Charakteristiky videomateriálu Digitalizace Barevné schéma Barevná hloubka Rozlišení Framerate Streamování
Digitalizace
Při získání počítačového obrazu je jedním ze základních jevů přechod od spojité funkce f(x,y) k diskrétní funkci Fi,j . Obraz, který je snímán, má teoreticky nekonečný rozsah obrazových hodnot, stejně jako je možné ho přibližovat či vzdalovat téměř neomezeně.
Digitalizace
Proces přechodu od spojitého obrazu k diskrétnímu se nazývá digitalizace.
Odehrává se ve dvou nezávislých krocích – kvantování a vzorkování
Vzorkování
Vzorkováním (sampling) spojité fuknce f(x) rozumíme zaznamenávání hodnot – v zorků, v předem daných intervalech. Fi=f(x0+iΔx), i=0,1...
Vzorkování
F =f(x0+iΔx), i=0,1... i
F
Kvantování
Kvantování probíhá v oboru hodnot obrazové funkce, které se rozdělí na intervaly, jimž je pak přidělena jediná, zástupná hodnota. Podle způsobu rozdělení kvantované veličiny hovoříme o kvantování uniformním a neuniformním
Kvantování uniformní
Uniformní kvantování používá konstantní délku intervalu.
Kvantování neuniformní
Neuniformní kvantování používá proměnnou délku intervalu. Používá se méně často než uniformní kvantování.
Kvantizační chyba Při kvanotvání dochází ke ztrátě informace. Množina hodnot je nahrazena jedinou hodnotou. Tato ztráta se označuje jako kvantizační chyba. V počítačové grafice se projevuje např. na plochách s malou změnou gradientu jako náhlý skok barev. Původně hladký barevný přechod je nahrazen skokovou změnou. Lidské oko je citlivé na výskyt hran a kvantizační chyba působí tedy rušivě.
Vlastnosti lidského systému vidění
Elektromagnetické spektrum - světlo, které vnímáme, představuje viditelnou část EM spektra. - viditelná část spektra se nalézá v oblasti vlnových délek přibližně 380 až 720 nm. Barva – vlnové záření s určitou vlnovou délkou 550 nm – zelená 720 nm – červená
Vlastnosti lidského systému vidění
Dopadne bílé světlo na objekt, jsou frekvence: pohlceny odraženy Kombinace frekvencí přítomných v odraženém světle vytváří to, co vnímáme jako barvu. Popis charakteristik světla: Jas (intensity) – svítivost – odpovídá intenzitě světla Sytost (saturation) - udává čistotu barvy světla Světlost (brightness) – určuje velikost achromatické složky ve světle s určitou dominantní frekvencí
Princip lidského oka Lidské oko se skládá:
Rohovka, duhovka, zornice, čočka, sítnice (tyčinky a čípky).
Rekombinace barevné informace
Citlivost na jas a barvy Zrakový nerv je tvořen svazkem nervových vláken, které předávají signály od fotoreceptorů. Na této cestě dochází k rekombinaci barevné informace. Kanály (r-g) a (y-b) poskytují informaci o barvě, (g+r) indikuje jas.
Barevné prostory
Prostor RGB - vnímáme pouze světlo 3 barev: červené zelené modré
- vše, co vidíme, je kombinací těchto 3 barev
Barevné prostory - RGB Prostor RGB - aditivní skládání barev (čím více barev sečteme, tím světlejší je výsledek) Červená (R) Zelená (G) Modrá (B)
I = 0,299.R + 0,587.G + 0,114.B
Barevné prostory - RGB
Barvy lze vyjádřit barevným vektorem <0,1> i v celočíselném rozsahu (0-255) Hodnota 0 – složka není zastoupena Hodnota 255 – složka nabývá své největší intenzity Prostor RGBA (RGBα) doplnění informace o průhlednosti (α)
Barevné prostory - CMYK Prostory CMY, CMYK - subtraktivní skládání barev Tyrkysová (C) Fialová (M) Žlutá (Y) Černá (K) Převodní vzorce: (C M Y) = (1 1 1) - ( R G B), (R G B) = (1 1 1) - (C M Y)
Barevné prostory RGB a CMYK
Barevné prostory RGB a CMYK
Geometrická prezentace prostoru RGB a CMYK
Barevné prostory - HSV
Prostor HSV - barva je určena třemi parametry: Barevný tón (Hue, převládající barva), Sytost (Saturation, příměs jiných barev) Jasová hodnota (Value, množství bílého světla) - systém je modelován pravidelným šestibokým jehlanem
Barevné prostory - HLS
Prostor HLS - opět tři určující parametry: Barevný tón (Hue), Světlost (Lightness) Sytost (Saturation) - modelem je dvojice rotačních kuželů - systémy HLS a HSV se používají pro intuitivnější zadávání a míchání barev v grafických programech
Barevné prostory - YUV
Prostor YUV - pro TV/video signály se používá barevný prostor YUV - odděluje jasové (luminanční) složky od barevných informací (chrominance) - složka jasu jak pro barevné i černobílé televize Jasová složka (Y) Barevné složky (UV)
Barevné prostory - YUV
Rozdílný přenos videosignálu u komerčních a profesionálních zařízení
Barevná hloubka
Barevný prostor popisuje počet bitů použitých k popisu určité barvy nebo pixelu v bitmapovém obrázku nebo rámečku videa 3 způsoby vyjádření: jako číslo – např. 16,7 mil. barev jako počet bitů na pixel – např. 24bitová hloubka jako počet bitů na kanál – ekvivalent k předchozímu Větší barevná hloubka zvětšuje škálu různých barev a paměťovou náročnost obrázku či videa.
Barevná hloubka
Barevná hloubka 1 bit 4 bitová 8 bitová 15 bitová 16 bitová 24 bitová 32 bitová 48 bitová •
Počet barev
Označení
2 na 1 = 2 2 na 4 = 16 2 na 8 = 256 2 na 15 = 32 768 2 na 16 = 65 536 2 na 24 = 16 777 216 2 na 32 = 4 294 967 296 2 na 48 = 281 474 976 710 656
Mono Color
Low Color High Color True Color Super True Color Deep Color
pro HDTV je využívána až 48bitová barva Deep Color
Rozlišení
Rozlišení (px)
Poměr stran
Poměr stran
HIGH - DEFINITION
HD Ready ● norma, která zaručí uživateli že produkt bude schopen přijmou a zpracovat obraz o určitých parametrech ● širokoúhlá plocha a minimální vertikální rozlišení 720p ● musí umět zpracovat i rozlišení 1920 x 1080, ale nikoliv zobrazit 1:1 ● HDMI rozhraní Full HD ● zařízení je schopno přijmout a neprokládaně zobrazit 1920x1080 (1080p) ● HDMI rozhraní
Formáty HD
Prokládaný – i (interlaced) ● obrazovka zaplněna ve dvou fázích, nejprve lichými řádky a potom sudými řádky ● pohyb tak rychlý, že jej lidské oko nerozpozná, můžete vnímat „blikání“. Progresivní – p (progressive) ● pokročilejší, zapisuje obsah obrazu najednou, což znamená, že můžete vidět všechny detaily na obrazovce najednou Nejběžnější formáty ● 720p, 1080i a 1080p ● to označuje, jak detailní je rozlišení a také jaký formát zápisu obrazu používá
Televizní vysílání Analogové vysílání
Analogový TV Standard PAL NTSC
Rozlišení 768 sloupců, 576 řádků 720 sloupců, 480 řádků
Digitální vysílání
Digitální TV Standard D-1 PAL D-1 NTSC HDTV 720p HDTV 1080p,i
Rozlišení 720î 576 720î 486 1280î 720 1920î 1080
Poměr 4:3 4:3 16:9 16:9
Framerate
FPS (frame per second)
●
Framerate je počet snímků za jednotku času – udává se v počtu snímků za sekundu
●
Plynulý pohyb min. 10-15 fps
●
Video materiály 25-30 fps
●
Hry větší FPS pro plynulost generovaného pohybu – záleží na výkonu PC
Framerate
Slowmotion
●
Díky možnostem vysokorychlostního záznamu obrazu lze natočený materiál následně zpomalit na standardní FPS
●
Využití v průmyslu, lékařství, sport, věda apod.
Streaming
Streaming
●
Streaming – kontinuální přenos audiovizuálního materiálu mezi zdrojem a příjemcem
●
na internetu Klient – Server se nazývá webcasting
●
On demand (youtube…)
●
okamžité přehrávání na straně klienta
●
možnost vysílat video do celého světa
Streaming
princip streamování
Streaming
princip streamování
Streaming
Kvalita streamovaného obsahu
●
ovlivněna obsahem videomateriálu
●
použité rozlišení, FPS, barevná hloubka
●
kódování, dekódování (kodeky, kontejnery)
●
propustnost sítě
●
přenosový protokol
Streamovací služby
Internetová televize Broadcast Videokonference Streamované video (VOD)
Budoucnost
●
rychlejší a stabilnější přenos multimediálního obsahu
●
bezdrátové přenosy
●
metadata ve videích – indexování obsahu
●
zvětšování rozlišení obrazu
●
nové metody kódování
