Současné formáty pro záznam videa

Bankovní institut vysoká škola Praha K101 Katedra matematiky, statistiky a informačních technologií

Současné formáty pro záznam videa Bakalářská práce

Autor:

Jan Čermák Informační technologie

Vedoucí práce:

Praha

Ing. Bohuslav Růžička, CSc.

Leden, 2012

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, že se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací.

Ve Žluticích dne 9. 1. 2012

Jan Čermák

Poděkování Děkuji vedoucímu bakalářské práce Ing. Bohuslavu Růžičkovi, CSc. za věcné připomínky a rady při vedení práce.

Anotace Tato práce v první části popisuje historii filmu od objevu camery obscury, optických hraček až do vynálezu digitální kamery. Ve druhé části jsou popsány formáty pro záznam videa, komprese videa, kodeky a kontejnery. Třetí část této práce je zaměřena na rozlišení obrazu, 3D obraz a televizní normy. V poslední části jsou popsány způsoby šíření videa, zejména televizní vysílání. Annotation This thesis describes in first part history of film since the discovery of the camera obscura, optical toys until the invention of digital video camera. In second part are description formats for video recording, video compression, codecs and containers. The third part of this thesis is focused on image resolution, 3D image and TV standards. In last part are describes methods of video distributing, especially TV broadcasting.

Obsah ÚVOD ........................................................................................................... 8 1 HISTORIE A VÝVOJ TECHNOLOGIÍ PRO ZÁZNAM VIDEA .. 9 1.1 Prehistorie filmu ................................................................................................ 9 1.1.1 Camera obscura ........................................................................................ 9 1.1.2 Laterna magica ....................................................................................... 11 1.2 Optické hračky ................................................................................................ 12 1.3 Nové umění .......................................................................................................14 1.4 Filmový pás ......................................................................................................16 1.4.1 Celuloidový filmový pás ........................................................................16 1.4.2 Standardy filmového pásu ......................................................................18 1.5 Vývoj kamer .....................................................................................................21 1.5.1 Filmová kamera...................................................................................... 21 1.5.2 Kamera pro analogový záznam obrazu ..................................................22 1.5.3 Digitální videokamera ............................................................................24

2 POPIS A POROVNÁNÍ VIDEO FORMÁTŮ, KONTEJNERŮ A KODEKŮ ................................................................................................... 26 2.1 Záznamové video formáty ..............................................................................26 2.1.1 Formát DV ............................................................................................. 26 2.1.2 Formát Digital 8 ..................................................................................... 27 2.1.3 Formát DVCAM .................................................................................... 27 2.1.4 Formát DVCPRO ...................................................................................27 2.1.5 Formát Digital Betacam (DigiBeta) ....................................................... 28 2.1.6 Formát HDV .......................................................................................... 28 2.1.7 Formát HDCAM .................................................................................... 29 2.1.8 Formát XDCAM .................................................................................... 29 2.1.9 Formát AVCHD ..................................................................................... 30 5

2.2 Komprese videa ............................................................................................... 32 2.2.1 Vzorkování barev ...................................................................................32 2.2.2 Diskrétní kosinusová transformace ........................................................ 33 2.2.3 Kompresní formát DV ...........................................................................34 2.2.4 Kompresní formát MJPEG.....................................................................35 2.2.5 Kompresní formát MPEG 1 ...................................................................35 2.2.6 Kompresní formát MPEG 2 ...................................................................36 2.2.7 Kompresní formát MPEG 3 ...................................................................40 2.2.8 Kompresní formát MPEG 4 ...................................................................40 2.2.9 Kompresní formát Theora ......................................................................42 2.2.10 Bezztrátové formáty ...............................................................................43 2.3 Video kodeky....................................................................................................43 2.3.1 Kodek DivX ........................................................................................... 44 2.3.2 Kodek XviD ........................................................................................... 45 2.3.3 Kodek FFmpeg ....................................................................................... 46 2.3.4 Bezztrátové kodeky ................................................................................47 2.4 Video kontejnery ............................................................................................. 47 2.4.1 Kontejner AVI........................................................................................ 47 2.4.2 Kontejner MOV ..................................................................................... 49 2.4.3 Kontejner MP4 ....................................................................................... 49 2.4.4 Kontejner Matroska................................................................................50

3 MOŽNOSTI ROZLIŠENÍ OBRAZU ................................................ 52 3.1 Standardní rozlišení SD ..................................................................................52 3.2 Vysoké rozlišení HD ........................................................................................ 52 3.3 3D obraz ...........................................................................................................53 3.4 Prokládání obrazu ........................................................................................... 55 3.5 Televizní normy ............................................................................................... 56 3.5.1 TV standard NTSC.................................................................................56 3.5.2 TV standard PAL ...................................................................................56 6

3.5.3 TV standard SECAM .............................................................................57

4 ZPŮSOBY ŠÍŘENÍ VIDEA................................................................ 58 4.1 Televizní vysílání ............................................................................................. 58 4.1.1 Televizní vysílání DVB-T......................................................................59 4.1.2 Televizní vysílání DVB-C .....................................................................59 4.1.3 Televizní vysílání DVB-S ......................................................................59 4.1.4 Televizní vysílání DVB-H .....................................................................60 4.1.5 Televizní vysílání IPTV .........................................................................61 4.1.6 Televizní vysílání na internetu ............................................................... 61

ZÁVĚR ....................................................................................................... 63 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ..................................................... 65 SEZNAM OBRAZOVÝCH PŘÍLOH ..................................................... 74 PŘÍLOHY .................................................................................................. 75

7

ÚVOD Bakalářská práce Současné formáty pro záznam videa vypovídá o vývoji technologií pro záznam videa od prvopočátků až po současné pole digitálních technologií. Cílem bakalářské práce je seznámení se s technologiemi pro záznam videa, vysvětlení pojmů kontejner, kodek, jejich využití v praxi, klady a zápory a také přehled různých možností šíření videa. V první kapitole se zaměřuji na prvopočátky vývoje technologií pro záznam videa od hříček se světlem, které umožnily camera obscura i laterna magica, optických hraček využívajících pohybu a zrakového vjemu k dosažení nového světového fenoménu – filmu. Dále zde nastiňuji vývoj černobílého, později barevného filmového pásu a jeho standardy. V závěru kapitoly popisuji filmové kamery a také zařízení pro záznam videa, jako jsou analogové nebo digitální kamery. V další kapitole uvádím záznamové formáty, využívající pro záznam magnetické pásky, harddisky nebo optická média. Dále uvádím popis kompresí videa, kodeků a kontejnerů, jejich výhody a nevýhody při jejich aplikaci. Ve třetí kapitole probírám rozlišení obrazu, zahrnující standardní a vysoké rozlišení, druhy zobrazování 3D obrazu, důvody prokládání obrazu nebo televizní normy PAL, NTSC nebo SECAM využívané ve světě. Poslední kapitola obsahuje způsoby šíření videa, především v televizní technice. Konkrétně se zaměřuji na způsoby digitálního vysílání, kterým je DVB nebo IPTV a poté i streamováním videa na internetu. V závěru poukazuji na vznik a postupné zdokonalování technologií pro záznam videa, které jsou dnes každodenní součástí běžného lidského života. Upozorňuji na obsáhlou terminologii v oblasti digitálního videa. Také zde podávám stručný přehled možností rozlišení obrazu a způsobů šíření videa.

8

1 HISTORIE A VÝVOJ TECHNOLOGIÍ PRO ZÁZNAM VIDEA Umění filmu by nemohlo vzniknout bez vlastnosti lidského oka, jakou je doznívání zrakového vjemu, který se projevuje tím, že pokud odvrátíme zrak od pozorovaného předmětu, pak na desetinu sekundy si uchová naše sítnice jeho obraz. Při pozorování pohybujícího se předmětu se v našem oku překrývají dva obrazy (první, který jsme zachytili před desetinou sekundy a druhý, který vidíme právě v daný okamžik). Díky této vlastnosti si uvědomujeme jev pohybu. Bez této vlastnosti bychom viděli pouze několik set nebo tisíc statických obrazů, namísto plynulého pohybu.1

1.1 Prehistorie filmu 1.1.1

Camera obscura V 5. století př. n. l. čínský filosof Mo Ti popisuje vznik obrazu pomocí světla

procházejícího malým otvorem. Mo Ti vypozoroval, že každý bod na povrchu předmětu odráží světlo všemi směry a také, že světlo odražené od spodní části předmětu vykresluje horní část obrazu a naopak.2 S jiným zjištěním přichází ve 4. století př. n. l. řecký filozof Aristoteles. Všiml si, že světlo po průchodu hranatým otvorem vytváří na stínítku za ním světelné kolečko (vykreslený obraz Slunce), avšak nedokáže vysvětlit, proč nemá světlo na stínítku stejný tvar jako otvor, kterým toto světlo prochází.3 V 10. století n. l. arabský fyzik a matematik Abu Ali al-Hasan, známý též jako Alhazen, provádí experiment se svíčkami

1 Film 1. Němý film., HTML dokument [cit. 30. 7. 2011], dostupný z: http://www.quido.cz/objevy/film.htm. 2 Bakštein Zdenek, Camera obscura v praxi, HTML dokument [cit. 30. 7. 2011], dostupný z: http://www.paladix.cz/clanky/camera-obscura-v-praxi.html. 3 Priesnitz Pavel, Historie dírkové komory, HTML dokument [cit. 30. 7. 2011], dostupný z: http://foto.priesnitz.cz/phistory.php.

9

a s deskou s malým otvorem. Před desku postavil tři svíčky a sledoval obraz svíček vytvořený za deskou. Postupným zakrýváním svíček zjišťuje, že se světlo šíří přímočaře.4 Výše uvedení badatelé nezávisle na sobě svými pokusy ukázali na fyzikální jev, bez kterého by nemohla vzniknout camera obscura, též dírková komora, kterou lze definovat jako „jednoduché optické zobrazovací zařízení ve tvaru uzavřené skříňky či prostoru, v jehož jedné stěně je malý otvor, který na protilehlé stěně vytváří obraz vnějšího prostoru na základě přímočarého šíření světla.“5 Pouze Alhazen z uvedených badatelů využil cameru obscuru jako nástroj k bezpečnému pozorování zatmění Slunce.6 Evropa však vynález camery obscury připsala františkánskému mnichu a filozofovi Rogeru Baconovi (1214–1294).7 Všestranně nadaný Leonardo da Vinci koncem 15. století zaznamenal do rukopisu Codex Atlanticus své studie perspektivy pomocí camery obscury.8 Jiné použití camery obscury našel florentský astronom a matematik Paolo dal Pozzo Toscanelli, když roku 1475 vsadil do okna katedrály bronzovou desku s otvorem a využil tak světla procházejícího otvorem na podlahu k měření času a určení data Velikonoc.9 Teprve v 16. století lidstvo dostalo úplný popis camery obscury. Některé zdroje uvádějí, že se o něj zasloužil neapolský vědec Giovanni Battista della Porta v roce 1558 uveřejněním v díle Magia Naturalis.10 Z jiných zdrojů se dovídáme, že popis a nákres camery obscury vytvořil holandský astronom Gemma Firsius. V knize Radio Astronomica et Geometrica již v roce 1545 popsal své pozorování zatmění Slunce, kde využil camery obscury.11 V následujícím století byla camera

4 Bakštein Zdenek, Camera obscura v praxi, HTML dokument [cit. 30. 7. 2011], dostupný z: http://www.paladix.cz/clanky/camera-obscura-v-praxi.html. 5 Balihar David, Co je dírková komora, HTML dokument [cit. 2. 8. 2011], dostupný z: http://pinhole.cz/cz/pinholecameras/whatis.html. 6 Turpin Ben, Příběh starý jako lidstvo samo, HTML dokument [cit. 2. 8. 2011], dostupný z: http://nemyfilm.sweb.cz/Prehistorie_filmu/Uvod.html. 7 Štefan Radim, Základy fotografování, HTML dokument [cit. 2. 8. 2011], dostupný z: http://www.oaporuba.cz/vp/ict/soubory/zaklady_fotografovani.pdf. 8 Balihar David, Co je dírková komora, HTML dokument [cit. 4. 8. 2011], dostupný z: http://pinhole.cz/cz/pinholecameras/whatis.html. 9 Bakštein Zdenek, Camera obscura v praxi, HTML dokument [cit. 4. 8. 2011], dostupný z: http://www.paladix.cz/clanky/camera-obscura-v-praxi.html. 10 Svatoňová Kateřina, Camera obscura, HTML dokument [cit. 4. 8. 2011], dostupný z: http://dejiny.nln.cz/archiv/2008/12/camera-obscura/clanek. 11 Priesnitz Pavel, Historie dírkové komory, HTML dokument [cit. 4. 8. 2011], dostupný z: http://foto.priesnitz.cz/phistory.php.

10

obscura vylepšena pomocí čočky, která zvýšila jas obrazu. Samotný termín camera obscura pochází od německého matematika a astronoma Jana Keplera, který roku 1620 vynalezl i přenosnou verzi tohoto přístroje.12 Camera obscura se v různých provedeních vyráběla v dalších stoletích. Od malých přenosných krabiček se přecházelo k výstavbě domků s otvorem ve stěně, které plnily funkci atrakce. Postupem času poklesl zájem o tento způsob zábavy, jelikož camera obscura nenabízela možnost konkrétní obraz trvale zaznamenat. Umožňovala pouze spatřovat opakovaně stále tentýž obraz.13 S myšlenkou nastálo uchovat obraz přišel francouzský chemik Joseph Nicéphore Niepce, když roku 1826 zhotovil první dochovanou fotografii „Pohled z okna“ metodou, kterou nazval heliografie.14 Vznik fotografie je často chybně spojován s francouzským vědcem a malířem Jacquesem Louisem Mande Daguerrem, který objevil jinou metodu uchování obrazu, tzv. daguerrotypii.15 Camera obscura se tak stala základem konstrukce fotoaparátu.16

1.1.2

Laterna magica Nápad promítání libovolného obrazu na různorodý povrch se patrně zrodil roku 1420

v knize Johannese de Fontany, ve které publikoval obrázek s mnichem, držícího lucernu

12 Bakštein Zdenek, Camera obscura v praxi, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://www.paladix.cz/clanky/camera-obscura-v-praxi.html. 13 Priesnitz Pavel, Historie dírkové komory, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://foto.priesnitz.cz/phistory.php. 14 Sýkora Milan, Vznik fotografie, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://www.paladix.cz/clanky/vznik-fotografie.html. Heliografie, nejstarší ze způsobů jak zachytit obraz účinkem světla. Jeho autorem byl v roce 1822 bývalý francouzský důstojník J. N. Niépce. V dírkové komoře vystavoval účinkům světla zinkové a měděné postříbřené desky pokryté slabou vrstvou asfaltu. Exponované snímky vyvolával ve směsi petroleje a levandulového oleje, ve které se asfalt na neosvětlených místech rozpouštěl. Takto zpracovanou desku stačilo vložit do kyseliny, která vyleptala nechráněná místa. Na zbylé linky byla nanesena barva a deska mohla být otištěna. Heliografie, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://leccos.com/index.php/clanky/heliografie. 15 Ševelová Irena a Tichá Anna, Historie fotoaparátu a fotografie, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://www.digimanie.cz/art_doc-E4ACD206774FAD19C12572AD00152C64.html. Základem daguerrotypie jsou měděné či stříbrné destičky, jejichž povrch je pokryt vrstvou jodidu stříbrného, sloučeniny citlivé na světlo. Po exponování snímku jsou destičky vystaveny působení rtuťových par, které fungují jako vývojka. Takto získaný obraz je nakonec ustálen v roztoku obyčejné kuchyňské soli nebo thiosíranu sodného. Hadrava Lukáš, Kořeny fotografování najdeme u daguerrotypie, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/kalendarium/64221-koreny-fotografovani-najdeme-u-daguerrotypie/. 16 Balihar David, Co je dírková komora, HTML dokument [cit. 12. 8. 2011], dostupný z: http://pinhole.cz/cz/pinholecameras/whatis.html.

11

se svíčkou uvnitř a okýnkem s motivem ďábla držícího kopí. Podle některých zdrojů pravděpodobně nástroj sloužící k zastrašování lidí.17 První přístroj k promítání obrazu, nazývaný laterna magica, popsal v 17. století německý jezuita Athanasius Kircher. Při svých pokusech obrátil princip camery obscury tak, že do temné skříňky umístil svíčku se zrcadlem, které odráželo světlo otvorem ven. V otvoru byl průhledný materiál s libovolným motivem otočeným vzhůru nohama, který se promítl na stěnu. Obraz na stěně byl tak správně natočený.18 Laternu magicu v roce 1659 vylepšil vlámský fyzik a astronom Christiaan Huygen. Vylepšení spočívalo v osazení přístroje čočkou, která promítaný obraz učinila jasnějším a čistším.19 Iluzi pohyblivých obrazů s laternou magicou navodil až v 18. století belgický fyzik Etienne Gaspard Robert. Při veřejném promítání využíval dýmu, na který promítal obrazy duchů i historických osobností. Vlněním dýmu pak postavy ožívaly. Tak jako u camery obscury i u tohoto přístroje postupně klesal zájem diváků o tento druh zábavy. Zájem diváků se přesouval k optickým hračkám, které dokázaly věrněji navodit iluzi pohybu s pomocí doznívání zrakového vjemu.20

1.2 Optické hračky Optické hračky, přístroje s ručně malovanými obrázky či s fotografiemi, charakterizují další vývojový stupeň technologií pro záznam videa. Jednu z prvních hraček představoval thaumatrop (viz příloha obr. č. 1), což je vlastně jednoduchý kotouč se dvěma vzájemně se doplňujícími obrázky.21 Prvním na líci, např. obrázek klece a s druhým obrázkem na rubu, např. ptáka. Při rychlém otáčení kotouče kolem osy pak vzniká dojem jediného obrázku, v tomto případě ptáka v kleci.22

17 Koláček Michal, Mobilní projektory - obecný pohled a výčet modelů, HTML dokument [cit. 15. 8. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc-A3A1A4D21E3AEC74C12575690035E7F6.html. 18 Turpin Ben, Příběh starý jako lidstvo samo, HTML dokument [cit. 15. 8. 2011], dostupný z: http://nemyfilm.sweb.cz/Prehistorie_filmu/Uvod.html. 19 Film 1. Němý film., HTML dokument [cit. 15. 8. 2011], dostupný z: http://www.quido.cz/objevy/film.htm. 20 Turpin Ben, Příběh starý jako lidstvo samo, HTML dokument [cit. 15. 8. 2011], dostupný z: http://nemyfilm.sweb.cz/Prehistorie_filmu/Uvod.html. 21 Thaumatrop, HTML dokument [cit. 20. 8. 2011], dostupný z: http://www.cojeco.cz/index.php?detail=1&s_lang=2&id_desc=97207&title=thaumatrop. 22 Sadoul Georges. Dějiny světového filmu od Lumiéra až do současné doby, Praha : Orbis, 1963, s. 9.

12

Postupem času vznikají další hračky založené na principu ručně malovaných obrázků (nejčastěji běžné činnosti ze života, např. cválající kůň, tančící lidé) a točivého pohybu. Hračky tohoto typu se těšily velké popularitě, avšak stále nepřekonaly svůj nedostatek, že v daný okamžik mohl pohyblivé obrázky sledovat jediný člověk. Jednou z takových hraček byl fenakistoskop (viz příloha obr. č. 2). První verze fenakistoskopu se skládala z jednoho disku, na kterém byly po obvodu vyřezány otvory a z druhé strany nakresleny obrázky. K této první verzi bylo potřeba zrcadlo, abychom v něm po roztočení disku přes štěrbiny viděli odraz obrázků. Nevýhodu použití zrcadla v první verzi odstranila vylepšená verze fenakistoskopu postavená na principu dvou disků na jedné ose. V prvním disku jsou vyřezány otvory a druhý disk je pomalován obrázky. Po roztočení obou disků najednou, vidíme skrze štěrbiny pohybující se obrázky. Roku 1834 přišel anglický matematik a učitel William George Horner s vynálezem zvaným zoetrop (viz příloha obr. č. 3). Tento vynález, optická hračka v podobě bubnu, má po obvodu otvory a uvnitř opět řadu obrázků. Po roztočení bubnu vidíme např. cválajícího koně. Zoetrop byl výjimečný tím, že v daný okamžik mohlo pohyblivé obrázky sledovat více lidí z několika úhlů.23 Další optickou hračkou, která přinášela lidem zábavu, byla flip book.24 Podobný princip jako flip book využívala hračka mutoskop (viz příloha obr. č. 4). Zde ale jednotlivé stránky neotáčel člověk, ale stroj.25 V roce 1912 bratři Lumièrové sestrojili přenosnou osobní verzi mutoskopu s názvem kinora.26 Její výhodou byla také možnost vyměňovat v ní knihy. Důležitou roli, která také vedla ke vzniku filmu, sehrál přístroj zvaný praxinoskop (viz příloha obr. č. 5) sestrojený roku 1877 francouzským vědcem a vynálezcem Charlesem Émilem Reynaudem. Praxinoskop nevyužíval štěrbin, přes které se muselo dívat, ale zrcadel, a tak mohlo pohyblivé obrázky sledovat více lidí najednou. Reynaud však později svůj vynález ještě zdokonalil tím způsobem, že dokázal obrázky

23 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 24 Flip book je soubor kombinovaných obrázků na jednotlivých stránkách malé knížky, které při rychlém otáčení dávají iluzi pohybu a vytvářejí animované sekvence bez pomoci stroje. Fouché Pascal, History, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.flipbook.info/history.php. 25 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 26 Auguste a Louis Lumièrové byli syny Antoina Lumiera, majitele továrny na fotografické výrobky. Poté, co vystudovali technickou školu La Martiniere, se stali otcovými spolupracovníky. Než se začali věnovat filmu, zasloužili se o významné technické poznatky na poli fotografie a dosáhli značného finančního úspěchu. Neděla Jiří, Bratři Lumierové, vynálezci kinematografu, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://25fps.cz/2007/bratri-lumierove-vynalezci-kinematografu/.

13

promítat na zeď pomocí další soustavy zrcadel.27 Veřejnosti začíná svá představení promítat v prvním optickém kině v Grévinově muzeu v Paříži.28 Přístroj se těšil obrovské popularitě, protože byl velmi rozdílný od všech předchozích hraček. Jeho popularitu však zanedlouho převzali bratři Lumièrové se svým novým vynálezem kinematografem – přístrojem, sloužícím jako kamera, promítačka a kopírka zároveň.29 Kinematograf byl poháněn ručně točením kliky.30 Používal perforovaný (děrovaný) celuloidový film, který se posouval pomocí podavače za optikou přístroje, kde se jednotlivá políčka zastavila po dobu expozice.31 Rychlost promítání byla 16 snímků za vteřinu, což je minimální rychlost pro to, abychom vnímali plynulý pohyb.32

1.3 Nové umění Datum 28. prosince 1895 se zapsalo do dějin kinematografie. Tento den Louis a Auguste Lumièrové provedli (v pařížské kavárně Grand Café) pomocí svého převratného vynálezu kinematografu své první veřejné filmové představení. Promítali několik krátkých, přibližně minutových, filmů.33 Historicky prvním filmem se stal Odchod dělníků z továrny, poté následovaly další snímky, jmenovitě např. Příjezd vlaku na nádraží, Pokropený kropič, Rodinná snídaně a další.34 Bratři Lumièrové prvenství v kinematografii získali především dokonalostí jejich kinematografu, který si vzal ze všech jiných vynálezů to nejlepší, a také

27 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 28 Bratři Lumièrové - první archiváři pohybu, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/kultura/111056-bratri-lumierove-prvni-archivari-pohybu/. 29 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 30 The Lumière's Cinematographe, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.institutlumiere.org/english/lumiere/cinematographe.html. 31 Peres Michael, Focal encyclopedia of photography, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://books.google.cz/books?id=VYyldcYfq3MC&pg=PA129&lpg=PA129&dq=Cin%C3%A9matographe+per forated+celluloid&source=bl&ots=sZo6BAMf1V&sig=CFUrEISlTZTt4_4pROqr1Sv5vnY&hl=cs&ei=Sae2TpP uBKXT4QSp6ozdAw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CGEQ6AEwCQ#v=snippet&q=p erforated-celluloid%20film&f=false. Exponovat znamená, vystavit citlivou vrstvu fotografického materiálu působení světla. Klimeš Lumír, Slovník cizích slov, Praha : SPN, 1981, s. 159. 32 The Lumière's Cinematographe, HTML dokument [cit. 10. 9. 2011], dostupný z: http://www.institutlumiere.org/english/lumiere/cinematographe.html. 33 Bratři Lumièrové - první archiváři pohybu, HTML dokument [cit. 12. 9. 2011], dostupný z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/kultura/111056-bratri-lumierove-prvni-archivari-pohybu/. 34 Káčerek Antonín, Bratři Lumierové, HTML dokument [cit. 12. 9. 2011], dostupný z: http://web.quick.cz/franfilm/lumiere/lumierove.html.

14

díky promítání vícečlennému publiku. Na první představení byla zaplněna pouze čtvrtina kapacity kavárny Grand Café, avšak během jednoho týdne se z kinematografu stala senzace a diváků rychle přibývalo.35 Bratři Lumièrové však nebyli prvními, ani jedinými vynálezci, kteří dokázali promítat film v podobě, jak ho známe dnes (s reálně zachycenými postavami a objekty). Ve stejném roce v Německu bratrům Lumièrům konkuroval vynálezce Max Skladanowsky s bratrem Emilem, kteří předvedli přístroj bioskop.36 V berlínském varieté Wintergarten promítali „první veřejné, patnáctiminutové filmové představení s osmi scénkami.“37 Německý bioskop byl však složitý na ovládání a seřizování, protože pracoval se dvěma projektory s dvěma totožnými filmy, kdy oba projektory směrovaly na stejné místo na plátně a clona před nimi střídavě zakrývala jeden i druhý projektor.38 Dvěma projektory chtěl Skladanowsky vyřešit blikání filmu, protože dokázal nasnímat pohyb rychlostí pouze 8 obrázků za sekundu. Promítaný film však stále blikal a tuto překážku nedokázal Skladanowsky vyřešit.39 Ve Spojených státech amerických se pokoušel o prvenství, v tomto závodu s časem, prosadit vynálezce Thomas Alva Edison. Sestrojil jeden přístroj pro natáčení – kinetograf a druhý přístroj pro zhlédnutí natočeného filmu – kinetoskop. Podívaná však byla přístupná v daný okamžik jen jednomu divákovi, protože kinetoskop nepromítal film na plátno, nýbrž se na něj muselo dívat kukátkem dovnitř kinetoskopu.40

35 Bratři Lumièrové - první archiváři pohybu, HTML dokument [cit. 12. 9. 2011], dostupný z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/kultura/111056-bratri-lumierove-prvni-archivari-pohybu/. 36 Tamtéž. 37 Káčerek Antonín, Max Skladanowsky, HTML dokument [cit. 12. 9. 2011], dostupný z: http://web.quick.cz/franfilm/svet/prehistorie/skladanowsky.html. 38 Tamtéž. 39 Urgošíková Blažena, Počátky kinematografie, HTML dokument [cit. 12. 9. 2011], dostupný z: http://www.nfa.cz/pocatky-kinematografie.html. 40 Tamtéž.

15

1.4 Filmový pás Rozmachu filmového průmyslu významnou měrou pomohl objev plastů a s nimi spojeným celuloidem.41 Pro zachytávání skutečnosti již přestal vyhovovat světlocitlivý papír, který byl pro toto použití velmi nepraktický. Začal se tedy hledat jiný materiál, který by byl „průhledný jako sklo, pružný, nerozbitný a lehký jako papír.“42 Všechny tyto vlastnosti splňoval již výše zmíněný materiál – celuloid, který roku 1856 objevil anglický vynálezce Alexander Parkes.43 Ale teprve roku 1884 přišel zakladatel společnosti Kodak, George Eastman, s nápadem vytvořit z něj první celuloidový fotografický film.44 Fotografové byli z nového materiálu nadšení, ale ne na dlouho. Celuloid se jim v aparátech kroutil a mnoho fotografií bylo díky tomu nepovedených. Tento problém dovedl amatérského fotografa a kněze Hannibala Goodwina k myšlence rozstříhat ploché filmy, slepit je a zatočit do role jako filmový pás. K tomu si sám vytvořil přístroj, do kterého takto upravený celuloid vložil. Film byl uvnitř přístroje dokonale napnut a nekroutil se. Tento vynález si roku 1887 nechal patentovat. Za necelý rok Goodwin zjistil, že firma Kodak jeho vynález používá ve svých nových přístrojích, a proto firmu zažaloval. Jejich spor trval dlouhých 26 let a nakonec dal soud za pravdu v té době již zesnulému Hannibalovi Goodwinovi.45

1.4.1

Celuloidový filmový pás Celuloidový filmový pás se skládá ze dvou částí, a sice z podložky a emulze. Do roku

1960 se používala podložka z nitrocelulózy, od které se muselo ustoupit, protože její zápalná teplota činí pouhých 130 °C a velmi často docházelo ke vznícení filmového pásu při projekcích i skladování filmového materiálu. Dnes se používá podložka z polyesteru. Další částí filmového pásu je emulze. U černobílého filmu je tato vrstva složená z krystalů

41 Filmové fotoaparáty, HTML dokument [cit. 15. 9. 2011], dostupný z: http://www.fotoaparaty.biz/filmovefotoaparaty.html. Celuloid je směs nitrocelulózy a kafru, jedna z prvních plastických hmot. Používal se na plošné průhledné výrobky a výlisky. Klimeš Lumír, Slovník cizích slov, Praha : SPN, s. 75. 42 Filmové fotoaparáty, HTML dokument [cit. 15. 9. 2011], dostupný z: http://www.fotoaparaty.biz/filmovefotoaparaty.html. 43 Plasty, HTML dokument [cit. 15. 9. 2011], dostupný z: http://www.quido.cz/objevy/plasty.htm. 44 Filmové fotoaparáty, HTML dokument [cit. 15. 9. 2011], dostupný z: http://www.fotoaparaty.biz/filmovefotoaparaty.html. 45 Kodak – co znamená toto magické označení v historii fotografie?, HTML dokument [cit. 16. 9. 2011], dostupný z: http://www.hobbystranky.cz/hobby/kodak-co-znamena-toto-magicke-oznaceni-v-historii-fotografie.

16

halogenidů stříbra (nejčastěji bromid stříbrný), rozptýlených v organické želatině, která zabraňuje spojování rozptýlených krystalů.46 Při dopadu světla na krystaly dojde k fotochemické reakci, přičemž výsledek této reakce není okem viditelný. Jedná se o tzv. latentní (skrytý) obraz. Aby byl obraz viditelný, musí se vyvolat za pomoci chemikálií. Působením chemikálií se halogenidy stříbra redukují na kovové stříbro, „jehož množství je přímo úměrné množství světla, které na krystaly dopadlo.“47 Na místech, kam dopadlo větší množství světla, vznikne tmavý obraz, na místech méně osvětlených, vznikne světlý obraz. Tímto způsobem vznikne černobílý negativ.48 „Pozitiv se z filmu získá tak, že se negativ promítne na papír potažený tenkou vrstvou fotografické emulze a ten se zpracuje ve vývojce a ustalovači stejně jako film. Postup vyvolání pozitivu je naprosto stejný jako u negativu. Světlá místa na pozitivu odpovídají tmavým místům negativu, která odpovídají světlým místům fotografovaného předmětu. Takže pozitiv zobrazuje přesně to, co jsme fotografovali. Vyvolání pozitivu může probíhat už v částečně osvětlené místnosti červeným světlem. Červené světlo má totiž ze spektra viditelného lidským okem nejmenší frekvenci a tedy i jeho fotony mají nejmenší energii. Proto nehrozí velké ovlivnění zpracovávaného materiálu.“49 Barevný film spočívá na podobné technologii jako černobílý film. Liší se především v jednotlivých vrstvách (viz příloha obr. č. 6). První vrstva zajišťuje ochranu proti poškrábání, druhá vrstva chrání nižší vrstvy před ultrafialovým zářením, třetí vrstva je emulze citlivá na modré světlo, následuje žlutý filtr, pohlcující všechno zbylé modré světlo, pátá vrstva je emulze citlivá na zelené světlo, šestá vrstva je emulze citlivá na červené světlo, dále je součástí protiodrazová vrstva, která má za úkol zabránit odrazu světla zpět na emulzi a poslední vrstvou je podložka. Jednotlivé emulze navíc, na rozdíl od černobílého filmu,

46 Filmová surovina, HTML dokument [cit. 16. 9. 2011], dostupný z: http://www.kinematografie.hys.cz/?page_id=390. 47 Měska Martin, Charakteristické vlastnosti filmů I., HTML dokument [cit. 19. 9. 2011], dostupný z: http://www.fotoaparat.cz/article/2178/1. 48 Tamtéž. 49 Reichl Jaroslav a Všetička Martin, Černobílý film, HTML dokument [cit. 19. 9. 2011], dostupný z: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/511-cernobily-film.

17

obsahují molekuly barviva. Při vyvolávání barvivo nabývá příslušné barvy na jednotlivých emulzích (žlutou v modré vrstvě, purpurovou v zelené vrstvě a azurovou v červené vrstvě).50

1.4.2

Standardy filmového pásu Nejpoužívanějším rozměrem filmového pásu v minulosti i v současnosti je 35mm film.

35 mm značí šířku pásu a samotný rozměr okénka pro záznam obrazu je 22 × 19 mm.51 Tento rozměr pásu, ale také systém perforace čtyř otvorů na jedno políčko po obou stranách, vymyslel americký vynálezce Thomas Alva Edison.52 Při promítání se filmový pás pohybuje vertikálně. Obraz na filmovém políčku vyplňuje vždy celou šířku políčka, ale nemusí vyplňovat jeho výšku z důvodů různých poměrů stran, kterých se od Edisonova formátu objevilo několik, ať už bez zvukové stopy nebo s ní. V případě zvukového filmu se zvuková stopa nachází na straně filmového pásu, mezi okénkem pro obraz a perforací. Formát udává poměr mezi šířkou a výškou obrazu. Edisonův formát, nazývaný akademický, má poměr stran 1,37:1. Výška obrazu na okénku u tohoto formátu činí 16 mm. Dnes se již s tímto formátem prakticky nesetkáme. Pro další představu uvádím výčet z mnoha formátů, kterých je využíváno. Jedním z nich je širokoúhlý formát obrazu, který má poměr stran 1,66:1 a obraz je výškově oříznut na 13 mm. Ještě více širokoúhlý formát, s ořezem obrazu na 11,5 mm je formát 1,85:1. Velice populárním formátem se stal Cinemascope s poměrem 2,35:1. Obraz obsazuje celou plochu okénka. Při natáčení i při promítání musí být na objektivu válcová

50 Reichl Jaroslav a Všetička Martin, Barevný film, HTML dokument [cit. 19. 9. 2011], dostupný z: http://fyzika.jreichl.com/index.php?page=512&sekce=browse. 51 Rozměry filmového pásu, HTML dokument [cit. 25. 9. 2011], dostupný z: http://www.kinematografie.hys.cz/?page_id=390. 52 History of sub 35 mm Film Formats & Cameras, HTML dokument [cit. 25. 9. 2011], dostupný z: http://www.sci.fi/%7Eanimato/filmhist/filmhist.html. Perforace znamená děravění. Klimeš Lumír, Slovník cizích slov, Praha : SPN, s. 522.

18

čočka, tzv. anamorfická předsádka.53 S vývojem televize se objevují další formáty, dnes známé jako 4:3 (poměr 1,33:1) a 16:9 (poměr 1,78:1).54 Dalším rozměrem filmového pásu, využívaným spíše pro domácí, avšak někdy i pro profesionální účely, je 16mm film. Ten byl vyvinut jako alternativa k 35mm filmu, jehož výrobní náklady byly poměrně vysoké a řada amatérských kameramanů si jej nemohla dovolit. 16mm film může být bez zvukové stopy, kdy je perforace pásu po obou stranách, nebo může být se zvukovou stopou s perforací pouze na jedné straně. Velikost okénka pro zachycení obrazu je 10,26 × 7,49 mm.55 Třetím standardem filmového pásu je pás určený výhradně pro amatérské účely, který nese označení 8 mm. Existuji dva druhy 8mm pásu. Prvním z nich je Normal 8mm film, který má rozměr okénka 4,80 × 3,50 mm. Záznam probíhá bez zvuku. Jeho zvuková stopa se obvykle nanáší až po vyvolání filmu. Druhým standardem je Super 8mm film a rozměr okénka je 5,96 × 4,22 mm. Super 8mm film může být bez zvukové stopy i se zvukovou stopou. Oba 8mm standardy mají perforační otvory pouze na jedné straně pásu, přičemž druhý jmenovaný má sice menší otvory, ale naopak kvalitnější záznam díky většímu políčku.56 Zvláštní standard tvoří zatím nejdokonalejší 65/70mm film IMAX kanadské společnosti Imax Corporation. Pro natáčení se používá 65mm film a pro distribuční kopie se využívá 70mm film. Jedno filmové okénko obsahuje na obou stranách 15 perforačních otvorů a samotné okénko má rozměry 52 × 70 mm, což znamená, že jeho plocha je přibližně 10 krát větší než plocha 35mm filmu.57 Poměr stran 1,346:1 je velice podobný akademickému

53 Formáty obrazu 35 mm filmu, HTML dokument [cit. 28. 9. 2011], dostupný z: http://www.kinematografie.hys.cz/?page_id=394. Anamorfická předsádka je optické zařízení, připevněné na kameře nebo na projektoru. Při natáčení stlačuje šířku obrazu na šířku filmu (výška obrazu se nemění), při promítání s anamorfickou předsádkou se obraz opět rozšíří, aby se dosáhlo širokoúhlého efektu; při použití 35 mm filmu se dosahuje širokoúhlý obraz, ve kterém má šířka a výška poměr 2,35:1 (Cinemascope). Gašparovičová Alena, Malý slovník filmových pojmov, HTML dokument [cit. 28. 9. 2011], dostupný z: http://www.filmpress.sk/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=4&Itemid=7. 54 Kubečka Petr, Spletitý svět formátů obrazu, HTML dokument [cit. 28. 9. 2011], dostupný z: http://www.parabola.cz/abc/formaty-obrazu/. 55 Materiály vhodné k digitalizaci, HTML dokument [cit. 1. 10. 2011], dostupný z: http://www.digitalnivzpominky.cz/materialy-digitalizace-skenovani.php. 56 Tamtéž. 57 Filmový pás, HTML dokument [cit. 1. 10. 2011], dostupný z: http://www.kinematografie.hys.cz/?page_id=136.

19

formátu (1,37:1), takže se vlastně nejedná o klasický širokoúhlý formát. U systému IMAX však klasický širokoúhlý formát nahrazuje obrovská promítací plocha, která je v kinosálech IMAX od podlahy ke stropu a od jedné zdi ke druhé, tedy přibližně 20 × 26 m (největší promítací projekční plocha měří dokonce 29,5 × 36 m a najdeme ji v kině IMAX v australském Sydney).58 Samostatnou částí systému IMAX je šestikanálový zvuk o celkovém výkonu přibližně 12 kW. Film tohoto systému neobsahuje zvukovou stopu. Samotný zvukový záznam musí být do kin dodáván zvlášť. Nejdříve byl zvuk dodáván na 35 mm širokém magnetickém pásu, nověji na CD nosičích a nyní na DVD nosičích. Poté se musí zvuk nahrát do počítače, aby se mohl synchronizovat s obrazem, což se provádí pomocí „START“ okénka na filmovém pásu, na který se nastaví počátek zvukové stopy.59 K dokonalému obrazu musí být systém IMAX vybaven výkonným světelným zdrojem. V případě tohoto systému se používá vodou chlazená xenonová výbojka o příkonu 15 kW.60 Tak jako v současnosti probíhá digitalizace televizního vysílání, probíhá i digitalizace kin.61 „Pokud nedojde k digitalizaci kin, může být v blízké budoucnosti znemožněn přístup diváků k novým filmům, které budou distribuovány pouze na digitálním nosiči.“62 Digitalizací se nahrazuje klasický filmový pás digitálními nosiči v podobě přenosných harddisků (HDD), na kterých jsou distribuční kopie filmů. Kina, která se k digitalizaci rozhodnou, musí vyměnit stávající promítací techniku za novou. Jedná se především o projektor, který je schopen promítat obraz v požadované kvalitě a server (v tomto případě tzv. Media Block), na který jsou ukládány filmy z přenosných HDD. Děje se tak hlavně z důvodů výrazně nižších pořizovacích nákladů distribučních kopií. Dalším důvodem je možnost zavedení 3D (trojrozměrných) projekcí v klasických kinech a v neposlední řadě také promítání filmu s nekomprimovaným zvukem, kdy v jednom distribučním balíčku může být zvuková stopa

58 IMAX, HTML dokument [cit. 2. 10. 2011], dostupný z: http://www.film.wz.cz/imax.htm. 59 Zvuk, HTML dokument [cit. 2. 10. 2011], dostupný z: http://www.kinematografie.hys.cz/?page_id=190. 60 IMAX, HTML dokument [cit. 2. 10. 2011], dostupný z: http://www.film.wz.cz/imax.htm. Xenonová výbojka: světlo je vytvářeno elektrickým výbojem mezi dvěma elektrodami, které se nacházejí ve skleněné trubici naplněné xenonovým plynem, rtutí a halogenidovými částicemi. Xenony I - co o nich víme, HTML dokument [cit. 2. 10. 2011], dostupný z: http://www.autoalarmy.cz/clanky/xenony-i-co-o-nichvime.html. 61 Digitalizace kin v ČR – Informace o přechodu na digitální projekci obrazu a zvuku, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://www.mkcr.cz/cz/tiskovy-servis/prechod-na-digitalni-projekce-obrazu-azvuku---digitalizace-kin-21417/. 62 Tamtéž.

20

v originálním znění, tak i dabovaná. Pořadatelé si pak mohou zvolit, jakou verzi v kině přehrají.63

1.5 Vývoj kamer Kamera je nástroj pro rychlé zachytávání statických obrazů, dnes nejčastěji rychlostí 24 snímků za sekundu (24 fps – frames per second) u filmových kamer nebo 25 a 30 fps u analogového a digitálního záznamu obrazu. Následnou projekcí stejnou rychlostí vzniká dojem plynulého pohybu. Historii kamer můžeme rozdělit do tří etap (viz níže uvedené kapitoly: Filmová kamera, Kamera pro analogový záznam obrazu a Digitální videokamera).64

1.5.1

Filmová kamera První etapa kamer se začíná formovat s příchodem celuloidového filmového pásu.65

Princip záznamu spočívá v pozastavování filmového pásu před objektivem na dobu potřebnou pro exponování snímku.66 Profesionální filmové kamery používaly (a dnes ještě používají) 35mm, popř. 16mm film a pro amatérské účely se požíval 8mm, popř. 16mm film. Práce s filmovým materiálem je velice zdlouhavá. Musí se nechat vyvolat, ručně střihat, lepit, popř. digitalizovat. Většina amatérských nahrávek u 8mm filmu, tedy do příchodu formátu Super 8 mm, byla bez zvuku. Někteří amatérští kameramani tento nedostatek řešili přehráváním zvukového hudebního doprovodu s komentáři z magnetofonu, který se s obrazem musel synchronizovat.67

63 Digitalizace kin v ČR – Informace o přechodu na digitální projekci obrazu a zvuku, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://www.mkcr.cz/cz/tiskovy-servis/prechod-na-digitalni-projekce-obrazu-azvuku---digitalizace-kin-21417/. 64 Co je to kamera?, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://www.cdmvt.zcu.cz/storage/navody/video_pro_kazdeho/kamera/index.html. 65 Tamtéž. 66 Reichl Jaroslav a Všetička Martin, Filmová kamera, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://fyzika.jreichl.com/index.php?page=513&sekce=browse. 67 Sedlák Pavel, První část - od filmových kamer k analogovým videokamerám, aneb trocha technologie a historie, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/od_filmu_k_analogu1.htm.

21

1.5.2

Kamera pro analogový záznam obrazu Druhá etapa vývoje kamer, tzv. analogových, započala s příchodem magnetické pásky.

Páska je vyrobena nejčastěji z polyesterové fólie, na níž je z jedné strany nanesena magnetická vrstva. Zápis na magnetickou pásku provádí zápisová magnetická hlava, která podélně, či příčně zmagnetizuje magnetickou vrstvu na konstantně se pohybující pásku pod hlavou. Páska může být navinuta na kotouči nebo uvnitř kazety.68 Aby byla páska využita co nejvíce, byla vyvinuta šikmá záznamová stopa pro ukládání obrazu a zvuku. Zvuk je zaznamenáván do podélné stopy na kraji pásku. Později se začal dvoukanálový zvuk zaznamenávat i do šikmých stop.69„Pokud by se obraz ukládal do jedné podélné stopy, bylo by pro záznam nutné pásek převíjet VELMI rychle a kapacita magnetických pásů by byla VELMI malá. Dík šikmým stopám dosáhli vývojáři potřebné rychlosti záznamových hlav pro záznam vysokých kmitočtů, při rozumně pomalém posuvu pásu.“70 Původní analogové kamery využívaly snímacích elektronek, tzv. digitronů. Snímaná scéna se přes objektiv promítá na fotoelektrickou vrstvu snímací elektronky. V elektronkách dochází k transformaci obrazové informace na obrazový signál pomocí fotoelektrického jevu. Existují dva druhy snímacích elektronek. Jedny jsou tzv. neakumulační, u kterých se obrazový signál vytváří pouze v době snímání obrazového elementu. Uplatňují se především ve studiové technice při snímání z filmového pásu. Druhým typem snímacích elektronek jsou tzv. akumulační, v nichž je obrazový signál akumulován po dobu trvání expozice jednoho snímku. Z akumulačních snímacích elektronek byly využívány např. superortikon (využívá vnější fotoelektrický jev, tzv. fotoemise), vidikon, kvantikon, rezistikon (využívají vnitřní fotoelektrický jev, tzv. fotokonduktivitu) apod. Vývoj obrazových snímačů pokročil a dnes se využívají především monolitické snímače CCD (Charge Coupled Device) a CMOS (Complementary

Metal

Oxide

Semiconductor).

Jejich

výhodou,

oproti

snímacím

68 Tišnovský Pavel, Magnetické paměti pro trvalý záznam dat, HTML dokument [cit. 6. 10. 2011], dostupný z: http://www.root.cz/clanky/magneticke-pameti-pro-trvaly-zaznam-dat/. 69 Sedlák Pavel, První část - od filmových kamer k analogovým videokamerám, aneb trocha technologie a historie, HTML dokument [cit. 8. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/od_filmu_k_analogu1.htm. 70 Tamtéž.

22

elektronkám, jsou především malé rozměry, nízký příkon, velký výstupní signál a malý výstupní odpor.71 Monolitické snímače převádějí světlo na elektrické impulzy pomocí fotocitlivých buněk (pixelů) na jejich povrchu. Čip CCD nemá v okolí buněk žádnou elektroniku a signály z jednotlivých buněk postupně odcházejí do řídící elektroniky. Naproti tomu čip CMOS má u každé buňky jednoduchý elektronický obvod, který se stará o přenos a zesílení signálu do řídící jednotky. Světlocitlivá plocha u CMOS čipů je proto menší než u CCD, což se z počátku projevovalo v kvalitě výsledného obrazu, zvláště při natáčení za špatných světelných podmínek. Technologický vývoj jde však stále dopředu a dnešní CMOS čipy se vyrovnají, či dokonce převyšují, technické parametry CCD.72 Nad každým pixelem, kterých je na jednom čipu několik milionů nebo desítek milionů, se nachází barevný filtr, tzv. RGB filtr (Red – červená, Green – zelená, Blue – modrá). Ten má za úkol rozdělit dopadající světlo na jednotlivé barevné složky, takže na každý pixel dopadne jen jedna základní barva. Pixely se na čipech sdružují po čtveřicích (z důvodu efektivnějšího využití plochy snímače), kdy je každý pixel citlivý na jednu základní barvu a čtvrtou barvou je opět zelená (některé firmy nahrazují tuto druhou zelenou např. modrozelenou, pro lepší vnímání barev čipem). Na čipu jsou tedy čtveřice barev červené, modré a dvě zelené a právě jedna čtveřice tvoří jeden obrazový bod (pixel) na obrazovce.73 Záznam obrazu pomocí analogových kamer spočívá v tom, že světlo dopadá přes objektiv na obrazový čip CCD, nebo CMOS, převádějící světlo na elektrický signál, který je následně posílán do magnetické zapisovací hlavy. Ta na magnetickou pásku do šikmých

71 Říčný Václav, Obrazové snímače a televizní kamery, HTML dokument [cit. 8. 10. 2011], dostupný z: http://www.kemt.fei.tuke.sk/predmety/KEMT451_TT/PREDNASKY/KAMERY/U3V_tema_3_tisk.pdf. Emise elektronů z látky, na kterou dopadá elektromagnetické záření, se nazývá fotoelektrickým jevem. Při vnějším fotoelektrickém jevu jsou elektrony uvolňovány z vodivostního pásu kovů a samotný krystal kovu opouštějí. V polovodičích pak může docházet pod vlivem elektromagnetického záření k uvolňování elektronů z elektronových obalů atomů. Tyto elektrony zpravidla samotný polovodič neopouštějí, pouze zvyšují jeho vodivost. Pak hovoříme o tzv. vnitřním fotoelektrickém jevu. K fotoemisi elektronů dochází bezprostředně po dopadu elektromagnetického záření, a to bez ohledu na jeho intenzitu. Fotoelektrický jev sehrál fundamentální roli při formulování základů kvantové teorie světla. Fotoelektrický jev, HTML dokument [cit. 8. 10. 2011], dostupný z: http://artemis.osu.cz/mmfyz/qm/qm_1_3.htm. 72 CCD, nebo CMOS - srovnání technologií, HTML dokument [cit. 8. 10. 2011], dostupný z: http://www.cctvprodejce.cz/technicka-podpora/rady-informace/ccd-nebo-cmos-cipy. 73 Snímací čip, HTML dokument [cit. 8. 10. 2011], dostupný z: http://www.azfoto.cz/informace/digital_pod_lupou/snimaci_cip.

23

stop zaznamená přijatý signál.74 Páska ve videokamerách byla zpočátku v klasických videokazetách VHS (Video Home System) nebo ve vylepšeném formátu Super VHS s lepším obrazem a lepšími předpoklady pro kopírování. Později se formát kazety zmenšil na VHS – C (Video Home Systém – Compact), Video 8 nebo jeho nástupce Hi8. S menšími formáty kazet přišly i menší amatérské videokamery.75 Magnetická páska má však jednu velkou nevýhodu, kterou je tzv. sekvenční přístup k datům. To má za následek dlouhou dobu k nalezení požadovaných informací. Když je páska dlouhá několik set metrů a data jsou uložená např. uprostřed nebo na konci této pásky, může vyhledávání trvat i několik minut. To platí jak pro analogový záznam, tak i pro digitální záznam na magnetickou pásku.76 Další nevýhoda této technologie spočívá v úpravách videa, konkrétně v jeho střihu. V počátcích se natočené video pouze nahrálo na videokazetu VHS a v neupravené podobě se přehrávalo. Navíc byl systém VHS konstrukčně navržen tak, aby kopírování mezi videomagnetofony snižovalo kvalitu záznamu. Kdo měl v úmyslu natočené video stříhat a upravovat, musel nějakým způsobem nahrát analogové video do počítače. Jednou z možností je A/D (analogově-digitální) převodník, který převádí analogový spojitý signál na digitální, se kterým umí počítač pracovat.77 Druhou možností je převod pomocí digitální kamery, která má analogové vstupy a zastane tak práci A/D převodníku. A/D převod videa z takovéto kamery znamená tedy poměrně zdlouhavý postup, navíc převodem dochází ke ztrátě kvality obrazu.78 V nedávné době se však popularita analogových videokamer přesunula na digitální videokamery.79

1.5.3

Digitální videokamera Historii vývoje kamer završuje třetí etapa, která započala s vývojem digitálních

videokamer. Ty pracují na podobném principu jako analogové kamery, ale s několika málo

74 Reichl Jaroslav a Všetička Martin, Videokamera, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=518. 75 Sedlák Pavel, První část - od filmových kamer k analogovým videokamerám, aneb trocha technologie a historie, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/od_filmu_k_analogu1.htm. 76 Hobza Otakar, Paměťová média: Magnetické pásky, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: http://www.emag.cz/pametova-media-magneticke-pasky/. 77 Analogová versus digitální kamera, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: http://www.automatizace.cz/article.php?a=397. 78 Čáslavský René, Analogový zdroj videa, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: https://sites.google.com/a/aztip.cz/video/nataceni-a-strih-videa/analogovy-zdroj-videa. 79 Co je to kamera?, HTML dokument [cit. 9. 10. 2011], dostupný z: http://www.cdmvt.zcu.cz/storage/navody/video_pro_kazdeho/kamera/index.html.

24

rozdíly. Součástí digitální kamery je vestavěný A/D převodník, který převádí analogový signál z obrazového snímače (lepší kamery mají tři obrazové snímače, každý pro jednu barvu) na digitální signál pro další zpracování v procesoru kamery. Hlavní úlohou procesoru v kameře je zpracování a následné komprimování přijatého digitálního signálu a tento zkomprimovaný signál posílat na záznamové médium. Prvním médiem v digitální kameře byla magnetická páska, na kterou se však ukládá signál v digitální podobě, následovala média, jako např. HDD (Hard Disk Drive), paměťová karta, DVD (Digital Versatile Disc) a další.80 Velká výhoda digitálních kamer je snadný a rychlý přenos videa (kromě páskových médií, u kterých přenos dat do počítače trvá stejně dlouhou dobu jakou má záznam) do počítače bez ztráty kvality obrazu a nezkresleně jej rekonstruovat, protože se přesouvají již digitalizovaná data v podobě nul a jedniček. Další výhodou je miniaturizace kamer, zvláště těch, které používají jako záznamové médium paměťovou kartu. Nevýhodou některých levných digitálních kamer jsou pak vysoké stupně komprese obrazu.81

80 Sedlák Pavel, Digitální videokamery a jejich funkce, HTML dokument [cit. 12. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/videokamery.htm. 81 Co je to kamera?, HTML dokument [cit. 12. 10. 2011], dostupný z: http://www.cdmvt.zcu.cz/storage/navody/video_pro_kazdeho/kamera/index.html.

25

2 POPIS A POROVNÁNÍ VIDEO FORMÁTŮ, KONTEJNERŮ A KODEKŮ Následující část uvádí podrobnější popis fungování komprese zaznamenávaného signálu, která přináší výhody oproti zastaralým způsobům, ale nese i řadu problémů, se kterými se musíme potýkat a také zevrubný popis video formátů, kontejnerů a kodeků.

2.1 Záznamové video formáty Z předešlé kapitoly je zřejmé, že filmový pás lze rozčlenit na filmy s různou šířkou (tzv. formáty). Stejně lze nahlížet i na digitální video, které využívá specifických formátů pro záznam videa. Digitální kamery mohou obraz ukládat na různá média ve formátech DV, Digital 8, DVCAM, DVCPRO, Digital Betacam, HDV, HDCAM, AVCHD atd.82

2.1.1

Formát DV Jedná se o první komerční formát využívající digitálního záznamu obrazu, jak

naznačuje zkratka DV (Digital Video). Na vývoji formátu spolupracovalo zpočátku 10 firem, mezi nimiž nechyběly Sony, JVC nebo Panasonic. Později se k nim připojilo přibližně 50 dalších firem. Formát DV využívá k záznamu páskových kazet o šířce pásku 6,35 mm. Kazety jsou označovány jako miniDV, DV nebo DVC (Digital Video Cassete) a liší se mezi sebou tvarem. Komprimovací algoritmus byl pro DV stanoven DCT (diskrétní kosinusová transformace) s kompresním poměrem 5:1. Datový tok je konstantní 25 Mb/s. Rychlost posuvu pásky je 18,81 mm/s.83 Rozlišení bylo u DV vybráno stejné jako televizní standard PAL s rozlišením 720 × 576 pixelů s 25 fps nebo rozlišení 720 × 480 pixelů s 29,97 fps používané televizním standardem NTSC v USA a Japonsku. Hlavní výhoda DV spočívá

82 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, 2005, s. 64 - 65. 83 Dvořák Jiří, Digitální video, HTML dokument [cit. 14. 10. 2011], dostupný z: http://stinger.wz.cz/dig.video.htm. Datový tok udává množství dat, které mohou trvale „protékat“ přes příslušný spoj. Obvykle se měří v bitech za sekundu. Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 444.

26

v bezztrátové přenositelnosti dat, ale nevýhodou je dlouhý přenos těchto dat, tzn. jak dlouhý je záznam na pásce, tak dlouho se budou data přenášet.84

2.1.2

Formát Digital 8 Formát vyvinula firma Sony, která se po nástupu formátu DV nechtěla vzdát

výrobních linek na stávající analogový formát kazet Hi8.85 Jedná se tedy o magnetický metalický pásek o šířce 8 mm a je používán převážně v amatérské sekci. Datový tok (bit rate) činí 25 Mb/s (megabitů za sekundu) a jako komprimovací algoritmus se využívá DCT stejně jako u DV.86 V kamerách formátu Digital 8 lze používat i kazety typu Hi8, avšak se zkrácenou dobou nahrávání vlivem rychlejšího posuvu pásky (28,7 mm/s).87

2.1.3

Formát DVCAM Formát je dalším přínosem od firmy Sony, avšak určený pro poloprofesionální až

profesionální sféry. Rychlost posuvu pásky (28,215 mm/s) je zde vyšší než v případě DV, ale stále nižší než v případě formátu DVCPRO. Kvalitativní rozdíl mezi tímto formátem a formáty pro amatérské využití spočívá především v pevnějším pásku a širší záznamové ploše. Také kamery pro tento formát jsou konstruovány lépe, aby vyhověly profesionální sféře, jsou tyto přístroje osazovány lepšími objektivy i většími snímacími čipy. Datový tok 25 Mb/s i komprimovací algoritmus DCT je shodný s DV i Digital 8.88

2.1.4

Formát DVCPRO Další z řady profesionálních formátů je formát DVCPRO, tentokrát ale od firmy

Panasonic. Tento formát využívá větší šířku záznamové plochy než konkurenční DVCAM, čímž je záznam spolehlivější a zároveň má rychlejší posuv pásky (33,82 mm/s). Datový tok

84 Komerční formáty videa a TV, HTML dokument [cit. 14. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc-B274916590DAB0AFC125727C0059E59E.html. 85 Dvořák Jiří, Digitální video, HTML dokument [cit. 14. 10. 2011], dostupný z: http://stinger.wz.cz/dig.video.htm. 86 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 64. 87 Dvořák Jiří, Digitální video, HTML dokument [cit. 14. 10. 2011], dostupný z: http://stinger.wz.cz/dig.video.htm. 88 Tamtéž.

27

je 25 Mb/s.89 Tento formát má ještě další dva nástupce. Prvním z nich je DVCPRO 50, jehož datový tok, dle názvu formátu, činí 50 Mb/s, avšak má rychlejší posuv pásky, takže se na ní vejde méně záznamu. Dvojnásobného datového toku bylo dosaženo díky dvěma paralelním kodekům DV (codec, česky kodek, je zkratka pro compressor – decompressor).90 Druhou verzí je DVCPROHD 100 s datovým tokem 100 Mb/s (využití čtyř paralelních kodeků DV) a je určen pro profesionální přenosy ve vysokém rozlišení (HDTV).91

2.1.5

Formát Digital Betacam (DigiBeta) V roce 1993 firma Sony předvedla formát páskové kazety DigiBeta jako nástupce

analogového formátu Betacam SP. Vysoká kvalita tohoto formátu jej předurčuje pro TV vysílání. S využitím tohoto formátu byla natočena také řada filmů.92 Využívá komprimovací algoritmus DCT a datový tok je 90 Mb/s.93

2.1.6

Formát HDV HDV (High Definition Video) formát je určen k natáčení videa ve vysokém rozlišení

a vychází ze svého předchůdce DV. S formátem DV má tento formát společnou páskovou kazetu i datový tok 25 Mb/s. Aby se nesnížila doba nahrávání na pásku, nebo aby se nezvětšovaly rozměry kazet, bylo nutné opustit kompresi DV a využít kompresi MPEG 2 Long GOP (Group of Pictures). Rozlišení obrazu může být 1080i (1440 × 1080 pixelů) s datovým tokem 25 Mb/s nebo 720p (1280 × 720 pixelů) s datovým tokem 19,4 Mb/s.94

89 Dvořák Jiří, Digitální video, HTML dokument [cit. 14. 10. 2011], dostupný z: http://stinger.wz.cz/dig.video.htm. 90 DVCPRO50, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=0C277E828BC8C5C4C125727C005B30C0. 91 DVCPROHD100, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=623A42C05FC3E13FC125727C005B30C8. 92 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 65. 93 Digital Betacam, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=FE6F34AAF0485ABFC125727C005B33A9. 94 Úvod do HDV, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_docDAD437640571E108C125727C005943DB.html.

28

2.1.7

Formát HDCAM Tento formát magnetické pásky z roku 1997 také pochází od firmy Sony. Je určen pro

natáčení kvalitních digitálních filmů ve vysokém rozlišení. Umožňuje přepínání mezi dvěma standardy videa PAL a NTSC.95 HDCAM vychází z předchozího formátu DigiBeta se stejným komprimovacím algoritmem DCT a datový tok je zvýšen na 144 Mb/s.96 V roce 2003 byl HDCAM rozšířen na formát HDCAM SR s lepším vzorkováním barev, jehož datový tok je 440 Mb/s.97

2.1.8

Formát XDCAM XDCAM je dnes již soubor několika formátů. Prvním z nich je formát XDCAM SD

(Standard Definition – standardní rozlišení) z roku 2003 od firmy Sony, který nepoužívá páskových médií, ale optických profesionálních disků s kapacitou 23,3 GB, podobných dnešním Blu-ray diskům (BD), nebo v případě dvouvrstvých disků s kapacitou až 50 GB. Komprimovací algoritmus může být stejný jako u DVCAM, nebo se může jednat o jiný typ komprese, a sice MPEG IMX (Import-Export, verze kompresního formátu MPEG 2).98 V případě vyžití komprese MPEG IMX může být datový tok 50, 40 nebo 30 Mb/s. U jednovrstvých záznamových médií to znamená 45, 55 nebo 68 minut nahrávání, proti kompresi použité u DVCAM, která umožňuje nahrát 85 minut záznamu na stejný disk.99 Nástupcem tohoto formátu se stal XDCAM HD, který nahrává obraz ve vysokém rozlišení (1080i s rozlišením 1440 × 1080 pixelů) na stejné optické disky jako předchozí formát. Ke kompresi videa je zde využit algoritmus MPEG 2 Long GOP (viz podkapitola níže Komprese videa). Je umožněn výběr datového toku 35, 25 nebo 18 Mb/s, přičemž se na jednovrstvý disk s datovým tokem 35 Mb/s může zaznamenat 69 minut, při 25 Mb/s 92 minut

95 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 65. 96 HDCAM, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=F4FE0642405C3CD7C125727C005B33B9. 97 HDCAM SR, HTML dokument [cit. 15. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=22CFD33578328DC7C125727C005B33C2. 98 XDCAM, HTML dokument [cit. 17. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/glos.jsp?doc=FD1BE731CFC87746C125727C005B3390. 99 Features and Benefits of XDCAM Professional Disc Systems, HTML dokument [cit. 17. 10. 2011], dostupný z: http://pro.sony.com/bbsccms/assets/files/micro/xdcam/brochures/XDCAM_SD_family.pdf.

29

a při 18 Mb/s až 122 minut záznamu za předpokladu nahrávání dvoukanálového zvuku. Nahráváním čtyřkanálového zvuku se doba nahrávání videa nepatrně zkrátí. XDCAM HD umí samozřejmě nahrávat i v rozlišení SD. V tomto případě je využita komprese s vlastnostmi jako u DVCAM s dobou nahrávání 85 minut.100 Firma Sony předvedla ještě vylepšený formát s označením XDCAM HD422. Záznam se provádí na optické profesionální disky stejně, jako u předchůdce. Vylepšení spočívá hlavně v datovém toku, který byl zvýšen na 50 Mb/s a také v použitém algoritmu MPEG HD422 (MPEG 2 422P@HL). Doba nahrávání se však výrazně zkrátila. U média s velikostí 23,3 GB můžeme nahrát 43 minut, u 50 GB média je to 95 minut.101 Další verze z roku 2007 s označením XDCAM EX využívá pro záznam videa paměťových karet SxS (S by S). Ty jsou postaveny na technologii Express Card (nástupce rozhraní PCMCIA karet pro notebooky). Přenosová rychlost těchto karet dosahuje až 800 Mb/s.102 Kapacita SxS karet se pohybuje v rozmezí 8–64 GB.103 Formát již podporuje nahrávat video ve Full HD (1080p, tedy plné vysoké rozlišení 1920 × 1080 pixelů). Komprimovací algoritmus je shodný s předchozí verzí, tedy MPEG 2 Long GOP. V nejvyšší kvalitě nahrávání s datovým tokem 35 Mb/s se na 32 GB kartu vejde 100 minut záznamu. Při nižší kvalitě s datovým tokem 25 Mb/s a s rozlišením 1080i se na stejnou kartu vejde 140 minut.104

2.1.9

Formát AVCHD V roce 2006 firmy Sony a Panasonic představily pro domácí i profesionální uživatele

zatím jejich nejnovější formát pro záznam vysokého rozlišení AVCHD (Advanced Video Coding High Definition). Předchůdcem tohoto formátu byl HDV, který k záznamu využívá

100 XDCAM HD – Versatile, Disc-based HD Recording Systém, HTML dokument [cit. 17. 10. 2011], dostupný z: http://www.viewpoint.tv/catalog/Camcorders/PDW-F350/XDCAMHD_broch.pdf. 101 XDCAM HD422 At the Top of the XDCAM Series, HTML dokument [cit. 17. 10. 2011], dostupný z: http://pro.sony.com/bbsccms/assets/files/micro/xdcam/brochures/XDCAM_HD422_Family_V-2408-A.pdf. 102 Myšák Ladislav, Full HD do vašeho notebooku, HTML dokument [cit. 19. 10. 2011], dostupný z: www.pixel.cz/1761-full-hd-do-vaseho-notebooku. 103 Hruban Jiří, NAB2011: kamery Sony pro náročné (8K i 3D), HTML dokument [cit. 19. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/artp.jsp?doc=70FE451A05B26BA2C12578BE004A5034. 104 XDCAM EX - A New Generation of HD Recording Systém, HTML dokument [cit. 19. 10. 2011], dostupný z: http://www.brillavmedia.pl/www/userfiles/file/XDCAM_EX_Brochure_Final3-09.pdf.

30

magnetických pásek. Protože ale doba těchto záznamových médií pomalu končí, přišli výrobci kamer s formátem, který umožňuje na relativně malá datová úložiště v podobě paměťových karet, HDD nebo DVD uložit video s dobrou kvalitou a ve vysokém rozlišení. To umožňuje komprimovací algoritmus MPEG 4 AVC (H.264) z roku 2003, který nabízí dobrý poměr mezi stupněm komprese a kvalitou obrazu.105 Datový tok se může pohybovat v rozmezí přibližně 17–24 Mb/s pro vysoké rozlišení. Pro standardní rozlišení pak v rozmezí mezi 6–12 Mb/s. Rozlišení obrazu je volitelné mezi 1080p, 1080i, 720p nebo klasické rozlišení PAL a NTSC.106 Pro profesionální účely vyvinula firma Panasonic formát AVCCAM, který má kompresi stejnou jako AVCHD a liší se pouze v technickém řešení kamer.107 Ani firma Sony v tomto ohledu nezaostala a představila svůj konkurenční formát NXCAM založený na stejné kompresi.108 Pro záznam videa pomocí fotoaparátu byl vyvinut formát AVCHD Lite, který je omezený rozlišením obrazu na 720p, což je ale u fotoaparátu více než dostačující.109 V roce 2011 byl přijat standard AVCHD 2.0, který definuje např. podporu 3D videa nebo rozlišení 1080p se snímkovou frekvencí 50 a 60 fps.110 Určitá nevýhoda AVCHD formátu je jeho velká komprese, která klade velké nároky na počítač při editaci videa. Na druhou stranu je pak taková komprese výhoda, protože můžeme na malé médium uložit delší video.111

105 Martinka Radek, Není všechno zlato, co je AVCHD, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc-BDC53D856C2CFF97C125720A003BBAAE.html?lotus=1&Highlight=0, avchd. 106 Sedlák Pavel, Základy TV technologie, základní pojmy, formáty obrazu, komprese, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/tv_zaklady.htm. 107 Panasonic: Kompaktní profesionální AVCCAM videokamera AG-HMC41E, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://avmania.e15.cz/panasonic-kompaktni-profesionalni-avccam-videokameraag-hmc41e. 108 Vítek Jan, Sony NXCAM pro profesionály, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc-160B631E85A63E16C1257678006858EC.html. 109 AVCHD Lite – What is it (and why can't I edit it in iMovie or Final Cut)?, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://suburbia.org.uk/blog/2009/05/19/172647.html. 110 Ježek David, AVCHD 2.0 přidává podporu 3D a 1080/50p/60p videa, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://www.diit.cz/clanek/avchd-2-0-pridava-podporu-3d-a-1080-50p-60p-videa/38475/. 111 Sedlák Pavel, ZákladyTV technologie, základní pojmy, formáty obrazu, komprese, HTML dokument [cit. 20. 10. 2011], dostupný z: http://videoproduce.cz/tv_zaklady.htm.

31

2.2 Komprese videa Kompresí videa rozumíme snižování datového toku videa za pomoci různých komprimačních algoritmů tak, abychom získali co nejlepší poměr (tzv. kompresní poměr) mezi kvalitou výsledného videa a velikostí souboru. Kompresi můžeme rozdělit na bezztrátovou a ztrátovou.112

2.2.1

Vzorkování barev Základní kompresní metodou v záznamu videa je proces nazývaný vzorkování barev.

Jak již bylo řečeno dříve, kamery pracují se třemi základními barvami RGB (tzv. chrominanční složka, značena Cr – red a Cb – blue), ke kterým je připojena ještě jedna důležitější složka, kterou je světlost nebo také jas, luminace (značeno Y). Vzorkovací poměr se proto zapisuje jako Y:Cr:Cb. Zelená složka se ztratila, ale ta se dá vypočítat v procesoru kamery ze zbylých dvou barev. Kamera chápe každou z těchto složek jako analogovou vlnu. Analogové kamery prostě ukládají na pásku analogovou reprezentaci těchto vln, zatímco digitální kamery musí každou z těchto vln převést na nuly a jedničky. Tomuto procesu se říká vzorkování.113 „Vzorkování (sampling) je zjišťování hodnot (vzorek) v pravidelných intervalech. Můžeme to chápat jako přechod ze spojitého na diskrétní případ. Jedna z vlastností vzorkování je, že pixel není bod, ale plocha určité nenulové konečné velikosti. Na základě jediného čísla (obyčejně získaného ze středu pixelu) přiřazujeme konstantní hodnotu celé oblasti – ploše pixelu.“114 Digitální kamera vzorkuje každou základní barvu na určitý stupeň, kterému se říká vzorkovací poměr barvy. U zcela nekomprimovaného video signálu se setkáme s označením RGB barva a vykazuje maximální možný vzorkovací poměr 4:4:4, což nám říká, že pro každý pixel se pořizují čtyři vzorky pro signál jasu a dvě barevné složky. Protože se ale většinou u digitálních technologií komprimovat musí, tak se přibližně polovina barevné informace prostě „zahodí“. U řady profesionálních kamer, např. XDCAM se proto setkáváme

112 Michalik Pavel, Digitální video v praxi – technické základy, HTML dokument [cit. 23. 10. 2011], dostupný z: http://u3v.vse.cz/wp-content/uploads/2009/03/U068.pdf. 113 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 51. 114 Zpracování obrazu, HTML dokument [cit. 23. 10. 2011], dostupný z: http://195.178.89.121/mm/k_4_2.htm.

32

se vzorkovacím poměrem 4:2:2. Díky vlastnosti lidského oka, které je více citlivé na změnu světla (jasu) než na rozdíly v barvě, tuto změnu ani nepostřehneme a zároveň tím snížíme datový tok i místo na záznamových médiích a s tím spojenou náročnost na zpracování proti nekomprimovanému signálu. Formáty DV jdou se vzorkováním barev ještě dál, na hranici, která se považuje za viditelnou pro lidské oko, až na poměr 4:1:1.115 Pouze vzorkováním barev na určitý poměr však požadovaného poměru kvality a datového toku nedocílíme. Video musíme proto dále komprimovat kompresními formáty navrženými tak, aby co nejlépe vyhověly daným požadavkům. Tyto požadavky mohou být např. co největší komprese k ušetření místa na záznamovém médiu nebo ke sdílení videa na internetu nebo požadavek opačný, tzn. co nejlepší kvalita videa za cenu větších nároků na volné místo atd. Kompresi samotnou pak můžeme rozdělit na bezztrátovou a ztrátovou. U bezztrátové komprese je kompresní poměr 1:1. Za bezztrátový také považujeme formát se vzorkovacím poměrem barev 4:2:2. I když se v tomto případě ztratí polovina barevné informace, tak pro lidské oko je tato změna stále nepostřehnutelná. Druhá komprese je ztrátová, která znamená, že z výsledku komprese již nezískáme ve stejné míře původní data, která jsme měli před kompresí. Ztrátová komprese může začínat poměrem 2:1 až např. po kompresi 50:1. To ale ještě nemusí nutně znamenat, že čím vyšší komprese, tím horší výsledné video. Existuje několik kompresních formátů, které dosahují velice dobrých výsledků.116

2.2.2

Diskrétní kosinusová transformace Dalším krokem ke snížení datového toku po vzorkování barev je využití hardwarové

DCT komprese, která hledá korelaci (závislost, podobnost) mezi sousedními nebo vzdálenějšími pixely, nazývaná mezipixelová redundance (nadbytečnost), nebo se uplatňuje tzv. mezisnímková redundance, která hledá korelaci v předcházejících nebo po sobě jdoucích snímcích. Transformace zpracuje ovzorkované hodnoty luminace a chrominance do bloků, kdy má každý blok 8 × 8 pixelů. Tyto bloky se převádějí z časové oblasti do frekvenční. Výsledné DCT koeficienty (bloky) jsou následně kvantovány a kódovány. Kvantizace má

115 Long Ben, Schenk Sonja. Velká kniha digitálního videa, Brno : CP Books, s. 52. 116 Tamtéž, s. 52.

33

za následek to, že na snímku nahrazuje původní hladký barevný přechod více či méně viditelnou skokovou změnou (kvantizační chyba). Z DCT se tak vyřazují opticky irelevantní (nevýznamné) koeficienty. Byla vytvořena tzv. proměnná kvantizační matice obsahující celá čísla, kterými se dělí hodnoty kmitočtových koeficientů. Z výsledků dělení se vyřadí nulové nebo nule se blížící výsledky a tím se redukuje datový tok. Čísla obsažená v matici ovlivňují výslednou kvalitu obrazu, proto je matice proměnná, aby si jí každý výrobce mohl upravit dle svých požadavků. Dále se provede tzv. entropické kódování (nejčastěji Huffmanovo kódování) s proměnnou délkou slova (VLC – Variable Length Coding) tzn., že počet bitů přiřazených určitému koeficientu závisí na pravděpodobnosti, s jakou se tento koeficient může vyskytnout. Řídce se objevující hodnoty se tedy zapíší delšími slovy, naopak často se vyskytující hodnoty se zapíší slovy kratšími. To vede k dalšímu ušetření bitů pro přenos.117

2.2.3

Kompresní formát DV DV využívá ke kompresi tzv. intra-frame (mezipixelovou) diskrétní kosinusovou

transformaci (DCT), kdy je každý snímek komprimován samostatně. Kompresní poměr je pevný 5:1 a jiný nelze nastavit. Také datový tok je konstantní 25 Mb/s (přibližně 3,6 MB/s se zvukem). Základní rozlišení, které DV umožňuje je 720 × 576 pixelů s 25 fps. Jedna hodina video záznamu se zvukem pak zabere přibližně 13 GB. Zvuk je nahráván vzorkovací frekvencí 48 kHz a v porovnání s analogovými systémy je kvalitnější.118 Výhodou je, že DV je základním formátem pro střih videa, proto jej podporují všechny video editory. Díky kompresi intra-frame je každý snímek klíčový (nezávislý na ostatních) a to formát DV předurčuje k bezproblémovému zpracování v postprodukci, zvláště střihu, ale kromě DV kamer a video editorů se s podporou tohoto formátu prakticky nesetkáme. Nevýhodou je poměrně vysoký datový tok.119

117 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, 2007, s. 55 - 60. 118 Video komprese, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://195.178.89.121/mm/k_5_2.htm. 119 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php.

34

2.2.4

Kompresní formát MJPEG MJPEG (Motion Joint Photographic Experts Group) pracuje na principu, kdy je každý

snímek nebo půlsnímek zkomprimovaný JPEG metodou, využívanou ve statických obrázcích.120 Kompresní poměr, na rozdíl od formátu DV, je volitelný v rozmezí 6:1–16:1. Dobrého poměru kvality a velikosti se dosahuje při poměru 8:1, kdy je datový tok přibližně 4 MB/s. U MJPEG je, stejně jako u DV, každý snímek klíčový, takže je tento formát také vhodný pro střih. Formát MJPEG se však spíše využívá ve fotoaparátech nebo v IP (Internet Protocol) kamerách. Nevýhodou formátu je stejně jako u DV vysoký datový tok a také podpora např. ve stolních přehrávačích je prakticky nulová.121

2.2.5

Kompresní formát MPEG 1 Formát MPEG 1 (Motion Picture Experts Group – skupina expertů pro pohyblivý

obraz) s formálním označením ISO/IEC-11172 byl představen v roce 1991. MPEG 1 byl navržen pro kompresi videosignálu s rozlišením 352 × 288 pixelů s 25 fps a datovým tokem do 1,5 Mb/s, ale maximální rozlišení, se kterým také umí pracovat je 4095 × 4095 pixelů. MPEG 1 je definován čtyřmi hlavními částmi. První definuje strukturu multiplexování (sjednocování několika signálů do jednoho, např. video a zvuk), druhá část definuje kódování videosignálu, třetí část definuje kódování audiosignálu a čtvrtá část definuje testování pro komprimované toky.122 Komprese je také založená na DCT s tím rozdílem, že MPEG (na rozdíl od DV nebo MJPEG) nemá každý snímek klíčový, ale využívá tří různých typů snímků I, P, B (I – Interframe – klíčový snímek, P – Predicted – závislý na předchozím I snímku, B – Bidirectionally Predicted – závislý na předchozím i následujícím snímku, obsahuje data popisující rozdíly mezi těmito snímky).123 Poměr kvality a velikosti není příliš dobrý. Jeho využití bylo zejména při ukládání videa na CD, tzv. VCD (Video CD), kdy se na jedno CD vešlo přibližně 70 minut videa, avšak kvalita byla srovnatelná s analogovou kazetou

120 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php. 121 Video komprese, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://195.178.89.121/mm/k_5_2.htm. 122 Steinhaus I. a ZákostelnýP., Vytvořte si vlastní (S)VCD, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://www.vendy.host.sk/videocd.htm. 123 Švihel Petr, Do hlubin formátu MPEG-2, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://www.digizone.cz/clanky/do-hlubin-formatu-mpeg-2/.

35

VHS a dnes se již s tímto formátem prakticky nesetkáme. Nástupci formátu MPEG 1 se však s úspěchem využívají dodnes.124

2.2.6

Kompresní formát MPEG 2 Jeden ze stěžejních nástupců formátu MPEG 1 je jeho druhá verze z roku 1994.

Kompresní formát MPEG 2 (známý také jako H.262) vychází ze svého předchůdce, ale přidává několik vylepšení komprese. Např. u standardního televizního vysílání je tato metoda schopna zredukovat datový tok z 216 Mb/s na rychlost 4–15 Mb/s. MPEG 2, jehož formální název má označení ISO/IEC 13818, je definován čtyřmi hlavními částmi, které jsou totožné s MPEG 1 a liší se pouze obsahem. Komprese standardu MPEG 2 probíhá tak, že se nejdříve aplikuje vzorkování barev a DCT. Následuje kódování signálu s proměnnou délkou slova, např. Huffmanův kód. Jednotlivé bloky 8 × 8 pixelů z DCT se seskupí do tzv. makrobloků, které obsahují 4 bloky jasové a odpovídající počet chrominančních bloků. U systému 4:2:2 je makroblok tvořen čtyřmi bloky Y, dvěma bloky Cr a dvěma Cb (viz příloha obr. č. 7). U systému 4:2:0 je pak makroblok tvořen čtyřmi bloky Y, jedním blokem Cr a jedním blokem Cb. Makrobloky se dále skládají do pruhu makrobloků, kdy jeden pruh zabírá na obrazovce 16 řádků (jeden makroblok má 16 × 16 vzorků Y). Další částí je obrázek (snímek), který může být I, P nebo B. U MPEG 2 komprese se vyžívá jak mezisnímková predikce, nazývaná inter-frame (rozdíl je posuzován v rozmezí makrobloků), tak i intra-frame jako u formátu DV.125 Snímek typu P může mít podobu dopředné predikce, kdy předešlý snímek I nebo P je předpovědí pro současně uvažovaný snímek. Nebo se může jednat o predikci zpětnou, u níž se předpovídá podoba současného snímku z následujícího, ale za předpokladu že je následující snímek uložen v paměti. Při této jednosměrné predikci se datový tok sníží přibližně dvakrát. Až osmi násobného snížení datového toku se dosáhne obousměrné predikce, která je typická pro B snímky. K vytvoření rozdílu B snímku je potřeba průměr z minulého snímku a snímku následujícím po právě kódovaném snímku. B snímky získáme z referenčních snímků I, P nebo P, P. Nelze však mít všechny snímky pouze s predikcí,

124 Steinhaus I. a ZákostelnýP., Vytvořte si vlastní (S)VCD, HTML dokument [cit. 26. 10. 2011], dostupný z: http://www.vendy.host.sk/videocd.htm. 125 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 45 - 52.

36

protože by všechny snímky byly na sobě závislé, neměl by dekodér žádný výchozí bod. Také by nebyl možný přístup k určité části signálu. Proto se dále vytváří skupina obrázků GOP (viz příloha obr. č. 8), ve které se opakují v určitém intervalu snímky I bez predikce kódované Intra-frame. I snímky se opakují dle volby v kodéru, např. po 12 snímcích. U GOP jsou hlavní údaje celkový počet snímků skupiny (značeno N) a počet snímků P uvnitř skupiny (značeno M). Délka GOP pak může být N = 12, M = 3 a trvání takovéto skupiny obrázků činí 480 ms. Nejvyšší strukturou obrazu v MPEG 2 je sekvence. Ta je tvořena skupinami GOP.126 MPEG 2 umožňuje v zásadě dva typy komprese dat. Prvním z nich je komprese s konstantním datovým tokem (CBR Constant Bit Rate), který využívá i MPEG 1. Na začátku komprese se nastaví určitý datový tok, který se po celou dobu komprese videa nemění. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že u náročných scén s rychlým pohybem dochází ke zhoršování kvality obrazu (datový tok se nemění, mění se kvalita záznamu). Výhodou je pak rychlost komprese. Druhý typ komprese využívá proměnný datový tok (VBR Variable Bit Rate), u které datový tok roste nebo klesá v závislosti na náročnosti scény (kvalita záznamu je konstantní, mění se datový tok). VBR může být jednoprůchodový a dvouprůchodový (1-pass, 2-pass). U 1-pass průchodu si uživatel nastaví přibližnou konečnou velikost souboru a kvalitu videa rozmezím minima a maxima datového toku. 2-pass průchod nejdříve provádí analýzu celého videa, aby bylo jasné, kde datový tok zvýšit a kde naopak snížit. Na základě výsledků analýzy teprve začne samotná komprese. Nevýhodou VBR je delší čas potřebný ke kompresi. Výhoda však spočívá ve vysoké kvalitě obrazu.127 Protože je formát MPEG 2 určen pro široké spektrum uživatelů, kteří od něj očekávají odlišnou kvalitu, nabízí tento formát několik úrovní kvality obrazu (Level, definující především rozlišení obrazu) a profilů popisující kódování (Profile). Důležité je, že při dodržení určitých kombinací těchto profilů a levelů je jakýkoliv dekodér schopen přehrát tyto

126 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 52 - 53. 127 Novák Jiří, Jak na DVD: Komprese – Co je to MPEG-2, HTML dokument [cit. 2. 11. 2011], dostupný z: http://www.golias.cz/index.php?modul=audio&sub=clanky&page=clanek&id=1173.

37

MPEG 2 standardy. Každý výrobce se snaží pomocí svých algoritmů zkomprimovat obraz co nejefektivněji a tím dochází někdy ke značným rozdílům kvality výsledného obrazu.128 Mezi jednotlivé úrovně kvality obrazu patří níže jmenované levely: Low Level (LL, Nízká úroveň) je určena pro televizní vysílání s nízkým rozlišením (Low Definition TV) 352 × 288 pixelů a datovým tokem 4 Mb/s. Main Level (ML, Hlavní úroveň) odpovídá standardnímu DVB (Digital Video Broadcasting – digitální vysílání videa), také ho používají digitální kamery, natáčející v SD. Rozlišení je ve standardu PAL 720 × 576 pixelů, datový tok může být 15 Mb/s, 20 Mb/s nebo 50 Mb/s. High 1440 Level (H-14, Vysoká úroveň 1440) je určena pro videa ve vysokém rozlišení 1440 × 1080 nebo 1280 × 720 pixelů s datovým tokem 60 Mb/s nebo 80 Mb/s. High Level (HL, Vysoká úroveň) se používá pro videa v plném vysokém rozlišení (Full HD) 1920 × 1080 pixelů s datovým tokem 80 Mb/s, popř. 100 Mb/s.129 K profilům popisujícím kódování zahrnujeme konkrétně níže uvedený: Simple Profile (SP, Jednoduchý profil) nepoužívá B snímky, vzorkování barev je v poměru 4:2:0. Main

Profile

(MP,

Hlavní

profil)

je

základním

profilem

v DVB,

DVD

i videokamerách. Barvy jsou v poměru 4:2:0. SNR Profile (SNR, Šumově odstupňovaný profil) podobný MP a navíc umožňuje rozdělení datového toku podle odstupu signálu od šumu pomocí kvantizace (generují se dva signály s horší a lepší kvalitou obrazu z jednoho zdroje). Spatial Profile (SP, Prostorově odstupňovaný profil) je také podobný MP, ale datový tok se zde rozděluje do dvou vrstev. Nejdříve se kóduje v základní vrstvě nižší rozlišení a ve

128 Popis kompresních formátů DCT, MPEG 1 a MPEG 2, HTML dokument [cit. 2. 11. 2011], dostupný z: http://www.volny.cz/drkaufmann/DRK_R_MPEG.HTM. 129 Tamtéž.

38

vyšší vrstvě se kóduje vyšší rozlišení, tzn., že z jednoho zdroje videa získáme dvě různá rozlišení, která se šíří v jednom souboru. 4:2:2 Profile (422P, Profil se vzorkováním 4:2:2) se využívá v profesionální sféře, protože pracuje pouze s I snímky je vhodný k editaci videa. 422P se od MP liší vzorkováním barev a také podstatně vyšším datovým tokem 50 Mb/s. High Profile (HP, Vysoký profil) umožňuje využití všech výhod předešlých profilů, tzn. vzorkování 4:2:2, SNR i Spatial škálování. HP je se svým vysokým datovým tokem (přibližně 100 Mb/s při Full HD) velmi náročný na zpracování. Jeho využití je především v profesionálních filmových studiích.130 Nejpoužívanějšími kombinacemi Levelů a profilů jsou např. MPEG 2 MP@ML, který byl navržen především pro televizní vysílání DVB, ale využívá se i pro distribuci filmů na DVD nosičích. Videokamery natáčející ve formátu MPEG 2 také využívají této kombinace. Z názvu formátu vyplývá, že video v tomto formátu se bude špatně stříhat (nízký počet I snímků), datový tok je maximálně 15 Mb/s a vzorkovací poměr barev bude 4:2:0. Další hojně využívanou kombinací je MPEG 2 422P@ML. Tento formát byl vyvinut především pro poloprofesionální až profesionální využití, kde je potřebný přesný střih, vysoká kvalita obrazu (vzorkovací poměr 4:2:2) a pro profesionální zpracování relativně nízký datový tok do 50 Mb/s.131 Tento formát využívají např. kamery Sony XDCAM SD. Nová generace Sony XDCAM HD využívá kombinace MPEG 2 MP@HL pro Full HD nebo MPEG 2 MP@H-14 pro rozlišení 1440 × 1080 pixelů. Pro XDCAM HD422 byl navržen formát MPEG 2 422P@HL s rozlišením Full HD nebo 1280 × 720 a vzorkováním v poměru 4:2:2.132 Formát MPEG 2 na rozdíl od svého předchůdce MPEG 1 přinesl několik vylepšení, které jej předurčily pro všestranné použití v oblasti video komprese. Mezi tato vylepšení patří

130 Kodeky tajemství zbavené, HTML dokument [cit. 3. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc373A9DA2913B7BD3C125727C00592A37.html. 131 Popis kompresních formátů DCT, MPEG 1 a MPEG 2, HTML dokument [cit. 3. 11. 2011], dostupný z: http://www.volny.cz/drkaufmann/DRK_R_MPEG.HTM. 132 Gaggioni Hugo, Codec Technology for XDCAM Tapeless Products and Systems, HTML dokument [cit. 3. 11. 2011], dostupný z: http://pro.sony.com/bbsccms/assets/files/micro/xdcam/articles/XDCAM_WhitePa per_F.pdf.

39

např. podpora variabilního datového toku nebo podpora prokládaných snímků (viz kapitola níže Možnosti rozlišení obrazu). Velkou předností MPEG 2 je kvalita obrazu při relativně nízkém datovém toku přibližně od 6 Mb/s. Při malém rozlišení obrazu se však kvalita začíná podobat kvalitě MPEG 1 a navíc je MPEG 2 náročnější na hardware.133

2.2.7

Kompresní formát MPEG 3 Formát MPEG 3 byl původně vyvinut pro televizní vysílání ve vysokém rozlišení

(HDTV), ale zjistilo se, že pro tento účel plně postačuje formát MPEG 2. Vývoj formátu MPEG 3 se tedy zastavil a byl sloučen s MPEG 2.134

2.2.8

Kompresní formát MPEG 4 Další stěžejní verzí skupiny kompresních formátů MPEG je MPEG 4 (ISO/IEC 14496)

z roku 1998. Původně byl tento formát určen pro přenos obrazu po telefonních linkách a pro nízké datové toky. Základní rozlišení je 176 × 144 pixelů s pouhými 10 fps. Protože je tento formát poměrně složitý, je rozdělen do 28 částí (Part 1–28) a každá z těchto částí formát MPEG 4 popisuje a doplňuje. Part 2 např. definuje původní kompresní standard, Part 10 definuje kompresní standard AVC, Part 3 definuje kódování zvuku, Part 8 definuje přenos po sítích IP atd.135 Komprese MPEG 4 pracuje na podobném principu jako MPEG 2. Hlavní rozdíl je v tom, že MPEG 4 nebere obraz jako celek, ale rozděluje ho na prakticky neměnné pozadí a na jednotlivé pohybující se objekty, tzv. videoobjekty, které se dále zpracují. MPEG 4 Part 2 používá DCT, i Huffmanovo kódování a datový tok může být v rozmezí 3–14 Mb/s. Je také rozdělen do profilů, určujících kvalitu kódování. Prvním z nich je SP (Simple Profil),

133 PC formáty souborů, HTML dokument [cit. 10. 11. 2011], dostupný z: http://docs.google.com/viewer?a=v& q=cache:qdHKol5q0ukJ:is.sssep9.cz/podklady/lacka/T%25C3%25A9mata-2r/04Form%25C3%25A1ty.doc+rozdily+dv+a+mpeg+2&hl=cs&gl=cz&pid=bl&srcid=ADGEESiknfkKWMqbbjDvh qKtan0AVCGZJ3USUbPgvXgP6tCdlQBjZTs4OI_FpiR_73KunRKxIJjbNiiPOzYHjhqTAvR7nQWeNPawxOojh1YefzY5MdxMge5CFSZ3NYczrMphetU5Oo&sig=AHIEtbSwUQ2Wjb62PNRRgzlXQ32gE1Ed_Q. 134 Popis kompresních formátů DCT, MPEG 1 a MPEG 2, HTML dokument [cit. 12. 11. 2011], dostupný z: http://www.volny.cz/drkaufmann/DRK_R_MPEG.HTM. 135 Líška Dušan, Kódování pro DVB-T: MPEG-2, nebo MPEG-4 AVC?, HTML dokument [cit. 13. 11. 2011], dostupný z: http://www.digizone.cz/clanky/kodovani-pro-dvb-t-mpeg-2-nebo-mpeg-4-avc/.

40

který nepočítá s B snímky. Byl navržen např. pro videokonference nebo sdílení videa na internetu, ve kterých je velmi málo pohybu. Druhý profil je ASP (Advanced Simple Profil), který již přidává podporu B snímků a také detekci pohybu objektů po celém snímku.136 Poměrně úspěšný Part standardu MPEG 4 je Part 10, známý jako AVC nebo H.264, používající vysoký stupeň komprese. První verze této kompresní metody byla představena v roce 2003. AVC standard byl vytvořen, aby zabezpečil snížení datového toku přibližně o polovinu, než s jakým pracuje MPEG 2 nebo MPEG 4 Part 2 s kvalitou obrazu srovnatelnou s těmito předchozími metodami.137 „Kompresní systém MPEG 4 AVC je v porovnání s MPEG 2 podstatně složitější; uvádí se, že dekodér pro hlavní profil (Main Profile) je asi 4× a kodér dokonce 8× složitější. Složitost je dána podstatným rozšířením možností řešení u všech základních operací, které na druhou stranu umožní podstatně větší redukci bitového toku, zejména při budoucím využití těchto možností.“138 Tak, jako byly předchozí kompresní metody definovány profily, je i standard AVC definován čtyřmi základními profily, mezi které řadíme Baseline Profile (BP), který je určen pro videokonference nebo bezdrátové komunikace, Main Profile, určený pro ukládání videozáznamů nebo pro televizní vysílání, Extended Profile (XP) pro streaming videa (vysílání datového proudu, např. v síti internet), High Profile pro HDTV nebo Blu-ray disky.139 Kompresní formát MPEG 4 AVC používá celočíselnou transformaci (podobné DCT) pro bloky 4 × 4 nebo 8 × 8 pixelů. Menší bloky jsou výhodnější na snímcích s velkými rozdíly a značnými detaily. Kmitočtové koeficienty se nedělí hodnotami z kvantizační matice jako u DCT, ale je zde aplikováno sčítání a odečítání. Na základě toho nevznikají chyby při zaokrouhlování. Výrazného snížení datového toku dochází pomocí přeskakování makrobloků v P a B snímcích, jejichž obsah se může vyčíst z předcházejících snímků. Této metody se využívá u statických scén, kde je dlouhou dobu např. neměnné pozadí. Důležitým prvkem

136 Kodeky tajemství zbavené, HTML dokument [cit. 13. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc373A9DA2913B7BD3C125727C00592A37.html. 137 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 73. 138 Líška Dušan, Kódování pro DVB-T: MPEG-2, nebo MPEG-4 AVC?, HTML dokument [cit. 13. 11. 2011], dostupný z: http:http://www.digizone.cz/clanky/kodovani-pro-dvb-t-mpeg-2-nebo-mpeg-4-avc/. 139 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 73 - 74.

41

je tzv. adaptivní deblokovací filtr. Ten se aplikuje na všechny makrobloky a vyhlazuje hrany bloků 4 × 4 (potlačuje se tzv. kostičkování obrazu).140 Ke kódování koeficientů se používá adaptivní kódování s proměnnou délkou slova CAVLC (Context-based Adaptive Variable Length Coding) nebo adaptivní binární aritmetické kódování CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding). CAVLC kódování je podobné VLC a je určeno především pro BP, podporují ho ale všechny profily. Lepšího výsledku kódování se dosáhne pomocí CABAC, který je přibližně o 15 % účinnější než CAVLC, ale také mnohem náročnější na hardware. CABAC pracuje ve třech základních krocích. Nejdříve se vezmou hodnoty po kvantizaci a pohybové vektory v binárním kódu. Na tyto hodnoty se dále aplikuje pravděpodobnostní model a v posledním kroku dochází k aritmetickému kódování posloupnosti nul a jedniček, při kterém se provádí výpočet pravděpodobnosti výskytu nul nebo jedniček. Je-li kód tvořen dlouhými řadami nul nebo jedniček, efektivita kódování se zvyšuje. CABAC je určen pro vysoké profily a není podporován v BP ani v XP.141

2.2.9

Kompresní formát Theora Theora je patenty nezatížený, volně šiřitelný formát ke kompresi videa vytvořený

nadací Xiph.org v roce 2002 jako konkurence hlavně pro formát MPEG 4. Nevýhodou tohoto formátu je nižší kvalita obrazu.142 Protože je ale MPEG zatížen licencemi, je pro svět internetu na místě hledat formát, který je volně šiřitelný. Společnosti jako Google nebo Mozilla proto finančně podporují projekt Theora, aby byl skutečně srovnatelný s MPEG 4. Mike Shaver z Mozilla Corporation dodává:143 „Věříme, že Theora je v současnosti tou nejlepší cestou pro skutečně otevřené a svobodné video na internetu. Dále věříme, že může být

140 Líška Dušan, Kódování pro DVB-T: MPEG-2, nebo MPEG-4 AVC?, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://www.digizone.cz/clanky/kodovani-pro-dvb-t-mpeg-2-nebo-mpeg-4-avc/. 141 Mandau Markus, H.264: Jeden standard pro všechna videa, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://earchiv.chip.cz/cs/earchiv/vydani/r-2009/h-264.html. 142 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php. 143 Hassman Martin, Mozilla věnuje 100 tisíc dolarů na zlepšení videokodeku OGG Theora, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://zdrojak.root.cz/zpravicky/mozilla-venuje-100tisic-dolaru-na-zlepsenitheory/.

42

zlepšena po stránce kvality, výkonu a kvality implementace. Mozilla je hrdá na to, že může podpořit další vývoj Theory grantem o výši 100 tisíc dolarů.“144

2.2.10 Bezztrátové formáty Všechny bezztrátové formáty pracují na podobném principu. Video se s nimi podaří zmenšit na polovinu až čtvrtinu původní velikosti pomocí kódování signálu. Jedním z nejpoužívanějších bezztrátových formátů je HuffYUV, využívající Huffmanovo kódování. Je velmi rychlý a dokáže zmenšit video přibližně na 40 % původní velikosti. Dalším používaným bezztrátovým formátem je Lagarith, který nabízí vyšší stupeň komprese. Původní verze nebyla tak rychlá jako HuffYUV, ale nové verze nabízejí podporu paralelního zpracování na multiprocesorových systémech, kde je komprese rychlejší. Existují také další formáty, jako jsou např. FFV1, CorePNG nebo MSU Lossless.145 Formáty pro kompresi videa jsou tedy standardy, které nám říkají, jak se má dané video komprimovat. Abychom s nimi mohli dále pracovat, potřebujeme také konkrétní implementace daných formátů, tedy kodeky.146

2.3 Video kodeky „Video kodek je počítačový program nebo hardwarové zařízení, které kóduje a dekóduje video z nebo do určitého formátu, zpravidla za účelem zmenšení objemu dat. Takový video proud se pak běžně ukládá do tzv. multimediálního kontejneru, který umožňuje kombinovat různé multimediální datové proudy (audio, video, titulky) do jednoho souboru.“147 Aby mohl být kodek nazván kodekem, musí splňovat dvě podmínky. První je ta, že kodek musí fungovat oběma směry, tedy komprese i dekomprese. Druhou podmínkou je, že se musí jednat o konkrétní implementaci určitého formátu. Často se ale pojmy kodek

144 Hassman Martin, Mozilla věnuje 100 tisíc dolarů na zlepšení videokodeku OGG Theora, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://zdrojak.root.cz/zpravicky/mozilla-venuje-100tisic-dolaru-na-zlepsenitheory/. 145 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php. 146 Kodeky, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/kodek.php?styl=2. 147 Video (formáty, kodeky), HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://informatika.zskokonin.co m/7/video.htm.

43

a formát videa nesprávně zaměňují. Např. MPEG 4 není kodek, ale formát, DVD přehrávače neobsahují kodeky, pouze dekodéry. Do Windows pro přehrání videa neinstalujeme kodeky, ale taktéž pouze dekodéry. Chybí zde první podmínka kodeku a to ta, že kodek funguje oběma směry. Slovo kodek se tedy stává jakýmsi univerzálním termínem v oblasti zpracování digitálního videa. Stejně jako formáty videa se kodeky dělí na ztrátové a bezztrátové.148

2.3.1

Kodek DivX Čím je v dnešní době formát MP3 pro hudbu, tím je ztrátový kodek DivX pro filmy.

Vznik kodeku se datuje od roku 1999, kdy Francouz Jerome Rota pozměnil zdrojový kód kodeku V3 firmy Microsoft, který byl vytvořen podle standardu MPEG 4 SP. MPEG 4 V3 kodek totiž neumožňoval ukládání videa do kontejneru AVI (Audio Video Interleave), pouze do ASF (Advanced Systems Format). Změnou zdrojového kódu Rota docílil, že tento kodek mohl ukládat videa do AVI a tím vznikl kodek DivX 3 ;-) (název kodeku je i se smajlíkem, jako výsměch filmovým společnostem). Následovala verze 3.11, která se stala v oblasti ripování DVD (proces, při kterém se obsah DVD přenáší do počítače) velice populární. Stále šlo ale o ilegální počin, DivX byl vlastně upravenou pirátskou kopií kodeku V3, a tak se vývojáři rozhodli, že vytvoří kodek nový.149 V roce 2000 tak vzniká společnost DivX Networks a vývojáři začínají vytvářet verzi DivX 4. Během vývoje se však tým vývojářů rozdělil na ty, kteří nechtěli zdrojový kód kodeku zveřejňovat a na ty, kteří ano. Došlo tedy k rozštěpení vývoje, kdy jedna část vývojářů pracovala na DivX 4 a druhá pracovala na Open DivX (později přejmenovaný na XviD). První byl dokončen v roce 2001 DivX 4 vycházející ze standardu MPEG 4 ASP s podporou dvouprůchodové komprese. Mnozí uživatelé ale pokládali za kvalitnější verzi kodeku starší DivX 3.11. Přelomovým rokem pro kodek DivX byl rok 2002. Veřejnosti byla představena verze DivX 5 a zároveň se poprvé vyjádřila skupina vlastnící patenty na technologie používané v MPEG 4, která za používání svých technologií požadovala zaplatit. Společnost DivX Networks proto začala poskytovat dvě verze kodeku. První verze, která podporovala pouze SP, byla zdarma. Druhá verze s podporou ASP se přejmenovala na DivX Pro a byla

148 Kodeky, HTML dokument [cit. 20. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/kodek.php?styl=2. 149 Tamtéž.

44

a stále je placená. DivX 5 proti předchozí verzi nabízí rychlejší a účinnější kompresi. Roku 2005 společnost DivX Networks představila verzi DivX 6, která přináší nejen další úsporu datového toku, ale i podporu interaktivního menu, přehrávání integrovaných titulků nebo více audio stop. Zatím nejnovější verzí je DivX 7 z roku 2009, který je založen na formátu H.264 a výsledné video může ukládat ve vysokém rozlišení do kontejneru MKV (Matroska).150 Tak jako mají kompresní formáty několik profilů, nabízí i DivX své specifické profily mezi které patří např. DivX Mobile s maximálním rozlišením 320 × 240 pixelů s jednou zvukovou stopou, DivX Mobile Theater s rozlišením 640 × 480 pixelů, DivX Home Theater s rozlišením standardu PAL nebo NTSC a až osmi zvukovými stopami (nejčastěji ve formátu MP3), DivX HD 720p s rozlišením 1280 × 720 pixelů a DivX HD 1080p s maximálním rozlišením 1920 × 1080 pixelů. Všechny tyto profily jsou založeny na kompresním formátu MPEG 4 Part 2 a video ukládají do kontejnerů AVI nebo DivX. Dalším profilem, který vychází již z kompresního formátu H.264 je DivX Plus HD s maximálním rozlišením 1920 × 1080 pixelů a osmi zvukovými stopami, který ukládá různé datové proudy do kontejneru MKV.151

2.3.2

Kodek XviD Po uzavření kódu Open DivX v roce 2001 začali vývojáři pracovat na svém kodeku

XviD. Vývojáři tak vytvořili svobodný, multiplatformní kodek s otevřeným kódem, který je spravován pod licencí GPL (GNU General Public License – všeobecná veřejná licence GNU). XviD je hlavní konkurencí pro komerční DivX. Oba kodeky jsou založeny na MPEG 4 SP nebo ASP kompresi a XviD je navíc možné používat na různých operačních systémech a platformách.152 První verze kodeku XviD měla označení 0.9.0. Následovaly další verze, z nichž nejdůležitější jsou např. verze 1.0.0 z roku 2004, ve které byly opraveny některé chyby předešlých verzí, o rok později vyšla verze 1.1.0, která přinesla zrychlení kódování nebo vylepšení kvality při nízkých datových tocích. Další verze, která vyšla v roce

150 Škopek Pavel, DivX není formát pro zloděje, HTML dokument [cit. 23. 11. 2011], dostupný z: http://technet.idnes.cz/divx-neni-format-pro-zlodeje-dgr-/tec_video.aspx?c=A050117_164141_digital_psp. 151 DivX Solutions, HTML dokument [cit. 25. 11. 2011], dostupný z: http://www.divx.com/en/electronics/solutions. 152 Project Info, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.xvid.org/Xvid-Codec.2.0.html.

45

2008 s označením 1.2.0, přinesla kompletní podporu pro 64 bitové platformy. Nejnovější verze má označení 1.3.2 a vyšla 31. května 2011.153 Kodek XviD obsahuje také specifické profily, mezi které patří XviD Mobile s rozlišením 352 × 240 pixelů, XviD Home s rozlišením standardu PAL nebo NTSC, XviD HD 720 s rozlišením 1280 × 720 pixelů a nejvyšší profil XviD HD 1080 s rozlišením 1920 × 1080 pixelů. Všechny profily využívají kompresní algoritmus H.263, který vychází ze zmíněné komprese MPEG 4.154 Mezi hlavní výhody tohoto kodeku patří jeho otevřenost, distribuce zdarma a také kvalita a rychlost kódování srovnatelná s placeným kodekem DivX.155

2.3.3

Kodek FFmpeg Dalším konkurentem pro DivX nebo XviD je otevřený multiplatformní kodek

FFmpeg, jehož hlavní předností je široká podpora formátů díky obsažené knihovně libavcodec. Tato knihovna je pro řadu konvertorů, přehrávačů nebo editorů výchozí bod pro zpracování videa a zvuku. Výhodou FFmpeg je otevřenost a distribuce zdarma. Nevýhodou je ale nižší kvalita výsledného videa a pomalejší proces kódování oproti DivX a XviD.156 Existuje celá řada různých placených nebo neplacených ztrátových kodeků, které se více či méně dostaly do povědomí uživatelů. Některé z nich nabízejí vysokou kvalitu obrazu, ale za cenu velikosti výsledného videa, což je případ kodeku Indeo pocházejícího původně od firmy Microsoft. Následují kodeky, mezi které zahrnujeme např. 3ivx od firmy 3ivx Technologies, Nero Digital od firmy Nero AG, který vychází z MPEG 4 ASP i AVC nebo další kodek WMV (Windows Media Video) od firmy Microsoft, jehož nová verze s označením WMV 9 umí pracovat i s HD videem a nabízí velice dobré výsledky, avšak jeho podpora v různých stolních přehrávačích je prozatím mizivá. Nejpopulárnějšími kodeky tak zůstávají placený DivX a volně šiřitelný XviD.157

153 News, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.xvid.org/Home-of-the-XvidCodec.1.0.html. 154 Profile Features, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.xvid.org/Interoperability.17.0.html. 155 What is Xvid?, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.xvid.org/Xvid-Video.3.0.html. 156 Project Description, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://ffmpeg.org/. 157 Kodeky tajemství zbavené, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc373A9DA2913B7BD3C125727C00592A37.html.

46

Bezztrátové kodeky

2.3.4

Skupina kodeků, které podporují pouze jeden vlastní formát a navíc se nazývají stejně jako tyto formáty, což vnáší do procesu zpracování videa další zmatek. Mezi tyto kodeky patří především HuffYUV, jehož vývoj je již ukončen. Nástupcem HuffYUV se stal Lagarith, který je distribuován pod licencí GPL. Dalším bezztrátovým kodekem je FFV1 z knihovny libavcodec otevřeného projektu FFmpeg. FFV1 nabízí vyšší kompresní poměr než HuffYUV. Pokud se mluví např. o bezztrátovém kodeku HuffYUV musí být jasné, že se jedná o kodek, protože

formát

HuffYUV

umí

kromě

stejnojmenného

kodeku

komprimovat

např. libavcodec.158 Všechny kodeky ukládají datový proud do nějakého souboru, tzv. kontejneru.159

2.4 Video kontejnery Multimediální kontejnery slouží pro uložení různých datových proudů (anglicky stream) do jednoho souboru. Datový tok může být v tomto případě např. video, zvuk, titulky a v jednom kontejneru může být více takových datových toků stejného typu, typicky jedna video stopa, několik zvukových stop (např. anglická, česká a slovenská) a také několik titulků v různých jazycích.160

2.4.1

Kontejner AVI Jedním z nejstarších, ale stále používaných kontejnerů je AVI (Audio Video

Interleave) s příponou souborů *.avi od firmy Microsoft. Poprvé se objevil v operačním systému Windows 3.11 a video v něm obsažené bylo nekomprimované s maximálním rozlišením 160 × 120 pixelů s 15 fps, protože procesory by v té době ještě nezvládaly dekompresi v reálném čase. Zanedlouho se ale formát dočkal vylepšení a bylo možné do něj ukládat video s vyšším rozlišením a používat různé kodeky ke snížení datového toku. Existují tři verze kontejneru AVI. První verze, AVI 1.0, podporovala video o velikosti maximálně

158 Kodeky, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/kodek.php?styl=2. 159 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 26. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html. 160 Video, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/video.php.

47

1 GB s 25 fps a délkou videa přibližně 15 minut. Následovala verze s označením AVI 1.1 s rozšířením velikosti souboru na 2 GB. Poslední verze je AVI 2.0, u níž je odstraněno omezení velikosti souboru (omezeno např. souborovým systémem FAT32 s maximální velikostí souboru 4 GB) a také je přidána možnost použití různých kompresí. Všechny tři verze ale mají jednu společnou vlastnost, kterou je vnitřní struktura. Struktura v AVI začíná hlavičkou souboru obsahující informace o videu, např. použitý kodek, rozlišení nebo počet snímků za sekundu a informace o zvuku. Na konci této struktury se nachází tabulka s pořadovými čísly, tzv. indexy jednotlivých snímků s jejich pozicí v souboru. Toto řešení má nevýhodu v tom, že video nelze přehrát, pokud není úplné. Z toho vyplývá, že AVI není vhodné pro streamování po internetu.161 „Druhá nevýhoda indexace je v tom, že čas snímku není určen absolutně, ale lze ho spočítat pouze z framerate videa a jeho indexu. Problém to dělá v případě, že časová základna videa a zvuku je rozdílná, tedy jedněch dat je více/méně než druhých (než by mělo být). To je typický problém při zachytávání videa a zvuku dvěma nesynchronními zařízeními, např. TV karty a zvukové karty. Obě zařízení se sice tváří, že mají stejný čas, ten je ale ve skutečnosti malinko rozdílný. Výsledek je ten, že dříve či později dojde k rozsynchronizování. Kontejnery, které nepoužívají index, ale přímo relativní čas pro popis polohy snímku a audio paketu v souboru, tímto netrpí (jsou to vlastně všechny

ostatní).

Pokud

převedete

takový

soubor

na

AVI,

dojde

opět

k rozsynchronizování.“162 Dalším problémem může být to, že AVI neukládá informace o formátu videa, ale pouze o kodeku. Kodeky jsou v AVI identifikovány pomocí tzv. FourCC kódu (čtyřpísmenná značka v hlavičce souboru) a jeden formát videa může být dle použitého kodeku označen různými FourCC kódy.163 Kontejner AVI se především využívá pro zachytávání videa a následnou editaci. Jednou z oblíbených kombinací komprese a kontejneru AVI je DV AVI, kde je zaručena synchronizace obrazu a zvuku. Tyto datové toky mohou být spojené v jednom nebo oddělené. AVI podporuje velké množství formátů, ale nevýhodou je, že s některými novými

161 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html. 162 Tamtéž. 163 Video, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/video.php.

48

a kvalitními formáty je problematické použití v AVI. Výhodou AVI je jeho rozšířenost a také velká podpora v různých operačních systémech a stolních přehrávačích.164

2.4.2

Kontejner MOV Hlavní konkurent kontejneru AVI je multimediální prostředí obsahující přehrávač

QuickTime Player a kontejner QuickTime s příponou souboru *.mov od firmy Apple. Vnitřní struktura je zcela odlišná od AVI. Datové toky jsou uspořádány v datových strukturách, nazývajících se atomy, které mohou obsahovat další atomy. Novější verze tohoto kontejneru zavádí jednotku QT atom, který má složitější strukturu než u předchozích verzí, ale poskytuje informace o vnořených atomech. Jeden soubor představuje jeden velký atom, tzv. Movie atom s identifikací moov, podle kterého lze soubor poznat i bez jeho přípony. Uvnitř velkého atomu je hlavička s názvem Movie header s identifikací mvhd. Dále je obsažen Track atom představující datový tok, kdy každý datový tok je nezávislým elementem v souboru. Následují Media atom specifikující druh datového toku, jeho délku a specifické informace, Video Media information atom s charakteristikou videa a poslední je Sample table atom obsahující tabulku pro konverzi času na příslušné datové vzorky.165 MOV kontejner má jednu velkou nevýhodu, kterou je možnost přehrávání videa v něm obsaženém pouze v přehrávačích tohoto multimediálního prostředí. Podpora kontejneru není příliš dobrá ve stolních přehrávačích. Někteří výrobci kontejner MOV využívají ve fotoaparátech. V operačních systémech Mac OS je samozřejmostí a do Windows je možné prostředí QuickTime doinstalovat.166

2.4.3

Kontejner MP4 MP4 kontejner, známý také jako MPEG-4 Part 14, je součástí standardu MPEG 4.

Je založený na kontejneru MOV a může být modernější alternativou k AVI. Na rozdíl od AVI

164 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php. 165 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html. 166 Digitální kompresní formáty, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/formaty.php.

49

může MP4 obsahovat menu, více zvukových stop nebo titulků. Jen malé množství editačních programů dokáže všechny tyto datové toky do MP4 uložit. MP4 také umožňuje bezproblémové streamování videa. Z kompresních formátů podporuje MPEG 1, 2 a 4. Byl navržen jako kontejner pro spotřební elektroniku.167

2.4.4

Kontejner Matroska Tento poměrně nový kontejner pochází z Ruska a vznikl v roce 2003. Používá příponu

*.mkv. Kontejner vychází z jazyka EBML (Extensible Binary Meta Language), což je binární verze jazyka XML (Extensible Markup Language). To kontejneru umožňuje kromě videa a zvuku nést v podstatě cokoliv, např. titulky, menu, kapitoly aj. Takže s ním lze pracovat jako s diskem DVD. Struktura MKV (viz příloha obr. č. 9) je zcela odlišná od jiných kontejnerů. Na začátku je hlavička identifikující verzi a typ EBML souboru, následují segmenty, které obsahují sekce, z nichž každá nese různý typ informací. První sekce se nazývá Metaseek a udává pozice sekcí v segmentu, následuje Segment Information se základními údaji o souboru (např. název). Třetí sekce, pojmenovaná Tracks, obsahuje seznam stop (audio, video, titulky) a informace o nich, další sekce Chapters obsahuje seznam kapitol s jejich umístěním. Pátou sekcí je Clusters, ve které jsou samotná data (video snímky, zvukové pakety aj.). Pozice těchto dat je vždy charakterizována časem, což znemožňuje rozsynchronizování stop. Šestá sekce označená jako Cueing Data je podobná indexu u AVI. Slouží především pro urychlení vyhledávání. Sedmá sekce Attachment slouží pro uložení jakéhokoliv souboru a poslední sekce, nazývaná Tagging nese související informace k obsaženému titulu nebo stopám (obdoba ID3 tagu u MP3, např. autor nebo účinkující atd.).168 Matroska je velmi propracovaný systém, který lze přidáváním sekcí ještě více rozvíjet. Chybí ale širší podpora pro editaci tohoto kontejneru a také podpora ve stolních přehrávačích

167 Landsman Vlastimil, Kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.cdmvt.zcu.cz/storage/navody/avidemux/kontejner.html. 168 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html.

50

není velká, avšak se situace začíná pomalu zlepšovat a už i někteří výrobci televizorů začínají podporu MKV do svých výrobků implementovat.169 Kontejnerů, stejně jako kodeků, je celá řada. Od velice často využívaných, až po ty, se kterými se setkáme spíše výjimečně. Od firmy Microsoft je zde např. další kontejner ASF (Advanced Systems Format) s příponami souborů *.asf nebo *.wmv, jehož cílem bylo odstranit hlavní nedostatky AVI a předurčit jej ke streamování videa po internetu. Největším problémem je jeho uzavřenost a možnost použití kodeků, jaké Microsoft povolí. Dalším poměrně využívaným kontejnerem je MPEG určený především pro MPEG video a zvuk. Přípony souborů jsou různé, např. *.mpv, *.m2v, *.mpg, *m2p aj.170 „Umožňuje jak lokální uložení souboru na disk, tak streamování po internetu, nebo použití pro terestriální nebo satelitní vysílání nebo i interaktivní obsah. Formát pochází od výrobců spotřební elektroniky a hlavním požadavkem na něj byla především jednoduchost, aby mohl být snadno implementován v komerčních zařízeních.“171 Firma DivX Networks má také svůj kontejner, který má název shodný s kodekem DivX, což způsobuje nepřehlednost. Kontejner vznikl na základě několika modifikací AVI, ale na rozdíl od něj přidává podporu více zvukových a titulkových stop i podporu menu.172 Z mobilních telefonů jsou známy kontejnery 3GP a 3GP2, ve kterých může být video komprimováno formáty H.263, MPEG 4 nebo H.264.173

169 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html. 170 Tamtéž. 171 Tamtéž. 172 Ripování DVD - 5. část, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z:http://jech.webz.cz/dvdrip5.php. 173 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 27. 11. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html.

51

3 MOŽNOSTI ROZLIŠENÍ OBRAZU S příchodem digitalizace vznikla možnost zaznamenávat, ale i přehrávat obraz ve vyšším rozlišení než je SD (Standard Definition), který je výchozím pro standardy PAL nebo NTSC. Rozlišení videa udává, kolik má video bodů (pixelů, značeno px) v horizontálním směru a kolik ve vertikálním směru, přičemž se hodnota horizontálního počtu pixelů v některých případech neudává a setkáváme se s označením pouze vertikálního počtu pixelů, např. 720p nebo 1080i (místo 1280 × 720 px nebo 1920 × 1080 px). Písmena i a p značí, zda je video prokládané (interlaced) nebo progresivní (progressive).174

3.1 Standardní rozlišení SD Do příchodu obrazu ve vysokém rozlišení se o rozlišení obrazu téměř nemluvilo. Televizory byly schopné zobrazovat obraz ve standardech PAL nebo NTSC, filmy na klasických discích DVD jsou taktéž v těchto standardech. Poměr stran obrazu byl původně 4:3, později s příchodem DVD i 16:9, který lépe vyhovuje lidskému zraku, respektive lepšímu vyplnění zorného pole.175

3.2 Vysoké rozlišení HD První pokusy s vysokým rozlišením se objevovaly již v 80. letech, protože však pro něj v té době nebylo uplatnění, byl vývoj pozastaven. Teprve v roce 1996 byl standard HD oficiálně ustanoven. HD již implicitně počítá s poměrem stran 16:9. Nejnižším rozlišením spadajícím do standardu HD je 1280 × 720 px, následuje 1360 × 768px. Tyto dvě rozlišení spadají do kategorie HD Ready a správně jej zobrazí všechny obrazovky s tímto logem. Dalším stupněm HD je plné vysoké rozlišení, tzv. Full HD s rozlišením 1920 × 1080 px, který správně zobrazí obrazovky s logem Full HD. Zobrazí ho i HD Ready obrazovky, které však musí obraz pomocí elektronického převodníku přepočítávat v reálném čase na nižší rozlišení

174 Video, HTML dokument [cit. 11. 12. 2011], dostupný z: http://jech.webz.cz/video.php. 175 Beck Ondřej, Rozlišení obrazu, HTML dokument [cit. 11. 12. 2011], dostupný z: http://www.dvdextra.cz/hardware-technologie/slovnicek-casto-uzivanych-vyrazu-3.html.

52

(downscalling), kterým se obraz může degradovat. Opakem downscallingu je upscalling, který přepočítává obraz z nižšího rozlišení na vyšší. Převodníky jsou dnes vybaveny všechny HD obrazovky, aby byly schopny zobrazit obraz, který je v SD. Všechny tyto typy rozlišení jsou dnes běžně k vidění na monitorech počítačů, notebooků i televizorů.176 V digitálních kinech se běžně můžeme setkat s rozlišením 2K (2048 × 1080 px), kvalitativně srovnatelným s 35mm filmem nebo 4K (4096 × 2160 px), srovnatelným se 70mm filmem.177 S takto vysokým rozlišením se ale můžeme setkat i v nových televizorech. Poměrně novým pokusem s HD obrazem je UHD (Ultra High Definition) s rozlišením až 7680 × 4320 px. S UHD se počítá i pro vysílání obrazu, např. pro digitální televizi. Pro tento účel se vyvíjí nový kompresní formát, který bude schopen takovýto obraz zkomprimovat při zachování určité kvality. Prozatím se testuje formát označovaný jako HEVC (High Efficiency Video Coding, vysoce účinné kódování videa), který si vystačí s poloviční přenosovou rychlostí proti MPEG 4 AVC.178

3.3 3D obraz Princip vzniku trojrozměrného obrazu v mozku popsal již v 19. století britský vědec Charles Wheatstone. Pro demonstraci své myšlenky vytvořil jednoduché zařízení zvané stereoskop. Princip spočíval v tom, že stereoskop držel před očima diváka dva obrázky jedné scény pořízené ze dvou různých úhlů. Takovéto prohlížení obrázků ošálilo mozek diváka, kterému se poté zdál obraz plastický.179 Aby divák mohl spatřit objekt prostorově, musí každé oko vidět odlišný obraz. V dnešní době existuje několik způsobů, jak interpretovat pro každé oko odlišný obraz. Po stereoskopu přišla metoda zobrazování prostorových obrazů, které byly uloženy v opakujícím se vzoru. Pozorování bylo možné bez nějakého zařízení, pouze se musel zaostřit zrak jakoby za obraz. Obrazy byly však stále statické a bez barev. Dalším krokem ve vývoji 3D zobrazování byl anaglyph, který je založen na principu rozdělní jednoho obrazu

176 Beck Ondřej, Rozlišení obrazu, HTML dokument [cit. 11. 12. 2011], dostupný z: http://www.dvdextra.cz/hardware-technologie/slovnicek-casto-uzivanych-vyrazu-3.html. 177 Beck Ondřej, Digitální kino s rozlišením 4K, HTML dokument [cit. 11. 12. 2011], dostupný z:http://www.digitalnikino.cz/node/22. 178 Zubatý Pavel, Nové kompresní formáty: MPEG-4 na ústupu?, HTML dokument [cit. 11. 12. 2011], dostupný z:http://www.tvfreak.cz/art_doc-B8BB81932FF7AC42C125783E00569A44.html. 179 Uhlíř Adam, Televize s třetím rozměrem - 3D, HTML dokument [cit. 15. 12. 2011], dostupný z:http://www.itshack.cz/ostatni-hardware/televize-s-tretim-rozmerem-3d.

53

na barevné složky. Nejčastěji na modro-červenou nebo zeleno-červenou složku. Ke sledování 3D obrazu jsou nutné brýle s barevnými filtry propouštějícími určitou barevnou složku. Pomocí této metody můžeme pozorovat ve 3D i video a jedná se prozatím o nejrozšířenější způsob sledování 3D obrazu v domácích podmínkách. Nevýhodou anaglyphu je však špatné barevné podání vlivem posunutí barevného spektra.180 Jednou z novějších technologií zobrazování 3D obrazu je aktivní a pasivní stereoskopie. Aktivní technologie spočívá v zakrývání pravého a levého oka. Dva obrazy jsou minimální frekvencí 120 Hz střídavě promítány pro levé a pravé oko. Za jednu sekundu je tedy každému oku promítnuto 60 obrazů. Nevýhodou aktivní stereoskopie je nutnost napájení aktivních brýlí, které jsou s vysílačem spojeny bezdrátovou technologií. Pasivní stereoskopie se nejčastěji využívá v kinech. Základem jsou dva synchronní projektory, před nimiž jsou umístěny polarizační filtry, které z jednoho projektoru propouštějí světlo ve vertikálním směru a z druhého v horizontálním směru. Dopadající světlo se odrazí od speciálního plátna zpět do divákových polarizačních brýlí, jejichž jednotlivá skla propustí jen světlo jim určené. Polarizačního systému se využívá i u nových 3D televizorů a monitorů, které mají na displejích polarizační masku, jež má za úkol rozdělit procházející světlo do dvou rovin pro divákovy brýle. Výhodou polarizace je použití levných brýlí, nevýhodou je ale snížení rozlišení obrazu ve 3D o polovinu proti klasickému 2D zobrazení. U 3D televizorů a monitorů se také využívá tzv. polarizační konvertor. Jedná se o aktivně-pasivní technologii, kdy se na obrazovce střídají obrazy pro levé a pravé oko a před obrazovkou je umístěn polarizační konvertor, který obraz pro levé oko polarizuje v jedné rovině a obraz pro druhé oko v druhé rovině. Výhodou této metody je zobrazení 3D v plném rozlišení obrazovky a také použití levných pasivních brýlí nevyžadujících napájení.181 Dalším krokem ve vývoji zobrazování 3D je auto-stereoskopie, tedy pozorování 3D obrazu bez speciálních brýlí. Princip spočívá v umístění speciální masky před displej, která pomocí hranolů opticky vychyluje sloupce pixelů do různých směrů. 3D obraz je vidět pouze z určitých směrů a divák si musí tedy najít svou pozici pro pozorování. Existují i systémy

180 3D systémy zobrazení, HTML dokument [cit. 15. 12. 2011], dostupný z: http://www.3djournal.com/002/artic21.php. 181 3D TECHNOLOGICKÁ KNIHOVNA - Pasivní 3D stereoskopie, HTML dokument [cit. 15. 12. 2011], dostupný z: http://cs.gali-3d.com/stereoskopie-pasivni-3d/.

54

se sledováním polohy očí nebo tzv. více-pohledové systémy. Výhodou auto-stereoskopických systémů je, že odpadá nutnost používání brýlí. Nevýhody jako např. snížení rozlišení obrazu nebo nutnost hledání místa před obrazovkou pro pozorování ale zatím převažují nad výhodami.182

3.4 Prokládání obrazu Prokládání obrazu je systém vykreslování obrazu v televizních přijímačích, který byl vyvinut při návrhu TV norem PAL a NTSC. Princip je založen na střídání půlsnímků s lichými a sudými řádkami každou 1/50 sekundy. Pro vznik tohoto systému bylo několik důvodů. Prvním z nich, který již dnes nemá uplatnění, byl důvod zamezení blikání obrazu na tehdejších televizních přijímačích. Druhý důvod využívaný dodnes je vytvoření iluze zobrazování 50 fps v normě PAL (u NTSC je to 60 fps). Ve skutečnosti to je ale 50 půlsnímků, které dohromady tvoří 25 celých snímků. Dva půlsnímky, které dávají dohromady jeden celý snímek, jsou časově posunuty. Na televizní obrazovce se nejdříve zobrazí první půlsnímek se sudými řádky a posléze se zobrazí samotný druhý půlsnímek s lichými řádky. Třetím důvodem bylo šetření šířky pásma, protože v jednom okamžiku se přenáší pouze sudé řádky a v druhém okamžiku pouze liché. Prokládání se používá především u televizního vysílání, ale setkáme se s ním i v kamerách DV, HDV, AVCHD atd. (filmy určené do kin prokládání nepoužívají).183 Při editaci videa z analogových kamer na počítači může vznikat s prokládáním jeden zásadní problém, tzv. roztřepení obrazu. Při ukládání videa do počítače probíhá ukládání po celých snímcích (dochází ke spojování dvou půlsnímků dohromady). V systému PAL se uchytil standard spojování půlsnímků v pořadí od horních (lichých řádků) půlsnímků (top field first), kterého se drží i TV karty pro přenos videa do počítače. V systému NTSC je pořadí spojování půlsnímků opačné (bottom field first). Při kompresi dochází ke kompresi celých snímků a při přehrávání, čili dekompresi, dochází k rozložení snímků na půlsnímky v takovém pořadí, v jakém byly složeny. Problém roztřepení obrazu nastává v okamžiku, kdy

182 3D AUTO-STEREOSKOPICKÉ MONITORY (3D bez brýlí), HTML dokument [cit. 15. 12. 2011], dostupný z: http://cs.gali-3d.com/autostereoskopie-3d/. 183 Video a prokládání, HTML dokument [cit. 15. 12. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc5E559746593300E2C125727C005965DB.html.

55

video v systému PAL komprimujeme kompresním formátem DV. Ten implicitně počítá s tím, že jsou půlsnímky složeny v pořadí začínajícím od spodních půlsnímků. Při přehrání takto zkomprimovaného videa dochází při rychlých pohybech k patrnému roztřepení vlivem přehození pořadí půlsnímků. Při editaci videa se proto musí dávat pozor na volbu pořadí půlsnímků. Tento problém však s digitálními kamerami odpadá, protože implicitně skládají půlsnímky v pořadí od spodních půlsnímků nebo využívají progresivního záznamu po celých snímcích tak, jako filmové kamery.184

3.5 Televizní normy Ve světě se vyvinuly celkem tři základní normy pro televizní vysílání, které se od sebe více, či méně liší.

3.5.1

TV standard NTSC Standart NTSC (National Television Standards Committee) byl vyvinut v USA roku

1940, aby byly sjednoceny různé standardy v USA, které se do roku 1940 používaly. V současnosti je tento standard využívaný v USA, části Jižní Ameriky a v Japonsku. Snímková frekvence byla stanovena na 30 fps (60 půlsnímků), později došlo ke změně na 29,97 fps (59,94 půlsnímků). Snímková frekvence vychází z kmitočtu elektrické sítě v USA, která má 60 Hz. Důvodem pro sjednocení snímkové frekvence a frekvence elektrické sítě bylo možné rušení obrazu, pokud by byly frekvence rozdílné. Rozlišení obrazu tohoto standardu je 720 × 525 px, ale pouze 480 pixelů ve vertikálním směru je viditelných. Zbytek pixelů se využívá pro přenos různých technických dat.185

3.5.2

TV standard PAL V roce 1950 vznikl v Evropě standard PAL (Phase Alternative Line). Technicky

vychází ze standardu NTSC, ale je v něm několik rozdílů, které jej činí s NTSC neslučitelným. Hlavními rozdíly jsou nižší snímková frekvence s rychlostí 25 fps

184 Prokládání ještě jednou (a snad naposledy), HTML dokument [cit. 20. 12. 2011], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc-08E03CF47AF18760C125727C005926C4.html. 185 Michalik Pavel, Digitální video v praxi – technické základy, HTML dokument [cit. 25. 12. 2011], dostupný z: http://u3v.vse.cz/wp-content/uploads/2009/03/U068.pdf.

56

(50 půlsnímků), která je zde z důvodu 50 Hz elektrické soustavy. Druhým rozdílem je rozlišení obrazu 720 × 625 px s viditelnými 576 pixely ve vertikálním směru. PAL se používá v různých verzích prakticky v celém zbytku světa, kromě Francie a Ruska, kde se využívá standard SECAM.186 Jednotlivé verze standardu PAL se značí písmeny A až N. V České republice jsou to verze PAL K a D.187

3.5.3

TV standard SECAM Ve Francii roku 1956 vznikl třetí standard SECAM (Sequential Couleur Avec

Memoire). Jedná se o standard používaný ve Francii, Rusku a části Afriky. SECAM je rozlišením i snímkovou frekvencí shodný se standardem PAL. Oba standardy se od sebe liší především způsobem přenosu informací o barvě. Barevné složky se u standardu SECAM (na rozdíl od PAL nebo NTSC) nepřenášejí současně, ale postupně. Protože jsou ale pro výpočet celého barevného spektra potřebné všechny tři složky, uchovává se vždy jedna složka z předchozího řádku.188

186 Michalik Pavel, Digitální video v praxi – technické základy, HTML dokument [cit. 25. 12. 2011], dostupný z: http://u3v.vse.cz/wp-content/uploads/2009/03/U068.pdf. 187 Vokurka Jiří, TV Normy I., HTML dokument [cit. 25. 12. 2011], dostupný z: http://www.grafika.cz/art/dv/clanek646847424.html. 188 Tamtéž.

57

4 ZPŮSOBY ŠÍŘENÍ VIDEA V současné době existuje mnoho způsobů jak šířit video od zdroje (vysílače) k přijímači. Pro šíření televizního vysílání jsou to především technologie DVB, IPTV nebo internet. V oblasti počítačů a stolních přehrávačů můžeme narazit na šíření videa prostřednictvím sítí internet nebo LAN (Local Area Network) a dále pak pomocí médií CD, DVD nebo BD.189

4.1 Televizní vysílání Roku 1923 se v USA uskutečnil první pokus s televizním vysíláním. O osm let později byly spuštěny první experimentální televizní stanice a v roce 1939 začala hromadná výroba televizorů. V roce 1962 bylo jen v USA zapojeno přibližně 58 milionů televizorů. Se zvyšujícím počtem televizních stanic ale pomalu přestávalo přenosové pásmo pro analogové vysílání stačit, a proto bylo potřeba najít jiný způsob šíření televizního vysílání. Řešením se stalo digitální vysílání videa DVB (Digital Video Broadcasting), vytvořené roku 1993 mezinárodním konsorciem televizních společností, síťových operátorů, regulačními organizacemi a dalšími zástupci. V České republice bylo experimentální digitální vysílání spuštěno v roce 2000. DVB nabízí proti analogovému vysílání několik výhod i nevýhod. Hlavní výhody jsou např. zvýšení počtu programů, zvýšení kvality obrazu a zvuku, EPG (elektronický programový průvodce) nebo ušetření nákladů na vysílání v přepočtu na jeden program. K nevýhodám DVB patří nutnost investovat do digitálních přijímačů (tzv. set-top boxů) a při nekvalitním signálu dochází k výpadkům obrazu a zvuku (tzv. zamrznutí obrazu nebo zčernání obrazovky) až na několik sekund.190 Zjednodušeně je princip DVB založen na digitalizaci vstupních obrazových a zvukových signálů, následné redukce datového toku (odstranění redundance nebo irelevance), komprese pomocí algoritmů MPEG 2 nebo MPEG 4, sloučení signálů a televizních programů do jednoho multiplexu (kontejneru), vytvoření ochrany datového toku

189 Video, HTML dokument [cit. 27. 12. 2011], dostupný z: http://en.wikipedia.org/wiki/Video. 190 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 17 - 27.

58

užitečnou redundancí, prokládání obrazu, aplikace COFDM (kódované ortogonální frekvenčně dělené multiplexování, což znamená, že se různé informace vysílají najednou na různých frekvencích za použití velkého množství subnosných vln), použití digitálních modulací (na každou z těchto subnosných vln) QAM (kvadraturní amplitudová modulace) nebo QPSK (kvadraturní fázová modulace) a poslední článek vysílacího řetězce samotné vysílání.191

4.1.1

Televizní vysílání DVB-T Zemské (pozemní) digitální vysílání DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial)

vyžaduje mít pevně ukotvené vysílače umístěné v požadovaných lokalitách. Příjem signálu z těchto vysílačů se děje pomocí externích nebo pokojových antén připojených na set-top boxy nebo přímo do televizních přijímačů schopných přijmout digitální vysílání. DVB-T plně nahrazuje pozemní analogové vysílání.192

4.1.2

Televizní vysílání DVB-C DVB-C je druh digitálního vysílání po kabelových rozvodech (Digital Video

Broadcasting Cable). Nutností pro příjem tohoto vysílání je speciální set-top box určený pro DVB-C, který není kompatibilní se set-top boxem DVB-T. Tyto set-top boxy navíc obsahují slot na dekódovací kartu, zpřístupňující i placené programy. Pokud je set-top box připojen bez karty, je možné sledovat pouze základní programy jako u DVB-T. Na trhu existují i televizory, které jsou schopné DVB-C přijmout a obsahují i slot na dekódovací kartu, kterou je nutné dokoupit u poskytovatele DVB-C.193

4.1.3

Televizní vysílání DVB-S Satelitní digitální vysílání (Digital Video Broadcasting Satellite) je nejstarším typem

digitálního vysílání, které je v provozu již od poloviny devadesátých let. Signál je na Zemi

191 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 26 - 27. 192 Co je pozemní digitální vysílání (DVB-T) a jaké má výhody?, HTML dokument [cit. 29. 12. 2011], dostupný z:http://www.digitalnitelevize.cz/informace/dvb-t/co-je-dvb-t.html. 193 Jak přijímat DVB-C, HTML dokument [cit. 29. 12. 2011], dostupný z: http://kabel.digizone.cz/jak-prijimatdvb-c/.

59

přijímán parabolickými anténami z družic umístěných na geostacionárních drahách ve výšce přibližně 36 000 km nad zemským povrchem. Stálý příjem signálu z jedné družice je zajištěn tím, že se družice otáčejí stejnou rychlostí jako Země a tím pokrývají stále stejnou plochu. Signál dopadající na parabolickou anténu je dále zpracováván v satelitním přijímači, který je připojen k televizoru. Přijímač, který obsahuje slot na dekódovací kartu je podobný set-top boxu pro příjem DVB-C. Základní nabídka neplacených programů DVB-S je poměrně obsáhlá a pomocí dekódovací karty ji lze dále za poplatek rozšiřovat.194

4.1.4

Televizní vysílání DVB-H Nejmladší specifikace DVB z roku 2004 je DVB-H (Digital Video Broadcasting

Handheld), tedy způsob vysílání televizního signálu pro přenosná zařízení jako jsou např. mobilní telefony a jiné kapesní přístroje. Principiálně vychází DVB-H z DVB-T a příjem signálu se děje z pozemních vysílačů. Pro kapesní zařízení postačuje rozlišení obrazu 352 × 288 px a díky tomu je možné snížit datový tok jednoho programu na přibližně 400 kb/s. Jako kompresní algoritmus byl pro svou účinnost zvolen MPEG 4 AVC.195 Na přijímací straně je jedna zásadní změna proti DVB-T. Protože je příjem signálu DVB-T poměrně náročný na spotřebu elektrické energie, musel se najít způsob jak tento problém pro přenosná zařízení vyřešit. Tímto řešením je tzv. Time Slicing (časové segmentování), kdy se vysílaná data přenášejí v tzv. burstech (shlucích) jen v určitých časových intervalech. Přijímané shluky dat se ukládají do vyrovnávací paměti. V době kdy přijímač nepřijímá žádná data, je tuner (vysoko frekvenční část přijímače) odpojen od napájení, což může ušetřit až 95 % energie proti klasickému příjmu DVB-T.196 Hlavním konkurentem DVB-H je DMB (Digital Multimedia Broadcast), který vychází ze systému digitálního pozemního rozhlasu. Při porovnání vlastností obou systémů nelze jednoznačně určit, který je lepší. Systému DVB-H nahrává jeho flexibilita a univerzálnost. Další možností, jak sledovat televizní vysílání na přenosných zařízeních, je využití datového

194 Co je satelitní digitální vysílání (DVB-S) a jaké má výhody?, HTML dokument [cit. 29. 12. 2011], dostupný z: http://www.digitalnitelevize.cz/informace/dvb-s/co-je-dvb-s.html. 195 Postler Štěpán, DVB-H: pustíme si televizi v mobilu, HTML dokument [cit. 29. 12. 2011], dostupný z: http://www.mobilmania.cz/default.aspx?section=21&server=1&article=1111229. 196 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 109 - 113.

60

přenosu (streaming) v sítích 3G (mobilní sítě třetí generace umožňující vysokorychlostní přenos dat). Streaming videa přes 3G sítě má své výhody i nevýhody. K hlavním výhodám patří dostatek mobilních zařízení schopných přehrávat video nebo kromě nabízeného obsahu mobilními operátory možnost přehrávání jakéhokoliv videa uloženého na internetu. Mezi nevýhody řadíme především nezaručený dostatečný datový tok k uživateli (možné výpadky obrazu), závislost na pokrytí území 3G sítí (postupně se rozšiřuje) nebo nutnost plateb za datové přenosy nebo za obsah.197

4.1.5

Televizní vysílání IPTV Zvláštní skupinu televizního vysílání tvoří IPTV (Internet Protocol Television). Pro

přenos signálu je využito vysokorychlostní internetové přípojky, nejčastěji ADSL a VDSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, Very high data rate Digital Subscriber Line) nebo vysokorychlostních optických přípojek. Kromě široké škály televizních programů nabízí IPTV také bohaté doplňkové služby jako např. video na žádost VoD (Video on Demand), obsáhlý EPG, archiv televizních pořadů, virtuální videopůjčovny, možnost objednání placených programů apod. Pro příjem IPTV je zapotřebí router pro současný přístup k internetu i ke sledování televizních pořadů a set-top box (který většinou podporuje i příjem DVB-T, DVB-S a DVB-C) připojený k routeru a televizoru. Nevýhodou IPTV je poměrně dlouhá prodleva při přepínání mezi jednotlivými programy a při zapnutém set-top boxu snížení přenosové rychlosti pro internet.198

4.1.6

Televizní vysílání na internetu Vysílání televizních programů na internetu (streaming TV) je novodobou záležitostí

a souvisí s rychlostí připojení k internetu účastníků i provozovatelů. Největší počet streamovaných pořadů tvoří zpravodajské nebo hudební pořady (v České republice např. pořad ČT24 nebo hudební Óčko). Technologie streamingu funguje na principu kontinuálně vysílaného datového proudu směrem od poskytovatele na stranu příjemce, kde se video ukládá po fragmentech do vyrovnávací paměti, ve které se nachází vždy nejbližší část

197 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 109 - 110. 198 Peterka Jiří, Jak funguje IPTV?, HTML dokument [cit. 29. 12. 2011], dostupný z: http://www.lupa.cz/clanky/jak-funguje-iptv/.

61

vysílání. V průběhu přehrávání této části se stahuje další fragment vysílání. V případě dobrého spojení mezi poskytovatelem a uživatelem je tak zajištěno plynulé přehrávání. 199

199 Bitto Ondřej, P2P streaming: přímé sportovní přenosy na Internetu, HTML dokument [cit. 30. 12. 2011], dostupný z: http://www.lupa.cz/clanky/p2p-streaming-prime-sportovni-prenosy-na-internetu/.

62

ZÁVĚR Bakalářská práce líčí zevrubný pohled na technologie záznamu a přenosu videa. Nejprve upozorňuje na počáteční pokusy s hrou světla, které přinesly zajímavé obrazy. Jmenovitě se jedná o cameru obscuru, která pomocí zatemnění uzavřeného prostoru s jedním otvorem vykreslila konkrétní obraz či laternu magicu, jež dokázala promítnout obraz na stěně pomocí svíčky a průhledného materiálu s motivem. Později se hra se světlem přesunula ke znázorňování pohybu pomocí různorodých optických hraček, jejichž princip je založen na mechanickém pohybu přístroje a na zrakovém vjemu pozorovatele. K záznamu skutečné reality přispěl až objev světlocitlivých materiálů, které jsou na počátku řetězce k tvorbě skutečných filmů. Přelomovým materiálem se stal celuloid, jehož v různých formátech s oblibou používají klasičtí fotografové a filmaři i v dnešní době. S příchodem celuloidu se začínají formovat první přístroje schopné věrně zachytit a hlavně uchovat obraz reálného světa kolem nás. Po fotoaparátech přišly první filmové kamery věrně zachycující pohyb a pro mnoho lidí se tak objevily nové příležitosti v novém filmovém umění. Protože si ale lidé stále ulehčují práci, procházejí i kamery neustálým technologickým vývojem. Od klasických filmových kamer se vývoj ubíral směrem ke kamerám pro analogový záznam elektronického obrazu, jejichž záznamovým médiem byla hlavně magnetická páska. Hlavní nevýhodou magnetických pásek je sekvenční přístup k datům a s tím spojená dlouhá doba pro uložení záznamu pro zpracování na počítači. Další technologický krok ve vývoji kamer přestavují digitální kamery. K jejich přednostem patří rychlost přenosu dat na různá média, rychlé vyhledávání natočených scén, kompaktní rozměry kamer a neměnná kvalita záznamu při kopírování. Digitální záznam obrazu s sebou přináší mnoha uživatelům, ale i odborníkům komplikace orientovat se v poměrně obsáhlé terminologii. V bakalářské práci se snažím o popis některých hlavních pojmů z této oblasti. Jmenovitě jsou to pojmy: záznamový formát, kompresní formát, kodek a kontejner, se kterými se v tomto oboru setkáváme neustále. Vývojáři stále vyvíjí nové a účinnější metody komprese obrazu. Nejpopulárnějšími kompresními formáty jsou v dnešní době MPEG 2 a také velice rychle se rozšiřující MPEG 4 AVC. Nadějným projektem blízké budoucnosti je formát HEVC. Z kontejnerů je dnes nejpoužívanější AVI, ale přední místo v této oblasti si pomalu získává kontejner

63

Matroska, který nabízí velice zajímavé možnosti a jehož podpora se rychle ve stolních přehrávačích a televizorech rozšiřuje. Stále více (ač někdy nesmyslně v domácnostech) je kladen důraz na rozlišení obrazu, které nutně nemusí znamenat vyšší obrazovou kvalitu. Rozdíl v kvalitě obrazu mezi HD Ready a Full HD televizorem je vidět hlavně při připojení televizoru ke kvalitnímu zdroji videa, kterým může být např. Blu-ray disk. Také zde hraje roli pozorovací vzdálenost (s větší vzdáleností se rozdíl v kvalitě snižuje) a velikost obrazovky. Tak, jako se vyvíjí technologie pro záznam videa, vyvíjí se i technologie pro způsob zobrazování obrazu. Fenoménem dnešní doby se stává 3D obraz. Způsobů zobrazení 3D obrazu je několik a na uživatele připadá rozhodování dle jeho ekonomické situace a požadované kvality výsledného vjemu 3D obrazu. Výsledné video z různých kamer je možné dále předávat nejrůznějšími způsoby. Původní analogové televizní vysílání pomalu nahrazuje digitální vysílání, které přináší řadu výhod, ale i nevýhod proti analogovému vysílání. Se zvyšující se rychlostí připojení k internetu se objevily nové možnosti šíření videa, např. IPTV, která zažívá rozmach v českých domácnostech nebo streamování videa na internetu. K šíření videa také přispívají optická média (CD, DVD, BD), na která dnes video můžeme ukládat téměř bez překážek, stahování videa z internetu nebo šíření videa v lokálních sítích LAN. Zpracováním bakalářské práce jsem získal základní přehled o problematice současných formátů pro záznam videa, kterému předcházelo zorientování se v historii této oblasti. Rovněž jsem si utřídil termíny, se kterými se při zpracování videa na počítači setkávám.

64

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Tištěné publikace: 1.

KLIMEŠ, Lumír. Slovník cizích slov. Praha : SPN, 1981.

2.

LEGÍŇ, Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, 2007. ISBN 978-80-7300-204-3.

3.

LONG, Ben; SCHENK, Sonja. Velká kniha digitálního videa. Brno : CP Books, 2005. ISBN 80-251-0580-6.

4.

SADOUL, Georges. Dějiny světového filmu od Lumiéra až do současné doby. Praha : Orbis, 1963.

Elektronické publikace: 1.

MICHALIK, Pavel. Digitální video v praxi – technické základy [online]. c2007 [cit. 2011-10-23]. Dostupný z WWW: . ISBN 978-80-7399-220-0.

2.

PERES, Michael. Focal encyclopedia of photography [online]. c2007 [cit. 2011-09-10]. Chap. 2, History and evolution of photography. Dostupný z WWW: .

3.

ŘÍČNÝ, Václav. Obrazové snímače a televizní kamery [online]. [cit. 2011-10-08]. Dostupný z WWW: .

4.

ŠTEFAN, Radim. Základy fotografování [online]. [cit. 2011-08-02]. Dostupný z WWW: .

Články v elektronických seriálech: 1.

Analogová versus digitální kamera. Automatizace [online]. c2004, roč. 47, č. 11 [cit. 2011-10-09]. Dostupný z WWW: < http://www.automatizace.cz/article.php?a=397>.

2.

HRNČIAROVÁ, Lucia. Optické hračky 19. Storočia. Mladý vedec [online]. Č. 12 [cit. 2011-09-10]. Dostupný z WWW: .

65

3.

MANDAU, Markus. H.264: Jeden standard pro všechna videa. Chip [online]. c2009, č. 4 [cit. 2011-11-20]. Dostupný z: http://earchiv.chip.cz/cs/earchiv/vydani/r-2009/h264.html.

4.

MYŠÁK, Ladislav. Full HD do vašeho notebooku. Pixel [online]. c2008, č. 136 [cit. 2011-10-19]. Dostupný z WWW: <www.pixel.cz/1761-full-hd-do-vaseho-notebooku>.

5.

NEDĚLA, Jiří. Bratři Lumierové, vynálezci kinematografu. 25fps [online]. c2007, č. 2 [cit. 2011-09-10]. Dostupný z WWW: .

6.

SVATOŇOVÁ, Kateřina. Camera obscura. Dějiny a současnost [online]. c2008, č. 12 [cit. 2011-08-04]. Dostupný z WWW: .

Internetové zdroje: 1.

3D auto-stereoskopické monitory (3d bez brýlí) [online]. c2005-2011 [cit. 2011-12-15]. Dostupný z WWW: .

2.

3D systémy zobrazení [online]. c2003-2012 [cit. 2011-12-15]. Dostupný z WWW: .

3.

3D technologická knihovna – Pasivní 3D stereoskopie [online]. c2005-2011 [cit. 201112-15]. Dostupný z WWW: .

4.

AVCHD Lite – What is it (and why can't I edit it in iMovie or Final Cut)? [online]. c2005-2011 [cit. 2011-10-20]. Dostupný z WWW: .

5.

BAKŠTEIN, Zdenek. Camera obscura v praxi [online]. c1998-2012 [cit. 2011-07-30]. Dostupný z WWW: .

6.

BALIHAR, David. Co je dírková komora [online]. c2001-2010 [cit. 2011-08-02]. Dostupný z WWW: .

7.

BECK, Ondřej. Digitální kino s rozlišením 4K [online]. c2008 [cit. 2011-12-11]. Dostupný z WWW: .

8.

BECK, Ondřej. Rozlišení obrazu [online]. c2008 [cit. 2011-12-11]. Dostupný z WWW: .

9.

BITTO, Ondřej. P2P streaming: přímé sportovní přenosy na Internetu [online]. c2005 [cit. 2011-12-30]. Dostupný z WWW: .

10.

Bratři Lumièrové – první archiváři pohybu [online]. c2010 [cit. 2011-09-10]. Dostupný z WWW: .

66

11.

CCD, nebo CMOS – srovnání technologií [online]. c2010 [cit. 2011-10-08]. Dostupný z WWW: .

12.

Co je satelitní digitální vysílání (DVB-S) a jaké má výhody? [online]. c1999-2012 [cit. 2011-12-29]. Dostupný z WWW: .

13.

Co je to kamera? [online]. [cit. 2011-10-06]. Dostupný z WWW: .

14.

ČÁSLAVSKÝ, René. Analogový zdroj videa [online]. [cit. 2011-10-09]. Dostupný z WWW: .

15.

Digital Betacam [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

16.

Digitalizace kin v ČR – Informace o přechodu na digitální projekci obrazu a zvuku [online]. c2007 [cit. 2011-10-06]. Dostupný z WWW: .

17.

Digitální kompresní formáty [online]. c2011 [cit. 2011-11-20]. Dostupný z WWW: .

18.

DivX Solutions [online]. c2011 [cit. 2011-11-25]. Dostupný z WWW: .

19.

DVCPRO50 [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

20.

DVCPROHD100 [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

21.

DVOŘÁK, Jiří. Digitální video [online]. c2003 [cit. 2011-10-14]. Dostupný z WWW: .

22.

Features and Benefits of XDCAM Professional Disc Systems [online]. c2007 [cit. 201110-17]. Dostupný z WWW: .

23.

Film 1. Němý film. [online]. [cit. 2011-07-30]. Dostupný z WWW: .

24.

Filmová surovina [online]. [cit. 2011-09-16]. Dostupný z WWW: .

25.

Filmové fotoaparáty [online]. [cit. 2011-09-15]. Dostupný z WWW: .

67

26.

Filmový pás [online]. [cit. 2011-10-01]. Dostupný z WWW: .

27.

Formáty obrazu 35 mm filmu [online]. [cit. 2011-09-28]. Dostupný z WWW: .

28.

Fotoelektrický jev [online]. c2004-2006 [cit. 2011-10-08]. Dostupný z WWW: .

29.

FOUCHÉ, Pascal. History [online]. c2012 [cit. 2011-09-10]. Dostupný z WWW: .

30.

GAGGIONI, Hugo. Codec Technology for XDCAM Tapeless Products and Systems [online]. c2007 [cit. 2011-11-03]. Dostupný z WWW:

31.

GAŠPAROVIČOVÁ, Alena. Malý slovník filmových pojmov [online]. [cit. 2011-09-28]. Dostupný z WWW: .

32.

HADRAVA, Lukáš. Kořeny fotografování najdeme u daguerrotypie [online]. c2009 [cit. 2011-08-12]. Dostupný z WWW: .

33.

HASSMAN, Martin. Mozilla věnuje 100 tisíc dolarů na zlepšení videokodeku OGG Theora[online]. c2009 [cit. 2011-11-20]. Dostupný z WWW: .

34.

HDCAM [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

35.

HDCAM SR [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

36.

Heliografie [online]. [cit. 2011-08-12]. Dostupný z WWW: .

37.

History of sub 35 mm Film Formats & Cameras [online]. c1996-2009 [cit. 2011-09-25]. Dostupný z WWW: .

38.

HOBZA, Otakar. Paměťová média: Magnetické pásky [online]. c2007 [cit. 2011-10-09]. Dostupný z WWW: .

39.

HRUBAN, Jiří. NAB2011: kamery Sony pro náročné (8K i 3D) [online]. c2011 [cit. 2011-10-19]. Dostupný z WWW: .

40.

IMAX [online]. c2004 [cit. 2011-10-02]. Dostupný z WWW: . 68

41.

Jak přijímat DVB-C [online]. c2005-2012 [cit. 2011-12-29]. Dostupný z WWW: .

42.

JEŽEK, David. AVCHD 2.0 přidává podporu 3D a 1080/50p/60p videa [online]. c2011 [cit. 2011-10-20]. Dostupný z WWW: .

43.

KÁČEREK, Antonín. Bratři Lumierové [online]. c2001 [cit. 2011-09-12]. Dostupný z WWW: .

44.

KÁČEREK, Antonín. Max Skladanowsky [online]. c2001 [cit. 2011-09-12]. Dostupný z WWW: .

45.

Kodak – co znamená toto magické označení v historii fotografie? [online]. c2008-2012 [cit. 2011-09-16]. Dostupný z WWW: .

46.

Kodeky [online]. c2011 [cit. 2011-11-20]. Dostupný z WWW: .

47.

Kodeky tajemství zbavené [online]. c2005 [cit. 2011-11-13]. Dostupný z WWW: .

48.

KOLÁČEK, Michal. Mobilní projektory – obecný pohled a výčet modelů [online]. c2009 [cit. 2011-08-15]. Dostupný z WWW: .

49.

Komerční formáty videa a TV [online]. c2002 [cit. 2011-10-14]. Dostupný z WWW: .

50.

Kontejner není kontejner [online]. c2005 [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

51.

KUBEČKA, Petr. Spletitý svět formátů obrazu [online]. [cit. 2011-09-28]. Dostupný z WWW: .

52.

LANDSMAN, Vlastimil. Kontejner [online]. [cit. 2011-11-27]. Dostupný z WWW: .

53.

LÍŠKA, Dušan. Kódování pro DVB-T: MPEG-2, nebo MPEG-4 AVC? [online]. c2007 [cit. 2011-11-13]. Dostupný z WWW: .

54.

MARTINKA, Radek. Není všechno zlato, co je AVCHD [online]. c2006 [cit. 2011-1020]. Dostupný z WWW: .

55.

Materiály vhodné k digitalizaci [online]. c2007-2011 [cit. 2011-10-01]. Dostupný z WWW: .

56.

MĚSKA, Martin. Charakteristické vlastnosti filmů I. [online]. c2002 [cit. 2011-09-19]. Dostupný z WWW: . 69

57.

News [online]. c2011 [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

58.

NOVÁK, Jiří. Jak na DVD: Komprese – Co je to MPEG-2 [online]. c2003 [cit. 201111-02]. Dostupný z WWW: .

59.

Panasonic: Kompaktní profesionální AVCCAM videokamera AG-HMC41E [online]. c2009 [cit. 2011-10-20]. Dostupný z WWW: .

60.

PC formáty souborů [online]. c2007 [cit. 2011-11-10]. Dostupný z WWW: .

61.

PETERKA, Jiří. Jak funguje IPTV? [online]. c2006 [cit. 2011-12-29]. Dostupný z WWW: .

62.

Plasty [online]. [cit. 2011-09-15]. Dostupný z WWW: .

63.

Popis kompresních formátů DCT, MPEG 1 a MPEG 2 [online]. [cit. 2011-11-02]. Dostupný z WWW: .

64.

POSTLER, Štěpán. DVB-H: pustíme si televizi v mobilu [online]. c 2005 [cit. 2011-1229]. Dostupný z WWW: .

65.

PRIESNITZ, Pavel. Historie dírkové komory [online]. c2011 [cit. 2011-07-30]. Dostupný z WWW: .

66.

Profile Features [online]. c2011 [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

67.

Project Description [online]. [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

68.

Project Info [online]. c 2011 [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

69.

Prokládání ještě jednou (a snad naposledy) [online]. c 2005 [cit. 2011-12-20]. Dostupný z WWW: .

70.

REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Barevný film [online]. c 2006-2012 [cit. 201109-19]. Dostupný z WWW: . 70

71.

REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Černobílý film [online]. c2006-2012 [cit. 2011-09-19]. Dostupný z WWW: .

72.

REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Filmová kamera [online]. c2006-2012 [cit. 2011-10-06]. Dostupný z WWW: .

73.

REICHL, Jaroslav; VŠETIČKA, Martin. Videokamera [online]. c2006-2012 [cit. 201110-09]. Dostupný z WWW: .

74.

Ripování DVD - 5. Část [online]. c 2011 [cit. 2011-11-27]. Dostupný z WWW: .

75.

Rozměry filmového pásu [online]. [cit. 2011-09-25]. Dostupný z WWW: .

76.

SEDLÁK, Pavel. Digitální videokamery a jejich funkce [online]. [cit. 2011-10-12]. Dostupný z WWW: .

77.

SEDLÁK, Pavel. První část – od filmových kamer k analogovým videokamerám, aneb trocha technologie a historie [online]. [cit. 2011-10-06]. Dostupný z WWW: .

78.

SEDLÁK, Pavel. Základy TV technologie, základní pojmy, formáty obrazu, komprese [online]. [cit. 2011-10-20]. Dostupný z WWW: .

79.

Snímací čip [online]. [cit. 2011-10-08]. Dostupný z WWW: .

80.

STEINHAUS, I.; ZÁKOSTELNÝ, P. Vytvořte si vlastní (S)VCD [online]. [cit. 2011-1026]. Dostupný z WWW: .

81.

SÝKORA, Milan. Vznik fotografie [online]. c2000 [cit. 2011-08-12]. Dostupný z WWW: .

82.

ŠEVELOVÁ, Irena; TICHÁ, Anna. Historie fotoaparátu a fotografie [online]. c2007 [cit. 2011-08-12]. Dostupný z WWW: .

83.

ŠKOPEK, Pavel. DivX není formát pro zloděje [online]. c2005 [cit. 2011-11-23]. Dostupný z WWW: .

84.

ŠVIHEL, Petr. Do hlubin formátu MPEG-2 [online]. c2006 [cit. 2011-10-26]. Dostupný z WWW: .

85.

Thaumatrop [online]. c2007 [cit. 2011-08-20]. Dostupný z WWW: . 71

86.

The Lumière's Cinematographe [online]. [cit. 2011-09-10]. Dostupný z WWW: .

87.

TIŠNOVSKÝ, Pavel. Magnetické paměti pro trvalý záznam dat [online]. c2008 [cit. 2011-10-06]. Dostupný z WWW: .

88.

TURPIN, Ben. Příběh starý jako lidstvo samo [online]. c 2011 [cit. 2011-08-02]. Dostupný z WWW: .

89.

UHLÍŘ, Adam. Televize s třetím rozměrem – 3D [online]. c2011 [cit. 2011-12-15]. Dostupný z WWW: .

90.

URGOŠÍKOVÁ, Blažena. Počátky kinematografie [online]. c2012 [cit. 2011-09-12]. Dostupný z WWW: .

91.

Úvod do HDV [online]. c2005 [cit. 2011-10-15]. Dostupný z WWW: .

92.

Video [online]. [cit. 2011-12-27]. Wikipedia : the free encyclopedia. Dostupný z WWW: .

93.

Video [online]. c2011 [cit. 2011-12-11]. Dostupný z WWW: .

94.

Video a prokládání [online]. c2004 [cit. 2011-12-15]. Dostupný z WWW: .

95.

Video komprese [online]. [cit. 2011-10-26]. Dostupný z WWW: .

96.

Video (formáty, kodeky) [online]. c2011 [cit. 2011-11-20]. Dostupný z WWW: .

97.

VÍTEK, Jan. Sony NXCAM pro profesionály [online]. c2009 [cit. 2011-10-20]. Dostupný z WWW: .

98.

VOKURKA, Jiří. TV Normy I. [online]. c1998 [cit. 2011-12-25]. Dostupný z WWW: .

99.

What is Xvid? [online]. c2011 [cit. 2011-11-26]. Dostupný z WWW: .

100. XDCAM [online]. c1998-2011 [cit. 2011-10-17]. Dostupný z WWW: . 101. XDCAM EX – A New Generation of HD Recording Systém [online]. c2008 [cit. 201110-19]. Dostupný z WWW: . 72

102. XDCAM HD – Versatile, Disc-based HD Recording Systém [online]. c2006 [cit. 201110-17]. Dostupný z WWW: . 103. XDCAM HD422 At the Top of the XDCAM Series [online]. c2009 [cit. 2011-10-17]. Dostupný z WWW: . 104. Xenony I – co o nich víme [online]. c2007 [cit. 2011-10-02]. Dostupný z WWW: . 105. Zpracování obrazu [online]. [cit. 2011-10-23]. Dostupný z WWW: . 106. ZUBATÝ, Pavel. Nové kompresní formáty: MPEG-4 na ústupu? [online]. c2011[cit. 2011-12-11]. Dostupný z WWW: . 107. Zvuk [online]. [cit. 2011-10-02]. Dostupný z WWW: .

73

SEZNAM OBRAZOVÝCH PŘÍLOH Příloha obr. č. 1: Thaumatrop Příloha obr. č. 2: Fenakistoskop Příloha obr. č. 3: Zoetrop Příloha obr. č. 4: Mutoskop Příloha obr. č. 5: Praxinoskop Příloha obr. č. 6: Barevný film Příloha obr. č. 7: Makroblok 4:2:2 Příloha obr. č. 8: Skupina obrázků GOP Příloha obr. č. 9: Struktura kontejneru MKV

74

PŘÍLOHY Příloha č. 1

Obr. č. 1: Thaumatrop.200 Příloha č. 2

Obr. č. 2: Fenakistoskop.201

200 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 2. 1. 2012], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 201 Tamtéž.

75

Příloha č. 3

Obr. č. 3: Zoetrop.202 Příloha č. 4

Obr. č. 4: Mutoskop.203

202 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 2. 1. 2012], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html. 203 Tamtéž.

76

Příloha č. 5

Obr. č. 5: Praxinoskop.204

204 Hrnčiarová Lucia, Optické hračky 19. storočia, HTML dokument [cit. 2. 1. 2012], dostupný z: http://www.mladyvedec.sk/archiv/archiv-12-cisla/299-12-opticke-hracky.html.

77

Příloha č. 6

Obr. č. 6: Barevný film.205

205 Reichl Jaroslav a Všetička Martin, Barevný film, HTML dokument [cit. 2. 1. 2012], dostupný z: http://fyzik a.jreichl.com/index.php?page=512&sekce=browse.

78

Příloha č. 7

Obr. č. 7: Makroblok 4:2:2.206 Příloha č. 8

Obr. č. 8: Skupina obrázků GOP.207

206 Legíň Martin. Televizní technika DVB-T, Praha : BEN – technická literatura, s. 49. 207Tamtéž, s. 53.

79

Příloha č. 9

Obr. č. 9: Struktura kontejneru MKV.208

208 Kontejner není kontejner, HTML dokument [cit. 2. 1. 2012], dostupný z: http://www.tvfreak.cz/art_doc7336C842E0DDDE25C125727C0059416E.html.

80