Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta informatiky a statistiky
Diplomová práce
2010
Bc. Antonín Krist
Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta informatiky a statistiky
Pokročilé metody postprodukce a distribuce videa s využitím IT
Vypracoval: Bc. Antonín Krist Vedoucí práce: doc. Ing. Stanislav Horný, CSc. Rok vypracování: 2010 -1-
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně. Veškeré použité podklady, ze kterých jsem čerpal informace, jsou uvedeny v seznamu použité literatury a citovány v textu podle normy ČSN ISO 690.
V Praze dne 26. 6. 2010
Podpis: .......................
-2-
Poděkování Děkuji vedoucímu mé diplomové práce doc. Ing. Stanislavu Hornému, CSc. za cenné rady, připomínky a celkový přístup při vedení práce, a rodičům za podporu během vysokoškolského studia.
-3-
Abstrakt Diplomová práce se zabývá pokročilými digitálními způsoby zpracování a distribuce videa skrze vysílání a internetový protokol. Popisuje a srovnává distribuční metody, využívající informační technologie a diskutuje současné problémy. Popisuje princip digitalizace a možné způsoby úspory přenosového pásma určeného pro distribuci. Zabývá se možnou praktickou implementací distribučních a zobrazovacích metod trojrozměrného videa do připravovaných standardů a analyzuje možnosti jejich budoucího rozvoje. Diskutuje celkovou problematiku standardizace přenosu a kódování videa. Na závěr, na základě srovnání metod a praktických zkušeností autora, doporučuje implementaci určitých postupů do standardu a směr, kterým by se technologická řešení měla ubírat.
-4-
Abstract This thesis deals with advanced methods of digital video postproduction and distribution using broadcasting technologies and internet protocol. Describes and compares the distribution methods, using information technology and discusses the current problems. Describes digitization methods and methods that can save bandwidth for distribution. Deals with the possible practical implementation of distribution od three dimensional video to upcoming standards and analyzes the possibilities of their future development. Discusses the overall problems of transmission standardization and advanced video coding. In a conclusion, based on a comparison of methods and practical experience of the author, thesis recommends certain procedures to implement to the standard and specifies the direction of the technological solutions.
-5-
Obsah 1. ÚVOD ..................................................................................................... 9 1.1
Struktura práce a její přínos ........................................................................ 9
1.2
Východiska a základní pojmy ................................................................... 12
1.2.1 High definition television ................................................................................. 12 1.2.2 2K a 4K standardy ............................................................................................... 13 1.2.3 Princip podvzorkování barev pro úsporu místa...................................... 14 1.2.4 Princip digitalizace .............................................................................................. 15
2. PŘECHOD K DIGITÁLNÍM ZPŮSOBŮM DISTRIBUCE ........... 17 2.1
Kinodistribuce ............................................................................................... 17
2.2
Home video ..................................................................................................... 19
2.3
Digitalizace TV vysílání............................................................................... 20
2.4
Internetová distribuce ................................................................................ 22
2.5
Financování projektů .................................................................................. 22
2.5.1 Program MEDIA.................................................................................................... 23 2.5.2 Program Eurimages ............................................................................................ 25
3. DISTRIBUCE S VYUŽITÍM IP ....................................................... 27 3.1
Architektura IPTV......................................................................................... 27
3.1.1 Protokoly ................................................................................................................. 28 3.1.2 Výhody ..................................................................................................................... 28
-6-
3.2
Video on Demand .......................................................................................... 29
3.2.1 Srovnání s tradičním broadcastingem......................................................... 29 3.2.2 Praktické problémy VoD ................................................................................... 31 3.2.3 Architektura VoD ................................................................................................. 32 3.3
Doporučení pro VoD .................................................................................... 33
3.4
Nelineární služby .......................................................................................... 34
3.4.1 Middleware u IPTV a VoD ................................................................................. 35
4. STANDARDIZACE VYSÍLÁNÍ ....................................................... 36 4.1
Standardizace pro nosiče ........................................................................... 38
4.2
Kódovací standardy ..................................................................................... 39
4.2.1 Motion picture experts group standardy ................................................... 39 4.2.2 Standard MPEG-2................................................................................................. 40 4.2.3 Standard MPEG-4................................................................................................. 41 4.2.4 Rozšíření MPEG-4 AVC ...................................................................................... 41 4.3
Srovnání standardů a doporučení .......................................................... 42
5. ZOBRAZOVACÍ METODY .............................................................. 46 5.1.1 Anaglyph ................................................................................................................. 46 5.1.2 Stereoskopické zobrazování............................................................................ 47 5.1.3 Pasivní stereoskopie........................................................................................... 47 5.1.4 Aktivní stereoskopie ........................................................................................... 48 5.1.5 Vertikální a horizontální polarizace ............................................................. 49 5.1.6 Kritéria 3D prostoru ........................................................................................... 50 5.2
Praktické problémy a limitace ................................................................. 51
5.2.1 Limitace paralaxou .............................................................................................. 51
-7-
6. STANDARDIZACE DISTRIBUCE 3D ........................................... 54 6.1.1 Metoda side by side............................................................................................. 54 6.1.2 Metoda top over bottom ................................................................................... 55 6.1.3 Metoda checkerboard ........................................................................................ 55 6.1.4 Metoda frame sequence .................................................................................... 56 6.1.5 Modifikace s využitím standardu MVC ........................................................ 57 6.2
Srovnání metod a doporučení .................................................................. 57
7. ZÁVĚR ................................................................................................ 60
8. POUŽITÁ LITERATURA ................................................................ 61
9. SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK ................................................ 63
10. SEZNAM ZKRATEK......................................................................... 64
-8-
1. Úvod Současná situace na digitálním multimediálním trhu značně vystihuje do jisté míry nekontrolovaný rozvoj nových technologií. Z pohledu běžného uživatele, nebo spíše spotřebitele, tato situace možná není příliš patrná, ale z pohledu producentů mediálního obsahu, začíná být až neúnosná. Společně s digitalizací se totiž objevil nespočet možných způsobů zpracování obsahu a jeho distribuce. Jisté mantinely sice stále vytyčují standardy například pro šíření televizního nebo rozhlasového vysílání, ale ty nestíhají pružně reagovat na aktuální technologický vývoj. V tomto prostředí se tak výrobci technologií snaží jit dopředu vlastní cestou a vyvíjí vlastní specifikace a standardy, bez ohledu na své konkurenty. Do jisté míry se jedná o zdravý konkurenční boj, který ve svém důsledku často přináší špičkovou kvalitu pro zákazníka diváka. Rozpolcenost jednotlivých technologií mu pak ale často nedovoluje je využít všechny. Obecně lze říci, že dříve vznikaly standardy daleko lépe a výrobci se jim museli chtě nechtě přizpůsobovat. Dnes je bohužel trend v profesionální postprodukci a distribuci videa naprosto obrácený a ve většině případů se standardy distribučního řetězce přizpůsobují trhu nebo zcela nesmyslně vzniká standardů více. Klasickým příkladem byl vývoj dvou standardů pro distribuci videa ve vysokém rozlišení na nosičích určených pro domácnost, kde neschopnost navrhnout a vyvinout standard jeden, znamenala ve výsledku vyšší náklady pro jednotlivé články distribučního řetězce v oblasti multimédií a nakonec i pro zákazníka, který byl nucen si pořizovat obě technologická řešení. V současné době, kdy stále roste šířka přenosových pásem, jak na internetu, tak na jiných distribučních cestách, vzniká nespočet nových technologií, které budou mít podobnou tendenci. V digitálně době se vše vyvíjí několikanásobně rychleji a často i s nižšími náklady, problémem tak již není multimediální obsah vyrobit, ale spíše vhodným a levným způsobem dopravit do cíle pokud možno v co největší kvalitě.
-9-
1.1 Struktura práce, její cíle a přínos V této práci bych chtěl využít svých praktických zkušeností s touto oblastí, které sbírám již 10 let. V době kompozice této diplomové práce jsem se aktivně účastnil příprav na první digitální vysílání v České republice umožňující přenos 3D videa, které bylo nakonec úspěšně spuštěno v červnu letošního roku v rámci kabelové a satelitní sítě společnosti UPC ČR a.s.1 Během příprav jsem měl možnost se seznámit s mnoha odborníky a nespočtem metod, které lze v této oblasti uplatnit. Distribuce 3D videa (trojrozměrného) pomocí současných distribučních cest se ukazuje jako klíčová, jelikož zatím nebyl navrhnut žádný standard přenosu tohoto druhu videa. Standardizace přenosu bude v nejideálnějším případě přijata začátkem roku 2011, což bude pro mnohé postprodukční a distribuční společnosti pozdě. Chtěl bych proto na základě vlastního výzkumu navrhnout co možná nejlepší a nejefektivnější způsob, který by se v budoucnu co nejvíce přiblížil připravovanému standardu a pomohl tak k co možná nejrychlejšímu rozšíření této technologie mezi diváky. V úvodní části diplomové práce bych se chtěl věnovat současným východiskům a principům, které jsou klíčové pro možný budoucí rozvoj. Jsou také stěžejní pro pochopení aktuální situace a dalších kapitol. Jedná se především o technologie přenosu videa ve vysokém rozlišení, možnosti úspory frekvenčního pásma nutného pro přenos velkého objemu dat a principu digitalizace.
Druhá kapitola je věnována přechodu od analogového k digitálnímu způsobu distribuce videa. Digitalizace postupně proběhla ve všech distribučních cestách, ať už se jedná o kinodistribuci nebo o distribuci do domácího prostředí, přes digitální média, vysílání nebo přes internet. V této části srovnávám standardy, které dosud byly přijaty a diskutuji možnosti jejich budoucího rozvoje i možnosti využití právě pro distribuci trojrozměrného videa. Okrajově se zde také věnuji možnostem
1
http://www.digizone.cz/aktuality/program-hd-zahajil-pravidelne-3d-vysilani-v-upc/
- 10 -
financování projektů, které se zabývají digitalizací a umožňují tak českým společnostem se aktivně účastnit na rozvoji digitalizace.
V následující kapitole pak již prakticky využívám možnosti distribuce s využitím internetového protokolu IP, jakožto nejlevnější možnosti distribuce. Tento způsob přenosu bude klíčový v příštích desetiletích, jelikož stále poroste šířka přenosového pásma a příjem přes internet bude časem dostupný téměř pro všechny. Zabývám se zde i limitacemi, které s sebou tato technologie nese, a navrhuji doporučení, která by měla pomoci co nejefektivnějšímu využití. Čtvrtá kapitola je věnována standardizaci vysílání a standardizaci nosičů s trojrozměrným obsahem a také nutnosti co nejrychlejší standardizace. Srovnávám zde aktuální standardy pro kódování přenosu a navrhuji možnosti jejich využití do budoucna a na základě analýzy také jejich úpravy pro možnost distribuce 3D videa. Další kapitola pak navazuje analýzou možných zobrazovacích metod 3D videa a diskutuji v ní problémy a limitace, které při testovacím vysílání byly pozorovány. Obsahuje také návrhy, jak se daných problému vyvarovat a jak je případně obejít. Tyto kapitoly již obsahují praktickou stránku věci.
Poslední kapitola se pak věnuje standardizaci 3D vysílání jako takového s využitím praktických zkušeností a pozorování. Jsou zde analyzovány jednotlivé metody vysílání videa ve 3D, které budou připadat v úvahu při standardizaci. Závěr je věnován srovnání těchto metod a doporučení, které z nich by měly být standardizovány v nejbližší době.
Cílem této práce je tedy vypracování návrhů a doporučení pro budoucí standardizaci postprodukce a distribuce 3D videa, která je stěžejní pro budoucí vývoj této technologie. Přínos by tyto návrhy měly mít především pro postprodukční společnosti, které o nasazení této technologie teprve uvažují.
- 11 -
1.2 Východiska a základní pojmy
K dostatečnému pochopení následujících kapitol je nejprve nutné se seznámit s určitými pojmy a standardy, které jsou v současné době v distribuci používány. Jedná se především o současné standardy a principy, které v dalších částech práce slouží jako východiska k prosazování nových pokročilých metod, které teprve do nových standardů budou zahrnuty.
1.2.1 High definition television High-definition television, dále HDTV, označuje standard vysílání televizního signálu s výrazně vyšším rozlišením, než jaké umožňují tradiční standardy. HDTV se vysílá oproti tradičním formátům zásadně digitálně, a je tak použita jako jeden z formátů digitální televize DVB. V současné době je HDTV definována pro rozlišení minimálně 1080 řádků, případně i 720 řádků. Pro označení formátů obrazu HDTV se používají tři údaje - počet řádků, způsob prokládání snímků a počet snímků za sekundu, který obvykle čítá 24, 25, 30, 50 nebo 60 snímků za sekundu. Pro kompresi obrazu HDTV se nejčastěji používá standard MPEG-2 (viz. standardy MPEG). Do budoucna se počítá s přechodem na varianty standardu MPEG-4, který umožňuje výrazné snížení nároků na přenos dat a násobně vyšší kvalitu obrazu. Některé evropské země již standard MPEG-42 používají. Největším problém při zavádění standardu MPEG-4 je fakt, že zákazníci potřebují přijímací zařízení, které tento standard podporuje, což ve většině případů znamená nákup nového zařízení. Proto některé státy střední Evropy nechtějí provádět digitalizaci nadvakrát, ale rovnou zavést HDTV ve standardu MPEG-4. Porovnání velikosti rozlišení u jednotlivých standardů je znázorněno na následujícím obrázku. Z něj je také patrné, že HDTV nabízí téměř 4x jemnější rozlišení oproti současným standardním rozlišením.
2
Motion Picture Exprerts Group – verze 4, standard ISO/IEC 14496-1:2001
- 12 -
Obr. 1 – Obrazové rozlišení jednotlivých formátů
1.2.2 2K a 4K standardy Jedná se o standardy využívané hlavně v kinodistribuci. Rozlišení dle standardu 2K je pouze o něco vyšší než u HDTV, přesněji 2048×1080 obrazových bodů. V případě standardu 4K se jedná o dvojnásobné rozlišení oproti 2K, tedy 4096×2160 obrazových bodů. Pro kompresi dat se užívá standard JPEG20003 (part 3) ISO/IEC 15444-1. Technickou specifikaci systémů 2K a 4K pro digitální kinodistribuci vydala Digital Cinema Iniciatives již v roce 2005. Obecně se jedná o standardy s vysokým rozlišením, které ale nejsou primárně určeny pro distribuci současnými distribučními platformami, s výjimkou satelitní, ale především pro digitální kinematografii a digitální kino, včetně domácího. Nepočítá se ale s jejich nasazením pro klasické distribuční cesty, jako je vysílání.
3
Joint Photographic Experts Group
- 13 -
1.2.3 Princip podvzorkování barev pro úsporu místa
Jedná se o metodu teoreticky ztrátové komprese obrazu, která využívá vlastností lidského oka. Princip vychází z toho, že v oku máme tyčinky a čípky. Tyčinky jsou velmi početné a velmi citlivé buňky, které rozlišují pouze jas. Čípky jsou buňky, schopné rozeznávat pouze barevné odstíny. Existují tři typy čípků, ty které rozliší zelenou, modrou a červenou barvu. Výsledný vjem je získán kombinací jejich signálů. Přičemž nejcitlivější je oko na zelenou, dále na modrou, a nejméně na červenou. Díky vysokému počtu tyčinek oko mnohem citlivěji reaguje na rozdíly jasu než barevnosti. Pokud se použije systém popisu barev odlišující barevné a jasové signály, můžeme redukovat podrobnosti v barevném signálu podstatně více, než u jasu, aniž by došlo k viditelné změně obrazu. V praxi na počítači se při ztrátové kompresi často ukládá barevná vrstva v menším rozlišení, například když hodnota dvou pixelů vedle sebe je popsána jediným číslem - jejich průměrnou hodnotou. Nebo dokonce, kdy jedním číslem popíšeme čtyři pixely vedle sebe. Poměr podvzorkovaných pixelů se udává poměry např.: 4:2:0 nebo 4:2:2. Metoda podvzorkování se provádí více méně ve všech standardních formátech a zaleží jen na standardu, jaký způsob podvzorkování podporuje.
Příklad: Mějme kousek obrazu o rozlišení 2 x 2 body, pokud jej popíšeme bez podvzorkování, popisujeme čtyři body pomocí tří složek, takže výsledná velikost uložených informací bude 12 (4:4:4). Při podvzorkování ale sloučíme body na barevných složkách, takže popisujeme jen 6 bodů (4:1:1), tedy při stejném množství popsatelných barev potřebujeme pouze polovinu informace. Rozdíl v obrázku je navíc v naprosté většině případů mimo rozlišovací schopnosti lidského oka.
- 14 -
Obr. 2 – Ukázka podvzorkování barev Zdroj : http://amv.anime.cz/pmwik http://amv.anime.cz/
1.2.4 Princip digitalizace Jelikož nemůžeme ůůžeme při přř digitální postprodukci předpokládat ředpokládat ř vstupní záznam vždy v digitální podobě, ě, je nutné se seznámit s principy digitalizace. Ty jsou v zásadě stejné jako při ř převodu řevodu z analogových kazet (např. S-VHS, VHS, 8mm apod.), apod. tak jako při skenování klasického filmu. Na analogových nosičích nosiččích (klasická fotografie, zvuk na gramofonových deskách) jsou informace reprezentovány určitou urččitou spojitou funkcí. Tato teoreticky nekonečně nekonečč ě detailní funkce musí být převedena ř řevedena na funkci diskrétní, diskrétní která bude uložena v jazyce počítačů poč čů – v binární podobě. ě. Tento proces převodu př se nazývá digitalizace a skládá se ze dvou základních částí. č Jednou z nich je vzorkování, které spočívá spoč v odebírání jediné zástupné hodnoty ze spojité funkce v krocích (posun poo ose X) o konstantní velikosti. Například Napřříklad u zvuku standardněě 44100 krát za vteřinu řinu – tedy vzorkovací frekvenci činí 44,1MHz. Odebrané hodnoty je obrovské množství a proto je nutné je rozdělit rozděě do určitých č čitých kvantizačč kvantizačních stupňů ňů (přiřazení hodnot z osy Y). Například Na dvěma vzorkům s hodnotami 4,53 a 4,46 jsou přiřazeny řř při řři stejné kvantizační kvantizačč úrovni hodnoty 4,5. Čím Č širší jsou intervaly, tím dochází k většímu ěětšímu kvantizačnímu kvantizaččnímu zkreslení a signál tak nese méněě informací a je méněě kvalitní. Pro digitalizaci videosignálu videosigná je počet č kvantizačních čních stupňů standardněě
- 15 -
256 a u audiosignálu 65000. Na ilustračním obrázku je znázorněna digitalizace se vzorkovací frekvencí 4Hz a kvantizačním stupněm 11.
Obr. 3 – Princip digitalizace Zdroj : http://cs.wikipedia.org/wiki/Pulzně_kódová_modulace
- 16 -
2. Přechod k digitálním způsobům distribuce Přechod k digitálním způsobům distribuce médií je proces, který probíhá nepřetržitě poslední dvě desetiletí. Základní důvod přechodu z analogového šíření na digitální je především kvalitativní a ekonomický. Kvalitativní důvod je zjevný, jelikož jednou uložená digitální informace se neopotřebovává a při správném přenosu je vyslaná informace totožná s přijatou. Navíc digitální způsoby přenosu obsahují i samoopravné mechanizmy, které umožní případné chyby v přenosu eliminovat. Digitální distribuce také znamená snížení nákladů, jelikož nabízí možnost využít stávající digitální telekomunikační cesty jako je internet a celý proces distribuce je možné touto cestou také zrychlit. V následujících kapitolách se pokusím srovnat a popsat výhody digitální distribuce videa v různých odvětvích, analyzovat možný budoucí rozvoj a případně navrhnout vylepšení.
2.1 Kinodistribuce Technologický rozvoj přinesl na konci 20. století první projektory, jejichž zobrazovací parametry se začaly pomalu přibližovat projekci klasických filmových promítacích zařízení, které byly používány v téměř nezměněné podobě od počátků kinematografie. Přechod k digitální projekci se tak stal nevyhnutelný, ale vedle jednoznačných pozitiv jako je snížení nákladů na distribuci filmů, větší flexibilita programování a managementu kin, vyšší kvalita pro zákazníka, s sebou tato změna přinesla i řadu technických problémů. Producenti obsahu pro kina požadovali zajištění proti pirátskému zneužití digitálních kopií, bylo nutné zavést standardy pro zajištění neměnné kvality digitální projekce v kinech a podobně. Podmínky digitální - 17 -
projekce v kinech stanovuje iniciativa Digital Cinema Iniciatives (DCI), v níž jsou sdružena největší hollywoodská studia Fox, Paramount, Disney, Sony Pictures Entertainment, Warner Bros a Universal. Tato studia deklarovala již v roce 2004 požadavky na celý digitální řetězec od výroby, přes distribuci až po projekce digitálních kopií v kinech, které se postupně začaly zavádět jako celosvětový standard digitálního kina, tzv. D-cinema. Konkrétní technické specifikace systému D-Cinema vydává DCI v dokumentu s názvem Digital Cinema System Specification (aktuální verze specifikace je 1.2). Obsah je ze zdrojového digitálního masteru Digital Source Master, který není komprimován, převeden do takzvaného masteru pro distribuci DCDM Digital Cinema Distribution Master. DCDM základní balík určený pro výměnu mezi studiem, resp. distributorem, a kinem. Jedná se o komplexní a ucelený soubor všech dat nutných k projekci filmu a jeho propagaci. Balík DCDM obsahuje tři základní složky – obrazovou, zvukovou a titulkovou. Všechny materiály předávané v balíku DCDM jsou rozděleny do tří výše zmíněných složek (tzn. film není distribuován jako celek, ale obrazová, zvuková a titulková složka samostatně) a spojení a následná synchronizace probíhá teprve až u příjemce, tj. v kině. Z tohoto distribučního masteru je pak možné vytvořit kódovanou digitální kopii DCP Digital Cinema Package, která obsahuje všechny soubory potřebné pro promítání v sálech a je distribuována do kin na pevných discích. K zakódovanému DCP je nutné vytvořit kódovací klíč KDM Key Delivery Message, který umožňuje přehrání filmu v jednotlivých kinech. Pro projekci filmů ve standardu D-cinema musí být kina vybavena digitálním projektorem s minimálním rozlišením 2K a serverem, na němž jsou uložena data určená k promítání.
Standardním formátem komprese obrazu pro D-cinema byl stanoven JPEG 2000 a minimální rozlišení promítaného obrazu je 2K. Každý frame (neboli políčko filmu) je samostatně kódován ztrátovou nebo bezeztrátovou kompresí JPEG 2000 Motion Digital Cinema Standard. Dekodér musí být schopen dekomprese 2K i 4K materiálu, i kdyby projektor byl schopen zobrazit pouze 2K materiál. Převzorkování dat přicházejících do projektoru z dekodéru na vyšší nebo nižší rozlišení je pak ponechán na projektoru. V oblasti zvuku definuje DCI možnost až 7.1 zvukové stopy s použitím již standardních formátů Dolby Digital a DTTS a musí vyhovovat - 18 -
standardu PCM WAV, přičemž vzorkovací frekvence každého kanálu musí být 48 nebo 96 kHz při 24 bitech na vzorek a maximální počet zvukových kanálů je šestnáct. Titulky mohou být v DCDM obsaženy v jedné nebo více z následujících forem - vypálené přímo do obrazu, připravené ve formě PNG souborů (co jeden titulek to jeden PNG obraz) nebo v dokumentu, který obsahuje text a specifikace pro jeho vykreslení. Třetí metoda uložení titulků je nejméně náročná na diskový prostor ale v případě použití této metody musí výrobce titulků přibalit i font, v němž se mají titulky vykreslovat, a který musí dle standardu obsahovat alespoň znakovou sadu Unicode ISO Latin-1. Jedním z největších přínosů digitální technologie je pak možnost 3D projekcí a to i v klasických kinosálech. Vzhledem k prozatím extrémně vysoké pořizovací ceně komponent vyhovujících náročným specifikacím tohoto systému lze o zavádění do praxe uvažovat jen v rámci velkých multiplexů, u nichž diváci stále více kladou důraz na kvalitu předkládaného produktu. Jde tak doposud spíše o teoretickou koncepci, která se jen velmi pomalu zavádí do praxe. První české kino vyhovující standardu D-Cinema bylo zprovozněno na konci roku 2008 v Plzni.
2.2 Home video V závěru osmdesátých let se v oblasti home-videa na celém světě prosadil formát VHS video, analogový záznam s využitím magnetické pásky, kterou chránila kazeta. Byl používán především jako rekordér pro záznam televizního vysílání formátu PAL a NTSC a představoval optimální zdroj signálu pro klasický CRT televizor s formátem obrazovky 4:3. Kvalita reprodukovaného obrazu včetně průmyslově duplikovaných nosičů nedosahovala v řadě případů úrovně TV vysílání. V roce 1997 se objevil optický disk s digitálním záznamem DVD video o kapacitě 4.7 GB, který využíval kodek MPEG-2. Jednalo se o první digitální nosič videa pro domácí použití. DVD video nabídlo příznivcům domácího kina výrazně lepší obraz než VHS video nebo konvenční televizní vysílání v signálu v normě PAL nebo NTSC. Navíc byl doplněný prostorovým zvukem 5.1, kdy všech šest kanálů má samostatné uložení - 19 -
vlastní zvukové stopy. V České republice potřeboval formát DVD video k prosazení a ovládnutí trhu pět let a v roce 2007 se zastavil prodej nosičů VHS video. Vybavenost českých domácností DVD přehrávači, rekordéry nebo systémy domácího kina přesáhla v roce 2009 již 76%, zatímco v roce 2002 to bylo pouze 10% domácností. Od roku 2006 přišla na trh nová generace plazmových a LCD televizorů, která umožňuje využití nových formátů TV vysílání. Předností nové generace televizorů nedokáže v současné době disk DVD video využít, jelikož nepodporuje uložení obsahu ve vysokém rozlišení. Proto se v oblasti domácího kina dostává na trh nový nosič s optickým záznamem Blu-ray, který díky pětinásobné kapacitě pro uložení dat oproti DVD video již dnes znamená celosvětově respektovaný formát pro distribuci audiovizuálních děl v HD rozlišení obrazu. Z hlediska kvality obrazu se blíží rozlišení 2K, které se používá v D-cinema jako součást požadavků podle specifikací DCI. Standartu Blu-ray, jeho analýze a rozvoji je věnována samostatná kapitola.
2.3 Digitalizace TV vysílání Analogové televizní vysílání používalo několik standardů kódování obrazu. Nejstarším byl systém NTSC4, ve kterém se vysílalo v USA a Japonsku, francouzský systém SECAM5 byl používán ve většině socialistických zemí, postupně však převládlo vysílání v systému PAL6, což je vysílání o rozlišení 720 na 576 obrazových bodů v poměru stran 4 ku 3, a tedy PAL pixely nejsou čtverce, ale obdélníky. Každá vteřina obsahuje 25 snímků, které jsou při vysílání prokládány. To znamená, že dochází vždy na přeskáčku k vykreslování sudých a lichých řádků. Pokud jsou liché a sudé snímky zaznamenány v jiný čas, vzniká optický dojem až
4
National Television Systems Committee
5
Séquentiel couleur à mémoire
6
Phase alternating line
- 20 -
padesáti snímků za vteřinu a obraz pak působí více plynule. Standard NTSC je používán v Severní a Střední Americe, Japonsku a některých dalších zemích, ale jeho význam s digitalizací a stále klesá. Je definován rozlišením 720 na 480, přičemž poměr stran je také 4 ku 3 a každý vteřina obsahuje 30 snímků, respektive 60 půlsnímků, jelikož se jedná také o prokládaný formát. V devadesátých letech byly stanoveny standardy pro digitální vysílání, označované DVB neboli Digital Video Broadcasting, které definují digitální televizní vysílání v nejrůznějších přenosových systémech. Existují 3 základní standardní přenosové systémy: DVB–C jako standard digitálního televizního vysílání v sítích kabelových televizí. Systém je kódován pomocí MPEG-2, přičemž HD nebo Full HD programy jsou vysílány v kódování MPEG-4. Dále DVB-S což je standard digitálního televizního vysílání přes satelit. Je používán v celé Evropě a ve větší části zbytku světa. Jeho druhá verze podporuje kódování i v MPEG-4. Největší změnu však přineslo zavedení pozemního digitálního vysílání DVB-T, které nahradilo analogové vysílání a vyžádalo si změnu vybavení pro příjem TV signálu. Optimální obrazovkou pro sledování digitálního TV vysílání se místo klasické CRT obrazovky staly širokoúhlé LCD a plazmové televizory schopné využít všech předností digitálního vysílání, včetně vysílání ve Full HD. Na rozdíl od analogového vysílání jsou v digitálním vysílání programy v reálném čase převáděny do datového toku a společně komprimovány, standardem je použití kódováním MPEG-2, ale postupně se prosazuje MPEG-4, které se díky vysoké úrovni kompresi při vysokém zachování kvality jeví jako vhodnější pro HDTV, které má vysoký datový tok a umožňuje tak daleko lepší využití frekvenčního spektra. Prakticky to znamená, že na jednom kanále místo jedné analogové televizní stanice vysílá takzvaný multiplex, který může obsahovat hned několik televizních stanic, rozhlasových stanic a případně i doplňkových služeb, jako je elektronický programový průvodce apod. V České republice v současné době vysílají v HD terestriálně s využitím DVB-T hlavní televizní programy ČT, Nova, Prima a Barrandov TV. V kabelovém vysílání jsou k divákům v HD k dispozici další desítka kanálů a jejich počet každým čtvrtletím roste. S postupným obohacením programové nabídky o některé pořady a filmy vysílané v HD se zvyšují nároky diváků na výslednou obrazovou kvalitu vysílání jako takového. To přirozeně vede producenty televizních stanic k přehodnocení výrobní strategie a výroba nebo nákup pořadů ve - 21 -
vysokém rozlišení se z pozice technologické zajímavosti přesouvá do pozice akceptovaného výrobního standardu. V současné době se v českých kabelových sítích začíná testovat vysílání HD 3D, které využívá zobrazovací metoda anaglyph a skrze metodu side by side, které jsou analyzovány ve zvláštní kapitole.
2.4 Internetová distribuce Speciální formou distribuce programů se stávají služby poskytované IT operátory, a to ať už typu Video on demam (VoD) – příjem konkrétního pořadu na přání, nebo streamování televizního vysílání prostřednictvím multi-castingu v rámci internetového připojeni IPTV. S rozvojem technologii, nárůstem přenosové rychlosti a především díky pokročilým metodám kódování a komprimování obrazu se prudce zvýšila kvalita přenášeného obrazu i zvuku přes internet. Již dnes není neobvyklé zhlédnout pořad on-line v HD rozlišení případně i v 3D, což nyní například testuje portál youtube.com. V tomto případě se ale nejedná o klasické IPTV. S příchodem multimediálních počítačů, a speciálních terminálů lze takto streamované, nebo downloadované pořady sledovat přímo na TV přijímačích, místo na počítačovém monitoru. Do budoucna se i u VoD a IPTV počítá s přechodem na plný formát Full HD o rozlišení až 1920x1080, což by se mělo přiblížit ke kvalitě D-cinema, zmiňované výše.
2.5 Financování projektů Financování projektů, které se zabývají digitalizací, je možné kromě vlastních zdrojů provádět pomocí fondů, které se specializují na rozvoj filmové a televizní tvorby. V České republice těchto fondů mohou využít jak soukromé tak národní organizace. Mezi nejvyužívanější a to především pro rozvoj digitalizace filmové tvorby patří podpůrné programy EU MEDIA a Eurimages.
- 22 -
2.5.1 Program MEDIA Program MEDIA patří k řadě podpůrných programů Evropské unie. Cílem programu je podpora evropské filmové a televizní tvorby, jejího šíření, distribuce a propagace. Realizuje se formou přímého financování a finanční podpory společností a organizací, které se zabývají jejím šířením, ať již jsou to filmoví distributoři, festivaly, filmové trhy nebo kina. Dále program MEDIA finančně podporuje vzdělávací projekty určené profesionálům v oblasti audiovize. Program MEDIA vznikl v roce 1991 pod názvem MEDIA I, v letech 1996 - 2000 probíhal jako program MEDIA II. Program MEDIA Plus vešel v platnost rozhodnutím Rady Evropy v roce 2001 s účinností do konce roku 2006. Současný program MEDIA 2007 byl zahájen 1. ledna 2007 a potrvá až do konce roku 2013, takže je možné jej stále využít při plánování rozpočtů na postprodukční a produkční projekty. Rozpočet programu MEDIA 2007 na toto období činí až 755 milionů EUR. Stejně jako předchozí programy MEDIA I a MEDIA II se i nový program zaměřuje na podporu činností ve fázi přípravy audiovizuální výroby (vzdělávání a vývoj) a následující po ní – tedy distribuce a propagace. Česká republika se k členským zemím programu MEDIA připojila v polovině roku 2002 podpisem Memoranda o porozumění. Od roku 2003 je v Praze otevřeno i české zastoupení programu kancelář MEDIA Desk. Úkolem MEDIA Desku je především šíření informací o programu MEDIA a poskytování konzultací zájemcům o finanční podporu z fondů programu. Finanční podpora programu MEDIA pokrývá tyto oblasti audiovize: Podpora producentů zahrnující vývoj filmových, televizních a interaktivních projektů, televizního vysílání, mezinárodních televizních koprodukcí a spolupráci s bankami a řešení bankovní garance a půjček. •
Distribuce, která zahrnuje, selektivní a automatickou podporu distributorů a obchodních zástupců.
- 23 -
•
Vzdělávací a tréninkové programy společně, zahrnující vývoj scénářů, management a financování, a rozvoj nových technologií, mezinárodní spolupráci filmových škol.
•
Propagace a přístup na evropský audiovizuální trh, burzy námětů, koprodukční fóra a propagaci mimo Evropskou unii.
•
Nové technologie, zahrnující video-on-demand (viz. kapitola VOD) a digitální distribuce a podporu pilotních projektů.
Z výše uvedených oblastí financování je pro rozvoj moderních a pokročilých metod postprodukce jak ve vysokém rozlišení tak i ve 3D nejvíce využitelná oblast nových technologií. Touto cestou lze financovat až 60 % celkového rozpočtu na projekt, který obsahuje využívání nových technologií při produkci, postprodukci, distribuci, marketingu a uchovávání audiovizuálních děl. Nevýhodou této metody financování je fakt, že většina účastníků programu musí být ze zahraničí. Dále musí být projekt určen pouze audiovizuálním profesionálům a přitom musí být otevřený a přístupný pro všechny členské země programu MEDIA. V neposlední řadě se při hodnocení projektu značně přihlíží na velikost společnosti a její zkušenosti a reference.
Projekty z této oblasti jsou většinou ty nejdražší a odpovídá tomu velikost vyplacených grantů za minulé období, které skončilo v srpnu 2009, a činila téměř 5 milionů EUR. Údaje za rok 2010 v době tvorby této diplomové práce ještě nebyly k dispozici, protože uzávěrka pro toto období bude až 8. července 2010. Plánované rozdělení rozpočtu na celý program MEDIA a rozpočtové oblasti jsou uvedeny v následujících grafech.
- 24 -
Obr. 4 - Plánované rozdělení rozpočtu programu MEDIA Zdroj : http://www.mediadeskcz.eu/cz/
Obr. 5 - Rozdlění rozpočtu programu MEDIA dle odvětví Zdroj : http://www.mediadeskcz.eu/cz/
Růst rozpočtu na jednotlivá období je dán očekávanou zvýšenou technologickou náročností projektů v letech 2010 až 2013.
Legislativní rámec programu MEDIA je dán rozhodnutím Evropského parlamentu a Rady č. 1718/2006/ES ze dne 15. listopadu 2006 o provádění programu podpory evropského audiovizuálního odvětví. Tento dokument je uveden v příloze této práce.
2.5.2 Program Eurimages Hlavní smysl programu Eurimages je především kulturní, ale nezanedbatelnou roli hraje i ekonomický smysl. Činnost programu je financována z příspěvků členských
- 25 -
států a většina prostředků, které má fond k dispozici, je věnována na podporu koprodukcí. Pravidla a podmínky, podle nichž se podpora uděluje, se každý rok revidují, aby odrážely vývoj produkce v členských státech a co nejlépe odpovídaly potřebám osob pracujících v odvětví produkce a postprodukce audiovizuálních děl. Eurimages obsahuje čtyři programy financování v některých ohledech navazujících na projekt MEDIA: •
podpora koprodukcí
•
podpora distribuce
•
podpora propagace
•
podpora digitalizace
Podpora distribuce je koncipována tak, aby se doplňovala s podporou poskytovanou v rámci programu MEDIA, a mohou o ni tudíž žádat distributoři z členských států, které nemohou využívat podpory fondu MEDIA. Distributoři z těchto zemí mohou žádat o podporu distribuce filmů vzniklých v kterémkoli z členských států fondu Eurimages. Žádný distributor ovšem nemůže žádat o příspěvek na distribuci díla vzniklého v jeho vlastním státě. Částka každoročně věnovaná na podporu distribuce převyšuje 800 000 €.
Podpora digitalizace nabízí podporu digitalizačním projektům na výrobu digitálních masterů odpovídajících normám DCI (Digital Cinema Initiatives) s minimálním rozlišením 2K (viz. kapitola rozlišení 2K), které budou určeny pro promítání v digitálních kinech, poskytování v rámci služeb VOD, satelitní distribuci a internetovou distribuci ve vysokém rozlišení. Příspěvek může pokrýt maximálně 80% celkových nákladů na digitalizaci a to do maximální výše 30 000€.
Program Eurimages je však celkově více vhodný pro producenty děl, nikoliv pro podporu rozvoje nových technologií jak je tomu například u programu MEDIA. Tomu odpovídají i maximální částky na jednotlivé podpory, které jsou řádově nižší než u programu MEDIA. - 26 -
3. Distribuce s využitím IP IPTV neboli televizní vysílání přes internetový protokol je systém, kde jsou služby digitální televize šířeny prostřednictvím IP protokolu přes počítačové sítě a internet, které může být součástí dodávky širokopásmového připojení poskytovatele internetu. Použití technologií pro počítačové sítě je hlavní rozdíl IPTV od klasického terestrického plošného nebo kabelového vysílání. Pro domácí uživatele je IPTV často poskytována v souvislosti se službou Video on demand (VoD). Obchodní spojení IPTV, VoIP (Voice over IP neboli IP telefonie) a přístupu k Internetu je dnes označováno jako služba Triple Play případně se současným mobilním přístupem pak Quadruple Play. IPTV je často dodávána v uzavřené síťové infrastruktuře nebo jako firemní LAN na rozdíl od internetové televize jako je webcasting nebo streaming.
3.1 Architektura IPTV Vysílání IPTV má 2 hlavní formy architektury - volné a s poplatkem. Tento sektor vysílání je rychle rostoucí a hlavní celosvětové televizní vysílače přenášejí jejich vysílací signál přes internet. Volně dostupné IPTV kanály vyžadují ke sledování IPTV vysílání pouze internetové připojení a zařízení umožňující připojení k internetu, jako přijímací zařízení lze použít osobní počítač, HDTV připojenou k počítači nebo případně i 3G mobilní telefon. Protože IPTV využívá standardních síťových protokolů, tak s sebou nese nižší náklady jak pro operátory a nižší ceny pro uživatele. Používání set-top boxů s širokopásmovým připojením k internetu umožňuje dělení videa do domácností efektivněji než pouhý běžný koaxiální kabel. Poskytovatelé však musí často aktualizovat své sítě, aby přinesly vyšší rychlosti a aby byly v budoucnu schopné poskytovat HDTV kanály. IPTV využívá obousměrný digitální vysílací signál posílaný přes přepínanou telefonní nebo kabelovou síť
- 27 -
prostřednictvím širokopásmového připojení a set-top boxu naprogramovaného tak, že může zpracovat divákovy požadavky na přístup k mnoha dostupným médiím, což je zjevná výhoda oproti jednosměrnému digitálnímu vysílání.
3.1.1 Protokoly IPTV pokrývá obojí - živé televizní vysílání (broadcasting) stejně dobře jako uložené video, které se využívá ke službě Video on demand. Přehrání z IPTV pak vyžaduje buď osobní počítač nebo set-top box připojený k TV. Obsah vysílání je komprimovaný použitím buď MPEG-2 nebo MPEG-4 kodeků a potom posílán speciálním MPEG dopravním proudem a doručován přes IP Multicast v případě živého televizního vysílání nebo přes IP Unicast v případě Video on Demand. IP Multicast je metoda, ve které mohou být informace vysílány jen jednou a přijímány zároveň mnoha počítači najednou, jedná se o klasickou metodu srovnatelnou s DVBT jen skrze jinou distribuční cestu. Kodek MPEG-4 a H.264 stále častěji nahrazuje starší MPEG-2 kodek, právě díky jeho vyšší efektivnosti komprese a možnosti využití užšího přenosového pásma a ve výsledku tedy i nižší ceny distribuce.
3.1.2 Výhody Založení na IPTV na protokolové platformě nabízí podstatné výhody, které zahrnují schopnost spojit televizi s dalšími IP založenými službami, jako jsou vysokorychlostní internet a VoIP. Celistvost těchto služeb muže znamenat pro poskytovatele ISP výhodu před konkurencí díky udržování nižších technologických nákladů a zpřehlednění vlastního managementu služeb.
- 28 -
3.2 Video on Demand Video on Demand neboli video na požádání dovoluje spotřebiteli prohlížet online programy nebo katalogy filmů a potom si vybrat označený záznam pro přehrání. Technicky, když si spotřebitel vybere obsah pro přehrání, individualní IP Unicast připojení je nastaveno mezi dekodérem spotřebitele, obvykle set-top box nebo počítač a dodávajícím streamovacím serverem. Signalizace pro ovládání posuvu je zašiťována standardním protokolem Real Time Streaming Protocol (RTSP). Nejběžnějšími kodeky pro Video on demand jsou opěr MPEG-2, MPEG-4 a případně i VC-1, což je proprietární protokol vyvinutý společností Microsoft.
3.2.1 Srovnání s tradičním broadcastingem Tradiční způsob televizního vysílání se v angličtině označuje jako broadcasting7, což znamená souběžné vysílání ke všem potenciálním příjemcům. Navíc jde často o souběžné vysílání více programů a výběr mezi nimi si provádí až příjemce a to na základě svých preferencí. Důležitým aspektem je, že celý princip systému vysílání je výhradně jednosměrný a poskytovateli, nebo tomu, kdo zajišťuje vysílání, nedává šanci zjistit, kolik má skutečně aktuálních příjemců. Výhodou tohoto technického řešení je, že distribuční cesta, vedoucí ke koncovým uživatelům je dostatečně dimenzována tak, aby souběžný přenos více programů zvládla. Neplatí to samozřejmě absolutně a skrze terestrické, kabelové i satelitní vysílání, lze šířit jen omezený počet programů. To má za následek konkurenční boj o licence a místa (šířku přenosového pásma) na transpondéru, kabelu nebo satelitu a také snahu o digitalizaci veškerého vysílání daného poskytovatele, která dokáže efektivněji využít existující kapacity a přenést skrze ně více programů či služeb souběžně. Dalším charakteristickým rysem tradičního způsobu vysílání je jeho stejnost pro všechny příjemce. Jelikož jde pouze o jednosměrný přenos (distribuci) jednoho a téhož 7
vysílání
- 29 -
signálu ke všem příjemcům, dostávají všichni stejný obsah. Ten nemůže být ani technologicky nijak diferencován, respektive individuálně přizpůsoben jednotlivým příjemcům podle jejich přání. Jediným řešením je do společného toku, přijímaného všemi, přidat obsah, který je nějakým způsobem zakódován či jinak zabezpečen, a dekódovat tím pádem mohou jen někteří příjemci. Dalším zajímavým důsledkem tradičního vysílání je, že z kapacitních důvodů i kvůli absenci zpětné vazby zde není prostor pro takzvaná nelineární média, jak je nazývá Evropská unie v rámci novelizace televizní legislativy. Tedy pro takové programy a služby, které nemají lineární pevně dané vysílací schéma, určené vysílatelem a stejné pro všechny příjemce, ale které si vybírají a určují jednotliví příjemci podle svých individuálních preferencí. Specifickým důsledkem je tedy fakt, že reklama nebo jiné marketingové aktivity spojené s vysíláním nemohou být individuálně přizpůsobovány konkrétním divákům. Proto popularita právě služeb Video on demand roste nejen na straně uživatele, ale i na straně poskytovatele, jelikož je mu schopna zajistit větší příjmy z reklamy.
Současné IPTV vysílání má základní dvě odlišnosti od tradičního způsobu vysílání. Není již jednosměrné, neboť existuje plnohodnotná zpětná vazba mezi příjemcem a vysílatelem. To otevírá možnosti k interaktivitě a s ní i k nelineárním službám (viz další kapitola). Také ale umožňuje poskytovateli služeb, aby přesně identifikoval uživatele, komunikoval s ním či alespoň věděl, co a jak dělá a mohl tak monitorovat jeho preference. To následně umožňuje i různou míru individualizace a personalizace, třeba včetně již zmiňovaných reklam a využití dat k dalším marketingovým aktivitám. Další zásadní odlišností současného IPTV od tradičního vysílání je fakt, že distribuční kanál není dostatečně dimenzován na to, aby ke koncovému uživateli služby přenášel více programů současně. Standardně umožňuje přenos jen jednoho programu, což má zásadní negativní důsledky pro uživatele. I když má ve své domácnosti více televizních přijímačů a více lidí, kteří by chtěli sledovat různé programy, což lze u klasického vysílání realizovat standardně, mohou všichni sledovat jen jeden program současně. Samotný signál sice lze různě předistribuovávat a rozvést k více zobrazovacím jednotkám, ale obsah zdrojového signálu zůstává stejný. Důležité je ale uvědomit si, že nejde o principiální omezení - 30 -
IPTV jako takového, které by se v budoucnu nedalo změnit. Jde pouze o dočasné omezení, které je dané současným technickým řešením, či spíše dostupnou distribuční kapacitou na cestě k příjemci. Týká se především variant IPTV provozovaných s přípojkami ADSL8. Lépe na tom bude ADSL2+, které má již dle standardu podstatně větší přenosové kapacity a umožní přenášet k divákovi souběžně více programů. Nejlepší možnosti pak nabízí vysokokapacitní optické přípojky a její různé varianty. Otázkou však je, zdali a jak těchto možností využijí poskytovatelé IPTV služeb, jak je zohlední ve svých business modelech, a jak se jim přizpůsobí výrobci set-top-boxů a dalšího technologického vybavení.
3.2.2 Praktické problémy VoD Pokud tedy ke koncovému uživateli přichází u IPTV vždy jen jeden program nebo služba, pak je velmi důležité, jak dokáže mezi jednotlivými kanály, respektive programy přepínat a hlavně jak rychle. Problémem u přepínání jednotlivých programů u IPTV , takzvaný channel zapping, je právě jeho rychlost oproti tradičnímu vysílání, kde k přepínání dochází až přímo na straně uživatele. V nejhorším případě přechod z jednoho kanálu na jiný může trvat několik dlouhých sekund, v nejlepším případě méně než půl sekundy, podobně jako u tradičních systémů. Podle studie z roku 2007 se průměrná doba přepnutí mezi dvěma programy, kanály, u IPTV pohybovala od dvou do čtyř sekund, což už není nijak zanedbatelné, pokud si uvědomíme, že nám poskytovatel nabízí desítky programů. V mezidobí, od roku 2007, technologie o něco pokročily a problém s dlouhým přepínáním se tak neustále zmírňuje, ale nezmizel úplně. Jedná se v současné době o jeden z faktorů, který ve výsledku určuje kvalitu služby a technickou vybavenost poskytovatele.
8
Asymetric Digital Subscriber Line
- 31 -
3.2.3 Architektura VoD Aby bylo možné pochopit, kde výše uvedený problém vzniká, je nutné se seznámit s architekturou této služby. Základní zjednodušení princip je znázorněn na níže uvedeném obrázku. Nahoře je znázorněn takzvaný head-end, se kterým se lze setkat například i u systémů kabelové televize. V tomto bodě provozovatel sbírá potřebné vnější vstupy, což jsou hlavně jednotlivé televizní a případně i rozhlasové kanály, a připravuje je pro šíření ve své síti. Způsobů získávání těchto zdrojů je mnoho a mohou se různě kombinovat, jedná se například o satelitní příjem či terestrialní9 vysílání. Pro uživatele jsou ale podstatné spíše níže znázorněné části.
Obr. 6 - Architektura Video on demand Zdroj : http://www.lupa.cz/
9
pozemní
- 32 -
Teoreticky by se dalo předpokládat, že již z head-endu by mohly vycházet individuální datové streamy, neboli individuální proudy, vedoucí vždy k jednomu koncovému příjemci, a přinášející uživatelem aktuálně navolený program. Jenže v praxi tomu tak být nemůže a to z jednoho významného důvodu. Velký počet takovýchto individuálních streamů by představoval neúnosně velkou zátěž pro páteřní sítě poskytovatele v řádech terabitů za sekundu. Proto systém funguje na principu, že z head-endu ještě nevychází X individuálních streamů, kde X je počet aktuálních diváků, ale podstatně menší počet kolektivních streamů, kde každý z nich nese jeden konkrétní program. Počet těchto streamů je pak dán počtem programů v nabídce a je tak nezávislý na počtu právě aktivních uživatelů služby a představuje tedy mnohem snesitelnější zátěž pro páteřní sítě. Přičemž k nezbytnému rozvětvení programové nabídky k jednotlivým příjemcům pak dochází co možná nejpozději. Z hlediska zátěže pak prakticky nejlépe tam, kde sdílená páteř přechází do přístupové sítě, která už má vyhrazený charakter. Při přepínání jednotlivých kanálu dochází ke značné prodlevě právě z toho důvodu, že si uživatel de facto vyžádá jiný stream, nebo jinou službu. Musí se zpravidla znovu autorizovat a poté musí být požadovaný obsah streamu nejprve nabufferován (přednačten) do zobrazovacího zařízení, což může v krajích případech i na současných vysokorychlostních linkách, trvat až 3 vteřiny. Prakticky se však nyní IPTV pohybuje v rozmezí od 0,1 do 1 vteřiny, což je již pro uživatele poměrně snesitelné.
3.3 Doporučení pro VoD Potřeba rozvětvení jednoho přicházejícího streamu do určitého počtu individuálních streamů se řeší takzvaným multicastem a právě toto řešení je vhodné použít i prostředí IPTV. Řešení spočívá v tom, že každý jednotlivý program by měl představovat jednu multicastovou skupinu a konkrétní uživatelé služby by měli být členy vždy jedné z dostupných multicastových skupin a podle k nim pak do jejich přípojky směrován příslušný obsah. Přepnutí mezi programy by ale stejně vyžadovalo přechod z jedné multicastové skupiny do jiné skupiny, respektive opět odhlášení se ze stávající skupiny a přihlášení se do nové skupiny a realizace tohoto - 33 -
procesu by opět byli zdrojem příslušného zpoždění. Páteřní síť provozovatele by měla ale být vybavena dostatečnou inteligencí především na svých okrajích, aby zde potřebný multicasting zvládala co nejlépe realizovat.
3.4 Nelineární služby Výše popsaným způsobem, tedy s rozvětvením až co nejblíže k vyhrazené přístupové síti, skrze multicast, jsou u IPTV řešeny služby živého vysílání v rámci základních i rozšířených nabídek a různých placených kanálů. Rozdíl mezi nimi je poté jen v pravidlech toho, kam a jak smí konkrétní uživatelé přecházet mezi jednotlivými multicastovými skupinami, většinou podle toho jaké programové skupiny mají předplaceny. Na stejném principu mohou být řešeny také služby charakteru Pay Per View, tedy možnosti sledovat na předplacené bázi jednotlivé pořady, jako například fotbalové přenosy, s pevně daným vysílacím schématem a se stejným začátkem a průběhem v čase. Důvodem je to, že i zde je ke všem divákům dopravován stejný obsah ve stejném čase. Obecně by se to dalo vztáhnout na všechna takzvaná lineární média, ve smyslu nově zaváděné definice Evropské unie, neboli na vysílání, jehož obsah je stejný pro všechny příjemce a jeho vysílací schéma včetně začátku vysílání je dané vysílatelem a nikoli příjemcem. Odlišný způsob je ale v poskytovaných službách nelineárního charakteru, u kterých si o začátku, délce i obsahu rozhoduje každý uživatel individuálně. Výsledkem je pak skutečně individuální datový stream, který je nutné přenést od zdroje až po koncového příjemce a žádné sdílení datových toků a následné rozvětvování s využitím multicastingu zde nemá smysl. U všech nelineárních služeb by měl být poskytovatel motivován k tomu, aby své technologické vybavení, především servery vytvářející video datové toky, umístil co možná nejblíže k přístupové síti, a tím vytvářel co možná nejmenší zátěž pro své páteřní sítě.
- 34 -
3.4.1 Middleware u IPTV a VoD Závěr této části, pojednávající o zprostředkovávání multimediálního obsahu skrze IP protokoly věnuji jedné významné komponentě celého systému, kterou je middleware. V tomto případě se jedná o softwarovou záležitost a lze si jej představit jako platformu, ve které jsou realizovány všechny uživatelsky orientované funkce celého IPTV a vzájemně integrovány jeho dílčí služby. Jedná se o něco podobného jako operační systém u počítače, který také zajišťuje základní funkce a vytváří pouze prostředí pro běh dalších aplikací. V případě IPTV je vhodné, aby middleware řešil takové základní funkce, jako je přepínání mezi programy či spouštění a ovládání dalších služeb, například právě službu Video on demand či integraci elektronického programového průvodce i různé základní uživatelsky orientované nabídky a služby. Z toho všeho ale vyplývá, že takovýto middleware musí být implementován i v koncovém set-top-boxu na straně uživatele, který musí podporovat ten druh middlewaru, který používá provozovatel služby. Výhodou užití middleware je tak především možnost aktualizace koncových zařízení, stálé rozšiřování nabídky služeb a pružných reakcí na budoucí vývoj těchto technologií.
- 35 -
4. Standardizace vysílání V době zpracovávání této diplomové práce ještě stále nebylo standardizováno kódování výstupního formátu videa ve 3D určeného pro vysílání. Standardy těchto technologií jsou většinou publikovány organizací SMPTE a ITU10, které během vývoje vydávají na základě vlastního výzkumu doporučení, kterým směrem by se světoví producenti technologií měli vydávat.
V rámci kin už je ustálených několik leaderů 3D distribuce (například RealD, Dolby 3D, Xpand), komerční trh však stále postrádá jakýkoliv standard, který by poskytovatelům 3D určoval jasná pravidla produkce, postprodukce a distribuce trojrozměrných audiovizuálních děl. Tento trend je v posledních letech již velice běžný a vzniká přirozeně kvůli tomu, že výrobci technologií se snaží jit rychle dopředu a spousta z nich vyvíjí vlastní „standardy“, bez ohledu na konkurenci. Dříve vznikaly standardy daleko lépe a výrobci se jim museli přizpůsobovat. Dnes je trend naprosto obrácený často se standardy přizpůsobují aktuálnímu dění na trhu nebo zcela nesmyslně vzniká standardů více. Tento jev byl nejvíce patrný v boji o standardizaci distribuce videa ve vysokém rozlišení HD – zde vznikly 2 standardy pro distribuci na Blu-ray nosičích a na HD DVD. To pro uživatele v konečném důsledku znamenalo, že by museli vlastnit přehrávače pro oba nosiče, jelikož distribuční trh se vydáním těchto dvou standardů také rozdělil. Nutnost rychlé standardizace distribuce 3D videa prostřednictvím vysílání je tak pro jeho budoucí vývoj klíčový a to nejen pro uživatele a koncové zákazníky, ale především pro producenty. V současné době, tedy v květnu 2010, na standardizaci pracují 2 organizace BDA (Blu-ray Disc Association) a SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers).
10
Mezinárodní telekomunikační unie
- 36 -
Řešení standardu 3D je samozřejmě Ř samozřř ě velmi obtížné. Při ři ř jeho vývoji se musí počítat počč s tím, že přijímače ř čče mají různá rů ů rozlišení a různé ůzné ů obnovovací frekvence v rámci rozdílných současných ččasných standardů ů PAL a NTSC, které jsou používané v různých částech světa.
Obr. 7 - Uplatňované ňované standardy dle zemí Zdroj : http://cs.wikipedia.org/wiki/NTSC
S 3D distribucí se v současné č doběě počítá čítá pouze ve vysokém HD rozlišení, a tím pádem se se specifikacemi PAL a NTSC nepočítá. nepoč Alee stále budou na světě svě ě v příštích 5ti letech převažovat řřevažovat stará zobrazovací zařízení zařř a hlavněě odlišný hardware. Je také potřeba ř počítat ččítat s tím, že 3D vyžaduje podstatněě větší ětší ě datové toky. Touto problematikou se budu zabývat v praktické části této diplomové práce, pr kde se na základěě výzkumu pokusím najít efektivní kompresní metody. Organizace SMPTE počítá ččítá s tím, že do konce roku 2012 vytvoří vytvořří mezinárodní standardy pro 3D distribuci televizního signálu. V této doběě již na něm ě pracuje 14 měsíců ě ů a zahrnuje v sobě televizní levizní vysílání, internetovou distribucí a konverzi materiálu pro malá přenosná př zařízení. - 37 -
V neposlední řadě musí počítat také s tím, že současné vysílací systémy jsou zastaralé. S tím bude souviset také to, že se musí kompletně předělat celé televizní produkční workflow, včetně datový úložišt, serverů, odbavovacích pracovišť, střihového softwaru a podobně. Veškeré tyto komponenty musí projít podstatným upgradem.
SMPTE tedy pracuje na konceptu, který by extrahoval formátované verze audiovizuálního materiálu pro všechny momentálně dostupné distribuční platformy, včetně broadbandu. To vše se vyvíjí s ohledem tak, aby mohlo dojít v případě potřeby k downkonverzi do klasického 2D. Jedná se o největší úkol SMPTE v jeho historii, která se počítá od roku 1916, pracují na něm stovky lidí z nejdůležitějších společností zabývajících se danou problematikou - televizní stanice, světová filmová studia i výrobci hardwaru. Pro SMPTE bude velmi důležité, aby se konkrétních standardů drželi úplně všichni, kdo mají s distribucí 3D něco společného, aby se trh neroztříštil, a neztrácela se do budoucna kompatibilita. Cílem je prosadit standard SMPTE do roku 2012 mimo jiné z důvodu konání Olympijských her.
4.1 Standardizace pro nosiče Pro samotnou fyzickou distribuci 3D na nosičích všichni producenti zvolili Bluray, tedy jediný optický disk s dostatečnou datovou kapacitou, potřebnou pro uložení 3D obrazu ve vysokém rozlišení. S tím souvisí i jisté úpravy v zobrazovacím řetězci, zejména na straně Blu-ray přehrávače a Full HD televizoru. Problém byl od počátku v tom, že takovéto rozšíření možností Blu-ray formátu musela odsouhlasit samotná organizace BDA, i když již téměř všichni producenti věděli, že toto bude jediná reálná možnost. Bez úpravy specifikace formátu nebylo možné prohlásit nic z proklamovaných nových vlastností za definitivní. Specifikace Blu-ray 3D, kterou BDA prohlásila za finální, vyšla teprve 17. prosince 2009. Technické podklady mimo jiné zahrnují popis nutné zpětné kompatibility na straně hardware i software. - 38 -
3D efekt díky tomuto standardu tak není závislý na zobrazovacím zařízení a každý disk totiž musí kromě 3D verze obsahovat i standardní 2D variantu, kde předchozí specifikace Blu-ray pro videa ve vysokém rozlišení. Jako obrazový kodek byla v tomto standardu použita upravená verze H.264, nazvaná Multiview Video Coding (MVC), které je v této práci věnována samotná kapitola. Principem Blu-ray 3D je nutnost dvou samostatných snímků jak pro levé a pravé oko pro každé filmové políčko, což by teoreticky znamenalo dvojnásobný datový tok. Výhodou použití kodeku H.264 MVC je fakt, že zvyšuje objem dat jen zhruba o polovinu.
Asociace BDA nazvala specifikaci Blu-ray 3D, ale sama používá pro označení stereoskopického obrazu 3-D, tedy variantu s pomlčkou. 3D bez pomlčky používá pro trojrozměrné navigační menu disku.
4.2 Kódovací standardy Pro možnost standardizace celého distribučního řetězce je nutné vyvíjet standardy, kterými bude samotný obsah kódován. Vše musí být vyvíjeno s ohledem na budoucí vývoj, musí být zpětně kompatibilní s předchozími standardy a musí zaručovat určitou otevřenost, pro možnost uplatnění nových technologií. V následující části analyzuji a srovnám nejperspektivnější kódovací standardy současnosti a nastíním trendy, kterými se standardizace může dále vyvíjet.
4.2.1 Motion picture experts group standardy Motion picture experts group, neboli MPEG je název skupiny standardů používaných na kódování audiovizuálních informací pomocí digitálního kompresního algoritmu. MPEG spolupracuje jak s organizací ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci), a komisí International Electro-Technical Commission
- 39 -
(IEC). V současné době se používají skupiny standardů MPEG-2 a MPEG-4. První je starší, do detailu popsaný a široce komerčně využívaný. Novější MPEG-4 zas nabízí o desítky procent větší kompresi, ovšem za cenu náročnějšího zpracování. Chybí mu zatím také vyzrálost jeho předchůdce. Přechod na digitální vysílání probíhá v České republice dle standardu MPEG-2. Podobně postupují i ve většině dalších států Evropy. MPEG-4 se prosazuje především jako kompresní standard pro placené programy a pro stanice ve vysokém rozlišení HDTV a v budoucnu jeho rozšířená verze najde uplatnění při distribuci 3D videa. Zatímco při použití MPEG-2 se do jednoho zemského multiplexu vejde jediný program v HDTV, při kompresi MPEG-4 tu mohou být dva až tři. Jejich jednotlivé verze a srovnání budou předmětem následujících kapitol.
4.2.2 Standard MPEG-2 Standard MPEG-2 (ISO/IEC 13818) byl schválen v roce 1996 a byl navržen pro vysoce kvalitní digitální video, digitální high-definition TV (HDTV) a pro kabelovou televizi. MPEG-2 se zaměřil na rozšíření kompresní techniky MPEG-1 pro zachycení větších záběrů a pro vyšší kvalitu výměnou za nižší kompresi a větší bitovou rychlost.
Základním principem formátů MPEG je porovnání dvou komprimovaných záběrů, které mají být odeslány přes síť. První komprimovaný záběr se použije jako referenční a pouze ty části následujícího záběru, které se od něj liší, jsou odeslány. Software, který MPEG přehrává, složí pak všechny záběry na základě referenčního obrázku a dat o rozdílech.
Standard MPEG-2 používá referenční makrobloky o rozměrech 16x16 obrazových pixelů a při podvzorkování 4:2:0. Kompenzace pohybu se provádí po makroblocích, polohu referenčního, již zakódovaného, makrobloku v paměti dekodéru udává obvykle jeden pohybový vektor. K základní redukci bitového toku
- 40 -
slouží diskrétní kosinová transformace DCT aplikovaná na bloky 8x8 pixelů. Po kvantizaci jsou koeficienty DCT zakódované s proměnnou délkou slov VLC (Variable Length Coding) uspořádány do paketů transportního toku. Transportní tok přenáší kromě zakódovaného obrazu, zvuku a doplňkových dat také všechny potřebné informace pro dekódování, obvykle ve formě tabulek.
4.2.3 Standard MPEG-4 Standard MPEG-4 (ISO/IEC 14496) zdědil některé vlastnosti starších standardů MPEG-1 a MPEG-2 a přidal k nim řadu novinek, které umožňují ukládat obraz ve stejné kvalitě při násobně menším objemu dat. Kvůli úspoře místa, kterého není dostatek nazbyt ani v multiplexech digitální televize, je vhodné implementovat standard MPEG-4 především v HDTV vysílání.
Standard MPEG-4 má v současné době 20 kapitol, z nichž původní kompresní obrazový standard založený na objektovém kódování je uveden v kapitole 2 a zcela nový kompresní obrazový standard AVC Advanced Video Coding v kapitole 10. Další kapitoly standardu pojednávají o kódování zvuku, testování shod, referenčním software, transportním rozhraní Delivery Multimedia Integration Framework, přenosu přes sítě IP, popisu scény či formátu souborů AVC.
4.2.4 Rozšíření MPEG-4 AVC Rozšíření MPEG-4 AVC je v porovnání s MPEG-2 podstatně složitější. Dekodér pro hlavní profil je přibližně 4x a kodér dokonce 8x 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.
- 41 -
Základem při zpracování jsou opět makrobloky 16x16 využívající vnitrosnímkovou nebo mezisnímkovou predikci pro nalezení referenčního bloku. Mezisnímková predikce umožňuje rozdělení makrobloku na dílčí části až do velikosti 4x4 pixely, přičemž každá dílčí část má vlastní pohybový vektor s možností interpolace až na jednu čtvrtinu pixelu. Větší dílčí části jsou výhodné pro homogenní části obrazu, kdy se ušetří na pohybových vektorech. Malé části jsou naopak výhodnější pro detailní pohybující se plošky obrazu. Novinkou je vnitrosnímková predikce aplikovaná na bloky 4x4 až v devíti směrech. Referenční blok se vytvoří různým zpracováním sousedních 13 hodnot umístěných vlevo a nad kódovaným blokem.
Současný problém většiny distributorů spočívá v rozhodnutí, zda je třeba zahájit provoz se stávajícím a osvědčeným kódovacím systémem MPEG-2, či zda by nebylo vhodné orientovat se rychle na nový systém MPEG-4 případně jeho rozšíření MPEG4 AVC. Oba standardy se v následující kapitole pokusím analyzovat a porovnat.
4.3 Srovnání standardů a doporučení
Jestliže chceme volit z několika alternativ, musíme samozřejmě porovnat jejich vlastnosti, výhody a nevýhody. To tedy platí i pro volbu mezi standardy MPEG-2 a MPEG-4 a případné jejich subverze a rozšíření. Oba tyto kódovací systémy vycházejí z obrazové komprese takzvané první generace. Standard MPEG-4 je ale oproti MPEG-2 značně obecnější co se týče popisu, i když je novější. Jde o otevřený standard, který v sobě zahrnuje obecně všechny existující a hlavně budoucí obrazové i zvukové komprese. Ve své verzi AVC (Advanced Video Coding) dovoluje při porovnatelné, i když na základě pozorování ve skutečnosti poněkud lepší, kvalitě zmenšit potřebný datový tok přibližně na polovinu. Velmi podstatné je to, že tato verze je ve svém základním profilu bezplatně k dispozici k volnému použití, což u standardu, který využívá celý svět, zdaleka nebývá u nových technologií pravidlem. Bezplatné užité se však netýká takzvaného profilu „main“, který se předpokládá pro - 42 -
televizní, a tedy především komerční vysílání. Standard MPEG-4 podporuje prokládané i neprokládané řádkování, má vyšší kompresní účinnost, a na základě pozorování i přesnější kompenzaci pohybu, větší počet kvantizačních úrovní, adaptivní deblokovací filtr, dovoluje nezávislé kódování popředí a pozadí a má zvýšenou odolnost proti chybám. Lze tedy říci, že výhody MPEG-4 AVC spočívají z hlediska provozování digitálního televizního vysílání v podstatné úspoře pásma, lepší kvalitě a v lepším protichybovém zabezpečení, které eliminuje výpadky a zahrnuje samoopravné mechanizmy. Z toho zejména úspora datového toku bude zřejmě v budoucnu hrát významnou roli, neboť posun směrem k vysílání ve vysokém rozlišení obrazu je neodvratný.
Vybrané charakteristiky obrazových standardů MPEG MPEG-2
Dokončen Entropické kódování
MPEG-4
MPEG-4 AVC Main
MPEG-4 AVC
Part 2
Profile
High Profile
1996
2000
2003
2003
Huffmanovo VLC
Huffmanovo
Adaptivní VLC,
Adaptivní
VLC
aritmetické
VLC, aritmetické
Rozměr (makro)bloků
16x16
16x16, 8x8
16x16, 16x8, 8x8, 8x4, 4x4
16x16, 16x8, 8x8, 8x4, 4x4
Přesnost predikce Predikce intra
1/2 pixelu
1/2 pixelu
1/4 pixelu
1/4 pixelu
DC 8x8
AC 8x8
16x16, 4x4
16x16, 8x8 nebo 4x4
Transformace
DCT 8x8
DCT 8x8
Celočíselná 4x4
Celočíselná 8x8, 4x4
Bezeztrátový mód
ne
ne
ne
ano
Deblokovací filtr
ne
ne
ano
ano
4:2:0, 4:2:2, 4:4:4
pouze 4:2:0
pouze 4:2:0
4:0:0, 4:2:0,
~ 4 Mbit/s
~ 3 Mbit/s
~ 2 Mbit/s
nepoužívá se
~ 18 Mbit/s
~ 14 Mbit/s
nepoužívá se
~ 9 Mbit/s
Formáty bloků
4:2:2, 4:4:4 Bitová rychlost pro SD Bitová rychlost pro HDTV
Tabulka 1 - Vybrané charakteristiky obrazových standardů MPEG
Zdroj : http://www.digizone.cz/clanky/kodovani-pro-dvb-t-mpeg-2-nebo-mpeg-4-avc/
- 43 -
Zásadní nevýhody standardu MPEG-4 AVC jsou dvě. V první řadě jde o nutnost platit potřebné licenční poplatky za využití profilu „main“ a dále je potřebné, aby jak na vysílací straně, tak i na přijímačích byly implementovány příslušné kodéry a dekodéry, jejichž složitost je oproti standardu MPEG-2 několikanásobně vyšší a samozřejmě i dražší. Tato druhá nevýhoda sice v případě distributorů a provozovatelů vysílacích sítí nemusí hrát příliš výraznou roli, protože převažující část investičních nákladů bude věnována na pořízení nových vysílačů a na výstavbu nových vysílacích stanovišť, ale může být významná z hlediska televizních diváků. Pro ty by totiž postupný přechod ze standardu MPEG-2 na MPEG-4 znamenal nákup nových set-top-boxů (pokud by již přímo nevlastnili set-top box podporující standard MPEG-4 .
V horizontu příštích 2 let je zajisté třeba počítat s tím, že distribuce obsahu ve vysokém rozlišení nadále poroste, včetně distribuce ve 3D. Tyto systémy nutně potřebují vyšší datové toky a v případě ponechání MPEG-2 by jejich zavedení způsobilo kolaps v současných frekvenčních pásmech. Výhledově je tedy přechod na standard MPEG-4 a případně jeho rozšiřující varianty na místě. Bude také nutné v nejbližší době standardizovat metody distribuce 3D vysílání, čemuž se věnuji v samostatné kapitole této práce.
- 44 -
Obr. 8- Závislost šířky pásma na užitém standardu, rozlišení a snímkové frekvenci
Tento graf znázorňuje závislost šířky pásma na užitém standardu, rozlišení a snímkové frekvenci. Vrchní křivka představuje standard MPEG-2, spodní MPEG-4, vertikální osa šířku pásma. Horizontální osa představuje poměr standardního rozlišení ku HD rozlišení, přičemž jako standard je zvolena jednička. Další formáty jsou pak reprezentovány jako její násobky. Z grafu je patrné, že při použití standardu MPEG-4 v HDTV je možné dosáhnout úspory na nutné šířce pásma až 50%.
- 45 -
5. Zobrazovací metody V této kapitole budou srovnány metody, jakým způsobem může být 3D video po přenosu zobrazeno. Každá metoda již našla uplatnění v určitém oboru či technologickém odvětví a je zřejmé, že každá z nich je vhodná na něco jiného, nebo na zobrazování v konkrétních podmínkách. Výčet metod se bude v příštích letech stále rozrůstat, jelikož se jedná stále o poměrně mladou technologii, ale principy by měly být i v budoucnu zachovány.
5.1.1 Anaglyph Jedná se o metodu, kdy výsledný obraz tvoří superpozice dvou dílčích obrazů současně snímaných dvěma různými zdroji - kamerami, které jsou horizontálně posunuty o vzdálenost očí a snímají tedy scénu pod různými úhly. Na výstupu jsou tyto dva obrazy zobrazovány přes barevné filtry, typicky zelenomodrý a červený. Případně v případě televizního exportu je nutné tyto dva obrazy spojit. Divák sleduje obrazovku brýlemi s barevnými skly, které mají stejnou barvu jako dané filtry. Tato barevná filtrace zajišťuje, že každé oko vnímá jen příslušný dílčí obraz a v mozku se vytváří prostorový vjem. V případě barevných obrazů může tento způsob separace zkreslit barevný vjem výsledného virtuálního obrazu. Nyní vzniká celá řada variant tohoto systému. Jedním z nich je např. systém Color Code 3D, u něhož je použita jiná barevná kombinace -žlutá-tmavě modrá ve filtrech projektorů a jantarová-tmavě modrá ve filtrech brýlí. Za zmínku stojí i kompatibilní Anachrome Method s podstatně užší stereobází sledující možnost pozorovat anaglyph i bez brýlí – samozřejmě bez prostorového vjemu. Výhodou je to, že je možné nechat na pozorovateli, zdali chce prostorový vjem sledovat a v době rozvoje 3D je výborným kompromisem. Hlavní výhodou je však snadné šíření 3D záznamu, které lze jak tisknout např. do časopisů, knih, nebo přehrávat bez speciálních programů v PC nebo na běžném projektoru. Nevýhodou této metody je, kromě nutnosti použití speciálních
- 46 -
brýlí, malá přípustná odchylka pozice pozorovatele vůči ose obrazu, ve kterém se projevuje stereoskopický efekt. Cenou za snadné a finančně nejméně náročné zobrazení a příprava anaglyphu se platí ztrátou barevných informací. Situace je o to komplikovanější, že divák vidí scénu každým okem zcela barevně jinak (jedním okem červeně a druhým modře nebo zeleně). Mozek diváka se sice tyto chyby snaží co možná eliminovat, ale vjem nikdy není tak kvalitní jako u jiných typů 3D projekcí, které si přiblížíme dále.
5.1.2 Stereoskopické zobrazování Jde o historicky nejstarší způsob, který je používán dodnes i když ve značně modernizované formě. Pomocí stereo-prohlížečů (3D televizory) se brýlemi pozorují dva vedle sebe umístěné snímky opět pořízené dvěma kamerami horizontálně posunutými o rozteč očí, cca 7 cm. Tato vzdálenost se nazývá stereobáze. Pro tyto účely jsou vyráběny i speciální kamery se dvěma objektivy. Brýle umožňují buď přímé (pravé oko pozoruje pravý a levé oko levý dílčí snímek) nebo naopak křížové sledování posunutých snímků (pravé oko pozoruje levý a levé oko pravý dílčí snímek). Experimenty ukázaly, že právě „zkřížené“ sledování umožňuje rozšíření zorného pole a zlepšení hloubky stereoskopického efektu.
5.1.3 Pasivní stereoskopie Pasivní 3D projekce je založena na brýlích, které mají v očnicích polarizační filtry. Jedna očnice má polarizační filtr orientovaný tak, že propouští pouze světlo kmitající v horizontální rovině. Druhá očnice obsahuje stejný o devadesát stupňů otočený filtr. Tedy takový, že propouští pouze světlo kmitající ve vertikální rovině. Dva obrazy se promítají na jednu projekční plochu, přičemž před každým projektorem je upevněn taktéž polarizační filtr. Nastavení filtrů na projektoru koresponduje s nastavením filtrů na brýlích. Dvojice obrazů (pro pravé a levé oko) se - 47 -
následně promítá na jednu projekční plochu, která je vyrobena ze speciálního materiálu a opatřena povrchem, který zachová polarizaci dopadajícího světla. Odražené obrazy od projekční plochy se dostávají k divákovi, nicméně do každého oka pronikne (díky polarizačním filtrům v očnicích) pouze příslušný obraz. Tento systém využívá například IMAX v Praze. Posledním systémem, který byl v ČR instalován, je systém MasterImage a využívá jej řetězec multiplexů Pallace Cinemas. Jedná se o technologii založenou na cirkulární polarizaci, která vyžaduje opět stříbrné plátno. Systém MasterImage dosahuje polarizace obrazu pomocí mechanického zařízení, které je představeno před objektiv projektoru. Toto zařízení se skládá z motorové a synchronizační jednotky a plastového disku, který je rozdělen na sektory s rozdílnou polarizací a svým rotováním před objektivem promítaný obraz polarizuje. Nevýhodou této technologie je, že projekční plocha je velmi drahá (speciálně upravené stříbrné plátno), protože nesmí způsobovat změnu polarizace dopadajícího a odraženého světelného toku (depolarizaci), tak jak tomu je u běžného bílého plátna.
5.1.4 Aktivní stereoskopie Vyjma pasivní stereoskopické technologie, která využívá 3D pasivní brýle existuje i další způsob jak zajistit, aby pozorovatel obdržel do každého oka příslušný snímek. Diváci sledují obraz, který se promítá na plátno, nebo i monitor či televizor s dvojnásobnou snímkovou frekvencí, přičemž jsou na něm střídavě proložené obrazy pro levé a pravé oko. Elektronické brýle diváka se dálkově, většinou s pomocí infračerveného paprsku, synchronizují se zdrojem vysílání a střídavě zatmívají levé nebo pravé oko. Výsledkem je, že každý lichý snímek vidí pozorovatel jedním okem a každý sudý okem druhým. Tímto systémem se sice sníží frekvence promítaných obrazů na každé oko na polovinu, nicméně každé oko dostává pouze správně předurčený obraz. Z dvojice oddělených snímků mozek následně skládá skutečnou trojrozměrnou scénu. Takovýto systém využívá například 3D kino IMAX SOLIDO,
- 48 -
nebo dostupné domácí stereosestavy. Výhodou je, že k této projekci není potřeba žádného speciálního projekčního plátna nebo monitoru.
Prostorový vjem obrazu vzniká až daleko za očima, ve zrakovém centru mozku. To vyhodnocuje najednou signály z obou očí, které díky vzájemné vzdálenosti 65 mm (průměrně) vnímají dva trochu rozdílné pohledy. Tomuto jevu se říká stereopse a mozek ho využívá k interpretaci (či iluzi) prostoru obrazu.
5.1.5 Vertikální a horizontální polarizace Využití polarizace světla se uplatňuje ve výše uvedené pasivní stereoskopii. Samotný princip je značně jednoduchý. Polarizované světlo od světla přirozeného nijak svým okem nerozpoznáme. K tomu abychom určili orientaci polarizovaného světla, musíme mít nějaký analyzátor – v případě 3D projekce se jedná o polarizační brýle. Přirozené světlo je nepolarizované a díky polarizačním filtrům zhotovených z plastického materiálu obsahující uspořádané krystalky nebo jiné opticky aktivní látky se vytvoří z nepolarizovaného světla světlo lineárně polarizované podél určité roviny jak je vidět na následujících obrázcích. Pokud takovéto polarizované světlo necháme dopadat na další polarizační filtr, záleží na jeho natočení, kolik dopadajícího světla propustí. Pokud je polarizační rovina filtru rovnoběžná s rovinou polarizace světla, projde filtrem všechno světlo, pokud jsou roviny navzájem kolmé, neprojde nic. Tímto způsobem se od sebe oddělují při projekci obrazy pro levé a pravé oko. Levá část polarizačních brýlí obsahuje filtr s vertikální polarizací a pravé s horizontální.
Obr. 9 - Princip vertikální a horizontální polarizace
- 49 -
5.1.6 Kritéria 3D prostoru V této části se využiji praktické zkušenosti s 3D videem. Vybral jsem aspekty, které ovlivňují náš mozek při analyzování prostoru. •
Zaostření: Mozek primárně vyhodnocuje, jaké předměty jsou ostré a které se rozostřují.
•
Perspektiva: Čím je předmět dále, tím je menší. Ukázkovým příkladem jsou koleje, na obzoru se skoro protínají.
•
Okluze: Zakrytí jednoho předmětu druhým, přičemž platí, že překrývaný objekt je dále a překrývající blíže.
•
Světla a stíny: Stínováním získává objekt plastičnost a prostor.
•
Intenzita barev a kontrast: Bližší objekty mají sytější barvy a působí kontrastněji. Vzdálené objekty jsou oproti našemu bezprostřednímu okolí našedlé a nevýrazné.
•
Vzájemný relativní pohyb: Při pohybu hlavou se bližší předměty pohybují rychleji než vzdálenější.
•
Konvergence: Pokud oči sledují vzdálený předmět, hledí rovně. Při zaostření na bližší objekt se obě musí natočit směrem k předmětu, dojde ke sbíhání pohledů. Mozek tento pohyb oka nejen řídí, ale také zpětně registruje a vyhodnocuje.
•
Stereopse: Schopnost určovat hloubku v prostoru, vzdálenost od pozorovatele, s využitím rozdílné polohy očí. Je podmíněna složitým výpočtem v mozku, který vychází z polohy odpovídajících si bodů na obou sítnicích.
Všechny výše uvedené aspekty se podílejí na vzniku prostorového vnímání obrazu. Všechny je tedy musí brát v potaz i filmaři při natáčení 3D filmů. Některé vzniknou sami od sebe, jiným musí pomoci.
Pro natáčení a zpracování zobrazení 3D obrazu je zcela klíčovým jevem stereopse. Kameramani musí pracovat s dvojicí precizně aretovaných kamer - jedna kamera odpovídá jednomu oku, dvojice obrazů musí projít zpracováním, musí být - 50 -
odvysílána a televizorem zobrazena. 3D brýle pak zařídí, aby levé oko vidělo pouze obraz levé kamery, pravé oko obraz pravé kamery.
5.2 Praktické problémy a limitace Z výše uvedeného je patrné, že při pořizování záznamu ve 3D je nutné se vyvarovat určitých situací. Některým ale předcházet nejde a je nutné je řešit až postprodukčně. Určité problémy nevyřeší ani nové technologie, dokud nebude obraz skutečně zobrazován prostorově a ne na pouhou plochu.
5.2.1 Limitace paralaxou Hloubku prostoru určuje jev, kterému se odborně říká paralaxa. Pokud má být objekt v hloubce za obrazovkou, obraz pro pravé oko je posunut do pravé strany a obraz pro levé do pravé strany. V tom případě mluvíme o kladné paralaxe. A naopak, pokud má předmět vystupovat před obrazovku, obraz pro pravé oko je posunut doleva a obraz pro levé oko naopak doprava a jedná se tak o zápornou paralaxu. Princip je zobrazen na následujícím obrázku.
Obr. 10 - Přehled paralax Zdroj : http://www.technet.idnes.cz
- 51 -
Základní problém vzniká při střihu či horizontálním nebo vertikálním pohybem kamery kdy nelze přejít z negativní paralaxy přímo do pozitivní paralaxy a obráceně, protože na to mozek není zvyklý a vedlo by to při delším sledování obrazu k bolesti hlavy. Je nezbytné přecházet přes nulovou paralaxu, tedy obraz na úrovni obrazovky. S tím je potřeba počítat již v prvotní fázi při plánování produkce a přizpůsobovat tomuto omezení obsah. Dalším problémem jsou odchody z a příchody objektů na obrazovku – jedná se o analogii prvního problému, s tím, že se nehýbe obraz celý. Příkladem může být objekt (auto) v popředí před obrazovkou v negativní paralaxe. To postupně odjíždí na pravé straně obrazovky pryč mimo zobrazenou plochu. V tu chvíli zmizí auto z obrazovky dříve ve snímcích pro levé oko, a teprve později pro pravé oko. Toto způsobuje mozku značné problémy oproti tomu na co je zvyklý vidět normálně a v reálném světě k tomuto jevu nikdy nedojde, protože mozek využívá i periferního vidění a není tak omezen určitou plochou jako je obrazovka. V reálném prostředí k tomu může ale dojít, například kdybychom sledovali objekt z okna a brali tuto plochu jako omezující zorné pole. Při reálném pohledu by totiž objekt zmizel nejprve v pravém oku a teprve poté v levém – tedy obráceně než při postavení objektu v negativní paralaxe.
Obr. 11 - Princip limitace paralaxou Zdroj : http://www.technet.idnes.cz
- 52 -
Jelikož se problém týká všech objektů v popředí, tak se jej vyvarovat v produkci nelze a je tedy potřeba při postprodukci takováto místa upravovat maskováním zvaným floating window, tedy létajícím okénkem nebo framem. Ten je použit tak, že se vykryje předmět ze snímků i pro druhé oko.
V závěrečné fázi postprodukce, kdy se film dle potřeby titulkuje, vzniká další problém, na který je nutné myslet. Problém spočívá v tom, že všechny doplňkové texty a grafika musí být umístěny do popředí, tedy před nejvystouplejší objekt. V opačném případě by došlo k rozpadu prostorového vjemu. Obecně však lze říci, že titulky a podobné prvky jsou v 3D obraze rušivé a snižují požitek z prostorového vyjádření obrazu.
- 53 -
6. Standardizace distribuce 3D Jak již bylo popsáno v předchozích kapitolách, v budoucnu bude pro úspěšný rozvoj přenosu 3D vysílání velice důležitá možnost využití stávajících přenosových soustav, kterými může být DVB-T pozemní vysílání, DVB-C kabelové rozvody nebo DVB-S satelitní vysílání. Tyto soustavy jsou však koncipovány na přenos jednoho obrazu v plném rozlišení a s vhodnou snímkovou frekvencí. Pro 3D přenos ale bude potřeba vměstnat do stejného pásma obrazy dva. To je problém, jehož řešením zatím bude nutný určitý kvalitativní kompromis. V současné době se nabízejí následující způsoby řešení.
6.1.1 Metoda side by side Výhodou této metody je možnost implementace na současných technologiích a s použitím aktuálních standardů. Distributoři tak nemusejí vynakládat dodatečné finanční prostředky na její realizaci. Nositelem nákladů se stává hlavně uživatel, který se správnému zobrazení potřebuje příslušné zobrazovací zařízení. Obrazy pro obě oči jsou v případě použití této metody šířkově smrštěny na polovinu a umístěny vedle sebe bok po boku. Výsledný signál má běžně používané HD rozlišení nejčastěji 1920x1080 a lze ho tak odvysílat běžnou technikou. Zobrazovací zařízení, kterým je nejčastěji 3D televizor pak stačí přepnout jen do vhodného režimu, který obrazy rozdělí, roztáhne a promítne střídavě přes sebe pro levé i pravé oko. Obrazy pro jednotlivé oči tak mají poloviční horizontální rozlišení 960 x 1080 obrazových bodů. Dochází tak teoreticky ke snížení kvality rozlišení na polovinu.
- 54 -
Obr. 12 - Princip metody side by side
6.1.2 Metoda top over bottom Tato způsob přenosu je velice podobný s předchozí metodou. V tomto případě se ale využívá vertikálního snížení rozlišení pro jednotlivé oči. Obrazy pro levé a pravé oko jsou tak umístěny pod sebou a výsledný signál má opět klasické HD rozlišení, pro jednotlivé oči pak mají rozlišení 1920 x 540 pixelů. Zjevnou nevýhodou této metody je nepoměr mezi horizontálním a vertikálním rozlišením pro jednotlivé obrazy. Ke všemu je lidský zrak více citlivý na změny ve vertikálním rozlišení, proto zatím tuto metodu nedoporučuji ani k testování, jelikož je výsledná kvalita velice špatná. Jedinou výhodou se tak stává fakt, že při empirickém výzkumu datové náročnosti pro distribuci bylo zjištěno, že pro přenos obrazu touto metodou je potřeba menší šířka pásma. Jedná se však o hodnoty, které jsou poměrně zanedbatelné, protože v nejlepších případech docházelo k úspoře šířky potřebného pásma pouze o 3% oproti metodě side by side.
6.1.3 Metoda checkerboard Zcela odlišný přístup, který se v tuto chvíli nevyužívá a pravděpodobně ani nebude využívat pro 3D vysílání, se nazývá checkerboard. Obrazy pro levé a pravé oko jsou touto metodou rozděleny sítí na malé čtverečky, vznikne tím tedy
- 55 -
šachovnice. Poté jsou liché čtverečky z jednoho obrazu a sudé čtverečky z druhého spojeny v jeden obraz, v dalším snímku je tomu naopak - z prvního sudé a z druhého liché. Obraz pro každé oko tak má přesně poloviční rozlišení. Používání této metody se ale v testovacím vysílání příliš neosvědčilo, jelikož přepočet do šachovnicového tvaru je technicky sice realizovatelný, ale poměrně složitý při použití současných standardů. Použití by sice bylo vhodné díky tomu, že kombinuje výhody dvou předchozích metod, ale žádný z kvalitativních ani kvantitativních parametrů významně při testování nevybočoval, proto jej pro svou náročnost nedoporučuji. Perspektivu by teoreticky mohla mít ve vzdálené budoucnosti, kdyby se podařilo prosadit standard s vysokou snímkovací frekvencí (minimálně 2x větší než současnou), a tím pádem by mohl mít obraz pro levé i pravé oko plné HD rozlišení oproti současnému polovičnímu.
6.1.4 Metoda frame sequence Ideálním řešením, které ale zatím nelze použít při zachování současných distribučních metod a standardů je takzvané frame sequence řešení, neboli řešení pomocí sekvence snímků. V případě použití této metody jsou snímky řazeny ve dvojnásobné snímkové frekvenci střídavě pro levé a pro pravé oko. Mohou tak mít plné HD rozlišení oba obrazy a je tím pádem se jedná o kvalitativně ideální řešení. Velkým problémem je ale fakt, že k použití je potřeba dvojnásobná šířka pásma, protože jsou přenášeny dvě sady snímků a tedy i dvojnásobné množství dat. To je pro současné distribuční systémy neúnosné a jeden 3D kanál by tak zabíral teoreticky dvojnásobnou šířku pásma oproti klasickému HD vysílání. Tuto metodu doporučuji využívat prozatím pouze pro distribuci na pevných nosičích jako je tomu například při distribuci 3D Blu-ray.
- 56 -
6.1.5 Modifikace s využitím standardu MVC Přestože je v současné době metoda frame sequence z důvodů technologických omezení prakticky nepoužitelná pro klasické vysílání, je nutné při budoucím prosazování standardu do něj tuto metodu zahrnout. Již nyní totiž existuje rozšíření standardu MPEG-4, nazvané MVC – Multiview Video Coding které je primárně určeno pro přenos více obrazů pomocí sekvence snímků. Využítí MVC totiž umožňuje konstrukci dvou datových proudů pro jeden obraz s výpočtem odlišností pro levé a pravé oko. Rozšíření Multiview Video Coding bylo zapracováno do standardu MPEG-4 teprve v listopadu roku 2009 a do konce roku 2011 se očekává vydání revize, která by měla opravovat současné problémy. Výhodou použití MVC je fakt, že výsledný datový tok dvou obrazů, které jsou si podobné, nevyžaduje dvojnásobnou šířku pásma, ale pouze o 50% větší než z klasického HD vysílání. Budoucí algoritmy by měly být schopny redukovat celkovou velikost až na 120% velikosti šířky pásma nutného pro HD vysílání.
6.2 Srovnání metod a doporučení Při srovnávání výše uvedených metod je nutné brát v úvahu celkem 4 aspekty – kvalitativní, kvantitativní zahrnující technologickou náročnost na implementaci a požadavky na šířku pásma, aspekt možného budoucího uplatnění ve standardech a v neposlední řadě cenu implementace v případě standardizace.
Metoda
kvalita
náročnost
standard
cena
celkem
side by side
3
1
1
1
6
top bottom
4
1
3
1
9
checkerboard
2
3
3
2
10
frame seq
1
4
2
4
11
MVC
1
4
1
5
11
- 57 -
Jednotlivé aspekty jsou hodnoceny na stupnici od 1 do 5, přičemž 1 představuje nejlepší variantu a 5 nejhorší, nebo nejnáročnější variantu. Pro lepší vypovídací hodnotu jsem použil i procentuální váhy pro jednotlivé aspekty.
kritérium
váha %
kvalita
35
náročnost
25
standardizace
25
cena
15
Hodnocení po zahrnutí kriteriálních vah
Metoda
kvalita
náročnost
standard
cena
celkem
side by side
1,05
0,25
0,25
0,15
1,70
top bottom
1,40
0,25
0,75
0,15
2,55
checkerboard
0,70
0,75
0,75
0,30
2,50
frame seq
0,35
1,00
0,50
0,60
2,45
MVC
0,35
1,00
0,25
0,75
2,35
Tabulka 2 - Hodnocení distribučních metod pro 3D video
Celkové bodové hodnocení nyní odpovídá i nejpravděpodobnějšímu budoucímu vývoji distribuce 3D obsahu. Nejlepší hodnocení má metoda side by side a to především pro poměrně vysokou kvalitu výstupu a nejnižší technologickou náročnost na implementaci. V současné době se také jedná o nejpoužívanější variantu při provozování testovacího vysílání a jeho prosazení v připravovaném standardu je více méně zaručené. Zachovává si tak v hodnocení značný odstup oproti dalším metodám top over bottom a checkerboard, které zaostávají především kvalitativně. Nabízí sice celkovou úsporu frekvenčního pásma, ale tyto hodnoty jsou tak malé, že je možné je téměř zanedbat (pobyhují se v rozmezí od 0 do 3%). Celková úspora oproti metodě frame sequence, kde jsou zobrazovány celé obrazy pro levé a pravé oko činí průměrně u prvních 3 - 58 -
metod 55 až 60%, proto tento drobný rozdíl mezi nimi již vůbec není relevantní. Podobnost hodnot u metod frame sequence a MVC je dána tím, že kvalita i náročnost je totožná – jediným rozdílným kritériem je pravděpodobnost budoucího uplatnění ve standardech, jelikož rozšíření standardu MPEG-4 o MVC již proběhlo koncem roku 2009 a neustále se pracuje na jeho další verzi, která by měla standardizovat i vysílání ve 3D. Implementace MVC bude sice cenově náročnější, z důvodu nutnosti zakoupit licenci k jeho využívání, ale nepředpokládá se, že by se cena lišila o mnoho oproti současným licenčním poplatkům za využívání standardu MPEG-4.
Závěrem této kapitoly je tedy doporučení k dalšímu prosazování metod side by side a MVC ke standardizaci, jakožto nejefektivnějšímu, nejkvalitnějšímu a do budoucna nejperspektivnějšímu způsobu distribuce 3D vysílání. Jak již bylo zmíněno, tak organizace pro standardizaci televizních norem SMPTE počítá s vydáním standardu do konce roku 2011, nebo případně drafu v první polovině roku 2011. Pokud do té doby nedojde k významné změně současných východisek, tak by měla být implementace těchto metod nejpravděpodobnější variantou.
- 59 -
7. Závěr Závěrem této práce lze říci, že organizace mající na starost standardizaci distribuce 3D videa nemají rozhodně jednoduchý úkol. Cíle vytyčené na začátku práce se podařilo splnit, především díky praktickým zkušenostem, které jsem měl možnost nasbírat během přípravy na testovací vysílání ve 3D. Teoretická východiska se často neshodovala s výsledky, což bylo dáno značnou nevyspělostí této technologie. Podařilo se však poměrně dobře analyzovat a vybrat metody, které bude možné v budoucnu využít a zahrnout do připravovaného standardu. Lze říci, že při standardizaci bude stěžejní využít současných distribučních cest a standard bude muset být maximálně otevřený pro možný další a flexibilní rozvoj. K tomu nejlépe poslouží zahrnutí stávajícího standardu MPEG-4 (ISO/IEC 14496) včetně jeho rozšíření z konce roku 2009 nazvané Multiview video coding. Dále bude nutné zahrnout metodu side by side, která bude podporovat otevřenost standardu a v neposlední řadě metodu frame sequence, která bude důležitá pro budoucí kvalitativní rozvoj standardu.
Důležitým faktem je, že bude do budoucna nutné celkově urychlit práci organizace SMPTE a ITU-T, aby nedocházelo k situacím, že se finální verze standardu bude muset přizpůsobovat již aplikovaným technologiím. Cestou by mohlo být rychlejší vydání více otevřeného standardu, v jehož vytyčených mantinelech se budou muset výrobci a vývojáři technologií pohybovat. Pro možnou rychlou implementaci a trvale udržitelný rozvoj této technologie není přípustné, aby se na standardizaci čekalo více jak 2 roky, jelikož technologický obrat bude čím dál tím rychlejší. Úplným závěrem lze však říci, že současné způsoby distribuce trojrozměrného videa se ubírají správným směrem, postupně se problémy analyzované v této práci eliminují a lze očekávat, že se v příštím desetiletí stane 3D video součástí každé domácnosti a běžného života. - 60 -
8. Použitá literatura [1].
ZINK, Michael. Scalable Video on Demand: Adaptive Internet-based Distribution. [s.l.] : Wiley, 2005. 280 s. ISBN 978-0470022689.
[2].
ULIN, Jeff. The Business of Media Distribution: Monetizing Film, TV and Video Content in an Online World. [s.l.] : Focal Press, 2009. 86 s. ISBN 978-0240812007.
[3].
WOODS, Andrew. 3-D Displays in the Home", Information Display (The Official Monthly Publication of the Society for Information Display), 2009.
[4].
WOODS, Andrew. Stereoscopic Displays and Applications XX , Proceedings of the SPIE, 2009, ISBN: 9780819474872.
[5].
WOODS, Andrew. Stereoscopic Displays and Applications 1990-2009: A Complete 20-Year Retrospective, 2009, ISBN: 978-0-8194-7659-3.
[6].
BROWNE, S. E. High Definition Postproduction: Editing and Delivering HD Video, Focal Press, (2007). ISNB 978-0240808390.
[7].
KRIST, Antonín. Digitální postprodukce multimédií, Bakalářská práce, VŠE, 64 s., 2008
[8].
CLARK, B., & Spohr, S. Guide to Postproduction for TV and Film: Managing the Process, 2002, Focal Press. ISBN 978-0240805061.
[9].
HELD, Gilbert. Understanding IPTV, Auerbach Publications, 2007, ISBN: 978-0-8493-7415-9.
- 61 -
[10].
PETERKA, Jiří. Jak funguje IPTV? [online]. 2006 [cit. 2010-05-28]. Dostupný z WWW: http://www.lupa.cz/clanky/jak-funguje-iptv/
[11].
IPTV v České republice [online]. c2006 [cit. 2010-06-05]. Dostupný z WWW: http://iptv.digizone.cz/
[12].
HEATON, Ally. Visual Post-Production, Jones & Bartlett Publisher, 2007, ISBN: 9780763790684.
[13].
FORET, Miroslav. Marketingová komunikace. Brno, Computer Press 2003, 275s, ISBN 80-7226-811-2.
[14].
HARRIS, Brooks. 2006. Guide to EDL. [online] 2006, [cit. 2010-05-08], Dostupný z WWW http://www.edlmax.com/maxguide.html
[15].
Financování s pomocí programu MEDIA, [online] 2010, [cit. 2010-06-15], Dostupný z WWW: http://www.mediadeskcz.eu/cz/
- 62 -
9. Seznam obrázků a tabulek Obr. 1 – Obrazové rozlišení jednotlivých formátů .......................................................... 13 Obr. 2 – Ukázka podvzorkování barev ................................................................................ 15 Obr. 3 – Princip digitalizace ..................................................................................................... 16 Obr. 4 - Plánované rozdělení rozpočtu programu MEDIA ........................................... 25 Obr. 5 - Rozdlění rozpočtu programu MEDIA dle odvětví ........................................... 25 Obr. 6 - Architektura Video on demand .............................................................................. 32 Obr. 7 - Uplatňované standardy dle zemí ........................................................................... 37 Obr. 8 - Závislost šířky pásma na užitém standardu a rozlišení ................................ 45 Obr. 9 - Princip vertikální a horizontální polarizace...................................................... 49 Obr. 10 - Přehled paralax .......................................................................................................... 51 Obr. 11 - Princip limitace paralaxou .................................................................................... 52 Obr. 12 - Princip metody side by side .................................................................................. 55
Tabulka 1 - Vybrané charakteristiky obrazových standardů MPEG ....................... 43 Tabulka 2 - Hodnocení distribučních metod pro 3D video ......................................... 58
- 63 -
10. Seznam zkratek 2K, 4K
Standardy pro kinodistribuci
3D
3 dimensional, trojrozměrné video
AVC
Advanced video coding, rozšíření standardu MPEG-4 pro pokročilé kódování
DCDM
Digital Cinema Distribution Master – standard pro kinodistribuci
DCI
Digital Cinema Initiatives, organizace standardizující kinodistribuci
DCT
Discrete cosine transform, diskrétní kosinová transformace
DVB-C
Digital video Broadcasting Cable, standard pro kabelové digitální vysílání
DVB-S
Digital video Broadcasting Satelite, standard pro satelitní digitální vysílání
DVB-T
Digital video Broadcasting Terrestrial, standard pro terestrické digitální vysílání
HDTV
High definitiv television, televize ve vysokém rozlišení
IPTV
Internet protokol television, vysílání využívající přenosového internetového protokolu
ITU-T
International Telecommunication Union, mezinárodní telekomunikační unie
MPEG-2 Motion Picture Experts Group, standard ISO/IEC 13818 MPEG-4 Motion Picture Experts Group, standard ISO/IEC 14496 MVC
Multiview Video Coding, rozšíření standardu MPEG-4 pro 3D
SMPTE
Society of Motion Picture and Television Engineers, organizace standardizující televizní a filmové metody a procesy
VOD
Video on demand, služba video na vyžádání
- 64 -
