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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Beschäftige dich mit digitalen Videoformaten

Beschäftige dich mit digitalen Videoformaten

Digital Video Formats

Mit dem Aufkommen der ersten Computer und damit digitaler Speichergeräte begann ein schrittweiser Übergang von analoger zu volldigitaler Technologie. Damit haben wir eine Reihe unbestreitbarer Vorteile (einfaches Kopieren und Verarbeiten) und ein großes Problem bei der digitalen Datenspeicherung. Wie Sie Qualitätsverluste bei der Verarbeitung von Videos vermeiden können, erfahren Sie in unserem Artikel.
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Wie viel wiegt das Video?

PAL- oder SECAM-Video ist eine Folge von Bildern, die mit 25 Bildern pro Sekunde angezeigt werden. Ein digitaler Rahmen enthält 720 x 576 Pixel, dh 414 Tausend 720 Elemente (Pixel). Jeder Punkt kann eine von 16,7 Millionen Farben sein und 3 Bytes auf dem Computer belegen. Folglich ist ein Frame ungefähr 1,2 MB groß. Bei der Standardfrequenz erhalten wir eine Zahl von etwa 30 MB pro Sekunde, dh das Speichern von nur einer Stunde Video (zusammen mit Ton) ohne Komprimierung kostet 107 GB. Es scheint einschüchternd, aber es ist jetzt schon akzeptabel.

Aber der Fortschritt des Videos hört nicht auf. Die höchstmögliche Qualität wird jetzt bei HDTV (High Definition TV) erreicht. Dieses Format impliziert eine Auflösung von 1920 x 1080 Pixel, dh bei gleichen Bedingungen benötigt eine für eine Sekunde berechnete Bildserie bereits 148 MB (521 GB) pro Stunde).

Um solche Mengen an gespeichertem Video und die Verschwendung von Rechenressourcen zu vermeiden sowie Videoclips verteilen zu können, wurden verschiedene Videokomprimierungsverfahren entwickelt. Die über 15 Jahre erzielten Erfolge bei der Entwicklung der digitalen Technologie werden im Alltag, in Videosendungen, Heimgeräten (Videokameras, DVD-Player) und im Internet aktiv genutzt. Abhängig von der Art des Codecs können Sie unterschiedliche Komprimierungsraten und ein unterschiedliches “Gewicht” des fertigen Films erzielen.

Wie die Komprimierung erfolgt

Im Gegensatz zu universellen Archivierern (wie WinRar oder WinZip) erfolgt die Videokomprimierung mit einem gewissen Verlust, dessen Höhe vom ausgewählten Codec abhängt. Dies liegt an der Tatsache, dass die Algorithmen herkömmlicher Aktenschränke die Videoinformationen (sowie den Ton) praktisch nicht komprimieren. Moderne Komprimierungsalgorithmen verwenden eine umfassende logische Analyse des Videos, um doppelte Fragmente zwischen Frames zu extrahieren und die Größe der endgültigen Datei zu reduzieren. Bei der Wiedergabe werden die komprimierten Informationen “erweitert” und dem Benutzer angezeigt. Auf einem Computer mit geringem Stromverbrauch kann es lange dauern, bis mit einigen Codecs komprimierte Bilder zerstört werden.

Zum Komprimieren von Videos werden verschiedene Codecs verwendet

Die beliebtesten Codecs

Die heute am häufigsten verwendeten Codecs sind die MPEG-Familien. Es basierte auf der Komprimierung von Fotografien. Wir alle kennen kompakte Bilder mit der JPG-Erweiterung, und viele können sogar ein stark komprimiertes Bild (mit kubischer Struktur) von einem qualitativ hochwertigen Bild (mit bloßem Auge, vergleichbar mit dem Original) unterscheiden. Die anatomischen Merkmale des menschlichen Auges ermöglichen es, das Bild mit dem JPEG-Encoder zehnmal unmerklich zu komprimieren.

Starke Kompression

Maximale Qualität

In den angegebenen Beispielen können Sie sehen, welche Artefakte, sogenannte Würfel, auf dem Foto falsch komprimiert sind (mit einem hohen Komprimierungsverhältnis) und wie sie auf dem Foto mit der richtigen Komprimierung fehlen. Ein solcher Qualitätsverlust bei hoher Komprimierung durch die meisten Codecs, einschließlich JPEG, ist irreversibel.

Was ist das beste digitale Videoformat?

Was ist das beste digitale Videoformat?

Digital File Formats

Digitales Video wird zunehmend in unser Leben aufgenommen, und wenn sich Benutzer vor einigen Jahren darauf beschränkten, Filme und Videos im Internet anzusehen, erstellen dieselben Benutzer jetzt selbst Videoinhalte und in Mengen, die nicht einmal Filmstudios sind Hollywood konnte träumen. Private Videoclips haben die sozialen Netzwerke Vkontakte, Facebook und jetzt Instagram gefüllt. Das YouTube-Video-Hosting ist vollgepackt mit neu erstellten Videokanälen und Gigabyte an Videos, die auf sie hochgeladen wurden.

Digital Video Formats

Dank moderner Geräte und Software ist das Arbeiten mit Videos so einfach wie möglich geworden: Bearbeiten, Einfügen, Überlagern von Ton sowie Konvertieren von einem Format in ein anderes. All dies erfolgt jetzt buchstäblich mit wenigen Klicks und erfordert keine Der Benutzer verfügt über umfassende Kenntnisse des technischen Teils des Prozesses. … Vielleicht ja, was einen kleinen Ausflug erfordert, dann sind dies Videoformate wie MP4, AVI, WMV, MOV sowie MKV (M2TS). Als nächstes werden wir darüber sprechen, was ein Videoformat ist, und uns jedes von ihnen genauer ansehen.

Was ist das Videoformat?

Das Videoformat ist die Struktur der Videodaten, wie sie auf der Speicherkarte gespeichert sind und mit welchen Videocodecs sie verschlüsselt werden. Je nach Format: MP4, AVI usw. kann sich die Struktur von Videodateien erheblich voneinander unterscheiden. Die Struktur ist ein Container für die separate Speicherung von Audio-, Video- und Textdaten sowie von Service-Metadaten. Einige Videoformate können in ihrer Struktur mehrere Audio- oder Videospuren mit unterschiedlicher Qualität und unterschiedlichem Ton speichern. Beim Ansehen mit einem Videoplayer kann der Benutzer den einen oder anderen Titel zum Abspielen auswählen (z. B. auf Russisch oder Englisch).

Videodateistruktur

Alle Daten, sowohl Audio als auch Video, werden mit speziellen audiovisuellen Codecs codiert, beispielsweise AAC und H.264. Abhängig von der Ton- und Videoqualität können sich die Größe der Datei sowie die Ressourcenanforderungen des Geräts ändern, auf dem die Datei abgespielt wird.

Schauen wir uns verschiedene Videoformate an und finden Sie heraus, welches Videoformat besser ist. Dazu vergleichen wir Videoformate anhand von drei Parametern: Qualität, Verarbeitungsgeschwindigkeit (Wiedergabegeschwindigkeit) und Größe der Videodatei. Bevor Sie mit dem Vergleich fortfahren, sollten Sie beachten, dass Sie mit Movavi Video Converter jederzeit Videos von einem Format in ein anderes konvertieren können.

Alle Videoformate

AVI

Das älteste vorgestellte Format ist eine Microsoft-Entwicklung, unterstützt Multi-Stream-Audio und -Video und kann Daten enthalten, die von verschiedenen Video-Codecs codiert werden. Der Hauptvorteil ist die Videowiedergabe auf Geräten mit geringem Stromverbrauch, die aufgrund des geringen Komprimierungsverhältnisses erzielt wird, aus dem sich der zweite Vorteil ergibt – gute Qualität. Die Größe der Videodatei lässt jedoch zu wünschen übrig.

Videoverarbeitungsgeschwindigkeit: 8 Punkte (hoch);
Videodateigröße: 1 Punkt (niedrige Punktzahl);
Videoqualität: 8 Punkte (gut).

MP4

Es steht für MPEG-4 Part 14 und ist eines der häufigsten Formate. Heutzutage ist es schwierig, ein Videogerät oder eine Videoanwendung zu finden, die dieses Format nicht unterstützt.

Videoverarbeitungsgeschwindigkeit: 6 Punkte (Durchschnitt);
Videodateigröße: 6 Punkte (Durchschnitt);
Die Videoqualität beträgt 7 Punkte (über dem Durchschnitt). Beim Betrachten können Sie “Apostrophe”, Änderungen der Schatten und des Kontrasts feststellen.
Gesamtbewertung von 19 Punkten.

WMV

Eine andere Microsoft-Entwicklung, das Format, das zu dieser Zeit AVI ersetzte, ist proprietär und wird nur im Windows-Betriebssystem verwendet, ist aber auch weit verbreitet. Die Hauptvorteile sind die geringe Dateigröße und die hohe Videoqualität, während dieses Format aufgrund des hohen Grads an Datenkomprimierung hohe Anforderungen an die Geräteressourcen stellt.

Videoverarbeitungsgeschwindigkeit: 2 Punkte (Durchschnitt);
Videodateigröße: 8 Punkte (Durchschnitt);
Die Videoqualität beträgt 8 Punkte (über dem Durchschnitt). Während der Anzeige können “Apostrophe”, Änderungen der Schatten und des Kontrasts auftreten.
Die Gesamtpunktzahl beträgt 18 Punkte.

Fazit

Wir haben herausgefunden, was Videoformate sind, was sie sind und woraus sie bestehen, und wir haben auch einige davon untersucht und sie anhand von drei Hauptkriterien genauer verglichen. In den Benchmarks lautet der Titel des bislang besten Videoformats MP4 mit einer Gesamtbewertung von 19 Punkten. Akzeptable Videoverarbeitungsgeschwindigkeit, gute Qualität und durchschnittliche Videodateigröße. Es ist offensichtlich diesen Eigenschaften zu verdanken, dass dieses Format bei den Benutzern eine solche Popularität erlangt hat. Wenn Sie also ein AVI-Video haben, das viel Festplattenspeicher beansprucht, können Sie es mit Mp4Gain sicher in MP4 konvertieren.