ut som om DVB skulle vara videostandard långt in i framtiden. Men både Brasilien och Kina har antagit alternativa standarder för högupplöst video [ citat behövs ] som utesluter den interoperabilitet som man hoppades på efter decennier av i stort sett icke-kompatibel analog TV-sändning.

Tekniska detaljer

Det här diagrammet visar de vanligaste bildskärmsupplösningarna , där färgen för varje upplösningstyp indikerar bildförhållandet (t.ex. rött indikerar ett förhållande på 4:3)

Högupplöst video (förinspelad och sändning) definieras tre gånger, av:

  • Antalet rader i den vertikala skärmupplösningen . Högupplöst TV (HDTV) upplösning är 1 080 eller 720 linjer. Däremot är vanlig digital-TV (DTV) 480 linjer (på vilken NTSC är baserad, 480 synliga scanlines av 525) eller 576 linjer (på vilka PAL/SECAM är baserade, 576 synliga scanlines av 625). Men eftersom HD sänds digitalt, sammanfaller dess introduktion ibland med introduktionen av DTV. Dessutom är den nuvarande DVD-kvaliteten inte högupplöst, även om högupplösta skivsystem Blu-ray Disc och HD DVD är det.
  • Skanningssystemet: progressiv skanning (p) eller sammanflätad skanning (i) . Progressiv skanning (p) ritar om en bildram (alla dess linjer) när varje bild uppdateras, till exempel 720p/1080p. Interlaced scanning (i) ritar bildfältet varannan linje eller udda numrerade linjer under den första bilduppdateringsoperationen, och ritar sedan de återstående jämna numrerade linjerna under en andra uppdatering, till exempel 1080i. Interlaced skanning ger bildupplösning om motivet inte rör sig, men förlorar upp till hälften av upplösningen och drabbas av kamningsartefakter när motivet rör sig.
  • Antalet bildrutor eller fält per sekund ( Hz ). I Europa vanligare (50 Hz) TV-sändningssystem och i USA (60 Hz) . 720p60-formatet är 1 280 × 720 pixlar , progressiv kodning med 60 bilder per sekund (60 Hz). Formatet 1080i50/1080i60 är 1920 × 1080 pixlar, sammanflätad kodning med 50/60 fält, (50/60 Hz) per sekund. Två sammanflätade fält formulerar en enda ram, eftersom de två fälten i en ram är temporärt förskjutna. Frame pulldown och segmenterade ramar är speciella tekniker som tillåter sändning av hela bildrutor med hjälp av sammanflätad videoström.

Ofta härleds frekvensen från sammanhanget, vanligtvis antas vara antingen 50 Hz (Europa) eller 60 Hz (USA), förutom 1080p , som anger 1080p24, 1080p25 och 1080p30, men också 1080p50 och 1080p60.

En bild- eller fälthastighet kan också anges utan upplösning. Till exempel betyder 24p 24 progressiva skanningsbilder per sekund och 50i betyder 25 progressiva bilder per sekund, bestående av 50 sammanflätade fält per sekund. De flesta HDTV-system stöder vissa standardupplösningar och bild- eller fälthastigheter. De vanligaste är noterade nedan. Högupplösta signaler kräver en högupplöst TV eller datorskärm för att kunna ses. Högupplöst video har ett bildförhållande på 16:9 (1,78:1). Bildförhållandet för vanliga bredbildsfilmer som tas idag är vanligtvis 1,85:1 eller 2,39:1 (ibland traditionellt citerat 2,35:1). Standardupplösnings-tv (SDTV) har ett bildförhållande på 4:3 (1,33:1), även om många sändare under de senaste åren har sänt program som pressats horisontellt i 16:9 anamorft format , i hopp om att tittaren har en 16:9-uppsättning som sträcker ut bilden till normala proportioner, eller en uppsättning som klämmer ihop bilden vertikalt för att presentera en bokstavsvy av bilden, återigen med korrekta proportioner.

Vanliga högupplösta videolägen

Video läge Ramstorlek i pixlar (B×H) Pixlar per bild 1 Skanningstyp Bildhastighet ( Hz )
720p (även känd som HD Ready) 1 280×720 921 600 Progressiv 23,976, 24, 25, 29,97, 30, 50, 59,94, 60, 72
1080i (även känd som Full HD) 1 920×1 080 2 073 600 Interlaced 25 (50 fält/s), 29,97 (59,94 fält/s), 30 (60 fält/s)
1080p (även känd som Full HD) 1 920×1 080 2 073 600 Progressiv 24 (23.976), 25, 30 (29.97), 50, 60 (59.94)
1440p (även känd som Quad HD) 2 560×1 440 3,686,400 Progressiv 24 (23.976), 25, 30 (29.97), 50, 60 (59.94)

Ultrahögupplösta videolägen

Video läge Ramstorlek i pixlar (B×H) Pixlar per bild 1 Skanningstyp Bildhastighet ( Hz )
2000 2 048×1 536 3,145,728 Progressiv 24, 30, 60
2160p (även känd som 4K UHD) 3 840×2 160 8 294 400 Progressiv 60, 120
2540p 4 520×2 540 11 480 800 Progressiv 24, 30, 60
4000p 4 096×3 072 12,582,912 Progressiv 24, 30, 60
4320p (även känd som 8K UHD) 7 680×4 320 33 177 600 Progressiv 60, 120

Obs: 1 bild är antingen en ram eller, vid sammanflätad skanning, två fält (JÄMN och ODD).

Det finns också mindre vanliga men fortfarande populära UltraWide- upplösningar, som 2560×1080p (1080p UltraWide). Det finns också ett WQHD+-alternativ för några av dessa.

HD-innehåll

Högupplösta bildkällor inkluderar marksändning, direktsändning via satellit, digital kabel, högupplösta skivor ( BD ), digitalkameror, internetnedladdningar och videospelskonsoler.

  • De flesta datorer kan ha HD eller högre upplösningar över VGA , DVI , HDMI och/eller DisplayPort .
  • Den optiska skivans standard Blu-ray Disc kan ge tillräckligt med digital lagring för att lagra timmar med HD-videoinnehåll. Digitala mångsidiga skivor eller DVD-skivor (som rymmer 4,7 GB för ett enkelt lager eller 8,5 GB för ett dubbelt lager) klarar inte alltid utmaningen med dagens högupplösta (HD) uppsättningar. Lagring och uppspelning av HD-filmer kräver en skiva som innehåller mer information, som en Blu-ray-skiva (som rymmer 25 GB i enkellagersform och 50 GB för dubbellager) eller de nu nedlagda High Definition Digital Versatile Discs (HD DVD-skivor) som höll 15 GB eller 30 GB i enkel- respektive dubbelskiktsvariationer.

Blu-ray-skivor utvecklades gemensamt av 9 initiala partners inklusive Sony och Phillips (som tillsammans utvecklade CD-skivor för ljud), och Pioneer (som utvecklade sin egen laserskiva tidigare med viss framgång) bland andra. HD-DVD-skivor utvecklades främst av Toshiba och NEC med viss stöd från Microsoft, Warner Bros., Hewlett Packard och andra. Den 19 februari 2008 meddelade Toshiba att de skulle överge formatet och att de skulle avbryta utveckling, marknadsföring och tillverkning av HD-DVD-spelare och -enheter.

Typer av inspelade media

Den högupplösta fotografiska filmen som används för bioprojektion exponeras med en hastighet av 24 bilder per sekund men projiceras vanligtvis med 48, och varje bildruta projiceras två gånger för att minimera flimmer. Ett undantag från detta var 1986 National Film Board of Canadas kortfilm Momentum , som kort experimenterade med både filmning och projicering med 48 bildrutor/s, i en process som kallas IMAX HD .

Beroende på tillgänglig bandbredd och mängden detaljer och rörelse i bilden är det optimala formatet för videoöverföring antingen 720p24 eller 1080p24. När den visas på tv i länder med PAL-system måste film projiceras med en hastighet av 25 bilder per sekund genom att accelerera den med 4,1 procent. I NTSC-standardländer är projektionshastigheten 30 bilder per sekund, med en teknik som kallas 3:2 pull-down. En filmruta hålls i tre videofält (1/20 av en sekund), och nästa hålls i två videofält (1/30 av en sekund) och sedan upprepas processen, så att den korrekta filmprojektionshastigheten uppnås med två filmrutor som visas på en tolftedels sekund.

Se även: Telecine och Deinterlacing

Äldre (pre-HDTV) inspelningar på videoband som Betacam SP är ofta antingen i formen 480i60 eller 576i50. Dessa kan uppkonverteras till ett format med högre upplösning, men att ta bort sammanflätningen för att matcha det vanliga 720p -formatet kan förvränga bilden eller kräva filtrering som faktiskt minskar upplösningen för den slutliga utdatan.

Icke-biografiska HDTV-videoinspelningar spelas in i antingen 720p- eller 1080i -format. Formatet som används ställs in av sändaren (om för tv-sändning). I allmänhet är 720p mer exakt med snabb action, eftersom den progressivt skannar bildrutor, istället för 1080i, som använder sammanflätade fält och därmed kan försämra upplösningen för snabba bilder.

720p används mer för Internetdistribution av högupplöst video, eftersom datorskärmar gradvis skannar; 720p-video har lägre krav på lagringsavkodning än antingen 1080i eller 1080p. Detta är också mediet för högupplösta sändningar runt om i världen och 1080p används för Blu-ray- filmer.

HD i filmskapande

Film som medium har inneboende begränsningar, såsom svårigheter att se filmer under inspelning, och lider av andra problem, orsakade av dålig filmframkallning/-bearbetning eller dåliga övervakningssystem. Med tanke på att det finns en ökande användning av datorgenererade eller datorförändrade bilder i filmer, och att redigering av bildsekvenser ofta görs digitalt, har vissa regissörer spelat in sina filmer med HD-format via avancerade digitala videokameror. Medan kvaliteten på HD-video är mycket hög jämfört med SD-video, och erbjuder förbättrade signal/brus-förhållanden mot jämförbar känslighetsfilm, kan filmen fortfarande lösa upp fler bilddetaljer än nuvarande HD-videoformat. Vissa filmer har dessutom ett bredare dynamiskt omfång (förmåga att lösa extrema mörka och ljusa områden i en scen) än till och med de bästa HD-kamerorna. Därför är de mest övertygande argumenten för användningen av HD för närvarande kostnadsbesparingar på filmlager och lättheten att överföra till redigeringssystem för specialeffekter.

Beroende på år och format som en film spelades in i kan den exponerade bilden variera mycket i storlek. Storlekarna sträcker sig från så stora som 24 mm × 36 mm för VistaVision / Technirama 8 perforeringskameror (samma som 35 mm stillbildsfilm) som går ner till 18 mm × 24 mm för Silent Films eller Full Frame 4 perforeringskameror till så små som 9 mm × 21 mm i Academy Sound Aperture-kameror modifierade för perforeringsformatet Techniscope 2. Filmer produceras också med hjälp av andra filmmätare , inklusive 70 mm filmer (22 mm × 48 mm) eller den sällan använda 55 mm och CINERAMA .

De fyra stora filmformaten ger pixelupplösningar (beräknat från pixlar per millimeter) ungefär enligt följande:

  • Academy Sound (Ljudfilmer före 1955): 15 mm × 21 mm (1 375) = 2 160 × 2 970
  • Akademikamera US Widescreen: 11 mm × 21 mm (1,85) = 1 605 × 2 970
  • Aktuell Anamorphic Panavision ("Scope"): 17,5 mm × 21 mm (2,39) = 2 485 × 2 970
  • Super-35 för anamorfa utskrifter: 10 mm × 24 mm (2,39) = 1 420 × 3 390

I processen att göra utskrifter för utställning kopieras detta negativ till en annan film (negativ → interpositiv → internegativ → utskrift) vilket gör att upplösningen minskas med varje emulsionskopieringssteg och när bilden passerar genom en lins (till exempel på en projektor). I många fall kan upplösningen reduceras till 1/6 av originalnegativets upplösning (eller sämre). [ citat behövs ] Observera att upplösningsvärdena för 70 mm film är högre än de som anges ovan.

HD på World Wide Web/HD-streaming

Ett antal onlinevideostreaming/on demand- och digitala nedladdningstjänster erbjuder HD-video, bland dem YouTube , Vimeo , dailymotion , Amazon Video On Demand , Netflix Watch Instantly , Hulu , HBO Max , och andra. På grund av kraftig komprimering är bilddetaljen som produceras av dessa format långt under den för sändning i HD, och ofta till och med sämre än DVD-Video (3-9 Mbit/s MP2) uppskalad till samma bildstorlek. Följande är ett diagram över många onlinetjänster och deras HD-erbjudande:

World Wide Web HD-upplösningar

Källa Codec Högsta upplösning (B×H) Total bithastighet/bandbredd Video bitrate Ljudbithastighet
Amazon video VC-1 1280×720 2,5-6 Mbit/s
BBC iPlayer H.264 1280×720 3,2 Mbit/s 3 Mbit/s 192 kbit/s
blinkbox 1280×720 2,25 Mbit/s (SD) och 4,5 Mbit/s (HD) 2,25 - 4,5 Mbit/s 192 kbit/s
Blockbuster Online 1280×720
CBS.com/TV.com _ 1920×1080 3,5 Mbit/s och 2,5 Mbits (720p)
Dacast VP6 , H.264 Okänd 5 Mbit/s
Hulu On2 Flash VP6 1280×720 2,5 Mbit/s
iTunes / Apple TV QuickTime H.264 1920×1080
MetaCDN MPEG-4 , FLV , OGG , WebM , 3GP Ingen gräns
Netflix VC-1 3840×2160 25 Mbit/s 2,6 Mbit/s och 3,8 Mbit/s (1080p)
PlayStation Video H.264/MPEG-4 AVC 1920×1080 8 Mbit/s 256 kbit/s
Vimeo H.264 1920×1080 4 Mbit/s 320 kbit/s
Vudu H.264 1920×1080 4,5 Mbit/s
Xbox-video 1920×1080
Youtube H.264/MPEG-4 AVC , VP9 , AV1 7680×4320

HD i videoövervakning

Sedan slutet av 2000-talet har ett stort antal tillverkare av säkerhetskameror börjat tillverka HD-kameror. Behovet av hög upplösning, färgåtergivning och bildhastighet är akut för övervakningsändamål för att säkerställa att kvaliteten på videoutgången är av en acceptabel standard som kan användas både för förebyggande övervakning och för bevissyfte.

Även om HD-kameror kan vara mycket effektiva inomhus, krävde speciella industrier med utomhusmiljöer ett behov av att producera mycket högre upplösningar för effektiv täckning. De ständigt utvecklade bildsensorteknologierna gjorde det möjligt för tillverkare att utveckla kameror med 10-20 MP-upplösningar, som därför har blivit effektiva instrument för att övervaka större ytor.

För att ytterligare öka upplösningen på säkerhetskameror utvecklade vissa tillverkare flersensorkameror. Inom dessa enheter producerar flera sensor-linskombinationer bilderna, som senare sammanfogas under bildbehandlingen . Dessa säkerhetskameror kan leverera till och med hundratals megapixlar med filmhastighet.

Sådana höga upplösningar kräver dock speciell inspelnings-, lagrings- och även videoströmsvisningsteknik.

HD i videospel

Både PlayStation 3 och Xbox 360- spelkonsolerna kan mata ut inbyggt 1080p via HDMI eller komponentkablar, men systemen har få spel som visas i 1080p; de flesta spel körs bara inbyggt i 720p eller lägre men kan uppskalas till 1080p. Visuellt ger inbyggt 1080p en skarpare och tydligare bild jämfört med uppskalat 1080p. [ citat behövs ] Wii stöder inte HD . I den 8:e generationen visar Nintendos Wii U och Nintendo Switch , Microsofts Xbox One och Sonys PlayStation 4 spel 1080p inbyggt. Nintendo Switch är ett ovanligt fodral, på grund av dess hybridkaraktär som både hemmakonsol och handdator: den inbyggda skärmen visar spel med maximalt 720p, men konsolen kan naturligt visa bilder i 1080p när den är dockad. Xbox One X och PlayStation 4 Pro kan visa vissa spel i 4K. PlayStation 5 och Xbox Series X kan visa spel i 4K och 8k.

I allmänhet begränsas PC-spel endast av skärmens upplösning och stöd för GPU- drivrutiner. Viss PC-hårdvara stöder DisplayPort 2.1 för inbyggd 8k-upplösning vid höga uppdateringsfrekvenser. Ultrabreda skärmar stöds, som kan visa mer av spelvärlden än en traditionell skärm med ett bildförhållande på 16:9 , och inställningar för flera bildskärmar är möjliga, som att ha ett enda spel över tre skärmar för en mer uppslukande upplevelse.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=High-definition_video&oldid=1139276431 "