テレビとパソコン。ビデオアート

テレビとコンピューター

ビデオアート

導入

この資料を書く必要性が生じたのは、デジタルビデオの多くの初心者ファンが、画像の歪みがはっきりと見えるビデオからフレームを送信し始めた後に生じたもので、私が何を間違っているのか、テレビの画像は正常ですが、という当然の質問をしたためです。コンピューター上ではないですか？

テレビは数十年前に発明され、電子コンピューターが登場するずっと前でした。当時はデジタル変換など論外でした。そのため、すべては便利で安価な信号伝送と、その後の画面上への表示を目的として作られました。当時の技術。パソコンの映像はテレビと同じようにはできず、不具合が生じたり、それについての質問など。この資料は、これらの質問のほとんどに答えることを目的としています。

テレビ画像の伝送と形成

テレビを見ているほとんどの人は、25 秒あたり 50 フレームの周波数の画像を見ていると信じています (以下、この情報は PAL/SECAM テレビシステムを指します)。これは完全に真実ではありません。実際、画面上の画像は 50 秒間に XNUMX 回変化しますが、画像全体ではなく半分だけが変化します。まず、画像フレームの線の半分が描画され、次にもう半分が描画されます。それぞれの半分はフィールドと呼ばれます。したがって、XNUMX 秒あたり XNUMX フィールドが TV 画面に描画されると仮定するのは正しいことです。このテクノロジーは、以下の写真によく示されています。

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ソースフレーム

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同じですが、XNUMXつのフィールドに分かれています

人間の視覚の慣性と、テレビのブラウン管の蛍光体の残光の両方のせいで、人は各画像の「中途半端さ」に気づきません。それにもかかわらず、多くの視聴者は、まさに映画内の物体の動きがより離散的であることによって、映画とテレビ映画を容易に区別します。テレビ映画は、同じ 50 フィールド/秒のビデオカメラで撮影され、映画は 24 フレーム/秒の映画カメラで撮影されます。テレビ放送用にフィルムを準備する場合、各フレームは XNUMX つの「ハーフ」フィールドに変換されますが、フィルムの XNUMX フレーム内には動きがないため、視聴者の目にはこれらのフィールドが重なり合い、フィルムから元のフレームが復元されるだけです。

テレビ画像の伝送を特徴付けるいくつかの図

テレビを横に並べて表示できる垂直ラインの最大数は 768 です。このライン数は、周波数 15625 Hz の矩形信号をテレビの低周波入力に印加することによっても確認できます。線は交互に表示されます - 0 信号は白、1 信号は黒です。したがって、テレビ全体のフレームは 768x625 になります。サービスラインを破棄し、フレームスキャンを逆にしても、実際の解像度は 720x576 のままです。この解像度は、すべてのビデオ編集プログラムのコンピュータ上の全画面ビデオに対して指定されます。

テレビ画像全体を送信するために必要な帯域幅は単純に計算されます: 768 (水平ライン)/2 (384 つのラインは白、もう 625 つのラインは黒) = 240000 * 25 (フレームあたりのライン数) = 6000000 * 6 (XNUMX フレームあたりのフレーム数)秒) = XNUMXHz = XNUMXMHz。

水平走査周波数は 15625Hz なので、64 ラインの長さは XNUMX マイクロ秒です。

フレームレートは50Hz、20フィールドの継続時間はXNUMXミリ秒です。

20 ミリ秒間に描画される線の数は 312.5 (0.020/0.000064) です。フレーム全体では、それぞれ 312.5x2 = 625 になります。

テレビ信号の詳細を考慮する方法

ビデオをコンピュータにダウンロードした後、多くのユーザーが当惑する質問をすることが多いのは、まさにテレビ信号の詳細についての無知のためです。ビデオを MPEG 形式のさまざまな形式に圧縮するときにも、同じ問題が発生します。最もよくある質問とその回答は次のとおりです。

デジタルカメラでキャプチャしたビデオをコンピュータで見ると、同じ断片をテレビで見る場合よりも画像がはるかに暗いことがわかります。したがって、フレームの実際の色や明るさを把握していなければ、フィルムを慎重に編集することはできません。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?また、この状況を解決するにはどうすればよいですか?

この現象はよく知られており、DV を解凍して画面に表示するために使用される DV コーデックの特性により発生します。実際、カメラに送信された同じ画像がテレビではまったく正常に見えるにもかかわらず、モニター画面上の画像は非常に暗く見えます。この現象に対抗する根本的な手段はありませんが、テレビとコンピュータの画像間の差異を大幅に減らすことは可能です。ビデオエディターと Windows プレーヤーの両方がオーバーレイモードを使用してビデオを表示するため、オーバーレイウィンドウ専用にコントラスト、明るさ、色相、彩度を調整できます。ビデオカードは、NVidia のプロセッサでこの機能を提供します。最新のすべてのドライバーの設定でこのメーカーからは、対応する [オーバーレイカラーコントロール] タブがありますが、残念ながら、ビデオカード用プロセッサの別の有名なメーカーである Matrox Graphics では、オーバーレイモードで設定を構成する機能を提供していません。 影響しない ビデオ出力だけです。

設定ウィンドウを図に示します。

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ビデオ画像をカスタマイズするには、ビデオクリップを通常の Windows プレーヤーにロードし、[停止] ボタンをクリックして、上に表示されているオーバーレイ設定パネルを呼び出して、好みの設定を選択します (同じ画像をテレビで見るとさらに賢明です) ）。

ビデオからディスクに撮って保存したフレームを表示していると、「櫛」と呼ぶことのできるアーチファクトを発見しました。これは、動いている物体や静止している物体の歯ですが、カメラが動いたときに発生します。テレビではすべてが正常です。このような歪みはどのようにして回避できるのでしょうか?また、すでに撮影された映像を何らかの方法で修正することは可能でしょうか?

小さな例を見てみましょう。これは、急速に回転するカメラに捉えられた人々のショットです。

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この画像では、画像内のすべてのオブジェクトのエッジが「櫛」によって歪んでいることがわかります。このアーティファクトは、画像が互いにオフセットしている 1 つのフィールドが重なることによって発生します。オフセットは、カメラが 50/8 秒で移動した距離に対応します。従来のビデオカメラで撮影する場合、このような歪みを避けることはできません。プログレッシブスキャンを備えたカメラのみが、オブジェクト/カメラの低速時にこのような歪みを大幅に軽減し、除去できます。このようなフレームを Web ページに配置したり、プリンターで印刷したりするために保存したい場合は、Adobe Photoshop または Ulead Photoimpact XNUMX のビデオ/インターレース解除フィルターを使用して画質を向上させることができます。結果は次のようになります。このような：

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実際には XNUMX つのフィールドが削除され、別のフィールドのラインが XNUMX 倍になるため、このような操作後の垂直解像度は半分に低下することを考慮する必要があります。

Ulead MediaStudio Pro (Adobe Premiere、Vegas Video など) を使用してデジタルカメラからビデオをキャプチャしたところ、奇妙な写真を発見しました。Windows プレーヤーでは、録画したビデオの解像度が 360x288 であるはずなのに、720x576 しか表示されません。これはなぜ起こるのでしょうか?また、ビデオをフル解像度で見るにはどうすればよいですか?

これは本当です。デフォルトでは、Windows プレーヤーは DV ビデオを 360x288 の解像度で表示します。番組をフル解像度に変換するには、次の手順を実行する必要があります。

Windows Media Playerの	Windows	設定
6.x	98	DV ファイルの再生を開始し、「停止」をクリックします。次に、「ファイル/プロパティ」メニューで「詳細」、「DV ビデオデコーダ」、「プロパティ」の順に選択します。表示されるウィンドウで次のようにします。フルを選択します。その後、OK、もう一度OK。
7.x	2000	「ツール/オプション」メニューに移動し、「パフォーマンス」を選択します。ビデオアクセラレータをフル、デジタルビデオ (DV) を大に設定します
8.x	XP	Windows Media Player 7 の場合と同じことを行いますが、ビデオアクセラレーションをインストールした後、[詳細設定] ボタンをクリックします。

Windows プレーヤーをフル解像度表示モードに切り替えると、プレーヤーは 2 つの重ねられたフィールドの各フレームを表示するため、移動するオブジェクトの端に「櫛」が表示されることを忘れないでください。この現象については上で詳しく説明しました。 360x288 モードでは、棚が XNUMX つだけ表示され、そのような歪みはありません。

「プログレッシブスキャンカメラ」、「通常スキャンカメラ」とは何を意味しますか。理論上、テレビ画像は常にインターレースされ、それ以外は何も行われるべきではありません。そして、同じトピック、つまりデジタルビデオカメラでどのように「写真」を撮るかについてですが、「コーム」はなく、最も普通のカメラには「プログレッシブ」機能はありません。

確かに、テレビはインターレース画像しか表示できませんが、実際には一部のビデオカメラのプログレッシブスキャンで撮影する機能と矛盾はありません。しかし、これを理解するには、ビデオカメラで撮影する技術について詳しく説明する必要があります。

インターレーススキャンでの撮影 - インターレーススキャンのみを使用する従来のビデオカメラでの撮影プロセスを考えてみましょう。このような撮影では、カメラは実際に 50 秒あたり 1 回撮影し、CCD (CCD) からの情報は偶数ラインまたは奇数ライン、つまり、正確に読み取られます。奇数ライン (3、623、...、625、1) が最初に読み取られ、次に 50/2 秒後に偶数ライン (4、622、...、624、XNUMX) が読み取られます。したがって、被写体がカメラに対して移動すると、異なるフィールドの画像は互いに異なり、被写体の移動速度が速いほど、その違いはより顕著になり、したがって「櫛」が大きくなります。。このタイプの撮影には明らかな利点が XNUMX つあります。それは、テレビに「櫛」がはっきりと表示されないため、移動するオブジェクトを滑らかに表示できることです。インターレースモードでの撮影の欠点は、コンピュータで編集する場合にのみ顕著に現れます。写真を印刷したり、最も興味深いフレームを含むファイルのアルバムを作成したりするために、移動するオブジェクトの高品質の静止画を撮影することはほとんど不可能です。
プログレッシブスキャン撮影 - プログレッシブスキャンカメラでの撮影プロセスは、テレビ規格に従って、カメラが 1/25 秒ごとに写真を撮影し、その写真の 24 つのフィールドを記録するという点で異なります。この場合、ルール違反がないことは明らかですが、あるフィールド上の画像が別のフィールドに対してオフセットされることはありません。このようなカメラで撮影したビデオをテレビに映すと、誰もが知っているように、XNUMX 秒あたり XNUMX フレームの周波数で撮影される映画を非常に彷彿とさせます。決して安価ではない少数のビデオカメラにはプログレッシブスキャンで撮影できる機能があるため、安価なビデオカメラにこの機能があることを期待すべきではありません。
デジタルビデオカメラの写真モード - 最新のすべてのデジタルビデオカメラの写真モードは、ビデオカメラの他の特性に関係なく、同じように機能します。このモードはプログレッシブスキャン撮影の特殊なケースです。唯一の違いは、この方法では 6 ～ 7 秒ごとに XNUMX 枚の写真だけが撮影され、この間、写真自体の記録に音声の記録が伴うことです。しかし、写真自体は同じように記憶され、「写真撮影」時間全体を通じて同じフレームが単に記録されるだけです。このような写真には「くし」も含まれないため、Adobe Photoshop で上記の手順を実行する必要はありません。

解像度: 行または行?

多くの初心者ビデオ愛好家にとって悩ましい点は、自分のカメラまたは購入予定のカメラの撮影品質をどのように評価するかということです。ビデオカメラの非常に重要なパラメータの 500 つは解像度であり、通常は TVL (テレビライン) で測定されます。最新のデジタルビデオカメラの場合、パスポートデータによると、このパラメータの値は 500 TVL 以上に達します。このトピックで最も人気のある質問は、テレビの画像には 625 ラインあるはずなのに、なぜカメラには 625 ラインしかないのか、というものです。実際、これらはまったく異なる概念です。テレビ画像を分解するライン (実際には XNUMX 個あります) と、画像の品質を特徴付ける TVL です。 TVL が何であるかを理解する最も簡単な方法は、通常のテレビテストテーブルの一部を見ることです。

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線の横の数字は解像度を表します。たとえば、数字 500 の隣の線が区別できる場合、解像度は「500 TVL よりも悪くない」と書かれています。たとえば、テレビ台の 8 つの実際の写真を見てみましょう。900 つは SONY Digital XNUMX カメラで撮影した写真、もう XNUMX つは、John Beale Web サイトから取得した、解像度 SONY DCR-trVXNUMX の非公式チャンピオンの写真です。

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地上波テレビを送信する際の最大解像度はチャネル帯域幅によって決まり、帯域幅は長い間標準化されてきたため、改善できないことを考慮する必要があります。

通常の家庭用 VHS ビデオレコーダーの最大解像度はわずか 240 TV ラインですが、S-VHS ビデオレコーダーとビデオカメラの最大解像度は 400 TV ラインです。

ビデオカメラのマニュアルや広告を読むすべてのユーザーが、デジタルビデオカメラの TVL 値に付随する注記に注意を払うわけではありません。通常、注記には、値がカメラの VCR での録画/再生の場合にのみ指定されることが記載されています。実はこの場合、アナログビデオ信号とデジタルビデオ信号を変換するカメラエンコーダ/デコーダの品質特性を示しています。なぜこのような注意が必要なメモが与えられているのでしょうか？実際、ビデオカメラの解像度は、以下に挙げる多くの要因に依存します。

高品質 CCD (CCD)。
CCD（CCD）の数は、多いほど（3）良いです。
CCD（CCD）の受光素子（画素）の数。
カメラの DV エンコーダー/デコーダーの品質。
カメラの光学系の品質。

DV 規格は、デジタルビデオカメラのテープレコーダーのテープ上の DV 記録形式を厳密に規定しているため、ビデオ記録時の解像度は、650 ドルと 4000 ドルの DV カメラで同じになります。実際のところ、デジタルテープレコーダーの「解像度」という概念自体がばかげています。たとえば、「ハードドライブの解像度」という概念はありません。ビデオカメラの全体的な品質を決定する正しい値は、キャプチャされた画像の解像度になりますが、そのようなパラメータが指定されることはあまりありません。ビデオカメラのテープレコーダーの TVL 値よりも大幅に小さい場合があります。

コンピューターは何を表示しますか?

多くの初心者ビデオ愛好家は、コンピュータからテレビやビデオデッキにビデオを出力するには、ビデオ出力を備えた通常の優れたビデオカードがあれば十分だと信じています。この方法で、創造性の成果を簡単にコンピュータに保存できます。通常のVHSカセット。実際、この出力方法は、最も高価で最高のビデオカードであっても、TV 出力のビデオ画像の品質が低いため、使用することはほとんど不可能です。理由はいくつかあります。

ビデオ画像は常にフレームごとにのみ表示され、フレームはアーティファクトの形でその後に生じるすべての結果をフィールドに重ね合わせることによって形成されます。その XNUMX つは前述の「櫛」です。
ビデオカードで許可されている画面解像度のうち、720x576 の解像度は表示されないため、ビデオウィンドウが正しい解像度の場合、ビデオカードの解像度 800x600 または 1024x768 までの境界線で囲まれます。全画面表示モードを選択すると、ビデオカードとそのドライバーが適切と判断するように画像が拡大縮小されます。
ビデオカードは、元のビデオ画像とは関係なく、TV 出力を介した出力用のフィールドへの分解を行います。

現在、上記の欠点が実質的にないのは Matrox ビデオカードだけですが、これらのビデオカードは非常に高価で、ほとんど販売されておらず、XNUMXD グラフィックスを操作するためのパラメータが低いです。

デジタル化されたビデオフィルム自体は、オリジナルの状態でコンピュータのディスクに保存されます。畑に広げられました。ただし、通常のテレビで正しく再生するには、次の方法を使用する必要があります。

ビデオ入出力用の特別なカード (もちろん、ビデオフラグメント自体は、このカードがサポートするフォーマットを持っている必要があります)。
DVフォーマットで映像を出力するデジタルビデオカメラ。これは、デジタルビデオカメラがデジタル入力からデータを受信すると、それをアナログ信号に変換するため、通常のテレビで DV を視聴したり、家庭用 VCR で録画したりするために使用できるという事実によって可能になります。残念ながら、欧州共同体で販売されている入力がブロックされたデジタルカメラは、税関の制限によりこのように使用できません。

著者: スプライン社; 出版物：pctuner.ru

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