Analoges und digitales Video


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Analoges und digitales Video

Analogic video

Analoges Video ist die älteste Methode zur Übertragung von Videosignalen. Eines der ersten Videoformate, die auf der analogen Methode basierten, war Composite Video.

Analogic

Analoges Composite-Video kombiniert alle Videokomponenten (Luminanz, Farbe, Zeit usw.) zu einem einzigen Signal. Durch die Kombination dieser Elemente zu einem einzigen Signal ist die Qualität von Composite-Videos alles andere als perfekt. Infolgedessen haben wir eine ungenaue Farbwiedergabe, ein unzureichend klares Bild und andere Qualitätsverlustfaktoren. Composite-Video wurde schnell zu Component-Video, bei dem mehrere Videokomponenten als separate Signale dargestellt werden.

Tatsache ist, dass das menschliche Auge zusätzlich zu den lichtempfindlichen Elementen, die bei hoher Beleuchtung aktiv sind und Referenzfarben wahrnehmen (R, G, B), Elemente aufweist, die selbst bei fast vollständiger Dunkelheit aktiv sind und nur die Beleuchtung des Objekt. Infolgedessen ist die Helligkeit des Objekts für die Wahrnehmung viel wichtiger als seine Farbeigenschaften.

Darüber hinaus ist das übertragene Informationsvolumen wichtig: Je kleiner das Volumen, desto billiger und einfacher sind die Übertragungssysteme. Sie können die Informationsmenge reduzieren, indem Sie die Menge der Farbdaten reduzieren. Daher wird im Fernsehen kein RGB-Signal gesendet und empfangen, sondern die Helligkeit Y und zwei Farbdifferenzsignale U und V mit U = RY und V = BY. In diesem Fall müssen nicht alle drei Farben codiert werden. Es reicht aus, zwei davon anzugeben, und die dritte lässt sich leicht durch arithmetische Operationen berechnen. U und V können die doppelte Auflösung von Y haben.

Alle oben genannten Formate sind jedoch immer noch im Wesentlichen analog und haben daher einen großen Nachteil: Beim Kopieren ist die Qualität der Aufnahme immer schlechter als die des Originals. Der Qualitätsverlust beim Kopieren von Videomaterial ähnelt dem Fotokopieren: Die Kopie ist niemals so klar und lebendig wie das Original. Die inhärenten Nachteile von analogem Video führten zur Entwicklung des digitalen Videoformats. Im Gegensatz zu analogen Videos, die beim Kopieren an Qualität verlieren, ist jede digitale Videokopie dieselbe wie das Original.

Interessante Fakten zu analogen Videos

Analoges Video ist eine Art von Video, das im Fernsehen verwendet wird. Das Bild auf dem Bildschirm entsteht, wenn sich ein Elektronenstrahl über einen mit einem Leuchtstoff bedeckten Bildschirm bewegt, einem Material, das Licht einer bestimmten Wellenlänge, dh einer bestimmten Farbe, emittiert. Dieser Vorgang wird als Scannen bezeichnet und durchläuft Linien (horizontal) und Quadrate (vertikal). Um bewegte Videos zu erhalten, müssen Sie mehrere Bilder pro Sekunde scannen. Bei Fernsehgeräten ändern sich die Bilder mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn pro Sekunde. Ein einzelnes Bild besteht aus Scanlinien, die in zwei als Felder bezeichneten Sätzen wiedergegeben werden.

Im Fernsehen wird ein Interlaced-Verfahren verwendet, um ein Bild auf dem Bildschirm zu erzeugen, bei dem während des ersten Abtastzyklus des Bildschirms unter Verwendung eines Elektronenstrahls ein Bild von ungeraden Linien und für das zweite die Linien erzeugt wird Paare, wodurch ein vollständiger Bilderrahmen aus zwei Halbbildern (Feldern) gebildet wird. Die Verwendung dieses Abbildungsverfahrens beruht auf der Notwendigkeit, das Spektrum des Fernsehsignals einzugrenzen. Obwohl diese Bildraten und Scanlinien eine gleichmäßige Bewegung erzeugen können, wird das Flimmern von Videos nicht beseitigt.

Fernsehstandards

Derzeit werden drei Hauptstandards für Farbfernsehen verwendet:

American NTSC (Nationales Komitee für Fernsehstandards – Nationales Komitee für Fernsehstandards), Anzahl der Zeilen pro Bild 525, 60 Hz;
Deutsches PAL (Line Alternating Phase – Linien mit variabler Phase), Anzahl der Linien pro Frame 625, Frequenz 50 Hz;
Französisch SECAM, die Anzahl der Zeilen pro Frame beträgt 525, die Abtastfrequenz beträgt 50 Hz, in Russland wird die SECAM D / K-Modifikation übernommen.
Die Standards unterscheiden sich in den verwendeten Modulationen und den Träger- und Unterträgerwerten.

Digitales Video auf einen Blick

Digitales Video ist ein Bild oder eine Reihe von Bildern, in denen Informationen in digitaler Form gespeichert sind. Es verwendet andere digitale Signale und Standards als internationale, um Bilder zu übertragen und anzuzeigen, die in analogen Videos verwendet werden.

Bei der Erstellung digitaler Videos tritt das Problem auf, ein analoges Signal in ein digitales umzuwandeln. Die in der modernen Technologie angewendeten Standards für die Videodigitalisierung sind: 10 Bit – die Digitalisierungstiefe, 13,5 MHz – die Abtastrate des Luminanzsignals, 6,75 MHz – die Abtastrate von zwei Kanälen von farblicher Unterschied.

In jüngster Zeit gab es einen Trend zur Verschmelzung von Fernsehen und Computervideo.


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High Definition Audio: Mythen und Fakten

High Definition Audio: Mythen und Fakten

Realtek High Definition Audio

Über High Definition Audio vor ein oder zwei Jahren sprachen nur faule Leute nicht. Nachdem das Rauschen nachgelassen hat, wird der Vorgang wie gewohnt fortgesetzt. Der Käufer ahnt oft nicht einmal, dass die Überraschung, das Motherboard, in die Last des neuen Computers geworfen wurde.

Realtek HD Audio

Die von ihren Entwicklern geplante Intel® High Definition Audio-Technologie sollte die alternde Architektur des AC-97-Computersounds ersetzen. Letzteres ist auf allen Arten von Plattformen, einschließlich mobiler Lösungen, weit verbreitet, aber früher oder später werden Sie gezwungen sein, das Rennen abzubrechen. Tatsächlich ist die Alterung des AC-97 immer noch nicht so auffällig. Der “Veteran” AC-97 kann dank aller Überarbeitungen und Aktualisierungen noch einige Zeit beibehalten werden, obwohl der Bestand an “Erweiterungen” bereits aufgebraucht ist. Der Hauptvorteil der von Intel geförderten innovativen Technologie (im Folgenden als HD Audio abgekürzt) ist 32-Bit-Mehrkanalton (7.1) mit einer Abtastrate von bis zu 192 kHz. Für Fachleute ist dieser Vorteil sehr zweifelhaft, wirkt sich jedoch hypnotisch auf die Menschen aus. Daher ist es an der Zeit herauszufinden, ob es sich lohnt, die “Neuheit” (die seit einem Jahr im Handel ist) bei der Auswahl eines Computers zu berücksichtigen.

HD-Audio hat auch andere Vorteile. Zum Beispiel Unterstützung für 16 Mikrofone. Dies ist der Mikrofongrill, der die Stimme vom Umgebungsgeräusch trennt und (nicht ohne raffinierte Algorithmen) hilft, kontinuierliche Sprache zu erkennen. Es ist eher eine Grundlage für eine glänzende Unternehmenszukunft als die Realität des modernen Lebens. Der alte AC-97-Standard war bereit, 2 Monomikrofone (ein Stereo) zu verarbeiten, aber in der Praxis beschränkten sich die Hersteller auf einen einzigen Mono-Eingang, anscheinend aufgrund des Mangels an massiver Nachfrage. Seien Sie nicht zu schnell, um ein paar Mikrofone und neue HD-Audiogeräte zu verwenden. Auf Laptops mit Sonoma, die möglicherweise HD-Audio unterstützen, habe ich persönlich noch nie etwas über Stereo-Eingänge gewusst.

Der schwächste Punkt des AC-97 waren die Steuerungen, die von Drittherstellern nach dem Prinzip “Wer in was ist was” entwickelt wurden. HD Audio verspricht, von sofort einsatzbereiten Treibern für das Betriebssystem (natürlich von MicroSoft) bereitgestellt zu werden. Tatsächlich wird es jedoch äußerst schwierig sein, sich auf Systemtreiber für ein Gerät zu beschränken, das so komplex ist wie eine Audiokarte (unabhängig davon, ob Sie es sind) integriert oder nicht). In beiden Fällen sind zusätzliche Treiber von denselben Drittherstellern erforderlich.

Wie sich herausstellte, wurde die Plug-and-Play-Installation des AC-97 nur teilweise realisiert. HD Audio hat es sich zur Aufgabe gemacht, dies in Erinnerung zu rufen. Empfehlenswert! Aber es ist schwer zu glauben.

Was an HD Audio wirklich revolutionär ist, ist die Multithreading-Unterstützung mit dynamischer Zuweisung von DMA-Kanälen (Speicherkanälen) für jeden Stream separat. Mit anderen Worten, es ist möglich, mehrere Quellen gleichzeitig und mit unterschiedlichen Abtastraten abzuspielen (z. B. einen Film mit Dolby Digital 5.1 abzuspielen und gleichzeitig den monophonen Voice-Chat nicht zu vergessen).

Digitaler Ton

Digitaler Ton

Digital Audio

Was passiert mit dem Klang in Computerprogrammen?

Digital Audio

Digitales Audio ist eine Darstellung von analogem Ton, der von Computern und verschiedenen digitalen Geräten zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Audioinformationen verwendet wird. Wie die Bilder eines Films wird ein digitales Audiosignal aus einer Reihe von Klangfragmenten erstellt, die beim Drücken der Wiedergabetaste abgespielt werden. Es gibt viele verschiedene digitale Audioformate, die sich in der Übertragungsqualität der Audioinformationen voneinander unterscheiden.

Informationen zur Pulscodemodulation – PCM

Wenn wir über einen akustischen Klang oder ein analoges Signal sprechen, sprechen wir immer über die Ausbreitung von Schallwellen im Raum. Während digitales Audio nur eine grobe Beschreibung dessen ist, was mit Ton passiert oder in Computerprogrammen oder digitalen Geräten passieren sollte.

In diesem Artikel wird die Pulscodemodulation (PCM), das am häufigsten verwendete digitale Audio-Decodierungssystem, erläutert. Neben PCM gibt es auch DTS- und Dolby Digital-Systeme, die jedoch hauptsächlich im Bereich der Film- und Videoproduktion eingesetzt werden können. Heute werden wir nicht darüber sprechen.

Bei der Pulscodemodulation wird ein Signal viele Male pro Sekunde gelesen. Zu jedem Lesemoment wird die Amplitude der Schallwelle aufgezeichnet und wiedergegeben. Wie oben erwähnt, ist ein digitales Signal nur eine grobe Kopie eines analogen Signals, da eine analoge Welle nicht mit perfekter Präzision wiederhergestellt werden kann. Die Werte jedes Fragments werden auf die genaueste Genauigkeit gerundet, dann werden alle Fragmente abgespielt und wir hören eine Kopie des ursprünglichen analogen Klangs.

“Über welche Bedeutungen sprechen wir?” – du fragst. So wie analoges Audio durch Frequenz und Amplitude definiert wird, wird digitales Audio durch zwei wichtige Werte bestimmt: die Abtastrate und die Bittiefe. Die Abtastrate gibt an, wie oft pro Sekunde die Fragmente des Audiosignals gelesen werden, und die Bittiefe ist der Wert des Dynamikbereichs jedes Fragments des Audiosignals.

Abtastrate

Die Standard-Abtastrate von 44,1 kHz, die für die Aufnahme von Audio auf CDs verwendet wird (erinnern Sie sich an diese?), Könnte wie eine Zufallszahl erscheinen. Dies ist jedoch überhaupt nicht der Fall. Dieser Wert wurde basierend auf dem Satz von Kotelnikov gewählt, der im Wesentlichen besagt, dass die Abtastfrequenz mehr als zweimal höher sein muss als der Maximalwert der Lesefrequenz. Wie Sie wissen, liegt die Obergrenze der Hörbarkeit des Frequenzbereichs des menschlichen Ohrs bei 20 kHz. Es stellt sich heraus, dass die Abtastfrequenz höher als 40 kHz sein muss. Weitere 4,1 kHz werden hinzugefügt, um Verzerrungen, den sogenannten Aliasing-Effekt, zu vermeiden. Theoretisch sollten 44,1 kHz ausreichen, um ein Audiosignal genau wiederzugeben, es gibt jedoch höhere Werte.

Beispielsweise ist 48 kHz der dominierende Standard in der Film- und Videoproduktion. Wie im Kino wird der Ton mit einer Bildrate von 24 Bildern pro Sekunde synchronisiert. Wir werden nicht näher darauf eingehen, warum genau 24 Bilder pro Sekunde ausgewählt wurden. Mit anderen Worten, dies ist die Mindestfrequenz, mit der wir ein glattes, ansprechendes Bild sehen können. Die Abtastrate muss mit dieser Bildrate übereinstimmen. Die Verwendung einer Frequenz von 44,1 kHz kann zu einer merklichen Synchronisation von Bild und Ton führen. Wiederum basierend auf Kotelnikovs Theorem.

Noch höhere Abtastraten werden von diesen beiden Grundfrequenzen von 44,1 oder 48 kHz abgestoßen und mit einem Vielfachen von 2 multipliziert. Das heißt, 88,2, 96, 192 kHz sind die Standardabtastraten für alle Audiogeräte. modernes Audio.

Bittiefe

Die Bitterkeit oder Bitterkeit einer Audiodatei gibt Auskunft über ihre dynamische Auflösung oder einfacher über die Klarheit. Sie können eine Analogie zur digitalen Fotografie ziehen: Je höher die Auflösung des Fotos, desto klarer und besser wird das Bild.

Hierbei ist zu beachten, dass es sich nicht um die Lautstärke des Signals handelt, sondern um einen realistischeren, saubereren und klareren Klang. Genauere Übertragung des Audiosignals.

Die Bittiefe kann mit dem Text im Buch verglichen werden. Je geringer die Bittiefe ist, desto weniger aussagekräftig wird der Text. Das heißt, das Verringern der Bissigkeit führt dazu, dass einige Buchstaben aus Wörtern verschwinden, Satzzeichen aus Sätzen. Im Moment werden wir immer noch in der Lage sein, die Bedeutung des Textes zu erfassen, aber wenn die Bittiefe weiter abnimmt, werden die Informationen so verzerrt, dass wir einfach aufhören zu verstehen, wovon wir sprechen. Gleiches gilt für den Klang: Je geringer die Bittiefe, desto verzerrter hören wir den Klang.

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen 44100 und 48000 Hz?

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen 44100 und 48000 Hz?

Resampling

In der Tat ist dies nur eine Frage langjähriger Standards.

sample rate
44100 ist der CD-Standard.
48000 ist der Standard für DVD.
Der Unterschied in der Praxis ist so gering, dass es unmöglich ist, ihn zu bemerken (ich werde Ihnen mehr sagen: Viele Menschen spüren den Unterschied zwischen MP3 und WAV, aber sie können nicht sagen, welcher besser ist).
Das Stereotyp hat bestanden, dass es besser ist, 48000 zu verwenden, wenn Sie mit TV oder Filmen / Soundtracks arbeiten müssen. Plötzlich verstehen einige alte Geräte das Sampling nicht mehr.
Aber das ist heutzutage sehr, sehr unwahrscheinlich, daher gibt es keinen großen Unterschied.
Es kann mit 96000 aufnehmen. Es besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass einige Plug-Ins / Soundeffekte solche Aufnahmen besser verarbeiten können, es erfordert jedoch mehr CPU / RAM und viel mehr Festplattenspeicher.
Zwischen 16 und 24 Bit wird es auch schwierig sein, den Unterschied zu spüren, aber auf Wunsch des Toningenieurs haben wir 24 mit den gleichen Gedanken geschrieben (für Plug-Ins).
Schreiben Sie im Allgemeinen an 44100, wenn Sie nicht mit einem bestimmten Fernsehteam arbeiten müssen.

Der grundlegende Unterschied zwischen ihnen in der Abdeckung des Frequenzbereichs auf der Spur (von 20 Hz), der 44100-Abtastrate, ermöglicht es Ihnen, im Bereich von bis zu 22 kHz, 48000 bis ~ 25 kHz, 96000 bis ~ 35 kHz usw. 48 Parameter zu arbeiten o 96 kHz werden in großen Studios verwendet, in denen die Wiedergabe dieser Frequenzen und Toningenieure die geringste Verbesserung der Klangqualität anstreben. Vor und nach der Umstellung auf den 44100-Standard sieht der Klang der Spur objektiv besser aus. Auch wenn das menschliche Ohr diese Frequenzen nicht hört, bleibt der psychoakustische Effekt erhalten (das nächste Beispiel: Wenn Sie Videos aufnehmen und die Wiedergabe in fHD planen, ziehen Sie es aus Gründen der Bildqualität vor, 4k mit hinterem Zuschneiden aufzunehmen, und niemand Ich werde sagen, es hat keinen Sinn, 4k zu schießen, das gleiche ist hier).

In Filmen ist es sogar noch interessanter … weil 44100 Hz die Wiedergabefrequenz bei 24 fps und 48000 Hz 25 fps ist. Wenn Sie ein Video mit 25 fps aufnehmen und der Ton mit 44100 Hz separat auf dem Recorder ist, stimmt die Länge der Spuren nicht überein und Sie müssen die Klangfarbe des Originals mit einem kleinen Zeitintervall ändern.