niedziela, 19 March 2017 14:49

Rozdzielczość obrazu

Napisane przez Dariusz Parulski
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Czas poruszyć temat, który nierozerwalnie związany jest ze współczesną techniką filmową i video. Będzie mowa o tak, jak się co niektórym wydaje, prostym temacie jakim jest rozdzielczość obrazu. Każdy słyszał pojęcia typu HD, fullHD czy ostatnio bardzo popularne 4K, ale z czym to się je ?

| Trochę teorii

Zacznijmy od tego czym właściwie jest rozdzielczość obrazu czy też ekranu. Otóż jest to parametr, który określa liczbę pikseli obrazu wyświetlanych na ekranie czy to monitora komputerowego, telewizora lub innego wyświetlacza. Rozdzielczość wyraża się w postaci liczby pikseli w poziomie i w pionie ekranu. W praktyce wygląda to tak, że obraz, który widzimy na ekranie składa się z ogromnej liczby małych punktów zwanych pikselami tworzących pionowe i poziome linie.

lcd subpiksel screen  | Wyświetlacz ciekłokrystaliczny z powiększonym fragmentem i widocznymi na nim pojedynczymi subpikselami 

I tak np rozdzielczość 1024 x 768 oznacza odpowiednio ilość pionowych linii i ilość poziomych linii. Można to łatwo przeliczyć na ilość pikseli upchciętych w ekranie co w naszym przykładzie daje ponad 768 tysięcy pikseli. A to jak dużo linii zostanie zarejestrowanych lub wyświetlonych zależy od możliwości technicznych sprzętu.
Warto wiedzieć, że rozdzielczości są ustandaryzowane i tyczą się zarówno monitorów komputerowych, telewizorów, kamer, aparatów fotograficznych, a także projektorów multimedialnych. Skupię się na sprzęcie związnym bardziej z filmem czyli kamerami i oczywiście telewizorami bo na czymś trzeba nasze dzieło obejrzeć.

Zacznijmy od telewizji. W zamierzchłej przeszłości, kiedy królowała telewizja analogowa obraz w światowych telewizjach wyświetlano praktycznie w dwóch standardach PAL i NTSC. Pierwszy z nich wykorzystywany był w Europie, a jego rozdzielczość to zaledwie 720×576. NTSC był standardem m.in. w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie oraz w Japonii. Jego rozdzielczość była niższa niż PAL i wynosiła 640×482. Był jeszcze system SECAM używany w Polsce, Francji i na całym terytorium byłego Związku Radzieckiego.

640px PAL NTSC SECAM.svg

Kiedy nastała telewizja cyfrowa rozdzielczości w poszczególnych standardach trochę się pozmieniały - zwiększyły, a ponadto uzgodniono kilka nowych. Aby się zbytnio nie rozwodzić proszę spojrzyć na tabelę.

Standardy telewizji cyfrowejRozdzielczość
NTSC (preferowany format) 648×486
D-1 NTSC 720×486
D-1 NTSC (piksele kwadratowe) 720×540
PAL 720×486
D-1 PAL 720×576
D-1 PAL (piksele kwadratowe) 768×576
HDTV 720p 1280×720
HDTV 1080i/1080p 1920×1080
Ultra HD (obecnie) 3840×2160
UHDTV (w przyszłości) 7680×4320

Zanim podejmę kolejny wątek spójrzmy na dwie przykładowe rozdzielczości wspomnianą wcześniej 1024x768 i 1280x720. Niby różnica niewielka, ale ...

1024x768   1280x720

Od razu można zauważyć różnicę w proporcjach obrazu. Pierwszy obrazek zachowuje proporcję boków 4:3 (1,33:1)  natomiast drugi 16:9 (1,78:1) i to właśnie ten stał się obecnie standardem wykorzystywanym w telewizji cyfrowej i produkcjach wideo. Chcąc obejrzeć film nagrany kamerą w formacie 4:3 na nowoczescym telewizorze to w zależności od jego ustawień zobaczymy obraz w pierwotnych proporcjach z tym że po bokach obrazu będą czarne pasy lub obraz zostanie przez telewizor przeskalowany do rozmiarów ekranu. Jednakże po tym procesie obraz będzie nienaturalnie rozciągnięty. W odwrotnym przypadku, oglądając film 16:9 na tv z proporcjami ekranu 4:3 czarne pasy pojawią się na górze i na dole ekranu.

| A jak to wygląda w praktyce ?

Teraz będzie garść informacji dla zwykłych śmiertelników bo po wielu spotkaniach z klientami stwierdzam, że poziom wiedzy w tym zakresie jest niewielki. Ale OK, nikt nie jest przecież alfą i omegą i po prostu takie rzeczy na codzień co niektórych nie kręcą. Mimo to przymierzając się do zarejestrowania swojej życiowej uroczystości to minimum wiedzy w tym zakresie powinniśmy posiadać, a dzięki temu unikniemy niedomówień i późniejszych rozczarowań.

| 4K – wysokiej jakości standard rozdzielczości filmów cyfrowych oraz grafiki komputerowej. Nazwa pochodzi od 4 tysięcy pikseli umieszczonych w pozycji horyzontalnej. 4K charakteryzuje się czterokrotnie większą liczbą pikseli w porównaniu do powszechnie używanej rozdzielczości Full HD oraz dziewięciokrotnie większą od High-Definition.   


Zacznijmy od samej góry czyli tak bardzo popularnej rozdzielczości 4K (rozdzielczość 4 razy większa niż Full HD). Zewsząd słychać natłok informacji, ofert, że firma A lub B zarejestruje Wam film we wspaniałej rozdzielczości, ze wspaniałymi kolorami, ogromną ilością szczegółów, będziecie mieć materiał najlepszej jakość itp, itd, etc...Tak, wszystko się zgadza obraz nagrany dobrą kamerą, powtórzę dobrą i wyświetlony na odpowiednim TV lub monitorze powala na kolana. Sporo osób się tym zahłystuje i wybiera taką opcję, ale jak przychodzi do obejrzenia swojgo filmu to stwierdza, że nie ma tak naprawdę  na czym tego filmu obejrzeć. Dlaczego ? Dlatego, że po pierwsze film nagrany w rozdzielczości 4K musi być zgrany na odpowiednio pojemny nośnik np. na płytę Blu-Ray. Kto ma w domu odtwarzacz Blu-Ray albo konsolę XBox lub PS ? Użytkowników tych drugich pewnie trochę się znajdzie chociaż też się zbytnio nie pocieszą bo przynajmniej XBox One nie czyta żadnych płyt BluRay oprócz tłoczonych. Czyli filmu z wesela już nie pooglądamy. 

Ktoś powie zaraz, zaraz są przecież pendrive-y. Oczywiście, tylko pojawia się pytanie jakiej pojemności powinien być taki nośnik. Dla przykładu podam, że 50 minutowy film przyrodniczy "TimeScapes" nagrany w rozdzielczości 4K "waży" 330 GB - to dużo jak na popularne pendrive-y.

A teraz wyobraźmy sobie, że posiadamy urządzenie, które odtworzy nam nasz film w rozdzielczość UHD, ale pojawia się kolejne pytanie kto ma telewizor obsługujący taką rozdzielczość - oczywiście las rąk. Jeden z klientów powiedział mi kiedyś, że TV 4K to on nie ma, ale odtworzy na komputerze. Zadałem krótkie pytanie czy monitor obsługuje 4K - odpowiedź - nie tylko full HD. Oczywiście, że monitor i TV odtworzą taki film, ale poprzez tzw downscaling czyli sprzętowe zmniejszenie rozdzielczośc wyświetlanego obrazu. 

I jeszcze mała wrzutka. Zapewne ku waszemu zaskoczeniu przytoczę tutaj pewien artykuł z portalu www.benchmark.pl, gdzie autor, podpierając się faktami udowadnia, że telewizor 4K nie koniecznie musi być lepszy od Full HD. Jak to sam nazwał w artykule, że zachęcanie do zakupu TV 4K to bardzo często "marketingowa papka wciskana Kowalskiemu"

Przed podjęciem decyzji o wyborze rozdzielczości w jakiej będzie rejestrowana uroczystkość warto wziąć pod uwagę powyższe za i przeciw, a przede wszystkim to, że wykonanie takiej produkcji, nagranie, postprodukcja, jest sporo droższa. Wiele osób powie, że film w takiej rozdzielczości to na przyszłość, że jak sprzęt potanieje i stanie się bardziej popularny to sobie kupimy, a póki co odtwarzają na komputerach max full HD - i po co przepłacać ?

 

|

Full High-Definition, albo częściej określane skrótem „Full HD" to nazwa marketingowa dla 1080p – skróconej nazwy jednego z trybów wideo. Liczba 1080 oznacza pionową rozdzielczość ekranu równą 1080 poziomych linii, a litera „p” oznacza obraz progresywny lub z bez przeplotu. 1080p jest częścią telewizji wysokiej rozdzielczości HDTV w formacie panoramicznym 16:9 oraz o rozdzielczości 1920 × 1080, czyli ponad 2 miliony pikseli. 

 


Obecnie za standard można przyjąć rozdzielczość Full HD (1920x1080).  Należy jednak mieć na uwadze to, że niektórzy oferują nagrania w rozdzielczości HD, a to nie jest to samo co Full HD. Rozdzielczość HD to 1280x720 czyli mniej pikseli na ekranie i przez to mniejsza szczegółowość obrazu.

Rozdzielczość Full HD nie stwarza już takich kłopotów z odtworzeniem jak 4K. Chociaż dalej do odtwarzania płyt nagranych w Full HD konieczny jest odtwarzacz Blu-Ray (na DVD nie pójdzie) jednak 4 godzinny materiał zarejestrowany z przepływnością (o tym jak i o kompresji w dalszej części artykułu) około 24 Mb/s, bez zbytniej straty na jakości, można zmieścić na nośniku typu pendrive o pojemności 64 GB, a po odpowiedniej kompresji również na trochę mniejszym.

Powszechnie dostępne kamery rejestrują obraz Full HD naprawdę dobrej jakości i dla normalnego zjadacza chleba jest on bardziej niż zadowalający. Większa liczba osób również posiada telewizory lub monitory radzące sobie z taką rozdzielczością lepiej niż z 4K. Pomimo tego wiele jednak osób decyduje się na odebranie materiału filmowego skonwertowanego do formatu DVD. 

|

DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – rozpowszechniony w roku 1995 standard zapisu danych na optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8 cm), lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu.

 


Niesamowita popularność tego formatu oraz dostępność urządzeń sprawia, że nawet najwięksi producenci filmowi nie zaprzestali dystrybucji swoich produkcji na płytach DVD. Jednak w porównaniu do omawianych już standardów DVD dysponuje najniższą rozdzielczością tzw. SD (Standard Definition) - 720×576 dla systemu PAL i 720×480 dla NTSC. Wiadomo, że jakość takiego filmu nie jest tak dobra jak np Full HD, ale dalej akceptowalna. Do dobrego człowiek się szybko przyzwyczaja, a nie tak dawno raczyliśmy oczy filmami odtwarzanymi z taśm w jakości VHS - to w porównaniu z DVD jest mierną jakością. Także póki co DVD nie ma co odstawiać na półkę gdyż film zarejestrowany np. w Full HD i skonwertowany do SD będzie się lepiej prezentował niż film bezpośrednio nagrywany w rozdzielczości SD.

Hdsd

| Różnica w jakości HD i SD

Jednakże nie wszystkim taka konwersja się udaje. Znowu przytoczę coś ze swojej praktyki. Otrzymałem od klientki płytę DVD właśnie z filmem przekonwertowanym z Full HD jakość była tragiczna - obraz rozmyty przy szybszych scenach pojawiała się tzw. "pikseloza" czyli zbyt mocno skompresowane bloki obrazu. Prosiła o uratowanie filmu bo płyty z wersją full HD nie miała na czym odtworzyć. Na szęście orginał w Full HD był OK.

Czemu o tym piszę ? Żeby nikt wam nie wmówił, że inaczej się nie da przy okazji zarzucając wasze uszy fachowymi terminami i tysiącem powodów dlaczego nie. Otóż da się tylko, jak ze wszystkim w życiu, trzeba wiedzieć jak to dobrze zrobić. W opisywanym przykładzie osoba przygotowująca płytę DVD, nie wiem czemu, może z oszczędności na płytach DVD, postanowiła wcisnąć cały prawie 3 godzinny materiał HD na nośnik DVD. Jak widać udało się, ale tylko dlatego, że zastosowano zbyt duży poziom kompresji.

Z filmami video jest tak, że już podczas rejestrowania obrazu wewnętrzne oprogramowanie kamery w zależności od tzw. bitreate-u zmniejsza strumień informacji zapisywany na nośniku. Są oczywiście kamery zapisujące obraz tzw surowy, zczytywany bezpośrednio z matrycy, ale jego waga jest tak duża, że nie wykorzystuje się takich rozwiązań w kamerach amatorskich. Materiał z kamery po procesie postprodukcji w celu dalszej dystrybucji poddaje się kompresji. Proces ten wykonuje się poprzez tzw. kodeki, które z wykorzystaniem algorytmów mają za zadanie zmniejszyć wielkość pliku wynikowego w taki sposób, aby jakość materiału jak najmniej ucierpiała. Drugim sposobem zmniejszenia objętości pliku wynikowego jest zmniejszenie wspmnianego już bitreate-u czyli przepływności.

|

Bitrate. Współczynnik określający, ile bitów danych zostało użytych do zapisania dźwięku lub obrazu trwającego określoną jednostkę czasu (zazwyczaj sekundę). Bitrate odnosi się do plików wideo, multimedialnych, muzycznych oraz strumienia danych przesyłanych w sieci (na przykład internetowego radia).

 


Przy konwersji (downscalingu) należy obrać dobry kompromis pomiędzy wielkością pliku i przepływnością, a już na pewno nie upychać całego materiału z płyty BluRay na DVD.

Czytany 151 razy

Artykuły powiązane