Strona główna

Mapa częstotliwości zwracania wzroku(100 ciemne fragmenty obrazu, 0 białe) na wszystkie obszary


Pobieranie 54.52 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar54.52 Kb.


Mapa częstotliwości zwracania wzroku(100% - ciemne fragmenty obrazu, 0% - białe) na wszystkie obszary.

Tekst


Istnieje wiele standardów formalnego opisywania, w sposób unikalny, otaczającej nas rzeczywistości - w tym obywateli naszego Kraju: PESEL, NIP, a także rejon miejsca zamieszkania – kod pocztowy. Podobnie rzecz się ma z komputerowym zapisem znaków. Tak jak każdemu obywatelowi Polski przyporządkowany jest jeden unikalny kod PESEL, każdemu znakowi przyporządkowano jeden unikalny kod ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Ów kod mieści się w jednym bajcie, a ściślej w pierwszych siedmiu bitach bajta. Oznacza to, że każdej (niemal) kombinacji siedmiu zer i jedynek przyporządkowano jeden i tylko jeden znak. Są to znaki pisowni amerykańskiej. Znak wielkiej litery A w zero-jedynkowym (binarnym) zapisie bajta wygląda następująco: 01000001, litery L: 01001100. Pierwszy bit (od lewej) każdego bajta jest niewykorzystany (tymczasem). Zatem usiłując zapisać w kodzie ASCII imię ALA, otrzymamy trzy bajty w postaci:
01000001 01001100 01000001

A L A
Jak zostało wspomniane kod ASCII wykorzystuje tylko siedem bitów bajta (pierwsze 128 kombinacji zer i jedynek), pozostałe 128 kombinacji zer i jedynek bajta wykorzystano do nadania kodów narodowym znakom, w języku polskim są to: ą, ć, ę, ł itp. W różnych krajach te dodatkowe kody są inne – stosownie do specyfiki pisowni w danym języku. W ten sposób powstały tak zwane strony kodowe – odpowiednie dla określonych języków. Na przykład dla Polski obowiązującym standardem w internecie jest standard/strona kodowa ISO 8859-2. Zawiera on litery wykorzystywane w językach: Albanii, Bośni, Chorwacji, Czech, Finlandii, Węgier, Polski, Rumunii, Serbii, Słowacji i Słowenii. Innym powszechnie stosowanym standardem „dodatkowej części” kodów polskich znaków jest strona kodowa stosowana w produktach firmy Microsoft - Windows-1250. Zatem ASCII (pierwsze siedem bitów, pierwsze 128 kombinacji zer i jedynek) stosowane jest praktycznie na całym świecie, pozostałe 128 kombinacji wykorzystywane jest różnie, zależnie od pisowni w określonym państwie.

Teksty zapisywane przy pomocy kodów znaków oznaczane są jako: nazwa.txt

Czy dla przeciętnego użytkownika komputerów wiedza na ten temat ma jakiekolwiek znaczenie? Wydaje się, że tak. Pozwala ona m.in. zrozumieć problemy ze stosowaniem polskich znaków na komputerach w innych krajach, co wyraźnie jest widoczne podczas korespondencji elektronicznej (maile). Oprogramowanie na francuskich czy niemieckich komputerach najczęściej nie przewiduje stosowania polskich znaków, stąd w korespondencji z tych krajów maile mają w miejscach specyficznych polskich liter nadzwyczajne znaki. Oczywiście można to zmienić stosują, wspomnianą wcześniej odpowiednią stronę kodową. Podobny kłopot jest w odwrotnym kierunku – gdy jest potrzeba pisania listów w innym języku, gdzie stosuje się regionalne znaki typu: ǜ, χ, czy Щ. W celu uniknięcia problemów z zapisem znaków w różnych językach wprowadzono kod unikode. Unicode (nazywany po polsku Unikod) jest komputerowym zestawem znaków mającym w zamierzeniu obejmować wszystkie języki świata używane na świecie. Definiują go dwa standardy - Unicode oraz ISO 10646. Każdy znak w tym kodzie, zależnie od standardu zajmuje od jednego do trzech bajtów.

Zatem znak, dzięki kodom ASCII i ich uzupełnieniom (stronom kodowym), odzwierciedlany jest jednym bajtem. Stąd zapis wspomnianego imienia Ala, wymaga trzech bajtów. Na starej 3,5 calowej dyskietce, która ma pojemność 1,44 MB można zapisać 1 440 000 znaków. Przyjmując, iż jedna strona maszynopisu zajmuje 1 800 znaków, łatwo oszacować, że na dyskietce swobodnie mieści się zapis ponad 700 stron maszynopisu. Na pendrive’ie („pamięć USB”, więcej na jej temat w podrozdziale Error: Reference source not found) o pojemności 500 MB, zapiszemy (500 MB : 1 800 znaków) 2 700 000 stron maszynopisu. Są to imponujące wielkości. W praktyce okazuje się jednak, że tych stron możemy zapamiętać na nośniku znacznie mniej. Pomijając zawiłości stosowania różnych stron kodowych, należy zwrócić uwagę na to, że sam kod znaku nie mówi nic o jego atrybutach – jakiego rozmiaru jest to znak, czy jest podkreślony, jaki rodzaj czcionki (times? Arial?) itp. Informacja o znaku np. przesyłanym do drukarki, czy na ekran monitora musi być uzupełniana o jego atrybuty. Wymaga to wykorzystania kolejnych bajtów dla zapisu znaków. W rezultacie może okazać się, że na dyskietce nie zmieści się 700 stron, a znacznie mniej.

Jest i druga strona medalu – może się okazać, iż na dyskietce, mimo konieczności dodania informacji o wspomnianych atrybutach, zapiszemy nie 700, a nawet 1000 stron maszynopisu. Jest to rezultatem tak zwanego „pakowania”, kompresji – zabiegu realizowanego przy pomocy specjalnego oprogramowania (np. RAR, ZIP). Naturalną cechą programów kompresujących teksty jest to, że procesowi zmniejszania plików tekstowych nie towarzyszy jakakolwiek strata informacji. Po dekompresji tekst jest identyczny z oryginałem. Jest to kompresja bezstratna lub inaczej – kompresja ilościowa. Zazwyczaj jej skuteczność nie przekracza zmniejszenia objętości oryginału o 40%.

Istota kompresji bezstratnej polega na zastępowaniu często powtarzających się fragmentów zapisu ich krótkim odpowiednikiem. Na przykład kompresując dzieło Aleksandra Fredry, można łatwo dostrzec możliwość oszczędności pamięci niezbędnej do jego zapisu, gdyby zamiast osławionego zwrotu: „mocium panie” wpisywać znak #, który w tekście nigdy się nie pojawia. W tym przykładzie jeden znak zastępuje 12 znaków (litery słów i spacja). Podobnie można uczynić z innymi powtarzającymi się zwrotami i poszczególnymi słowami.

Obraz


Kolejną, po tekście, multimedialną formą informacji możliwą do zapisu cyfrowego jest obraz. Jego cyfrowy zapis możliwy jest dzięki przyjęciu podstawowego założenia – obraz składa się ze skończonej liczby elementów, umownych punktów – tak zwanych pikseli (od ang.: picture elements).


Rysunek 1. Ilustracja cyfrowego zapisu obrazu znaku.

Rysunek 1 ilustruje sposób zamiany obrazu na postać cyfrową, która jest zapisywana na cyfrowych nośnikach informacji. Wszystkim kolejnym pikselom obrazu przyporządkowywane są zera lub jedynki – zależnie od treści obrazu. Czarne piksele – jedynki, białe – zera. Operacja zamiany przebiega automatycznie. Wykonują ją m.in. skanery, cyfrowe aparaty fotograficzne (o urządzeniach tych będzie mowa w rozdziale XXX). O jakości obrazu w postaci cyfrowej decyduje przede wszystkim tak zwana rozdzielczość. Czym więcej jest wyróżnianych pikseli w obrazie (większa rozdzielczość), czym są one mniejsze - tym jakość rejestrowanego cyfrowego obrazu jest lepsza. Obraz na kartce papieru układany z owoców wiśni (mała rozdzielczość) będzie znaczniej mniej czytelny od obrazu układanego z ziarenek maku (duża rozdzielczość).

Rysunek 2. Ilustracja ziarnistości cyfrowej postaci obrazu


Miarą rozdzielczości jest parametr: H x V (ang. Horizontal x Vertical) – mówi on o liczbie pikseli w poziomie (H) i w pionie (V). Iloczyn tych wielkości jest parametrem pozwalającym na ocenę rozdzielczości np. określonego aparatu fotograficznego czy monitora. Inną często stosowaną miarą mówiącą o rozdzielczości obrazu jest ppi (ang. pixels per inch) – liczba pikseli na jeden cal. W odniesieniu do cyfrowych aparatów fotograficznych często jak synonim terminu rozdzielczość używa się – ziarnistość.
Rysunek 3. Ilustracja różnych poziomów szarości poszczególnych pikseli obrazu.


Aparat fotograficzny o rozdzielczości 2 500 x 2 000, wykonuje fotografie składające się z 5 milionów pikseli. Przeciętny komputerowy monitor LCD o rozdzielczości 1280 x 960, składa się z ponad 1,2 mln pikseli. Wydawałoby się, iż w takim razie do zapisu obrazu w aparacie fotograficznym potrzeba 5 milionów bitów – jeden bit na każdy piksel (tj. 625 000 bajtów, lub inaczej 625 KB), a ekranu monitora 1,2 miliony bitów (tj. 150 000 bajtów – 150 KB). Kalkulacja ta byłaby prawdziwa odnośnie obrazów czarno-białych bez odcieni szarości, bez kolorów. W praktyce nie ma aparatów wykonujących zdjęcia składające się tylko z czarnych lub białych pikseli, podobnie monitory czarno-białe należą do rzadkości, to znaczy takich, których każdy piksel zapisywany jest tylko jednym bitem (zero albo jeden).

Rysunek 4. Ilustracja obrazu w czterech różnych wielkościach rozdzielczości

Istota cyfrowego zapisu barw jest bardzo podobna do sposobu kodowania znaków (przypomnijmy, iż każdemu znakowi przyporządkowano jeden unikalny kod). Każdy kolor (ściślej barwa) ma także swojego rodzaju kod. Gdyby każdemu pikselowi przyporządkować jeden bajt (osiem, nie jeden bit!), liczba różnych kodów dla barw wyniosłaby 256. Zatem każdy piksel obrazu mógłby przyjmować jedną z 256 barw (por. Rysunek 3, w którym barwy, w niekolorowym wydaniu książki, zastąpiono różnymi poziomami szarości). Czy to jest dużo, czy mało? Zdecydowanie za mało. W praktycznych zastosowaniach każdemu pikselowi przyporządkowuje się 24 bity lub więcej. Oznacza to, że każdy piksel może przyjmować jedną z 16,7 milionów barw (tyle jest kombinacji zer i jedynek w 24 bitach).

Dominującym standardem zapisu barw jest RGB. Nazwa ta powstała ze złożenia pierwszych liter angielskich nazw barw: R – red (czerwonej), G – green (zielonej) i B – blue (niebieskiej). W wyniku mieszania tych barw można uzyskać dowolną inną barwę dostrzeganą przez ludzkie oko. W związku z tym, że informacja o barwie każdego piksela składa się z ośmiobitowych informacji o nasyceniu czerwieni, zieleni i barwy niebieskiej. Piksele zapisywane są 24 bitami (dla każdej barwy osiem bitów).

Konsekwencją takiego bogactwa kolorów, w przypadku przeciętnego monitora komputerowego jest ilość pamięci niezbędna do przechowywania treści obrazu. Jeden kolorowy obraz wymaga ponad trzy miliony bajtów pamięci (3 MB). Zwróćmy uwagę, że strona maszynopisu zapisana kodami znaków wymaga ponad 1000 razy mniejszej pamięci.

Cyfrowy zapis obrazu w postaci odzwierciedlającej każdy bit, bez żadnych uproszczeń ani dodatków nazywany jest zapisem bitmapowym. Jest on najdokładniejszy (najwierniej oddaje postać oryginalnego obrazu). Pliki tego typu zapisywane są w postaci : nazwa.bmp.

W fotografii format ten, bezstratnego zapisu informacji w postaci danych zebranych z matrycy światłoczułej i zapisanej w pamięci bez żadnej obróbki, nazywa się RAW (od ang. coś surowego, nieobrobionego) - "cyfrowy negatyw". Za możliwość dostępu do pełnego, nie uproszczonego formatu obrazu płaci się znaczną ilością pamięci niezbędną do zapisania fotografii (na karcie pamięci 256 MB mieści się, w formacie RAW, zależnie od przyjętej rozdzielczości zdjęcia, zaledwie nieco ponad 30 fotografii). Dane o obrazach RAW, po wprowadzeniu do komputera poddają się bardzo wyrafinowanym zabiegom obróbki fotografii: ustawianie balansu bieli, wyostrzanie, nasycanie kolorami, regulacja kontrastu, łącznie ze zmianą „temperatury oświetlenia”. Służą temu specjalne programy dołączane do aparatów fotograficznych. Okazuje się, iż zasygnalizowane korekty zdjęć mają znacznie większy wpływ na jakość fotografii od rozdzielczości w jakiej zostały zrobione. W małoformatowych zdjęciach (do A4) nie dostrzegalna jest różnica pomiędzy 2, a 4 milionami pikseli.

Do obróbki obrazów stosowane są edytory graficzne. Jednym z najpopularniejszych jest Photoshop. Umożliwia on zmieniać obrazy będące w postaci bitmapowej, podobnie jak zmiany nanoszone w tekście przy pomocy edytora tekstowego.

Powszechnie stosowanym formatem bezstratnego ale skompresowanego zapisu obrazu jest gif. (ang. Graphics Interchange Format). Jego zaletami są: niewielka ilość informacji niezbędna do zapisu obrazu, możliwość animacji obrazu. Podstawową wadą tego formatu jest to, iż obrazy są bardzo proste w formie (zaledwie do 256 barw). Wspomniane cechy gif’a zdecydowały o jego stosowaniu w konstrukcji stron WWW. Format ten powoli jest wypierany przez format PNG - format również bezstratny, jednak nie posiadający ograniczeń barw.

Zazwyczaj, podobnie jak miało to miejsce w przypadku plików tekstowych, pliki zawierające treść obrazów są kompresowane. Zważywszy na ogromną (w stosunku do tekstów) liczbę szczegółów obrazu, jego nadmiarowość (można usunąć fragmenty obrazu bez zauważalnej straty jego jakości), zaczęto stosować kompresję stratną lub inaczej – kompresję jakościową. Polega ona na upraszczaniu obrazu, eliminacji jego detali, by w konsekwencji zapisywany obraz wymagał znacznie mniejszej wielkości pamięci. Kosztem tego jest strata jakości obrazu. Inną metodą kompresji jest wyszukiwanie w obrazie fragmentów (np. bloków 8x8 bitów), które są niemal identyczne. Podobnie jak miało to miejsce w powtarzających się tekstach, podczas kompresji, fragmenty te zastępowane są, znacznie krótszymi, unikalnymi nazwami. Istnieje wiele innych metod kompresji stratnej, które stosowane samodzielnie lub łącznie dają często imponujące rezultaty.



frame1

Najbardziej skuteczną metodą kompresji jest metoda fraktalna. Fraktal to twór podobny do samego siebie, to znaczy taki, że po jego dowolnym powiększeniu otrzymuje się zawsze podobny obraz, np. kwiaty słonecznika albo płatka śniegu. Kompresja fraktalna stosowana jest zarówno dla obrazów nieruchomych jak i obrazów ruchomych. Ideą fraktalnej kompresji obrazów jest znalezienie w danym obrazie fraktalnego wzorca i wyrażenie go za pomocą formuły matematycznej, podobnie jak ma to miejsce, w opisanym dalej, zapisie wektorowym obrazu. W tym celu niezbędna jest precyzyjna analiza kompresowanego obrazu, co sprawia że ten sposób kompresji jest wolniejszy niż kodowanie inną metodą. Ze względu na jakość obrazu metoda ta znacznie przewyższa technologię JPEG.

Każdy obraz poddany kompresji stratnej nieodwracalnie traci na jakości – obraz po dekompresji jest zawsze gorszej jakości od obrazu oryginalnego. Najczęściej stosowanym formatem kompresji stratnej jest jpg (Joint Photographic Expert Group). Umożliwia on zarówno stratną jak i bezstratną kompresję danych. Oczywiście kompresja stratna daje nieporównywalnie lepsze rezultaty w oszczędności pamięci. Stopień uproszczeń kompresowanego obrazu jest kontrolowany poprzez ustawienie odpowiednich parametrów. Stanowi to o możliwości regulacji stopnia kompresji (upraszczania obrazu, por. Rysunek 5) – stosownie do potrzeb. Na przykład obraz zamieszczany na stronie WWW może być słabej jakości (zajmuje mniej pamięci – dzięki temu jego transmisja) jest szybsza. Często tak uproszczony obraz staje się linkiem, który pozwala ściągnąć obraz w odpowiednio dobrej jakości – na przykład umożliwiającej jego drukowanie.
Rysunek 5. Ilustracja tego samego obrazu w dwóch różnych stopniach kompresji stratnej

W poszukiwaniu ekonomicznego sposobu zapisu obrazu (zajmującego jak najmniejszą ilość pamięci), wykorzystano m.in. tak zwany zapis wektorowy lub inaczej grafikę wektorową. Idea tego zapisu polega na tworzeniu obrazów z prostych figur geometrycznych, często nazywanych prymitywami. Ten sposób cyfrowej rejestracji obrazów ma istotne ograniczenia, w zasadzie nadaje się do obrazów prostych (tak zwanych grafik), które mogą być składanką figur geometrycznych. Innymi słowy w zapisie wektorowym każdy obraz tworzony jest z trójkątów, prostokątów, elips, krzywych – figur, które można zapisać analitycznie, w postaci krótkich, zajmujących niewiele pamięci, wzorów matematycznych. Np. zamiast zapamiętywania obrazu prostej wystarczy krótki zapis: y=ax wraz z podaniem współrzędnych początku i końca tej prostej oraz jej atrybutów (kolor, przezroczystość, grubość). Zatem zapis tej prostej zajmie niewiele więcej miejsca niż 20 bajtów, co w porównaniu z zapisem bitmapowym (setki tysięcy bajtów) jest ogromną oszczędnością, niezbędnej do zapisu prostej, pamięci. Prostą tę komputer sam wykreśli. Podobnie zapisywane są elipsy i bardziej złożone figury. Do edycji, tworzenia obrazów wektorowych stosuje się specjalne programy – edytory wektorowe, są to m.in.: CorelDraw, Illustrator, WindowsDraw i Designer.

Poza wspomnianymi formatami kompresji obrazów (jpg, gif, zapisy wektorowe) jest wiele innych formatów, niemniej przydatnych ale mniej spopularyzowanych. Skuteczność kompresji, zależnie od złożoności obrazu, wynosi 20% – 90%.



Wideo

Do cyfrowego zapisu wideo (filmów) wykorzystywane są techniki podobne do stosowanych przy zapisie obrazów. Zważywszy jednak na to, iż poszczególne klatki filmu zmieniają się 50 razy w czasie jednej sekundy, a kolejne klatki zazwyczaj różnią się od siebie, wykorzystano właściwości wzroku (w zasadzie jego niedoskonałość), dzięki którym rozdzielczość obrazów poszczególnych klatek, bez zauważalnej straty jakości oglądanego filmu, może być znacznie mniejsza od stosowanej w obrazach statycznych. Dzięki temu suma informacji o obrazach tworzących film zajmuje znacznie mniej miejsca. Kolejnym zabiegiem zmniejszającym wielkość pamięci niezbędną do cyfrowego zapisu wideo jest fakt, iż dla wielu sekwencji filmowych zmienia się jedynie mały wycinek obrazu. Jeśli np. na filmie obserwujemy idącą osobę, to tło pozostaje w dużej części niezmienione. Wykorzystano to w metodzie kodowania Delta. Tylko raz na kilkaset ramek zapisywany jest cały obraz – tzw. i-frame, dalej rejestrowane są jedynie różnice pomiędzy obrazem poprzednim a bieżącym. W opisywanym przykładzie filmowania idącej osoby, zapisywany jest tylko ten wycinek obrazu, który zmienił się z powodu idącej osoby.

Cyfrowy zapis filmów związany jest z bezpośrednio ze strumieniem informacyjnym, często nazywanym mediami strumieniowymi. Jest to technologia transferowania danych w sposób umożliwiający ciągłą transmisję przekazu multimedialnego i przetwarzanie danych. Ma ona coraz większe znaczenie wraz ze wzrostem pasma dostępu do Internetu. Dzięki zastosowaniu strumieniowego przesyłania danych (film, muzyka) odbiorca może widzieć/słyszeć je, na bieżąco, w trakcie przesyłania. Dane odbierane od nadawcy, są szybciej gromadzone w komputerze niż wyświetlane, dzięki temu użytkownik może oglądać na bieżąco otrzymywany przekaz filmu lub dźwięku. Gdyby strumień był zbyt ubogi (wąskie pasmo, zbyt mała liczba bitów przesyłana w jednostce czasu), przekaz ten byłby przerywany, mało czytelny. Innymi słowy odbiór informacji byłby wolniejszy od jej nadawania. Widoczne jest to w postaci np. przerywanego przekazu wideo lub audio. Stanowi to o konieczności zapewnienia stosownego pasma dla transmisji strumieniowej, nie może być ono mniejsze (licząc w bitach na sekundę) od strumienia nadawanych informacji (liczonych w tych samych jednostkach).

Warto zaznaczyć, że odtwarzana płyta CD czy DVD jest także źródłem strumienia danych1. Ma to związek z szybkością napędów CD. Pierwsze napędy CD, które miały szybkość „x 1” (popularnie nazywaną „krotnością”). Były przystosowane do odczytywania cyfrowego zapisu dźwięku z taką szybkością, która gwarantowała możliwość jego słuchania bez żadnych zakłóceń wynikających ze zbyt wolnego odtwarzania zapisanego na płycie dźwięku. Wraz z doskonaleniem technologii zapisu i odtwarzania CD, pojawiły się napędy x2, x4, a współcześnie nawet x50 i więcej. Oznacza to, że napęd jest w stanie odtwarzać muzykę nawet 50 razy szybciej niż wymaga tego nasz zmysł słuchu. Przyspieszenie odtwarzania/zapisywania ma zastosowanie np. podczas kopiowania płyty CD. W rezultacie proces kopiowania zostaje przyspieszony o 50 razy względem czasu (szybkości) jaki jest konieczny podczas słuchania zapisanej na dysku muzyki.

Ze strumieniową transmisją danych związane jest stosowanie tak zwanych kodeków. Kodek ("koder/dekoder") jest zazwyczaj programem (może to być urządzenie) przekształcającym strumień danych. Kodeki zmieniają strumień danych (np. w formacie MPEG-2, MPEG-4) w formę zakodowaną (przede wszystkim w celu transmisji, składowania lub zaszyfrowania) lub odkodowują, by umożliwić jego odtwarzanie bądź obróbkę.
Tabela 1. Porównanie niektórych kodeków




DivX 5.2.1.

DivX 6.0.2

XviD 1.1.0

3ivxD4 4.5.1

X.264

Windows Media Video9

Procent kompresji

90

91

93

89

92

91

Umowna ocena jakości

3,5

3,5

4

3

2

2,5

Czas kompresji [s]

12

15

20

12

32

53

Problematyką standaryzacji zapisu cyfrowego wideo i innych materiałów audiowizualnych zajmuje się organizacja MPEG (Motion Picture Experts Group)2. Powołana została w 1988 jako oddział Międzynarodowej Komisji Normalizacyjnej ISO (International Standards Organization). Od nazwy grupy pochodzą kolejne opracowane przez nią standardy cyfrowego zapisu wideo, czyli MPEG-1,2 i 4. Definiują one metody kompresji, formaty plików i inne parametry cyfrowego video. W trakcie opracowywania są standardy MPEG-7, MPEG-21. Zazwyczaj filmy kodowane za pomocą tych metod mają rozszerzenia .mpg, a materiały dźwiękowe – .mp3 i .mp2.



MPEG-1 daje słabej jakości film przy rozmiarze kadru około 320 x 240 pikseli. Zapewnia tylko standardową (z systemów wideo PAL i NTSC) liczbę klatek na sekundę (25 i 29,97). MPEG-2 (opracowany w 1994 roku), jest najbardziej znanym standardem MPEG. Zapewnia międzyliniowość i znacznie większe rozdzielczości niż MPEG-1. Został opracowany jako format profesjonalny i stanowi kombinację dobrej kompresji i wysokiej jakości. Najnowszym (1998) standardem jest MPEG-4. Stosuje się go do kompresji cyfrowych zapisów audio i wideo. MPEG-4 głównie wykorzystywany jest w Internecie, dystrybucji materiałów audiowizualnych via CD/DVD, wideotelefonach i w cyfrowej dystrybucji programów telewizyjnych. Dzięki temu standardowi nastąpiło znaczące przenikanie technologii związanych z telewizją do szeroko rozumianych technologii informacyjnych (informatyka i internet).

Tabela 2. Porównanie formatów MPEG-2 i MPEG-4

Format

MPEG-2

MPEG-4

Rozdzielczość

352x258 do 1920x1152 (HD DVD)

Do 1920x1088 (DivX 5.0)

Strumień danych

500 kb/s do 10 Mb/s do 80 Mb/s

20 Kb/s do 4 Mb/s do >1 Gb/s

Formaty filmów

DVD

DivX 5.1.1 Home Theater Profil

Rozdzielczość obrazu

720x576 (PAL)

720x576 (PAL)

Telewizyjne stacje nadawcze i odbiorniki TV coraz częściej stosują cyfrową formę zapisu wideo. Stare (do dzisiaj powszechnie stosowane) standardy telewizyjne takie jak PAL (720 linii x 576 linii) i NTSC (720 x 486) mają ponad 40 lat. O ich niskiej jakości świadczy niecałe 0,5 M pikseli, które tworzą poszczególne ramki filmów wyświetlanych na ekranach tradycyjnych telewizorów. Współcześnie powszechnym, w pełni cyfrowym standardem staje się zapis o znacznie większej jakości (pięć razy więcej pikseli) – HDTV (High Definition Television - telewizja wysokiej rozdzielczości)3. Równolegle prowadzone są prace badawcze i wdrożeniowe nad wprowadzaniem IPTV (Internet Protocol Television) – nowej usługi polegającej na dostarczaniu wideo w Internecie. Wykorzystywane są do tego celu specjalistyczne odbiorniki (STB, ang. Set-Top-Box), do których przesyłany jest strumień wideo. Jest on najczęściej zakodowany we, wspomnianych wcześniej formatach MPEG-2, MPEG-4 lub innych takich jak WindowsMedia WMV lub RealVideo. Dotychczas, ze względu na duże wymagania dotyczące pasma (ponad 10 Mb), HDTV nie jest przesyłane z wykorzystaniem IPTV.


Jednocześnie z rozwojem zastosowań cyfrowego zapisu wideo powstała inicjatywa - Digital Cinema Initiatives, LLC (DCI), zrzeszająca siedmiu potentatów filmowych (Disney, Fox, Metro-Goldwyn-Mayer, Paramount Pictures, Sony Pictures Entertainment, Universal Studios, and Warner Bros. Studios). Powołany przez te firmy organ opracował podstawowe standardy pozwalające zastąpić tradycyjne kina - kinami cyfrowymi (Digital Cinema). Standardy te obejmują problematykę formatu, kompresji, kodowania, transportu, narzędzi do prezentacji w kinach i bezpieczeństwa (troski o prawa autorskie). Pomijając zawiłości specyfikacji wyróżnionych problemów, mając na uwadze wcześniejsze techniczne specyfikacje cyfrowego wideo, stworzono dwa standardy cyfrowego kina: 2K (2048 x 1080 pikseli) lub 4K (4096 x 2160 pikseli). W obu przypadkach każdy piksel zapisywany jest 36 bitami (po 12 bitów na każdy kolor)4.


1 Najczęściej stosowane formaty transmisji strumieniowej i (podane w nawiasach) programy do ich odtwarzania: (Windows Media) ASF, WMV, WMA, ASX, WMX, WAX; (Real Media) RM, RAM, RPM, RA; (Quick Time) MOV, MP4.


2 www.mpeg.org

3 HDTV posiada pięć zatwierdzonych formatów. Są to : 720p - 1280x720 (24 klatki na sekundę) (p – progresywne skanowanie), 720p - 1280x720 (30), 720p - 1280x720 (60), 1080i - 1920x1080 (i- przeplot), 1080p - 1920x1080.

4 Digital Cinema Initiatives, LLC. Digital Cinema System Specification V1.0. July 20, 2005.


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość