Общие сведения о цифровом видео
Видео
Все, сказанное выше по отношению к статическим изображениям, относится и к видео. Надо лишь помнить о том, что впечатление просмотра видео на компьютере создается благодаря быстрому чередованию отдельных статических изображений, называемых кадрами (frames). Количество кадров, демонстрируемых в течение одной секунды, называется частотой кадров (frame rate). Психология человеческого восприятия такова, что при чередовании с частотой более 20-ти кадров в секунду они не воспринимаются как отдельные изображения, а полностью создают иллюзию просмотра динамической картины.
Принцип покадрового видео, как вы знаете, лежит в основе традиционного (аналогового) кино и телевидения. Отличие компьютерного представления видео проявляется лишь на изложенных нами ранее характеристиках отдельных кадров видео как компьютерных изображений. Сведем все то, о чем мы уже рассказали, и то, о чем только собираемся рассказать, в одну таблицу (табл. 1.1) (не касаясь пока звука, рассмотренного в следующем разделе).
Внимание
Заметим, что термином "цифровое видео" здесь и далее мы обозначаем не только видео, которое воспроизводится на мониторе компьютера, но и современные "докомпьютерные" технологии (цифровые видеомагнитофоны, видеокамеры и т. п.).
Таблица 1.1. Цифровое и аналоговое видео.
| Параметр | Цифровое видео | Аналоговое видео (традиционное ТВ) | Аналоговое кино |
|---|---|---|---|
| Разрешение | Изображение дискретное, создается пикселами | Изображение непрерывное, создается на кинопленке на молекулярном уровне | |
| Глубина | Определяется числом байт, кодирующим информацию об интенсивности каждого пиксела | Бесконечная (непрерывная шкала оттенков, отсутствие градации оттенков, наиболее естественные цвета) | |
| Качество сжатия | Выбирается пользователем; при этом за счет ухудшения качества изображения возможно значительное уменьшение размера видеофайла | Нельзя регулировать, максимальный объем видеозаписи определяется характеристиками носителя (видеолента, кинопленка и т. п.) | |
| Частота кадров | Иллюзия динамической картинки создается благодаря быстрому чередованию отдельных кадров (20 кадров/с и более) |
||
| Звук | Цифровой, записываемый по принципу дискретизации | Аналоговый (бесконечное число градаций) | |
Исторически сложилось, что разные стандарты кино и ТВ поддерживают различную частоту кадров. Приведем характеристики некоторых из них:
- 24 (кадра/с) – используется для создания кинофильмов на кинопленках (классический кинематограф);
- 25 (кадров/с) – стандарт PAL/SECAM, европейский стандарт телевидения;
- 29.97 (кадров/с) – стандарт частоты кадров для NTSC (североамериканского стандарта телевидения);
- 30 (кадров/с) – режим, довольно часто применяемый для создания компьютерных мультимедийных продуктов.
При работе с цифровым видео большое значение имеет договоренность о нумерации отдельных кадров. Способ и формат расстановки числовых меток, связанных с каждым кадром, называется тайм-кодом (timecode) кадра. Чаще всего используется отображение тайм-кода в стандарте NTSC, определяющий нумерацию кадров в пределах каждой секунды фильма, т. е. в виде час: минута: секунда: кадр. Например, тайм-код 01:37:10:21 означает 21-й кадр 10-й секунды 37-й минуты 1-го часа от начала фильма. Однако наряду с таким представлением иногда применяются и альтернативные варианты нумерации кадров (например, сквозная нумерация кадров по порядку от начала до конца, без ссылки на время, т. е. 0, 1, 2,…, 100 000, 100 001, 100 002 и т. д.).
Подытожим основной принцип компьютерного представления видео: эффект восприятия человеческим зрением динамической картины создается благодаря последовательной демонстрации (с достаточной частотой) отдельных кадров. При этом каждый кадр является стандартным компьютерным рисунком, обладая всеми его характерными качествами, а для уменьшения размеров видеофайлов часто применяются специальные программы, называемые кодеками, большинство из которых используют принцип схожести последовательных кадров друг с другом.