digitales Video und Bearbeitung

Digitales Video, seine Hauptmerkmale

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Digitales Video, seine Hauptmerkmale

digital video

Bis vor kurzem konnten sich nur wenige vorstellen, dass es mit einem normalen Heimcomputer nicht nur möglich wäre, Ihre Lieblingsfilme anzusehen, sondern auch Ihre eigene Videobibliothek zu erstellen, den Inhalt alter Videobänder zu digitalisieren, Familienvideos zu bearbeiten und sogar Ihre eigenen zu erstellen. Filmmeisterwerke.

DIGITAL VIDEO

Alles begann 1992, als IBM und Intel die Indeo-Softwaretechnologie (kurz für Intel Video) entwickelten. Mit seiner Hilfe haben Benutzer die Möglichkeit, Videos zu digitalisieren und Videodateien auf einem PC zu erstellen und anschließend auf dem Bildschirm wiederzugeben.

Anfänglich war digitales Video ein analoges Signal, das in ein digitales Format umgewandelt wurde. Darüber hinaus führte das Umstellungsverfahren selbst zwangsläufig zu einem gewissen Qualitätsverlust. Heutzutage gehören Videorecorder und alte VHS-Kameras der Vergangenheit an, und moderne digitale Videokameras, DVD- und Blu-Ray-Player, mit denen Sie ein Signal sofort in digitaler Form empfangen können, bestimmen den Ball. Und das analoge Fernsehen weicht allmählich dem progressiveren digitalen Fernsehen.

Hauptmerkmale von digitalem Video
Digitales Video weist fünf Hauptmerkmale auf: Bildschirmauflösung, Bildrate, Farbtiefe, Bitrate (Videoübertragungsbreite) und Bildqualität.

Bildschirmauflösung (Auflösung): Gibt die Anzahl der Punkte (Pixel) horizontal und vertikal an, aus denen das Bild (Videobild) auf dem Bildschirm besteht. Bei der Aufzeichnung der Auflösung wird zuerst der Wert der Anzahl der Punkte pro Zeile (horizontale Auflösung) und dann die Anzahl der am Bild beteiligten Zeilen (vertikale Auflösung) angegeben. Für den europäischen PAL-Videostandard beträgt die Bildgröße beispielsweise 720 x 576 Pixel, für den nordamerikanischen NTSC-Standard 720 x 480, für hochauflösendes Video (HD 720p) – 1280 x 720 und für den neuen HDTV-Standard (Full HD) – 1920 x 1080 Pixel. Wie Sie wahrscheinlich verstehen, ist die Videoqualität umso besser, je höher die Bildschirmauflösung ist.

Die Bildrate ist ein Wert, der angibt, wie viele Bilder pro Sekunde geändert werden. Die Standardgeschwindigkeit für die Videowiedergabe wird als Wert gleich 30 Bildern / s angesehen. Für das Kino ist diese Zahl etwas niedriger und beträgt 24 Bilder / s.

Die Farbtiefe (Farbauflösung) ist eine Eigenschaft, die die Anzahl der Farben angibt, die an der Bildung eines Videobildes beteiligt sein können. Die Anzahl der Farben in digitalen Videos wird in Bit gemessen. 1 Bit kann also zwei verschiedene Werte annehmen (0 oder 1) und es können nur zwei Farben (normalerweise Schwarz und Weiß) codiert werden. Mit zwei Bits können Sie 4 Farben (2 2 = 4) codieren, mit drei Bits – 8 Farben (2 3), vier – 16 (2 4) und so weiter.

Typischerweise wird die Farbauflösung durch spezielle Farbmodelle beschrieben. In der Computertechnologie wird das RGB-Modell (Rot-Grün-Blau) verwendet, das durch die folgenden gängigsten Farbtiefenmodi dargestellt werden kann: 8-Bit (256 Farben), 16-Bit (65.536 Farben) und 24-Bit (16.777) .216 Farben). Übrigens kann das menschliche Auge nach verschiedenen Meinungen 5-10 Millionen Farbtöne wahrnehmen.

Bitrate (Videostreambreite): Zeigt die Anzahl der pro Sekunde verarbeiteten Videobits an. Mit anderen Worten, dies ist die Videoübertragungsgeschwindigkeit, die in Megabit pro Sekunde (Mbit / s) gemessen wird. Je höher es ist, desto besser ist die Qualität. Für den DVD-Videostandard beträgt die Bitrate beispielsweise etwa 5 Mbit / s und für das HDTV-Format bereits 10 Mbit / s. Übrigens wird der Bitratenwert meistens zur Auswertung verwendet die Qualität des über das Internet übertragenen Videos.

Die Bildqualität ist eine Eigenschaft zur Bewertung der Qualität des verarbeiteten Videos im Vergleich zum Original und wird durch eine Reihe von Werten für Auflösung, Farbtiefe und Videoübertragungsgeschwindigkeit bestimmt.

Kompressionsstandards
Eine Minute reinen, unkomprimierten und digitalisierten Tons nimmt auf der Festplatte eines Computers etwa 10 MB ein, wodurch Musikdateien für die überwiegende Mehrheit platzsparend in komprimierter Form gespeichert werden. Wie lange dauert eine Minute unkomprimiertes Video? Um beispielsweise ein 60-Sekunden-Video mit einer Rate von 30 Bildern pro Sekunde, einer Auflösung von 720 x 576 Pixel und einer Farbtiefe von 16 Bit zu platzieren, benötigen Sie ungefähr eineinhalb Gigabyte freien Speicherplatz. Und das ohne Berücksichtigung der Audiospur. Nach diesen Zahlen muss wahrscheinlich nicht erklärt werden, warum digitale Videos ausschließlich in komprimierter Form auf unseren Computern gespeichert werden.

Es gibt mehrere Dutzend gängige Komprimierungsformate, die unterschiedliche Komprimierungsalgorithmen verwenden.

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Digitale Videobearbeitung

Digitale Videobearbeitung

DIGITAL VIDEO EDITING

Um die Situation zu verstehen, die sich im Bereich der professionellen Videobearbeitung entwickelt hat, müssen Sie zunächst verstehen, wie sich Videos in Sendequalität für das Fernsehen von Videos unterscheiden, die auf PCs implementiert sind. Im Laufe der Jahre wurden professionelle Standards für qualitativ hochwertige Fernsehvideos entwickelt. Strenge Anforderungen an die Bildqualität im Fernsehen haben den technologischen Fortschritt vorangetrieben, weshalb die Leistung digitaler Videos in Sendequalität erheblich höher ist als die von Computervideos.

Digital Video Editing

Analoges Video
Die älteste Methode zur Übertragung von Videosignalen ist die analoge Methode. Composite-Video war eines der ersten Videoformate, die auf diesem Prinzip basierten. Analoges Composite-Video kombiniert alle Videokomponenten (Helligkeit, Farbe, Synchronisation 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 “sauberes” Bild und andere Qualitätsverlustfaktoren.

Composite-Video wurde schnell zu Component-Video, bei dem mehrere Videokomponenten als separate Signale dargestellt werden. Andere Verbesserungen dieses Formats haben dazu geführt, dass verschiedene Variationen davon erschienen sind: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr usw.

Alle oben genannten Formate sind jedoch immer noch analoger Natur und haben daher einen großen Nachteil: Beim Kopieren ist die Qualität der Aufnahme immer schlechter als das Original. Der Qualitätsverlust beim Kopieren eines Videos ähnelt dem Fotokopieren: Die Kopie ist niemals so klar und lebendig wie das Original.

Digitales Video
Die inhärenten Nachteile der analogen Wiedergabe von Videos führten schließlich zur Entwicklung des digitalen Videoformats. Analoges Video wurde durch digitales ersetzt. Im Bereich des professionellen Videos werden verschiedene digitale Videoformate verwendet: D1, D2, Digital BetaCam usw. Im Gegensatz zu analogen Videos, deren Qualität beim Kopieren abnimmt, ist jede digitale Videokopie mit dem Original identisch.

Obwohl modernes Video auf digitaler Basis basiert, verwenden praktisch alle digitalen Videoformate immer noch sequentielles Band als Träger des Quellensignals. Daher sind die meisten Videoprofis immer noch eher an die Arbeit mit Filmen als an einen Computer gewöhnt.

Natürlich ist Film als Datenquelle noch bevorzugter als eine Computerfestplatte, da er eine viel größere Datenmenge aufnehmen kann. Andererseits bringt die Verwendung von Computern für die digitale Videobearbeitung eine Reihe bedeutender Vorteile: Sie bietet nicht nur direkten Zugriff auf jedes Videofragment (was bei der Arbeit mit Filmen aufgrund der erforderlichen Bereiche unmöglich ist) kann nur durch sequentielles Betrachten des Videomaterials erreicht werden), übernimmt aber auch umfangreiche Bildverarbeitungsfunktionen (Bearbeiten, Komprimieren).

Dies sind Gründe genug, um die Videoproduktion von herkömmlichen Geräten auf Computergeräte umzustellen.

Digitales Computervideo ist eine Folge von digitalen Bildern und zugehörigem Ton. Videoelemente werden digital gespeichert.

Es gibt viele Möglichkeiten, Videos auf Ihrem Computer aufzunehmen, zu speichern und abzuspielen. Mit dem Aufkommen des digitalen Computervideos entstand spontan eine Vielzahl von Videoformaten, die zunächst zu Verwirrung und Interoperabilitätsproblemen führten. In den letzten Jahren wurden jedoch dank der Bemühungen der International Standards Organization (ISO) einheitliche Standards für Videodatenformate entwickelt, die wir später betrachten werden.

Video komprimieren
Bei der Bestimmung des erforderlichen Kompressionsverhältnisses muss eine angemessene Ausreichend- keit berücksichtigt werden. Sie müssen jedoch berücksichtigen, wie sich alle vier Merkmale (Bildrate, Bildschirmauflösung, Farbtiefe und Bildqualität) auf die Lautstärke und Qualität des Videos auswirken. Sie müssen sich über den “Preis” im Klaren sein, den Sie für ein qualitativ hochwertiges Bild zahlen müssen. Je höher die Farbtiefe, desto höher die Auflösung und desto besser die Qualität, desto mehr Leistung des Computers benötigen Sie, ganz zu schweigen von dem enormen Speicherplatz, der für digitales Video benötigt wird. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften können Sie das optimale Kompressionsverhältnis auswählen. Es sollte beachtet werden, dass es in professionellen Videos eine einfache Regel gibt: Je niedriger das Komprimierungsverhältnis, desto besser.

Einfache Berechnungen zeigen, dass 24-Bit-Farbvideos mit einer Auflösung von 640 x 480 und 30 Bildern pro Sekunde 26 MB Datenübertragung pro Sekunde erfordern. Dieser Fluss geht nicht nur über die Bandbreite des Computerbusses hinaus, sondern auch

Digitales Video

Digitales Video

Digital Video

Nach und nach werden alle Geräte für die Produktion von Fernseh- und Videoprogrammen weltweit digitalisiert. Warum passiert das? Überhaupt nicht aufgrund der Tatsache, dass digitale Methoden von allen bewundert werden und sich die Bildqualität radikal verbessert, sind die Gründe für einen solchen Übergang hauptsächlich wirtschaftlicher Natur, da jetzt sowohl der Preis als auch die Kosten für den Betrieb eines digitalen Komplexes geringer sind als ein traditionelles analoges mit den gleichen Funktionen. Nachdem die digitale Technologie eine gewisse Reife erreicht hat, sind analoge Geräte plötzlich weniger effizient, weniger zuverlässig und viel weniger rentabel.

DIGITAL VIDEO

DE Die Grundlagen der Videoproduktion und der Bereitstellung von Bildern für den Betrachter werden derzeit überarbeitet, und die Dynamik des Wandels im gegenwärtigen Zeitalter – digital – ist viel höher als bei analog. Heute wird beispielsweise das 4: 3-Seitenverhältnis schrittweise durch das 16: 9-Seitenverhältnis ersetzt. Interlaced-Progressive-Scans (ohne Interlaced-Scan) und sich ändernde Codierungsstandards erhöhen die Bildqualität. Die Wirtschaft schreibt auch die Notwendigkeit vor, Videoinformationen zu komprimieren. Natürlich verschlechtert jede Komprimierung die Qualität des Renderings und wird nicht für ein gutes Leben angewendet, sondern aus Notwendigkeit.

Denken Sie nicht, dass die Videokomprimierung zuvor nicht verwendet wurde und dass sie erst mit dem Aufkommen digitaler Technologien auftrat. Nein, Komprimierung wurde immer verwendet, aber nur bevor sie analog war, und heute ist es notwendig, sie vollständig digital zu machen, um die doppelte Komprimierung, dh sowohl analoge als auch digitale, so weit wie möglich zu beseitigen.

Moderne digitale Komprimierungsmethoden, die analoge ersetzt haben, insbesondere in Kombination mit Computertechnologie, können nicht nur die Qualität des Videos selbst verbessern, sondern auch die Möglichkeiten der Videoproduktion erweitern und die Anzeige audiovisueller Produkte optimieren.

Grundbegriffe der digitalen Transformation
P Im Wesentlichen ist die digitale Darstellung oder Digitalisierung eine Aufteilung des Bereichs einer kontinuierlichen Funktion in einigen Intervallen und die Darstellung dieser Funktion als eine Menge von Werten am Ende dieser Intervalle. Für ein digitales Tonsignal wird das zweite Intervall auf der Zeitskala in 32, 44 oder 48 Intervalle unterteilt. In jeder Probe wird der Ton gemessen und sein Wert mit einer bestimmten Darstellungsgenauigkeit gespeichert, im Allgemeinen von 14 bis 20 Bits. Diese Operationen werden als Abtastprozesse bezeichnet, dh die Darstellung einer kontinuierlichen Größe (in diesem Fall Schall) durch periodische diskrete Messungen. Danach wird der Ton mit einer Abtastrate von 32 bis 48 kHz und einer Bittiefe von 14 bis 20 Bit digitalisiert. Daher der digitale Strom

Beim digitalen Video wird der Prozess des Abtastens eines Werts einfach auf eine mehrwertige Funktion verallgemeinert, die einen Wertebereich hat, nicht eine Zahl, sondern ein Bild (dh es wird dreidimensional), um die durchgezogenen Linien von zu brechen ein Bild (Abtaststrahl) in sogenannten Pixeln oder Bildelementen, unser dreidimensionales. Der Raum wird sein, weil, wenn das Bild zu jedem Zeitpunkt präsentiert wird, es kein Wert wie im Ton ist, sondern das gesamte Bild: ein Rahmen. Infolgedessen wird das Videosignal auch als eine Folge von ganzen Zahlen dargestellt, dh als ein Datenstrom.

Bei analogen Videosignalen mit (separaten) Komponenten muss jeder Kanal gleichzeitig drei Farbkomponenten (rot – rot, grün – grün und blau – blau, d. H. RGB) oder ein Luminanzsignal zusammen mit Signalen von übertragen Farbunterschied (YUV). Die Umwandlung von RGB-Farbkomponenten in YUV-Komponenten erfolgt nacheinander, wobei die letztere Methode es ermöglicht, die Änderung der Helligkeit des Signals, für das das menschliche Auge einen separaten Wahrnehmungsmechanismus bereitstellt, mithilfe der Stäbe hervorzuheben. in der Netzhaut im Gegensatz zur Wahrnehmung von Farbe durch die Zellen des Kegels. Stäbe sind empfindlicher als Zapfen, daher in Systemen mit separater Komponentencodierung (z. B.

Die Abtasttheorie erfordert wiederum, dass die Abtastfrequenz mindestens doppelt so groß ist wie die Bandbreite des zu digitalisierenden Signals. Bei einem Breitbandsignal (für Ton, dh die gleichzeitige Wiedergabe mehrerer Oktaven von Frequenzen) muss die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz des Eingangssignals analog