17. Tétel 17. Ön részt vesz egy internetes videó-adatbázis megvalósításában. A tervezett alkalmazás lehetővé teszi a videó-tárban való keresést, videók feltöltését, megjelenítését. Milyen eszközök szükségesek a videó forrásanyagok előállításához? Milyen videó-formátumokat részesítene előnyben? – Videó-technikai munkák előkészítése – Televíziós szabványok (NTSC, PAL, SECAM), videó-jelek. – Videó anyagok digitalizálása − mintavételezés, kvantálás, − digitalizáló kártyák. – A digitális álló- és mozgóképek előállításának hardver eszközei, elterjedt szabványok – Videó-állományok tömörítése, legelterjedtebb szabványok (AVI, MPEG, MOV, WMV), – Online megjelenítésre való optimalizálás.
NTSC, PAL és SECAM lefedettség
NTSC Az NTSC (National Television System Committee, Nemzeti Televíziórendszer Bizottság), egy analóg televíziós szabvány • leginkább Egyesült Államokban alkalmazták (ma már a digitális változata jobban elterjedt, azaz ATSC) ) • az YUV színrendszert használja a jelek továbbítására, ahol Y a luminancia (fényesség) információját tárolja, az U, V pedig a szín információkat. Ezzel a színrendszerrel megoldható volt hogy a színes és fekete fehér TV-k egyaránt működjenek. (a feketefehér TV-k csak az Y channel adatait olvasták) • másodpercenként 30 darab, képkockát jelenít meg • egy képkocka 525 pixelsorból áll
1
17. Tétel
PAL A Phase Alternating Line (PAL) (Fázist váltó sorok), egy analóg televíziós szabvány. Manapság kezd elavulttá válni és fokozatosan váltja fel digitális utódja a DVB-T. • A PAL szabvány szerint sugárzott kép 625 sorból áll (ebből azonban csak 575 sor alkotja magát a képet). • szintén az YUV színrendszert használja a jelek továbbítására • A maximális horizontális felbontás (az egy sorra jutó képpontok száma) 768 pont. • Az egy másodperc alatt megjelenített képkockák száma 25, ami tulajdonképpen 50 "fél-képkocka" sugárzását jelenti. (A TV először a páratlan sorszámú sorokat jeleníti meg, majd a páros sorszámúakat, vagyis a videó interlaced technológiával működik.) Több fajtája is létezik a PAL szabványnak, ezek csak kismértékben térnek el egymástól: • PAL-M: A PAL szabvány Brazíliában használt változata. Inkább az NTSC-re hasonlít, mivel 525 képsort és másodpercenként 60 mezőt / 30 képkockát használ. • PAL-N: Franciaország, Argentína, Paraguay és Uruguay • PAL-B: Belgium, Dánia, Finnország, Németország, Guinea, Hongkong, India, Indonézia, Olaszország, Malajzia, Hollandia, Norvégia, Portugália, Szingapúr, Spanyolország, Svédország, Svájc és Magyarország • PAL-D: Kína és Észak-Korea • PAL-G: Dánia, Finnország, Németország, Olaszország, Malajzia, Hollandia, Norvégia, Portugália, Spanyolország, Svédország, Svájc és Magyarország • PAL-H: Belgium • PAL-I: Hongkong és Nagy-Britannia
SECAM A SECAM (franciául Séquentiel couleur à memoire egymás utáni sorok memoriája) analóg színes televízió. • Magyarországon az MTV 1-es és 2-es csatornái sugároztak ebben a rendszerben az 1996-os PAL-ra történő átállásig. Analóg/digitális és digitális/analóg átalakítás (***6-os tételből másolva) Ha az analóg jeleket digitális eszközökön szeretnénk megjeleníteni, tárolni akkor digitalizálás szükséges. A/D átalakító (ADC = Analóg Digital Converter): Az analóg jelet digitálissá (általában binárissá) átalakító áramkör.
2
17. Tétel Digitalizálás menete: Két fontos paramétert kell tisztázni a digitalizálás során: • Mintavételezés sűrűsége (khz): milyen sűrűn vegyünk mintát az adott jelből • A vett minta pontossága (bit): egy darab mintát ha levettünk azt hány biten ábrázoljuk (kvantálás), azaz mennyire legyen pontos a mért érték (10 vagy 10,82345 nembiztos hogy mindegy)
D/A átalakító (DAC = Digital Analog Converter): Digitális (többnyire bináris) információt alakít analóg jellé. Többféle működési elvűt ismerünk, pl. az integráló DAC-t. Fontos jellemzője a max. órajel (a feldolgozható max. mintavételi frekvencia) és a bitszám, azaz a felbontás. Ha a ADC nemlineáris kvantálású volt, akkor a visszaalakításnál használt DAC karakterisztikája tükörképe kell legyen az ADC karakterisztikájának (pl. logaritmusos - exponenciális). Videó digitalizálása (***6-os tételből másolva) A videó jel valamilyen eszközről érkezik a számítógépbe, de közvetlenül a számítógépen nincsenek szabványos videó bemenetek, ehhez külön digitalizáló kártya szükséges, ami lehet külső (USB-s) vagy belső (PCI). Ezek az eszközök már rendelkeznek olyan bemenettel amik szükségesek hogy a pl a VHS lejátszóval, kamerával, egyéb lejátszó eszközzel összekössük a számítógépet. A lejátszó eszköz lehet pl.: egy kamera, egy VHS lejátszó, vagy akár élő egyenes TV adás is (ekkor a TV antennát közvetlenül a digitalizáló eszközbe dugjuk) a lényeg hogy a digitalizáló eszköz megvásárlásakor ügyeljünk rá hogy a lehető legtöbb bemenettel rendelkezzen (vagy legalábbis azzal amelyikre szükségünk van). Legtöbbször ezekhez az eszközökhöz adnak saját szoftvert ahol a Capture video menüpontot kell keresnünk a felvétel elindításához.
Az RCA kábelnél jobb minőséget ad az S-VIDEO, de a legjobb minőséget Fire-Wire kábelen keresztül tudjuk átvinni. Célszerű mindig a legjobbat választani ha a lejátszó is rendelkezik ilyen kimenettel, és azon csatlakoztatni az eszközt a számítógépre.
3
17. Tétel A számítógép oldaláról már csak egy digitalizáló szoftver szükséges (windows movie maker, quick time, virtualdub, avidemux) ahol egy „capture video” , „new movie recording” vagy hasonló menüpontot kiválasztva egyből láthatjuk is a lejátszóból érkező képet. Ezután a felvétel elkészítés következik. A kész felvételt még valószínűleg vágni/tömöríteni kell, erre a rendelkezésre álló szoftverek többnyire mind alkalmasak. Interlace-Deinterlace: Ha váltott soros analóg TV szabványú videót (pl.: PAL) rögzítünk számítógépen akkor felmerül az interlace probléma. Ez azt jelenti, hogy a régi katódsugárcsöves TV technológiával nem tudták megoldani azt hogy 25 teljes képet(váltva) egy másodperc alatt jelenítsenek meg a TV képernyőjén, ezért azt találták ki hogy a tv nem 25kép/másodperc hanem 50félkép/másodpercnyi képet jelenített meg (először az egyik kép páros majd a másik kép páratlan sorait rajzolta csak ki) Ez az interlace technika. A mai kijelzők azonban már mind képesek a progresszív (25 teljes kép/másodperc) megjelenítésre, de egy interlace-elt videót progresszív kijelzőn megjelenítve nagyon rossz minőségű eredményt kapunk:
A kép bal oldalán látható hogy a két félképkockát egy képkockára rajzolja az eszköz, ez okozza ezt a csíkos kinézetet. Ha ezt a jelenséget akarjuk megszüntetni akkor kell bekapcsolnunk a rögzítő/konvertáló szoftverben a deinterlace funkciót. A deinterlace persze fölösleges, ha a megjelenítő továbbra is analóg TV, de ha a cél a videó anyag digitális archiválása, dvd-re írása, egyéb számítógépes videóformátumban való lementése (avi, mpeg, stb.) akkor mindenképpen használni kell.
Videó állományok tömörítése FOGALMAK: File type • a file típusa pusztán a file neve utáni pontot követő szövegrész (string). pl „akármi.avi” = akármi: a file neve, avi: a file típusa (kiterjesztése) • Azt mondja meg az operációs rendszernek hogy melyik szoftverrel próbálja meg megnyitni a fájlt ha kétszer rákattintunk egy fileböngészőben. • A tömörítésről és a videó típusáról, egyéb tulajdonságairól semmilyen információt nem hordoz. (ha átneveznénk akármire ugyanaz a file lenne, csak nem indulna el egyből a windows media player ha rákattintunk)
4
17. Tétel CODEC: • Coder – Decoder (Program vagy eszköz): • A kódoló komponens kódolja a fájlt a létrehozás alatt (vagy exportálás alatt), az utóbbi pedig dekódolja, hogy meglehessen azt tekinteni • Általában csak egy csatornát (vagy csak kép, vagy csak hang) kódolnakdekódolnak vele • Pl.: mp3, divx, wav, stb… • A dekódoló programot integrálják a lejátszókba • Egy médiáról alapvetően nem lehet tudni hogy milyen codekkel lett kódolva, erre az estre Codec Identifyer (kodek azonosító szoftver)-re van szükségünk. pl.: G-Spot, Media info (win), VideoSpec (mac) Container Format: • Konténer formátum • Több médiaelemet tartalmazhat: több hang, több videó sáv, felirat, metadata, fejezet információk • Ezeknek a szinkronizálásáról gondoskodik • Egy konténer formátumnak lehet avi, mov, stb… kiterjesztése. • Egy konténer formátumon belül más más tömörítéseket használhatunk videóra (pl DivX, H264) és hangra is (pl mp3, flac) • konténer formátumok: avi, mov, mpeg, mkv, vob, mp4, flash video, wmv, stb… AVI – Konténer formátum Az AVI (angol betűszó: Audio Video Interleave – audio-video-összesorolás, -fésülés) egy fájlformátum • Mind a hang, mind pedig videó adatok egy meghatározott csomagban való tárolására és ezen adatok lejátszására hoztak létre. • A Microsoft 1992 novemberében mutatta be ezt a formátumot a Windows technológia videó részeként. • Egy AVI file a kép/hang adatokat csaknem bármely tömörítő sémának megfelelően kódolva tartalmazhatja, beleértve o a tömörítetlen un. „Full Frames” (Teljes képkocka) o Intel Real Time Video, Indeo, Cinepak, Motion JPEG, ClearVideo / RealVideo, MPEG-4 és más formátumokat. • Napjainkban a legnépszerűbb a DivX, Xvid, vagy H.264 tömörítés (a videosávnak) és az Mp3 kódolás a hangsávnak. Az interneten megosztott videoklipek és filmek többnyire ilyen fileformátumban elérhetőek.
5
17. Tétel
MPEG – Szervezet Az MPEG az angol Moving Picture Experts Group (magyarul: mozgóképszakértők csoportja) rövidítése. Ez a csoport dolgozta ki az MPEG-1 és MPEG-2 , MPEG-3 MPEG-4 szabványokat is. • Audio layer-ek: az MPEG az audio tömörítést egymásra épülő Layer-eknek nevezte el és így szabványosította őket az MPEG-1-ben. o layer 1, 2, 3, (ezek az mp1,mp2,mp3) o Tehát az Mp3 = MPEG-1 audi layer 3 • A digitális TV-k videó jele MPEG4 kódolású • az MPEG4-ből fejlődött ki a DivX, H.264 és Xvid Codec is MOV – Container format • • •
A Quick Time framework konténer formátuma, hang kép, és szöveg is tárolható benne. Az ISO elfogadta a Quick time formátumot az MPEG-4 alapjaként Mac OSX-en a Quick time player alapból fel van telepítve de ingyenesen letölthető windows és linux környezetben is.
WMV – Container format Windows media video, a Microsoft fejlesztette ki. Számos codek-nek a konténer formátuma. Windows media player alapból lejátszik WMV-t, de windows és linux rendszerekre is letölthető WMV player. • Tömörítési formátumok o Windows media video: § a leggyakoribb videó formátum § tartalmazhat MPEG-4, RealVideo, AVS tömörítéseket § 1080p, és 720p-s HD felbontásokra is optimalizálva van o Windows media screen: § képernyő felvételekre használatos codek-et tartalmaz, veszteséges és veszteség mentes tömörítéssel is üzemethet o Windows media video image: § egy képekre szánt slideshow codek-et tartalmaz (diavetítésre szánt) § nagyon kevés lejátszó támogatja ezért nem előnyös
6
17. Tétel
Optimalizálás Online megjelenítésre Két okból optimalizálunk videót interneten való megjelenítésre: 1. Ha saját szerveren van a videó: a stream-elés gyors legyen a kliensek számára 2. Ha nyilvános szerveren (pl youtube, vimeo) van a videó: a feltöltés gyors legyen ne kelljen órákig várnunk Követelmények: Alapvetően nincs jó recept arra hogy milyen konfigurációt válasszunk tömörítéskor, mert minden videó más. Át kell gondolni hogy milyen tömörítést érdemes használnunk. Az interneten legeletrejedtebb codek a H.264 (youtube is ezt használja) , Divix, Xvid. A tömörítések kiválasztása után még számos paraméter állítható a tömörítő szoftverben (pl. handbrake). Rendelkezésre állnak preset-ek (előre beállítot tömörítési konfigurációk) de az értékekkel magunk is próbálkozhatunk, és teszt tömörítéseket végezhetünk a videón, figyelve az eredményt. Az alábbi értékeket megadhatjuk egy videó tömörítésekor: • •
•
•
Felbontás: min 320x240 de lehetőleg inkább nagyobb videó felbontás ajánlott hogy valamennyire nézhető legyen a videó. FPS: pl egy screen capture-hez elég 10 FPS is, de a folyamatos videófilm felvételeknél jobb ha maradunk a 25-30 fps-nél, esetleg előfordulhat olyan beállítás is hogy az FPS értéke a videó alatt folyamatosan változik. (így pl alacsonyra kerül lassú mozgás esetén, és magas értéket vesz fel gyors mozgás esetén) Bitráta: másodpercenként mennyi adatot foglaljon a videó a merevlemezen, illetve mennyi adat folyjék át a kábelen keresztül a megjelenítőig. Túl alacsonyra véve ez is nagyon rossz minőséget hozhat de el lehet találni az arany középutat. Hang tömörítés: egy videó hangsávjának természetesen külön választhatjuk a tömörítését és annak tulajdonságait is (mono/stereo, mp3, bitrate, sample rate)
Alapvető követelmény egy videó tömörítésénél hogy elfogadható méret mellett, élvezhető minőséget adjon.
7
