Руководство по цифровому телевидению
Покупка
Издательство:
ДМК Пресс
Автор:
Брайс Ричард
Перевод:
Шубина Н. К.
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 281
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-89818-378-3
Артикул: 615845.03.99
Доступ онлайн
349 ₽
В корзину
В книге Ричарда Брайса рассматриваются все аспекты цифрового телевидения, включая цифровую обработку аудио- и видеосигналов, сжатия данных, производства программ, цифрового ТВ вещания и приема ТВ сигналов. Значительное внимание уделяется вопросам цифрового кодирования и преобразования сигналов, стандартам аудио- и видеоинтерфейсов, приводятся основные параметры интерфейсов и практические схемы. Подробно рассматривается цифровая обработка изображений, описываются основные методы видеомонтажа и форматы цифровой записи, а также методы компьютерной графики, применяющиеся для создания изображений и анимации. Отдельная глава посвящена системе уплотнения MPEG и организации транспортного потока программ. В книге также описывается устройство и приводятся практические схемы цифровых приставок к телевизору, даются советы по поиску и устранению неисправностей. Издание предназначено как для технических специалистов в области телевидения, так и для всех желающих расширить свои знания о современных цифровых технологиях и тенденциях развития ТВ. Книга будет полезна студентам и преподавателям технических вузов соответствующих специальностей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 11.03.01: Радиотехника
- 11.03.04: Электроника и наноэлектроника
- ВО - Специалитет
- 12.05.01: Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Ричард Брайс Руководство по цифровому телевидению Издание рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов технических вузов
NEWNES GUIDE TO DIGITAL TELEVISION Richard Brice
УчЕБНИК РУКОВОДСТВО ПО ЦИФРОВОМУ ТЕЛЕВИДЕНИЮ Москва, 2023 Серия «Учебник» Ричард Брайс 2-е издание, электронное
УДК 621.397.13 ББК 32.94 Б87 Б87 Брайс, Ричард. Руководство по цифровому телевидению / Р. Брайс ; пер. с англ. Н. К. Шубиной. — 2-е изд., эл. — 1 файл pdf : 281 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — (Учебник). — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-378-3 В книге Ричарда Брайса рассматриваются все аспекты цифрового телевидения, включая цифровую обработку аудио- и видеосигналов, сжатия данных, производства программ, цифрового ТВ вещания и приема ТВ сигналов. Значительное внимание уделяется вопросам цифрового кодирования и преобразования сигналов, стандартам аудио- и видеоинтерфейсов, приводятся основные параметры интерфейсов и практические схемы. Подробно рассматривается цифровая обработка изображений, описываются основные методы видеомонтажа и форматы цифровой записи, а также методы компьютерной графики, применяющиеся для создания изображений и анимации. Отдельная глава посвящена системе уплотнения MPEG и организации транспортного потока программ. В книге также описывается устройство и приводятся практические схемы цифровых приставок к телевизору, даются советы по поиску и устранению неисправностей. Издание предназначено как для технических специалистов в области телевидения, так и для всех желающих расширить свои знания о современных цифровых технологиях и тенденциях развития ТВ. Книга будет полезна студентам и преподавателям технических вузов соответствующих специальностей. УДК 621.397.13 ББК 32.94 Электронное издание на основе печатного издания: Руководство по цифровому телевидению / Р. Брайс ; пер. с англ. Н. К. Шубиной. — Москва : ДМК Пресс, 2011. — 288 с. — (Учебник). — ISBN 978-5-94074- 741-3. — Текст : непосредственный. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-378-3 © Richard Brice © Перевод на русский язык, оформление. ДМК Пресс
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ..................................................................................................12 1. Введение.......................................................................................................13 Почему цифровое? ...............................................................................................13 Увеличение числа каналов ................................................................................. 15 Широкоэкранные фильмы ................................................................................. 15 Звук «как в кино» ................................................................................................ 16 Ассоциированные службы .................................................................................. 18 Условный доступ ................................................................................................. 18 Способы передачи .............................................................................................. 18 Способы приема .................................................................................................. 19 Будущее ............................................................................................................... 19 2. Основы телевидения ............................................................................ 20 Краткая история телевидения ............................................................................. 20 Появление цветного телевидения ........................................................................21 Физика света ........................................................................................................21 Физиология зрения ............................................................................................. 22 Психология зрения – цветовое восприятие ....................................................... 24 Метамерия – великий обман цвета .................................................................... 25 Инерционность зрения ...................................................................................... 26 Физика звука ....................................................................................................... 26 Преобразование Фурье ..................................................................................... 27 Переходный процесс ......................................................................................... 28 Физиология слуха ............................................................................................... 29 Психология слуха ................................................................................................30 Маскирование ...................................................................................................31 Временное маскирование .................................................................................. 32
РУКОВОДСТВО ПО ЦИФРОВОМУ ТЕЛЕВИДЕНИЮ 6 Кино и телевидение ............................................................................................ 33 Телевидение .....................................................................................................34 Телевизионные сигналы ..................................................................................... 35 Строчная и кадровая синхронизация .................................................................. 36 Цветное телевидение ..........................................................................................38 Системы цветного телевидения NTSC и PAL ......................................................... 39 Система цветности SECAM .................................................................................43 Кинескоп с теневой маской ................................................................................43 Модуляция с частично подавленной боковой полосой ................................... 44 Звуковое сопровождение для телевидения .......................................................45 Система цифрового стереозвука NICAM 728 .......................................................45 Запись телевизионного сигнала .........................................................................46 Перенос спектра сигнала цветности ................................................................... 48 Звуковая дорожка .............................................................................................49 Временной код ....................................................................................................49 Продольный временной код ..............................................................................49 Вертикальный временной код ............................................................................ 51 Системы PAL и NTSC .......................................................................................... 52 Биты пользователя ............................................................................................ 52 Телетекст .............................................................................................................. 52 Аналоговое телевидение высокой четкости ......................................................54 Система MAC ....................................................................................................54 Система PALplus ................................................................................................ 55 Системы телевидения высокой четкости 1125/60 и 1250/50 ............................. 55 Европейская система телевидения высокой четкости 1250/50 .............................. 55 3. Цифровое видеои аудиокодирование .................................... 56 Основы цифровой обработки ............................................................................ 56 Дискретизация и преобразование ...................................................................... 57 Теория ..............................................................................................................58 Механизм дискретизации ..................................................................................59 Наложение спектров .........................................................................................59 Квантование .....................................................................................................59 Цифроаналоговое преобразование ..................................................................60 Дрожание сигнала .............................................................................................60 Апертурный эффект ........................................................................................... 61 Сглаживание ..................................................................................................... 62 Цифровые видеоинтерфейсы ............................................................................. 62 Временные соотношения ...................................................................................64 Тактовый сигнал ................................................................................................66 Типы фильтров .................................................................................................66 Параллельный цифровой интерфейс .................................................................. 67 Последовательный цифровой интерфейс ...........................................................68 Последовательный интерфейс для телевидения высокой четкости ....................... 70
СОДЕРЖАНИЕ Цифровые аудиоинтерфейсы .............................................................................. 71 Интерфейс AES/EBU или IEC958 типа 1................................................................. 72 Интерфейс SPDIF или IEC 958 типа 2 .................................................................... 72 Данные ............................................................................................................. 73 Практические цифровые аудиоинтерфейсы ......................................................... 75 TOSинтерфейс с оптической связью ................................................................... 77 Небалансный (75 Ом) интерфейс AES .................................................................. 79 Последовательный многоканальный цифровой аудиоинтерфейс .................. 80 Формат данных ................................................................................................. 81 Скремблирование и синхронизация ................................................................... 81 Электрические характеристики .......................................................................... 82 Формат волоконной оптики ...............................................................................82 Звук, внедренный в видеоинтерфейс ................................................................. 82 4. Цифровая обработка сигналов........................................................86 Цифровая манипуляция ...................................................................................... 87 Цифровая фильтрация ....................................................................................... 87 Цифровая обработка изображения .................................................................. 88 Точечные операции..................................................................................................... 89 Оконные операции ............................................................................................90 Преобразование между временной и частотной областями ................................. 93 Преобразование Фурье ......................................................................................94 Фаза ................................................................................................................. 95 Кадрирование .................................................................................................. 97 Двумерное преобразование Фурье .................................................................. 98 Глава 5. Сжатие видеоданных ........................................................... 100 Энтропия, избыточность и артефакты .............................................................. 100 Сжатие без потерь .............................................................................................. 101 Декорреляция .................................................................................................... 102 Кодирование методами ДИКМ без потерь и с потерями ............................... 104 Межкадровые разности и компенсация движения ......................................... 105 Методы сжатия на основе преобразования Фурье ..........................................107 Кодирование с преобразованием .....................................................................107 Практические размышления ............................................................................... 111 Метод сжатия JPEG ............................................................................................. 112 Стандарт JPEG для движущихся изображений ................................................. 114 Стандарт MPEG ................................................................................................... 114 Уровни и профили ........................................................................................... 115 Основной профиль на основном уровне ............................................................ 116 Профиль 4:2:2 на основном уровне ................................................................... 116 Кадры или поля ............................................................................................... 116 Система MPEGкодирования ............................................................................. 117 Аппаратура для MPEGкодирования .................................................................. 122 Статистическое мультиплексирование ............................................................... 122
РУКОВОДСТВО ПО ЦИФРОВОМУ ТЕЛЕВИДЕНИЮ 8 6. Сжатие аудиоданных .........................................................................125 Сжатие на основе логарифмического представления ......................................125 Система NICAM ..................................................................................................126 Системы психоакустического маскирования ....................................................126 MPEGсжатие уровня I ............................................................................................... 127 MPEGаудиокодирование уровня II .................................................................. 128 MPEG уровня III ................................................................................................129 Система Dolby AC3 ............................................................................................129 7. Производство цифровых аудиопрограмм ............................... 131 Уровни цифровой регулировки и измерение.................................................... 131 Измеритель уровня громкости ..........................................................................132 Квазипиковый измеритель уровня ....................................................................133 Оптоэлектронный индикатор уровня ........................................................................ 134 Стандартные рабочие уровни и тональные измерительные сигналы ..............135 Цифровая регулировка .....................................................................................135 Переключение и объединение аудиосигналов ................................................ 136 Цифровые аудиопульты .................................................................................. 136 Архитектура звукового микшера ....................................................................... 137 Автоматизация микшера ................................................................................. 138 Цифровые магнитофоны .................................................................................. 139 Цифровая двухдорожечная запись ................................................................... 140 Цифровая многодорожечная запись ................................................................. 140 Рабочие станции цифровой звукозаписи .......................................................... 141 Форматы аудиофайлов ..................................................................................... 142 WAVфайлы .................................................................................................... 142 AUфайлы ....................................................................................................... 143 Форматы AIFF и AIFC ........................................................................................ 143 Стандарт MPEG ............................................................................................... 143 Формат VOC ................................................................................................... 143 Необработанные данные импульснокодовой модуляции ................................. 144 Форматы системы окружающего звука ........................................................... 144 Система Dolby Surround ................................................................................... 144 Система Dolby Digital (AC3) ..............................................................................147 Перематрицирование .......................................................................................147 Сжатие динамического диапазона в системе AC3 .............................................147 Распространение стандарта MPEG2 на многоканальный звук ........................... 148 Совместимость с системой Pro Logic ................................................................. 148 Интерфейс IEC 61937 ........................................................................................ 148 Сжатие динамического диапазона при MPEGкодировании .............................. 149 Многоязычная поддержка ............................................................................... 149 Монтаж звука в стандарте MPEG уровня II ......................................................... 150
СОДЕРЖАНИЕ 8. Производство цифровых видеопрограмм ............................... 151 Переключение и объединение видеосигналов ................................................. 151 Цифровые видеоэффекты ................................................................................ 154 Монтажный переход ....................................................................................... 154 Прямое соединение кадров ............................................................................. 155 Наплыв ........................................................................................................... 155 Постепенное введение/выведение изображения .............................................. 156 Вытеснение ...................................................................................................... 157 Расщепление экрана ........................................................................................ 158 Ключи ............................................................................................................. 158 Огрубление ..................................................................................................... 159 Хроматический ключ ....................................................................................... 159 Косвенный монтаж ............................................................................................162 Компьютерные видеостандарты ....................................................................... 163 Векторная и растровая графика ........................................................................ 165 Форматы графических файлов ........................................................................ 166 Формат BMP системы Windows ........................................................................ 166 Формат PCX .................................................................................................... 166 Формат TARGA ................................................................................................. 167 Формат GIF ...................................................................................................... 167 Формат JPEG ................................................................................................... 168 Изображения, созданные с помощью компьютера, и анимация .................... 168 Типы анимации ............................................................................................... 169 Программное обеспечение ...............................................................................170 Двумерные системы ...........................................................................................170 Методы видеоживописи ................................................................................... 171 Компоновка изображений ................................................................................ 175 Трансформация и деформирование .................................................................. 176 Ротоскопирование ............................................................................................ 177 Трехмерная графика и анимация ...................................................................... 177 Матрицы .........................................................................................................178 Формирование изображения ........................................................................... 180 Свет ................................................................................................................. 181 Трассировка луча ...................................................................................................... 184 Технологии жестких дисков .............................................................................. 184 Технология накопителей на жестких дисках ...................................................... 185 Технологии других дисковых накопителей2 ...................................................... 186 Стандарты интерфейсов для накопителей на жестких дисках .........................187 Накопители IDE ...............................................................................................187 Стандарт SCSI ...................................................................................................187 Волоконнооптический канал ........................................................................... 188 Стандарт FireWire ............................................................................................ 188
РУКОВОДСТВО ПО ЦИФРОВОМУ ТЕЛЕВИДЕНИЮ 10 RAID ................................................................................................................... 189 RAID 1 ............................................................................................................. 190 RAID 2 ............................................................................................................. 190 RAID 3 ............................................................................................................. 190 RAID 4 .............................................................................................................. 191 RAID 5 .............................................................................................................. 191 Медиасервер .................................................................................................... 191 Открытый стандарт обмена аудиовизуальной информацией .........................192 Виртуальные декорации ....................................................................................192 9. Система уплотнения MPEG .............................................................. 194 Пакетирующий интерфейс ................................................................................ 194 Формирование уплотненного потока по стандарту MPEG2 ........................... 195 Формат пакетов PES ......................................................................................... 196 Транспортный поток ........................................................................................ 197 Синхронизация пакетов .................................................................................... 197 Идентификация пакетов ................................................................................... 197 Таблицы объединения программ и таблицы состава программы ......................... 197 Обработка ошибок .......................................................................................... 198 Заголовок поля адаптации ............................................................................... 198 Синхронизация и временные сигналы ............................................................. 198 Ссылки на системные и программные часы ...................................................... 199 Временные метки воспроизведения ................................................................. 199 Соединение цифровых потоков ....................................................................... 199 Таблица условного доступа ..............................................................................200 Информация о службах DVB ............................................................................200 Условный доступ ............................................................................................... 201 Системы SimulCrypt и MultiCrypt ....................................................................... 202 Канальное кодирование ................................................................................... 202 Рандомизация ................................................................................................. 203 Кодирование по Риду–Соломону ..................................................................... 203 Сверточное перемежение ................................................................................204 Стандартные электрические интерфейсы для транспортного потока MPEG2 ................................................................... 205 Синхронный параллельный интерфейс ............................................................. 205 Синхронный последовательный интерфейс ...................................................... 207 Асинхронный последовательный интерфейс .................................................... 207 10. Цифровое ТВ вещание .................................................................... 209 Цифровая модуляция ....................................................................................... 209 Квадратурная амплитудная модуляция ........................................................... 210 Модуляция в спутниковых и кабельных системах ............................................213 Установка опорной фазы ................................................................................. 214 Сверточное кодирование, или кодирование по Витерби ............................... 214 Наземное вещание: системы DVBT и US ATSC .................................................215 Уплотнение с ортогональным частотным разделением кодированных сигналов ...................................................................................216
СОДЕРЖАНИЕ Практические методы COFDM ........................................................................... 217 Добавление защитного интервала при OFDMмодуляции ................................... 217 Преимущества COFDM .................................................................................... 218 Модуляция 8VSB .............................................................................................219 Возможность взаимодействия сетей ................................................................ 220 Возможность взаимодействия с ATM ................................................................ 220 Ячейка ATM и структуры транспортных пакетов ................................................. 220 11. Бытовая цифровая техника ........................................................... 222 Приемная техника ............................................................................................ 222 Устройство современной приставки к телевизору .......................................... 224 Описание схемы .............................................................................................. 225 Приставка к телевизору – тенденции развития ............................................... 245 Цифровой тюнер ............................................................................................. 245 Встраивание накопителей на жестких дисках ................................................... 245 COFDM блока ВЧ для системы DVBT ................................................................ 246 Формат DVHS ................................................................................................... 246 Универсальный цифровой диск .......................................................................248 Основные проблемы технического обслуживания ..........................................248 Статическое электричество и безопасность ........................................................ 249 Золотое правило .............................................................................................249 Оборудование ................................................................................................ 250 Неисправности DVD ........................................................................................ 250 Неисправности блока питания ..........................................................................251 12. Будущее .................................................................................................. 252 Гипертекcт и гиперсреда ................................................................................... 253 Документы HTML ............................................................................................. 253 Анкерные теги ................................................................................................. 254 Изображения ................................................................................................. 255 MPEG4 – объектноориентированное телевизионное кодирование ........... 255 Объекты и сцены ............................................................................................. 255 Язык ............................................................................................................... 256 Язык моделирования виртуальной реальности ................................................. 257 Практические VRMLфайлы ............................................................................. 263 Кодирование аудио в стандарте MPEG4 ........................................................ 265 Структурированное аудио ................................................................................ 266 Структурированный оркестровый язык ............................................................ 266 Системы преобразования текста в речь ............................................................. 267 Аудиосцены .................................................................................................... 269 Стандарт MPEG7 и метаданные ....................................................................... 269 Список сокращений .................................................................................. 271 Предметный указатель .......................................................................... 275
ПРЕДИСЛОВИЕ «Руководство по цифровому телевидению» предназначено для тех, кому необходимо ориентироваться в мире современных цифровых телевизионных технологий. Никогда еще, начиная с 1960х годов – с момента появления цветного телевидения в Европе, – менеджерам, техникам и инженерам не приходилось так быстро и много учиться независимо от того, где они работают: в исследовательской лаборатории, в студии или ремонтной мастерской. Эта книга ставит своей целью рассмотреть важнейшие теории, лежащие в основе цифрового ТВ. Я попытался описать разнообразную архитектуру, принципы работы различных систем и выполняемые ими функции. Я считал целесообразным уделять больше внимания важной информации без чрезмерного углубления в детали – это позволит лучше усвоить изложенные здесь основные идеи. Кроме того, возможно, для нового поколения инженеров цифровое телевидение станет единственным телевидением, о котором они вообще слышали. Для них я включил в книгу отдельную главу, посвященную основам классического телевидения и тому, как эта интересная и меняющая наш мир технология развивалась на протяжении первых шестидесяти лет своего существования. Благодарности Большинство инженеров, занятых в области телевидения, наверняка согласятся, что реальность цифрового ТВ подкралась к нам незаметно, как лев, который 20 лет ходил вокруг, а потом вдруг прыгнул. По правде говоря, мне следовало бы взяться за написание «Руководства по цифровому телевидению» раньше. В качестве некоторого оправдания могу лишь сказать, что я медлил, поскольку еще совсем недавно многие технологии находились на стадии лабораторных разработок и по ним практически не было информации. Следовательно, настало время наверстать упущенное. Я хотел бы поблагодарить Энди Торна (Andy Thorne) и Криса Миддлетона (Chris Middleton) из отдела разработок фирмы Fareham (Великобритания), которые чрезвычайно внимательно и терпеливо помогли мне разобраться в устройстве современных телевизионных приставок. Я очень признателен им за неоценимую помощь. Блоксхемы цифровых телевизионных приставок в главе 11 напечатаны с их разрешения. И наконец, мои извинения и благодарность Клэр (Claire), которой пришлось мириться с ситуацией, когда муж уединяется для работы над этой книгой вместо того, чтобы заняться починкой двери в ванную комнату! Ричард Брайс Париж, 1999
1. ВВЕДЕНИЕ Цифровое телевидение, наконец, приходит в наш дом... сегодня! Фактически, как утверждает международная организация «Проект DVB» на своем Webсайте, если вы живете в крупном городе, то для принятия цифрового ТВ сигнала достаточно установить спутниковую антенну. Спустя шестьдесят лет после появления аналогового телевидения и тридцать лет после введения цветного, телевидение, наконец, претерпевает уже давно предсказанное перерождение из аналогового в цифровое. Но что же на самом деле означает цифровое телевидение для каждого из нас? Чего же ждать нам, зрителям? Что мы как технические специалисты и инженеры должны знать об этом новом цифровом мире? Книга призвана ответить на данные вопросы. Чтобы было проще ориентироваться в представленном здесь материале, на рис. 1.1 приведена общая структура «Руководства по цифровому телевидению». Однако сначала зададимся вопросом: а почему именно цифровое? Почему цифровое? Мне хотелось бы рассматривать постепенное замещение аналоговых систем цифровыми как своего рода повторение событий из истории древнего мира. Когда греки под предводительством Александра Македонского захватили Египет, греческий язык начал вытеснять древнеегипетский, и правила чтения и написания иероглифов были постепенно утрачены. Только в 1799 году – спустя две тысячи лет – вслед за обнаружением Розетской плиты был найден ключ к расшифровке этой формы письменности. Почему же это знание было утеряно? Возможно, потому, что греческая письменность основывалась на алфавите – ограниченном наборе символов, комбинация которых используется для образования всех слов в языке. Это намного проще и удобнее, чем 700 описательных знаков древнеегипетской письменности, соответствующих различным понятиям или действиям.
1. ВВЕДЕНИЕ 14 Любая аналоговая система тоже является описательной – волнообразный (переменный) ток отображает волнообразно изменяющееся звуковое давление и т.д. Если угодно, это иероглифическая электроника! Поэтому передача и обработка непрерывных, изменяющихся во времени сигналов (таких, как звук или видео) в цифровой форме обладает теми же преимуществами, которые четкий символьный код (алфавит) имеет перед описательным кодом (иероглифами). Представленный с помощью ограниченного числа абстрактных символов сигнал, ранее подверженный помехам, теперь может быть защищен посредством посылки Рис. 1.1. «Руководство по цифровому телевидению» – структура книги
специальных кодов, которые используются цифровым декодером для вычисления ошибок. Например, если аналоговый телевизионный сигнал «загрязнен» импульсными помехами от системы зажигания автомобиля, то эти импульсы (в виде белых и черных точек) неизбежно появятся на экране, поскольку аналоговый телевизионный приемник не «знает», какая часть модулированного сигнала полезная, а какая – нет. Цифровое телевидение способно отфильтровывать импульсные помехи от полезного сигнала. Как потребители, мы, следовательно, можем ожидать, что цифровой телевизор будет воспроизводить улучшенное, более четкое и менее зашумленное изображение, чем мы привыкли видеть у аналоговых моделей. (Основные цифровые концепции и методы обсуждаются в главе 3; цифровая обработка сигналов рассматривается в главе 4.) Увеличение числа каналов До недавнего времени использование цифровых аудиои видеосигналов сдерживалось изза гораздо большей пропускной способности, или полосы пропускания, требующейся для хранения и передачи информации в цифровых системах по сравнению с аналоговыми. В 80е годы это привело к распространению пессимистической точки зрения на возможность передачи цифрового телевизионного сигнала для бытовых ТВ приемников и, как следствие, к появлению усовершенствованных аналоговых телевизионных систем, таких как MAC и PALplus. Однако сложности, связанные с высокой пропускной способностью, были преодолены благодаря значительным успехам в разработке методов сжатия данных, позволившим обеспечить более эффективное использование меньшей полосы частот. За очень короткое время применение этих методов привело к тому, что аналоговое телевидение стало выходить из употребления. Без преувеличения можно сказать, что технологии сжатия данных, или кодирования источника сигнала, являются фундаментом цифрового телевидения, поэтому им отводится так много места на страницах данной книги. Понимание таких методов является жизненно важным для любого специалиста, работающего сегодня в области телевидения. Способы сжатия данных улучшились настолько, что сейчас легко разместить многие цифровые каналы в полосе частот, занимаемой одним аналоговым каналом. Новые перспективы, открывшиеся в этой индустрии – и не только в ней, – стали хорошей новостью и для зрителей, и для инженеров, и для технических специалистов. Широкоэкранные фильмы Изначально формат кадра (отношение ширины изображения к его высоте) при производстве кинофильмов составлял 4:3. Согласно историческим фактам такое соотношение было несколько произвольно выбрано Томасом Эдисоном (Thomas Edison), когда он работал с Джорджем Истманом (George Eastman) над созданием кинопленки для первого фильма. По мере роста киноиндустрии принятый ими формат 4:3 стал стандартным. Сейчас его называют «академическим стандартным» форматом изображения. Когда в 30е годы проводились первые опыты по телевещанию, по традиции использовали формат 4:3. В кинематографии этот формат сохранялся до начала 50х ШИРОКОЭКРАННЫЕ ФИЛЬМЫ
1. ВВЕДЕНИЕ 16 годов, когда Голливуд начал производство широкоформатных фильмов. В наши дни наиболее распространенными киноформатами являются 1,85:1 и 2,35:1. Последний иногда называют Cinemascope или Scope (широкоэкранный). Таким образом, возникает проблема просмотра широкоэкранных кинолент на телевизионных экранах с форматом 4:3. Для решения данной проблемы в Великобритании и США используется так называемый метод pan and scan (панорамирование и сканирование), предполагающий обрезку (кадрирование) изображения. Альтернатива, известная как режим letterboxing («почтовый ящик» – заниженный режим), представляет собой воспроизведение полного киноизображения с дополнительными черными полосами вверху и внизу экрана. Все цифровые телевизионные системы предназначены для работы с широкоэкранным форматом, что доставляет особое удовольствие зрителям при просмотре фильмов (и некоторых программ, особенно спортивных). При этом цифровое ТВ вещание вовсе не обязательно должно быть широкоэкранным, просто стандарт позволяет использовать и такую возможность. Для телевидения был выбран промежуточный широкоэкранный формат 16:9 (1,78:1). На рис. 1.2 показано, как воспроизводятся изображения различных кинои ТВ форматов на телевизионных экранах формата 4:3 и 16:9. Ожидается, что в новом веке будет производиться все больше и больше цифровых телевизионных программ в формате 16:9. Сложности, с которыми в этой связи могут столкнуться студийные техники и инженеры, рассмотрены в главах 7 и 8. Звук «как в кино» В дополнение к эффекту присутствия при просмотре широкоэкранного кинофильма цифровое телевидение предлагает кинематографическое качество звука, усиливающее вовлеченность в происходящее на экране действие, – пространственный (окружающий) звук имеет свойство почти физически воздействовать на ваше тело. Будучи так долго золушкой телевидения, ограниченный 5сантиметровым динамиком на задней стенке корпуса телевизора, звук теперь приобрел качество, ставшее одним из самых сильных доводов в продвижении современного телевидения. Странно, что именно в области кодирования звука (а не изображения) заключаются наибольшие различия между европейской цифровой системой и ее американским воплощением. В европейском проекте DVB было решено использовать метод кодирования звука, предложенный MPEG, в то время как американская инфраструктура применяет систему AC3, разработанную Dolby Laboratories. Обе эти системы подробно рассмотрены в следующих главах. Вы увидите, что между названными системами больше общего, чем различий. Каждая из них обеспечивает многоканальный звук и прочие возможности звукового сопровождения, такие как синхронное озвучивание на разных языках. Но большее число каналов означает и большую полосу пропускания, что подразумевает необходимость использования методов сжатия данных, чтобы избежать перегрузки передающего канала. Технология сжатия звуковых данных (MPEG и AC3) описана в главе 6.
ЗВУК «КАК В КИНО» Рис. 1.2. Изображения различных форматов, воспроизводимые на экранах с форматами 4:3 и 16:9 ТВ изображение формата 4:3 на экране 16:9 ТВ изображение формата 4:3 на экране 4:3 ТВ изображение формата 16:9 на экране 16:9 ТВ изображение формата 16:9 на экране 4:3 Фильм на экране 4:3 Фильм на экране 16:9 Широкоформатный фильм на экране 16:9 Широкоформатный фильм на экране 4:3
Доступ онлайн
349 ₽
В корзину