www.avmentor.gr - Technology: Going From Film To Video

Από το Φίλμ στο Βίντεο...

1. Γενικώς...
2. Το Telecine (Τελεσινέ) και η γεωμετρία του κάδρου.
3. Το Τελεσινέ και ο συγχρονισμός φιλμ/βίντεο
4. ΥUV, Yποδειγματοληψία χρώματος, Y/Cb/Cr
5. Ιnterlaced και Progressive Scan, Στρατηγικές de-interlacing και Inverse Telecine

ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΗ

ΕΠΟΜΕΝΗ...

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ...►

Οπως ήδη αναφέρθηκε ο κινηματογράφος και το βίντεο βασίζονται στο μετείκασμα για την δημιουργία της εντύπωσης της κίνησης από την ταχεία προβολή ακίνητων εικόνων (καρέ). Αυτό θέτει την παράμετρο της ταχύτητας προώθησης των καρέ αυτών δια μέσου του συστήματος προβολής, ταχύτητα η οποία μετράται σε καρέ ανα δευτερόλεπτο (frames per second -fps, δώστε προσοχή στο εξής: στα αγγλικά ο όρος frame χρησιμοποιήται τόσο για το φίλμ όσο και για το βίντεο, παραδόξως, στα ελληνικά είμαστε πιο ευέλικτοι: χρησιμοποιούμε τον όρο καρέ για το φίλμ και τον όρο πλαίσιο για το βίντεο. Η μονάδα μέτρησης πάντως είναι η ίδια) Ο κινηματογράφος χρησιμοποιεί μία τιμή πολύ κοντά στην ελάχιστη απαιτούμενη ταχύτητα για να εμφανιστεί το φαινόμενο του μετεικάσματος, η οποία είναι τα 24fps (η βιβλιογραφία αναφέρει μία έκδοση του συστήματος Todd AO με ταχύτητα 30fps, καθώς και ένα σύστημα με την ονομασία Natural Vision με ταχύτητα 20fps αλλά αυτά είναι εξαιρέσεις στον κανόνα). Αντιθέτως η επιλογή της ταχύτητας στα οικιακά συστήματα βίντεο (δηλαδή κατά βάσην στα συστήματα τηλεοπτικού σήματος) έχει γίνει με εντελώς διαφορετικά κριτήρια και είναι 30fps στο σύστημα NTSC και 25 στο σύστημα PAL. Oι παρατηρητικοί θα διαπιστώσουν ότι οι ταχύτητες είναι υποπολλαπλάσια των συχνοτήτων τροφοδοσίας του δικτύου στις χώρες όπου τα συστήματα αυτά αναπτύχθηκαν (60 και 50Hz αντίστοιχα) αλλά αυτό δεν είναι του παρόντος...

Κατά την μεταφορά του film σε βίντεο, κάθε καρέ σαρώνεται και δημιουργεί δύο πεδία, των οποίων ο συνδυασμός αποτελεί το πλαίσιο. Για το σύστημα NTSC απαιτούνται 30 πλαίσα το δευτερόλπετο, δηλαδή 60 πεδία, ενώ για το PAL, 25 πλαίσια, δηλαδή 50 πενήντα πεδία. Η ταχύτητα του φιλμ είναι 24 καρέ το δευτερόλεπτο.

Οι διαφορές από τα 24fps μέχρι τα 30fps και τα 25fps είναι μεγάλες για να μην ληφθούν υπ' όψιν, οπότε ετοιμαστείτε για λίγη αριθμητική (των καρέ...):
Κατ΄αρχήν για το NTSC: Η έγχρωμη τηλεόραση NTSC απαιτεί στην πράξη όχι τριάντα αλλά 29,970 πλαίσια το δευτερόλεπτο (μάλιστα φίλτατοι, με τρία δεκαδικά ψηφία, τιμή που αντιστοιχεί στο 99.9% των 30fps, πάρτε το ως δεδομένο διότι αυτό απαιτεί η προδιαγραφή!). Εαν επιβραδύνουμε το film κατά 0.1% (δηλαδή στα 23,976fps) ο λόγος των δύο ταχυτήτων θα είναι 23,976/29,970=0.8 ή 4/5. Aυτό σε απλά ελληνικά σημαίνει ότι το σωστό telecine πρέπει να μας δημιουργεί πέντε πλαίσια βίντεο για κάθε 4 καρέ. Πώς θα το κάνουμε αυτό; Εδώ μας βοηθά η ίδια η φύση του σήματος βίντεο: Ενώ στο φίλμ κάθε καρέ είναι αυτοτελές, περιλαμβάνει δηλαδή ολόκληρη την στατική εικόνα, στο βίντεο κάθε στατική εικόνα αποτελείται από δύο "υποεικόνες" που τις ονομάζουμε πεδία (fields) οι οποίες περιλαμβάνουν τις άρτιες και τις περιττές γραμμές σάρωσης αντίστοιχα. Φανταστείτε τις ως δύο στατικές εικόνες με την μισή οριζόντια ανάλυση η οποίες πλέκονται (interlaced) για να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο πλήρους ανάλυσης. Αυτό σημαίνει ότι κάθε πλαίσιο βίντεο αποτελείται από δύο πεδία, με άλλα λόγια, στα 30fps έχουμε 60 τέτοια πεδία. Προσοχή στο σημείο αυτό: Μπορούμε να μετατρέψουμε το κλάσμα των ταχυτήτων φίλμ/βίντεο εκπεφρασμένο σε καρέ/πλαίσια (4/5) σε κλάσμα ταχυτήτων καρέ/πεδίων (4/10, αφού κάθε πλαίσιο βίντεο έχει δύο πεδία) πράγμα που σημαίνει, ότι για κάθε τέσσερα καρέ φιλμ που αντιστοιχίζονται θεωρητικά σε οκτώ πεδία βίντεο πρέπει να "επινοήσουμε" 2 ακόμη πεδία για να έχουμε την αναλογία μας. Αυτό μπορούμε να το επιτύχουμε προσθέτοντας -κατά την σάρωση- το αντίγραφο ενός πεδίου στο ζεύγος πεδίων κάθε δεύτερου πλαισίου. Επειδή η διαδικασία περιγράφεται δύσκολα με λόγια, δείτε το σχήμα αλλά σκεφτείτε το και ως εξής: Αφού κάθε καρέ αντιστοιχεί σε δύο πεδία, τα τέσσερα καρέ αντιστοιχουν στην ακολουθία: 2-2-2-2 (τέσσερα καρέ, οκτώ πεδία). Με την διαδικασία πρόσθεσης πεδίων, η ακολουθία μας γίνεται: 3-2-3-2 (προσθέσαμε ένα πεδίο στην σάρωση του πρώτου και του τρίτου καρέ, σύνολο δέκα πεδία, όπως θέλαμε!). Ξανασκεφτείτε την όλη διαδικασία: Επιβράδυνση του film και στην συνέχεια δημιουργία ακολουθίας 3-2. Αυτή είναι η διαδικασία Pulldown 3:2, ή 2:3 ή (πιο σωστά 3-2). Για ιστορικούς -πάντως- λόγους σημειώστε ότι σύμφωνα με ορισμένες πηγές, το "Pulldown" δεν αναφέρεται στην καθυστέρηση, αλλά στον μηχανισμό αρπάγης που προωθεί το φίλμ και ονομάζεται pulldown claw. Αυτό εξηγεί και την ύπαρξη διαδικασίας Pulldown 2:2 όταν στην πραγματικότητα έχουμε επιτάχυνση και όχι επιβράδυνση, στο telecine για βίντεο PAL.

Telecine με Pulldown 3:2: Από κάθε καρέ φίλμ δημιουργείται ένα πλαίσιο βίντεο, μοιρασμένο σε δύο πεδία από τα οποία το ένα περιλαμβάνει τις περιττές γραμμές σάρωσης (κυανό) και το αλλο τις άρτιες γραμμές σάρωσης (ματζέντα). Για τον σωστό συγχρονισμό απαιτούνται δέκα πεδία βίντεο NTSC για τέσσερα καρέ φιλμ, οπότε επαναλαμβάνεται το πεδίο των περριτών γραμμών σε μία ακολουθία 3-2.

Στο σύστημα PAL: Τα πράγματα είναι πιο απλά. Αυτό που συνήθως γίνεται είναι να επιταχυνθεί ελαφρώς το φίλμ, από τα 24fps στα 25fps (δηλαδή κατά 4% περίπου) κάτι που δεν γίνεται αισθητό από τους θεατές, αλλά γίνεται αισθητό απο τους ακροατές! Η τονικότητα του ήχου αλλοιώνεται κατά περίπου ένα ημιτόνιο και απαιτείται επεξεργασία του soundtrack με pitch shifter για να επανέλθουν οι φωνές στις κανονικές τους χροιές μία διαδικασία σχετικώς απλή. H ανάγκη για δύο πεδία ανά πλαίσιο υπάρχει και στην περίπτωση του τελεσινέ για PAL και για λόγους ομοιογένειας η διαδικασία ονομάζεται Pulldown 2:2.

Τelecine με Pulldown 2:2: Από κάθε καρέ φίλμ δημιουργείται ένα πλαίσιο βίντεο, μοιρασμένο σε δύο πεδία από τα οποία το ένα περιλαμβάνει τις περιττές γραμμές σάρωσης (κυανό) και το αλλο τις άρτιες γραμμές σάρωσης (ματζέντα). Για τον σωστό συγχρονισμό απαιτούνται οκτώ πεδία βίντεο PAL για τέσσερα καρέ φιλμ, οπότε δεν είναι απαραίτητη η προσθήκη πεδίου. Συμβατικά, ονομάζουμε την τεχνική Pulldown 2:2.

Kλείνοντας αυτή την ενότητα είναι σημαντικό να συνοψίσουμε τα εξής: Οι τεχνικές Anamorphic, Pan&Scan, LetterBox που αφορούν στις αναλογίες του κάδρου και Pulldown 3:2 και Pulldown 2:2 που αφορούν στον συγχρονισμό φίλμ και βίντεο αναφέρονται στο τελεσινέ! Δεν αποτελούν ιδιότητες του δίσκου ή του DVD-Video player, παρά μόνο στο βαθμό που το τελευταίο τις υποστηρίζει (και το πρώτο τις περιλαμβάνει). Επίσης, καλό είναι να έχετε υπ' όψιν σας ότι στην περίπτωση των codecs MPEG-2 και κατ΄επέκτασην των DVD, η εικόνα αποθηκεύεται συνήθως σε καρέ (progressively) και όχι σε πεδία (interlaced). Κατά το coding, στο σήμα εισάγονται οδηγίες όχι μόνο για την δημιουργία των πεδίων από το ίδιο το player σε πραγματικό χρόνο, αλλά και για την διαχείριση των πεδίων αυτών σύμφωνα με την τεχνική Pulldown που έχει χρησιμοποιηθεί. Oταν ο κατασκευαστής ενός player αναφέρει ότι το προιόν του υποστηρίζει Pulldown 3:2 εννοεί, ότι είναι αρκετά έξυπνο ώστε να αντιληφθεί τα flags που έχει τοποθετήσει ο coder ΜPEG-2 και να δράσει αναλόγως... Το τί σημαίνει αυτό, θα το δούμε σε επόμενη σελίδα. Αυτό που προέχει είναι το τί ακριβώς γίνεται στο σήμα αφού εξέλθει, ως RGB από το τελεσινέ...