Что такое 50i в формате видео
В чем разница между частотой кадров 50i и 50p
Кадровой частотой называют сменяемость кадров за секунду: в компьютерах, на экранах телевизоров или кинематографе. Для получения четкой и плавной картинки применяются разные по форматам развертки. Отсюда появились различные обозначения, к примеру, 50i или 50р.
Что такое частота кадров 50i
Зрение человека воспринимает слитные изображения, это учли разработчики, поэтому передачу и воспроизводство сигналов создали с 50 частотой. С развитием технологий менялось формирование кадров в разных развертках. Инженеры добивались большей четкости и меньшего негативного влияния на глаза пользователя.
Но при такой скорости смены сигналов, занимаются широкие полосы частот, потребовалось их снижение. Для этого картинку разделили перед воспроизводством.
Чересстрочной разверткой кадры разбивают на половинки, которые размещают по полям. Вначале происходит воспроизводство нечетных строк, затем передача четных символов. Когда развертка во втором поле заканчивается, она возвращается в исходное состояние к первому полю. Подобная технология позволила:
Этот метод еще называют интерлейсом или интерлейсингом, узнать который можно по обозначению «i» возле цифрового значения.
При расшифровке надписи 50i:
Зрительная инерционность способна воспринимать картинку в плавных движениях. Такому процессу помогает развитие сюжетов и последовательность поступления сигналов по нечетным и четным строкам.
Про частоту кадров 50р
Под частотой кадров следует понимать число неподвижных картинок, которые сменяются за 1 секунду, создают движение объекта на экранах. При увеличении скорости, видеоматериал будет отражаться с большей плавностью и естественностью. Прогрессивной или построчной считается развертка, поддерживающая удвоенную кадровую частоту. Обозначают такой стандарт буквой «р», рядом с количеством воспроизведенных фрагментов.
К примеру, 50р говорит, что за секунду поступило 50 кадров при поддержке построчной развертки.
ЖК дисплеи вытеснили устаревшую передачу изображений, на смену им пришел цифровой видеосигнал с полным формированием кадров. Чтобы изменить яркость в элементах, используют построчную адресацию совместно со столбцами. Входные видеосигналы обрабатывают микросхемы. В соответствии с разрешением масштабируют на дисплеях. Прогрессивную развертку с развитием ЖК технологии стали использовать:
При появлении плазменных панелей с цифровыми видеосигналами, применение чересстрочной развертки без предварительной корректировки стало невозможным.
Общие признаки между стандартами
Всегда можно найти общие характерные особенности между 2 стандартами:
Одинаковая цель применения каждого стандарта, где с помощью разверток добиваются чистоты, переданных и воспроизведенных сигналов.
Чем отличается интерлейсный материал от прогрессивного
Технология внесла много отличий, если сравнивать частоту кадров 50i и 50р. При использовании 50i, происходит:
50р с прогрессивной разверткой:
При последовательной передаче кадров выводится телевизионное изображение на устройства, которые поддерживаются прогрессивной разверткой:
Поддержка системы чересстрочной разверткой, применяемая телевидением и некоторыми форматами в видеозаписях, наделена существенным недостатком. Движущие объекты появляются с искажениями.
Когда видны мерцания, пользователю нужно избавляться от неприятных эффектов, конвертацией изображений в построчный формат с помощью процедуры деинтерлейсинга. Для этого совмещают 2 полукадра, чтобы затем вывести на компьютер или другое устройство.
Европейским вещательным союзом рекомендуется формировать видеоматериал с разрешением равным 1080 строк и 50 кадровой построчной частотой. Такой порядок позволит не изменять формат записей. Не стоит путать с системами видеонаблюдений, где деинтерлейсинг не приносит существенной пользы.
50i или 50p в чем разница
Кадровой частотой называют сменяемость кадров за секунду: в компьютерах, на экранах телевизоров или кинематографе. Для получения четкой и плавной картинки применяются разные по форматам развертки. Отсюда появились различные обозначения, к примеру, 50i или 50р.
Что такое частота кадров 50i
Зрение человека воспринимает слитные изображения, это учли разработчики, поэтому передачу и воспроизводство сигналов создали с 50 частотой. С развитием технологий менялось формирование кадров в разных развертках. Инженеры добивались большей четкости и меньшего негативного влияния на глаза пользователя.
Но при такой скорости смены сигналов, занимаются широкие полосы частот, потребовалось их снижение. Для этого картинку разделили перед воспроизводством.
Чересстрочной разверткой кадры разбивают на половинки, которые размещают по полям. Вначале происходит воспроизводство нечетных строк, затем передача четных символов. Когда развертка во втором поле заканчивается, она возвращается в исходное состояние к первому полю. Подобная технология позволила:
Этот метод еще называют интерлейсом или интерлейсингом, узнать который можно по обозначению «i» возле цифрового значения.
При расшифровке надписи 50i:
Зрительная инерционность способна воспринимать картинку в плавных движениях. Такому процессу помогает развитие сюжетов и последовательность поступления сигналов по нечетным и четным строкам.
Про частоту кадров 50р
Под частотой кадров следует понимать число неподвижных картинок, которые сменяются за 1 секунду, создают движение объекта на экранах. При увеличении скорости, видеоматериал будет отражаться с большей плавностью и естественностью. Прогрессивной или построчной считается развертка, поддерживающая удвоенную кадровую частоту. Обозначают такой стандарт буквой «р», рядом с количеством воспроизведенных фрагментов.
К примеру, 50р говорит, что за секунду поступило 50 кадров при поддержке построчной развертки.
ЖК дисплеи вытеснили устаревшую передачу изображений, на смену им пришел цифровой видеосигнал с полным формированием кадров. Чтобы изменить яркость в элементах, используют построчную адресацию совместно со столбцами. Входные видеосигналы обрабатывают микросхемы. В соответствии с разрешением масштабируют на дисплеях. Прогрессивную развертку с развитием ЖК технологии стали использовать:
При появлении плазменных панелей с цифровыми видеосигналами, применение чересстрочной развертки без предварительной корректировки стало невозможным.
Общие признаки между стандартами
Всегда можно найти общие характерные особенности между 2 стандартами:
Одинаковая цель применения каждого стандарта, где с помощью разверток добиваются чистоты, переданных и воспроизведенных сигналов.
Чем отличается интерлейсный материал от прогрессивного
Технология внесла много отличий, если сравнивать частоту кадров 50i и 50р. При использовании 50i, происходит:
50р с прогрессивной разверткой:
При последовательной передаче кадров выводится телевизионное изображение на устройства, которые поддерживаются прогрессивной разверткой:
Поддержка системы чересстрочной разверткой, применяемая телевидением и некоторыми форматами в видеозаписях, наделена существенным недостатком. Движущие объекты появляются с искажениями.
Когда видны мерцания, пользователю нужно избавляться от неприятных эффектов, конвертацией изображений в построчный формат с помощью процедуры деинтерлейсинга. Для этого совмещают 2 полукадра, чтобы затем вывести на компьютер или другое устройство.
Европейским вещательным союзом рекомендуется формировать видеоматериал с разрешением равным 1080 строк и 50 кадровой построчной частотой. Такой порядок позволит не изменять формат записей. Не стоит путать с системами видеонаблюдений, где деинтерлейсинг не приносит существенной пользы.
50p или 50i что лучше
Автор Net Star задал вопрос в разделе Прочее фото-видео
Xем отличается качество видеозаписи 50p от 50i? В каких случаях применять тот или иной формат? и получил лучший ответ
Но почему в камере два этих стандарта? Если один лучше другого, то почему оставлен выбор? В каких случаях следует применять 50р, в каких 50i &
Что лучше: интерлейс или прогрессив? Сравнение 50i vs 25p на примере Canon HV20, Panasonic HDC-HS9, Sony PMW-EX1
В настоящее время у большинства выпускаемых HD/HDV-видеокамер помимо чересстрочного режима (интерлейс) присутствует еще и прогрессивная развертка (иногда прогрессив именуется как режим «кино»). Возникает вопрос: в каком режиме лучше снимать чересстрочном 50i (interlaced) или прогрессивном 25p (progressive)?
Всегда хочется выжать из камеры максимум качества, особенно когда речь идет о съемке футажей для фотобанка бытовой видеокамерой. По идее прогрессивное видео при одних и тех условиях должно давать более качественную картинку, чем чересстрочное. Однако, при просмотре на современных плеерах заметной разницы не видно, на первый взгляд. Попробуем провести более детальное исследование.
Справка. Режим 50i означает, что видео чересстрочное (interlaced), то есть видеокамера снимает 50 полукадров в секунду. Если просматривать такое видео без деинтерлейса (например, в QuickTime Player), то для динамичных сцен будет видна неприятная всем «гребенка». Современные проигрыватели и телевизоры неплохо от этой гребенки избавляются (делают deinterlace)*. Режим 25p означает, что видео прогрессивное (progressive) и каждый кадр «честный». В этом случае «гребенки» нет, но по сравнению с 50i движение в кадре воспринимается более прерывисто (возможен так называемый стробоскопический эффект). Частота кадров 50i/25p это PAL-стандарт (такое исполнение камеры официально поставляется в Россию). Еще есть NTSC там соответственно 60i/30p (для США и Японии).
HV20. «Кирпичная стена»
Начнем с видеокамеры Canon HV20. Первый тест съемка на натуре. Программный режим (P). Баланс белого (WB) выставлен по белому листу. Экспокоррекция + 1. Давайте посмотрим на стоп-кадры (рис. 1):
Рис. 1. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров. У 25p немного лучше четкость, детализация и более чистые цвета. Четкость можно оценить, например, по корпусу кондиционера (левая грань), ограждению на балконе (более четкие очертания). Если присмотреться к кирпичикам, то у прогрессивного кадра лучше «проглядывает» текстура, а розовые цветки на балконе имеют более чистый оттенок
На кропах видно, что прогрессив 25p визуально немного четче, чем интерлейс 50i и похоже содержит больше деталей.
Примечание. Приведенное выше сравнение не совсем корректно, так как прогрессивное видео с HV20 при одних и тех же установках получилось немного светлее, чем чересстрочное (местами даже переэкспонировано, на рис. 1 виден пересвет на оконной раме, на рис. 2 пересвет на кирпичах).
Рис. 2. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров. В программном (P) режиме для 25p-видео получился небольшой пересвет местами потерялась фактура кирпичей
Похоже, что в режиме 25p видеокамера снимала с большей экспозицией (примерно на 1/3 ступени). К сожалению, ручной режим управления настройками в камере фактически отсутствует. И сравнить оба режима при одной и той же скорости затвора, значении диафрагмы и показателе усиления, как я понял, не представляется возможным. Даже если зафиксировать диафрагму, то не понятно, какая выдержка и какой уровень усиления используется камерой. Очень часто при съемке футажей в студийных условиях нужен именно ручной режим управления настройками. Отсутствие ручного режима управления настройками, на мой взгляд, существенный минус HV20/HV30/HV40 и других бытовых камер Canon (например, HF10, HF100, HG10, HG20, LEGRIA HF S10, HF S100, HF20 и т.п.).
Стоп-кадры на рис. 1 сделаны в Adobe Premiere без растяжения HDV (1440×1080) к Full HD-разрешению (1920×1080). Если же кадры растягивать по горизонтали с 1440 до 1920 пикселей, то более резкая 25p-картинка становится «мягче» и уже не так сильно отличается от 50i (рис. 3). Возможно, интерполяцией и объясняется трудноуловимая разница между режимами при просмотре видео на плеере.
Рис. 3. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров. Экспорт из Adobe Premiere в Full HD разрешении 1920×1080. Для 50i корректировка экспозиции в Photoshop: увеличена экспозиция на +0,33 (команда Exposure)
Мира для визуальной оценки оптических характеристик объектива
Раз уж зашла речь о качестве изображения давайте выясним, на какой диафрагме достигается наибольшая резкость. Обычно на полностью открытой диафрагме оптика «мылит» сильнее (изображение размывается). По мере уменьшения относительного отверстия объектива аберрации уменьшаются, и изображение с камеры становится четче и контрастнее. Оценить визуально поможет мира, используемая для оценки оптических характеристик объектива (см. статью «Как протестировать объектив перед покупкой»).
Итак, снимаем миру в режиме приоритета диафрагмы (Av) с разными значениями диафрагмы (на рис. 4 показы кропы стоп-кадров):
Рис. 4. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров сделанные в режиме 50i при различных значениях диафрагмы. Экспокоррекция + 2. Объектив в широкоугольном положении. Наибольшая резкость и контрастность достигается на диафрагме f/2,8, начиная с f/5,6 заметно падение резкости и контрастности в силу дифракционных эффектов
На полностью открытой диафрагме f/1,8 по углам видно небольшое «мыло» и сильнее заметны артефакты. Резкость и контрастность улучшаются, если прикрыть диафрагму на пару ступеней до f/2,8. При дальнейшем диафрагмировании резкости не прибавляется. Начиная с диафрагмы f/5,6 происходит плавное падение контраста из-за дифракционных эффектов идеальная «точка» размывается в дифракционное пятнышко. Размер этого пятнышка становится соизмерим с пикселем матрицы: 2,8 мкм для данной камеры.
Пояснение. Оценить предельную диафрагму можно как [размер пикселя, мкм]*2, то есть 2,8*2=5,6. Размер пикселя (2,8 мкм) вычислен в предположении, то размер матрицы HV20 1/2,7″ составляет 5,4 x 4,0 мм при разрешении 1920 x 1080 пикселей. Информация о размере матрицы взята из статьи Афанасенкова М.А. «Разумно о фото».
Примечание. Несмотря на то, что съемка велась при неизменном положении камеры, объектива, освещенности и одном и том же значении экспокоррекции, экспозиция кадров для различных значений диафрагмы (Av) заметно отличается. Это еще раз наводит на мысль, что автоматике не стоит доверять нужен ручной режим управления настройками.
HV20. Сравнение резкости 50i и 25p при хорошем освещении
Теперь, используя миру, сравним резкость для интерлейса 50i и прогрессива 25p (рис. 5):
Рис. 5. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров, 50i и 25p, диафрагмы f/1,8 и f/2,8. Прогрессив 25p на диафрагме f/1,8 получился немного четче и содержит меньше артефактов. На прикрытой до f/2,8 диафрагме разница между 50i и 25p незначительна
На полностью открытой диафрагме f/1,8 заметна небольшая разница между 50i и 25p. Чересстрочное видео получилось менее четкое содержит больше артефактов. Такое ощущение, что для интерлейса используется более сильное сжатие. Кстати это вовсе не означает, что видеофайл будет занимать меньший объем! Напротив, сравнение показало, что для данного примера 50i-видео той же длительности, что и 25p занимает на 8% больше места на диске. Экономия места для прогрессива объясняется, по-видимому, тем, что более плавные тональные переходы у 25p кадров сжимаются лучше MPEG2-кодеком чем 50i кадры «испорченные» хаотичными артефактами. Если прикрыть диафрагму на две ступени (до f/2,8), то разница практически не заметна.
Возможно, меньшая четкость изображения у 50i (больше артефактов) объясняется тем, что в кадре соседние поля принадлежат разным снимкам и соответственно разным замерам фотосенсора, а небольшое «размыливание» оптики на полностью открытой диафрагме вносит дополнительные отклонения для, казалось бы, статичной сцены.
Примечание. В процессе эксперимента было замечено, что баланс белого (WB) так же как и экспозиция «плавает» при изменении параметров съемки, в частности, меняется в зависимости от диафрагмы (например, для 25p f/2,8 появился красноватый оттенок, которого не было на f/1,8). Таким образом, при задании новых параметров съемки WB желательно перезамерять.
HV20. Сравнение резкости 50i и 25p при слабом освещении
Если до этого тестовая съемка проводилась при ярком свете (2 лампы по 250 Вт вблизи миры), то теперь посмотрим, как поведет себя камера при слабом освещении (удаленная от миры лампочка 75 Вт):
Рис. 6. Canon HV20: 100%-ные кропы кадров сделанные в режиме 50i и 25p при слабом освещении. Экспокоррекция + 4. В режиме приоритета диафрагмы прогрессив 25p (за счет более длинной выдержки?) дает более четкую картинку, чем интерлейс 50i
Как видно из рис. 6 в режиме 25p изображение более четкое и содержит больше деталей. Это, по-видимому, объясняется тем, что прогрессивное видео снято с большей выдержкой, то есть с меньшим усилением (говоря фотографически с меньшим ISO). В результате меньше шумов, требуется меньшее шумоподавление, остается больше деталей. У 50i, похоже, изрядно поработал шумодав это хорошо видно по «съеденной» фактуре обоев. Ведь интерлейс при слабом освещении снимался с выдержкой вдвое короче (1/50 против 1/25) камере пришлось вытягивать экспозицию за счет усиления (повышения чувствительности матрицы). В результате шумы проявляются сильнее и, похоже, сильнее работает шумоподавление.
HV20. К вопросу о «честном» прогрессиве
Нет достоверной информации используется ли честное прогрессивное сканирование матрицы у HV20 в режиме 25p. На приведенных выше тестах не наблюдается заметного роста вертикального разрешения 25p по сравнению с 50i. Прогрессивное видео немного более четкое (в основном за счет меньшего числа артефактов). У интерлейсного видео четкость картинки одинакова как в вертикальном, так в горизонтальном направлении. При слабом освещении существенная разница объясняется скорее вдвое большей выдержкой для 25p (в итоге меньшим шумоподавлением).
Попробуем проверить гипотезу об «интерлейсном» фильтре. Для этого необходимо снять видео при слабом освещении с одной и той же диафрагмой, выдержкой и усилением. Как уже отмечалось выше, у камеры Canon HV20 нет полностью ручного режима управления настройками. Пойдем на хитрость вместо диафрагмы зафиксируем выдержку затвора: выбираем режим Tv (приоритет выдержки). Тогда при слабом освещении камера будет вынуждена снимать при одной и той же полностью открытой диафрагме (в данном случае). Итак, что же у нас получилось (рис. 7):
Рис. 7. Canon HV20: 100%-ные кропы снимков, сделанных в режиме Tv при слабом освещении. Скорость затвора 1/120 с, экспокоррекция +6. В чересстрочном режиме 50i шумы меньше, но и четкость меньше (изображение более размытое)
У интерлейса как будто немного меньше разрешение (более размытая картинка) и меньше шума (зерна). С одной стороны это согласуется с теорией «интерлейсного фильтра», но с другой уж очень похоже на искусственное (программное) шумоподавление. В «честности» прогрессива также заставляют сомневаться подозрительные артефакты в виде полос, которых у 25p по идее быть не должно. Эти «отслоения» отчетливо проявляются на красном цвете (см. рис. 8):
Рис. 8. Canon HV20: 100%-ные кропы снимков прогрессивного видео 25p. На границах красного цвета заметны артефакты в виде полос (а) и отслоений (б). Эти артефакты наводят на мысль, что «интерлейсный фильтр» до конца не отключается при прогрессиве
Примечание. Надо заметить, что проблема с красным цветом есть не только у модели Canon HV20. Подобные «отслоения» проявляются, например, у видеокамеры Canon HF10, у которой другая матрица и другой формат записи (MPEG-4 AVC/H.264). Часть II. Panasonic HDC-HS9
HDC-HS9. Особенность кодирования
При тестировании видеокамеры HDC-HS9 была замечена одна особенность. Первые кадры после начала съемки идут в плохом качестве (особенно в режиме 50i). Качество картинки стабилизируется только после первой секунды (см. рис. 9):
Рис. 9. Panasonic HDC-HS9: 100%-ные кропы снимков, режим 50i. Первые кадры после начала съемки идут в плохом качестве, качество видео стабилизируется к концу первой секунды (видео, 11 MB)
Подобная картина наблюдается и на других камерах с кодеком MPEG-4 AVC/H.264, но в меньшей степени. Напомним, что в настоящее время H.264-кодек фактически является стандартом для большинства выпускаемых видеокамер. Это объясняется, в первую очередь, большей эффективностью сжатия при том же качестве (битрейте). В дальнейшем для тестов будем использовать более качественные кадры спустя 3 сек после начала съемки. При съемке футажей необходимо учитывать эту особенность и снимать видео с небольшим «черновым» запасом.
HDC-HS9. Сравнение 50i и 25p
Первый тест съемка на натуре (рис. 10):
Рис. 10. Panasonic HDC-HS9: 100%-ные кропы кадров. Разница между 50i и 25p практически не видна. У 25p немного лучше детализация и меньше артефактов
Разница между 50i и 25p после первой секунды съемки практически не видна. У 25p как будто немного лучше детали.
Идем дальше сравним резкость по тестовой мире (рис. 11):
