Мультимедиа

Мультимедиа технологии
Лектор: Пальмов С.В.
IV курс. II семестр. ИСТ-72. 2011
Содержание:
Мультимедиа ........................................................................................................................................................... 2
История мультимедиа ......................................................................................................................................... 2
Мультимедиа ресурсы ........................................................................................................................................ 3
Видео ........................................................................................................................................................................ 5
Характеристики видеосигнала .......................................................................................................................... 5
3D.............................................................................................................................................................................. 6
Стереокино .......................................................................................................................................................... 7
История ............................................................................................................................................................ 7
Поляризационный метод ................................................................................................................................ 8
IMAX 3D .......................................................................................................................................................... 9
Аналоговое и цифровое телевидение. ................................................................................................................ 10
Устройство ТВ сигнала ..................................................................................................................................... 10
Системы цифрового телевидения.................................................................................................................... 11
NTSC .............................................................................................................................................................. 11
PAL ................................................................................................................................................................. 12
SECAM ........................................................................................................................................................... 12
Сравнение систем SECAM, NTSC И PAL .................................................................................................. 13
Цифровое телевидение ......................................................................................................................................... 15
История развития .............................................................................................................................................. 15
Стандарты цифрового телевидения ................................................................................................................ 16
Видеостандарты .................................................................................................................................................... 16
MPEG-1 .............................................................................................................................................................. 17
MPEG-2 .............................................................................................................................................................. 18
MPEG-4 .............................................................................................................................................................. 19
AAC .................................................................................................................................................................... 21
Стандарты серии H ........................................................................................................................................... 22
H.261............................................................................................................................................................... 22
H.263............................................................................................................................................................... 22
MPEG-7 и MPEG-21 ......................................................................................................................................... 23
ASF ..................................................................................................................................................................... 23
AVI ...................................................................................................................................................................... 23
3GP ..................................................................................................................................................................... 23
Matroska ............................................................................................................................................................. 24
Типы экранов ......................................................................................................................................................... 25
Жидкие кристаллы ............................................................................................................................................ 25
Принцип работы ЖК экранов ...................................................................................................................... 25
Виды матриц .................................................................................................................................................. 26
Параметры ЖК экранов ............................................................................................................................... 29
LED LCD ............................................................................................................................................................ 29
OLED .................................................................................................................................................................. 30
Плазма ................................................................................................................................................................ 32
Электронная бумага .......................................................................................................................................... 33
IMOD .................................................................................................................................................................. 35
Оптические диски. ................................................................................................................................................ 35
DVD .................................................................................................................................................................... 35
BD ....................................................................................................................................................................... 36
www.studforum.ru
UksusoFF
Мультимедиа
История мультимедиа
Мультимедиа – это:
1. Сочетание двух или более коммуникационных каналов. (Burger, Desktop Multimedia Bible, 1993);
2. Одновременное использование, вовлечение нескольких коммуникационных каналов и
оперирование ими. (Merriam-Webster Collegiate Dictionary, 1996).
Мультимедиа – любая компьютерная электронная система, позволяющая пользователю осуществлять
контроль, обработку и интеграцию различных типов медиа-контента, включая текст, звук, видео,
компьютерную графику и анимацию. Интерактивные технологии мультимедиа интегрируют компьютер,
хранилища данных, цифровую (двоичную) информацию, телефон, телевизор и другие информационные
технологии.
Таким образом, мультимедиа представляются интеграционной системой, осуществляющей на уровне
синтеза или частичной взаимосвязи интерактивное взаимодействие различного медиа-контента на основе
единого технологического устройства (или наоборот – взаимодействие ряда технологических устройств с
целью создания и доставки унифицированного контента).
Отличительные особенности мультимедиа:
- стратификация (имеется в виду, что пользователь может получить доступ не только к большому
количеству информации по интересующей проблеме, но и интерпретировать данные разного формата:
тексты, графики, иллюстрации, фото, видео и т.д.; таким образом, анализ информации оказывается понастоящему разнообразным);
- модульность (подразумевается, что база данных по определенной проблеме не существует в какой-либо
фиксированной совокупности, а, в зависимости от области интересов пользователя, осуществляющего
поиск, может аккумулироваться по частям – модулям, которые, в свою очередь, могут быть составлены в
единую информационную картину в удобной форме и последовательности);
- манипулятивность (позволяет пользователю неограниченно варьировать информацию и её
составляющие).
Процессы мультимедиа
Согласно Пэкеру и Джордану, технологии мультимедиа определяются пятью основными
одновременными процессами:
- интеграцией, предполагающей соединение технологий и искусства в некую гибридную форму
выражения и представления информации;
- интерактивностью, позволяющей пользователю непосредственно управлять информационными
потоками и медиа-содержанием;
Причем контроль и управление со стороны пользователя могут осуществляться на трех основных
уровнях:
 линейном, при котором пользователь контролирует только скорость – и гораздо в меньше степени
последовательность представления информации (например, просмотр DVD);
 разветвленном – когда у пользователя появляется возможность контролировать
последовательность и управлять информационными потоками на основе изначально заданного
набора контрольных функций, «ассортимента» (например, просмотр видео по запросу или
многоканального цифрового ТВ);
 гипермедийном – когда пользователь получает доступ к неограниченному количеству информации,
научившись управлять которой, он сможет практически в полном объеме регулировать скорость,
последовательность и наполняемость предлагаемого или обрабатываемого им контента (например,
-2-
www.studforum.ru
UksusoFF
поиск и анализ информации в сети Интернет).
- гипермедийностью, в основе которой лежит соединение различных фрагментов медиа-сферы в единое
ассоциативно-информационное целое;
- погружением, обуславливающим природу взаимодействия медиа-канала и пользователя (аудитории),
который становится частью синхронной, творчески развивающейся трехмерной информационной среды;
Среди основных задач погружения в виртуальную реальность целесообразно выделить две:
 заставить людей взаимодействовать и осуществлять коммуникацию в многопользовательской
сетевой среде независимо от их географического местоположения;
 погрузить их во многоуровневое информационное пространство, внутри которого возможны
поиск, генерация и обработка сырых данных с целью применения их в процессе решения
нетривиальных вопросов и проблем (процессы, получившие в современном технологическом
языке определения text mining и data mining).
- повествовательным началом, которое соединяет в себе эстетическую и формализующую стратегии,
основывающиеся на синтезе четырех предыдущих процессов и являющие своим результатом
многоуровневые нелинейные формы представления информации в виде сюжетного целого.
Мультимедиа ресурсы
Мультимедийное электронное издание (информационный ресурс) – электронное издание, в котором
информация различной природы присутствует равноправно и взаимосвязано для решения определенных
разработчиком задач, причем эта взаимосвязь обеспечена соответствующими программными средствами.
Классификация информационных ресурсов.
Согласно ГОСТу 7.83, различаются следующие основные классы информационных ресурсов
(электронных документов, прошедших редакционную обработку и предназначенных для
распространения), выделяемые по различным основаниям:
– по наличию неэлектронного аналога:
электронный аналог традиционного документа,
самостоятельное электронное издание;
– по природе данных:
текстовое электронное издание,
изобразительное электронное издание (включая факсимиле),
звуковое электронное издание,
программный продукт,
мультимедийное издание;
– по общественному назначению:
официальное электронное издание,
научное электронное издание,
научно-популярное электронное издание,
производственно-практическое электронное издание,
нормативное производственно-практическое электронное издание,
учебное электронное издание,
массово-политическое электронное издание,
справочное электронное издание,
электронное издание для досуга,
рекламное электронное издание,
художественное электронное издание;
– по технологии распространения:
локальное электронное издание,
сетевое электронное издание,
электронное издание комбинированного распространения;
-3-
www.studforum.ru
UksusoFF
– по характеру взаимодействия с пользователем
детерминированное электронное издание,
интерактивное электронное издание;
– по периодичности:
непериодическое электронное издание,
сериальное электронное издание,
периодическое электронное издание,
продолжающееся электронное издание,
обновляемое электронное издание;
– по структуре:
однотомное электронное издание,
многотомное электронное издание,
электронная серия.
Базовым набором признаков, существенных для большинства задач, и классификации ресурсов, считают:
 содержание: например, информация общественно-политическая, правовая, персональные данные и
проч.;
 источник ИР: например, официальная информация, опубликованная и проч.;
 принадлежность ИР к определенной организационной или информационной системе: например,
ресурсы архивные, библиотечные, музейные, НТИ и др.;
 форму собственности ИР: государственная (федеральная, субъекта федерации), муниципальная,
собственность общественных организаций, акционерная, частная, а также указание на владельца;
 характер использования ИР (назначение), например, ИР массовые, межведомственные,
ведомственные, региональные, внутрифирменные, личные и др.;
 объем информационного массива (выраженный в сопоставимых единицах измерения);
 открытость информации: открытая, секретная, конфиденциальная;
 форму представления информации: текстовая, цифровая, графическая, мультимедийная и др.;
 носитель ИР: электронный, бумажный и др.;
 способ распространения информации: сети (глобальные, локальные), издания и проч.
 естественный язык, на котором представлена информация.
-4-
www.studforum.ru
UksusoFF
Видео
Видео (от лат. video – дословно «вижу») – под этим термином понимают широкий спектр технологий
записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального и аудиовизуального материала.
Характеристики видеосигнала
Количество (частота) кадров в секунду (fps – frame per second) – это число неподвижных изображений,
сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на
экране (Гц).
Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным – примерно 16
кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека). В традиционном плёночном
кинематографе используется частота 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SECAM
используют 25 кадров в секунду, а система NTSC использует 30 кадров в секунду (точнее 29,97 fps).
Развёртка видеоматериала может быть прогрессивной (построчной) или чересстрочной.
При прогрессивной развёртке все горизонтальные линии (строки) изображения отображаются
поочередно одна за другой.
А вот при чересстрочной развёртке показываются попеременено то все чётные, то все нечётные строки.
Разрешение – величина, определяющая количество точек на единицу площади (или единицу длины),
может выражаться в виде двух целых чисел, определяющих размеры изображения в пикселях по
горизонтали и вертикали
Соотношение сторон экрана – соотношение ширины и высоты кадра (англ. aspect ratio).
Наиболее распространённые соотношения:
1,333:1 = 4:3; 1,37:1 = 11:8; 1,43:1 – Формат IMAX (70-мм); 1,667 – 1,85:1; 1,778:1 = 16:9; 2,2:1; 2,55
(2,35):1; 2,39 (2,40):1 = 21,5/9; 2,6:1; 2,71:1.
Ширина (иначе говорят скорость) видеопотока или битрейт (англ. bit rate) – это количество
обрабатываемых бит видеоинформации за секунду времени (измеряется «бит/с» – бит в секунду, или
чаще «Мбит/с» – мегабит в секунду; в английском обозначении «bit/s» и «Mbit/s» соответственно).
Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала описывается цветовыми моделями. Для
стандарта PAL применяется цветовая модель YUV, для SECAM модель YDbDr, для NTSC модель YIQ, в
компьютерной технике применяется в основном RGB, реже HSV, а в печатной технике CMYK.
-5-
www.studforum.ru
UksusoFF
3D
Разрешение 3D.
Воксел (англ. Voxel – образовано из слов: объёмный (англ. volumetric) и пиксел (англ. pixel)) – элемент
объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве.
Докселы – это вокселы, изменяющиеся во времени. Как ряд картинок составляет анимацию, так и ряд
воксельных моделей во времени могут составлять трёхмерную анимацию.
Типы 3D экранов.
Объемные дисплеи можно разделить на два вида:
 Static-Volume 3D-Laser Display
Пульсирующий лазер выдает ~100 импульсов в секунду, при этом длительность импульса ~1
наносекунда.
 Swept-Volume Display – его работа основывается на инертности зрительного восприятия человека.
Изображение формируется из упорядоченных во времени отдельных объектов. Существуют
различные методы получения трехмерных изображений.
Например, посредством компьютера трехмерная сцена разделяется на последовательность слоев,
после чего эти элементы проецируются (отображаются, переносятся) на постоянно вращающуюся
поверхность. Изображение на этой двухмерной поверхности изменяется при изменении её положения
в пространстве. Отражающая поверхность может быть различных типов: отражающей, пропускающей
или комбинируемой.
Еще одним примером может служить система с зеркалом с переменным фокусным расстоянием.
Оба вида формируют трехмерное изображение объекта. Большинство дисплеев являются
автостереоскопическими.
Автостереоскопические 3D-дисплеи воспроизводят трёхмерное изображение без каких-либо
дополнительных аксессуаров для глаз или головы (таких как стереоочки или шлемы виртуальной
реальности).
-6-
www.studforum.ru
UksusoFF
Стереокино
История
Эра стереоскопического кинематографа началась по сути в конце 1890-х годов, когда британский
первопроходец кинематографа Уильям Фриз-Грин подал патентную заявку на метод производства
стерескопического фильма.
Считается, что первым стереофильмом, демонстрировавшимся публично в коммерческом порядке, была
кинолента «Сила Любви», представленная в Ambassador Hotel Theater в Лос-Анджелесе 27 сентября 1922
года.
В декабре 1922 года инженер Лоуренс Хаммонд (изобретатель знаменитого электрооргана) и Уильям
Кэссиди представили публике свою систему Teleview. Teleview представлял собой самый ранний пример
реализации «затворного» метода: два проектора поочерёдно, на высокой скорости транслировали кадры,
предназначенные для левого и правого глаза; встроенные в подлокотники зрительских кресел
синхронизированные визоры открывались и закрывались соответствующим образом, так что,
эксплуатируя инерционность человеческого зрения, создавалась эффектная стереоскопическая иллюзия.
Считается, что «золотой век» стереокинематографа начался в 1952 году, когда свет увидела первая
стереоскопическая цветная кинолента "Bwana Devil", снятая Архом Оболером.
С 2000-х годов начался рост популярности стереофильмов.
Стереоскопические фильмы в России и СССР.
В СССР работы в области стереокино шли с 20-х годов. С середины 30-х годов основные исследования
велись во Всесоюзном научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ).
В 1940 году в Москве, в малом зале кинотеатра «Художественный» состоялся демонстрационный показ
фильма «Выходной день в Москве». Для просмотра использовалось поляризационное разделение
изображений.
Первым стереокинотеатром стал московский кинотеатр «Москва», премьерный показ в котором открылся
в феврале 1941 стереофильмом «Концерт» (режиссёр Александр Андриевский, оператор Дмитрий
Суренский). Смотреть фильмы можно было без очков, благодаря использованию специального экрана с
щелевым растром.
В 1963 году в связи с распространением широкоформатных фильмов в НИКФИ была разработана система
«СТЕРЕО 70», гораздо позднее (в 1990 году) удостоенная награды «Оскар» в номинации «За техническое
достижение».
-7-
www.studforum.ru
UksusoFF
Поляризационный метод
3D-видеосъемка – процесс, который осуществляется специализированным видеооборудованием с целью
создания стереопары.
Стереопара – пара плоских изображений одного и того же объекта (сюжета), имеющая различия между
изображениями, призванные создать эффект объёма. Эффект возникает в силу того, что расположенные
на разном удалении от наблюдателя части сюжета при просмотре с разных точек (соответствующих
правому и левому глазу) имеют различное угловое смещение (параллакс).
При рассматривании стереопары таким образом, чтобы каждый глаз воспринимал только изображение,
предназначенное для него, создаётся иллюзия наблюдения объёмной картины.
Кадры стереопары могут размещаться как на двух, так и на одной (могут располагаться горизонтально
или вертикально) пленке.
Анаглиф – метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений при помощи
цветового кодирования изображений, предназначенных для левого и правого глаза.
При использовании линейной поляризации два изображения накладываются друг на друга на один и
тот же экран через ортогональные (расположенные под углом 90 градусов друг к другу) поляризационные
фильтры в проекторах. При этом необходимо использование специального посеребрённого экрана,
который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости (поскольку на экран
падает только 0,71 света излученного каждым проектором.
Зритель надевает очки, в которые также встроены ортогональные поляризационные фильтры; таким
образом каждый фильтр пропускает только ту часть световых волн, чья поляризация соответствует
поляризации фильтра, и блокирует ортогонально поляризованный свет.
Линейно поляризованные очки требуют, чтобы зритель держал голову на одном уровне, не наклоняя её,
иначе эффект теряется.
Пример технологии, использующей линейную поляризацию – IMAX 3D.
При использовании круговой поляризации два изображения так же накладываются друг на друга через
фильтры с противоположно направленной поляризацией. В очки, предназначенные для зрителя, встроены
«анализирующие» фильтры (с противоположно направленной поляризацией). В отличие от линейной
поляризации, если зритель наклоняет голову, разделение левого и правого изображений сохраняется, а
соответственно сохраняется и иллюзия стереоизображения.
-8-
www.studforum.ru
UksusoFF
IMAX 3D
IMAX (англ. Image Maximum – «максимальное изображение») – формат фильмов и кинотеатров,
разработанный канадской компанией IMAX.
Существует так же разновидность технологии IMAX – IMAX DOME (изначально называлась
OMNIMAX), предназначена для проекции изображения на куполообразный экран. Фильмы также могут
демонстрироваться в 3D с помощью технологии IMAX 3D.
Технология IMAX была разработана четырьмя канадцами: Граемом Фергюсоном, Романом Койтором,
Робертом Керром и Уильямом Шоу. Во время выставки Экспо-67 в Монреале с их мультипроекторной
системой с гигантским экраном сложился ряд проблем, что подтолкнуло их к созданию одного
стереоскопического проектора взамен прежней сложной и громоздкой аппаратуры. Первый IMAX-фильм
«Ребёнок тигра» был показан на Expo 1970 в Осаке, Япония. А первый кинотеатр IMAX «Киносфера»
был открыт в 1971 году в Торонто и продолжает работать до сих пор.
Первый кинотеатр IMAX DOME был открыт в Сан-Диего в 1973 году. Первый IMAX 3D кинотеатр был
построен в Ванкувере к Экспо-86.
-9-
www.studforum.ru
UksusoFF
Аналоговое и цифровое телевидение.
Устройство ТВ сигнала
Известно, что человеческий глаз воспринимает как единое целое красную (Red), зеленую (Green) и
синюю (Blue) части видимого спектра. Таким образом, цветовое восприятие человека
трехкомпонентное.
Конечно, мы воспринимаем больше цветовых оттенков – считается, что 16 миллионов – но для нас, в силу
особенностей цветового восприятия, все они сводятся к комбинациям этих трех “главных” цветов (в
теории цвета их называют опорными). Исходя из этого, все телевизионные камеры и другие
технические датчики цветных изображений формируют три сигнала – R, G, B.
В то же время для телепереноса цветного изображения через эфир технически эффективнее кодировать
цвет иным образом. Дело в том, что глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков
цвета, чем к изменениям яркости. Поэтому цветовая информация может передаваться с меньшей
пространственной четкостью (разрешением). В результате исходные RGB-видеосигналы в телевидении
перед передачей преобразуют (кодируют) в сигнал яркости Y и два цветоразностных сигнала U и V:
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B,
U = R – Y,
V = B – Y.
Что касается цветовых сигналов U и V, то они добавляются к яркостному сигналу путем модуляции
специального гармонического сигнала (цветовой поднесущей) на частоте, лежащей в пределах спектра
сигнала Y.
1 – яркостная несущая, 2, цветовая несущая, 3 – звуковая несущая, 4 – звуковой сигнал, 5 – яркостной
сигнал, 6 – сигнал цветности.
В результате полосы яркостного сигнала и полного видеосигнала совпадают. Модуляция может
осуществляться по амплитуде, фазе или частоте согласно U- и V- значениям.
Модуляция (лат. modulatio – мерность, размерность) – процесс изменения одного или нескольких
параметров высокочастотного несущего колебания под воздействием низкочастотного управляющего
сигнала. В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область
высоких частот, где передача сигнала посредством излучения более эффективна.
Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале, а роль переносчика информации выполняет
высокочастотное колебание, называемое несущим.
- 10 -
www.studforum.ru
UksusoFF
В качестве несущей могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные
и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из
параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая
и др.).
Если для модуляции используется дискретный сигнал, то это цифровая модуляция.
При приеме в цветном телевизоре осуществляется обратный процесс восстановления (декодирования):
R = Y + U,
B = Y + V,
G = Y – 0.509U – 0.194V.
Системы цифрового телевидения
Появление каждой новой системы цветности в мире сопровождалось шутливыми комментариями
«общественности». Приведем наиболее известные, касающиеся расшифровки аббревиатур-названий
систем:
NTSC – англ. Never Twice the Same Color (никогда дважды не повторяющийся цвет) – намёк на искажения
цветопередачи вследствие особенностей кодирования цветовой составляющей сигнала;
SECAM – System Essentially Contrary to the American Method (система, противоположная по сути
американскому методу);
PAL – Picture At Last (наконец-то картинка), Pay for Added Luxury (плати за дополнительную роскошь).
NTSC
NTSC (от англ. National Television Standards Committee – Национальный комитет по телевизионным
стандартам) – система аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года
впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы.
Характеристики NTSC.
Будем рассматривать систему NTSC, применяемую в США, так называемый «базовый» NTSC M:
 частота смены полей (полукадров) – 60 Гц (точнее 59,940 059 94 Гц);
 количество строк (разрешение) – 525, из них образующих видимый растр – 486;
 частота поднесущей – 3 579 545,5 Гц;
 количество кадров в секунду – 29,970;
 развертка луча чересстрочная (интерлейсинг);
 звуковая несущая – 4,5 МГц;
 цветовая несущая – 3,58 МГц;
 полоса частот видеосигнала – 4,5 МГц.
Типы NTSC.
Помимо так называемого «базового» NTSC M, существуют еще три варианта этой системы:
 NTSC 4,43 используется в мультистандартных VHS-видеомагнитофонах. Временные параметры
видеосигнала такие же, как в базовом NTSC M. Разница в том, что цветовое кодирование и
декодирование производится в «PAL-формате», т.е. частота цветовой поднесущей такая же, как в
PAL (4,43 МГц).
 NTSC-J. Этот вариант используется в Японии (Japan). Отличается от базового NTSC M
отсутствием подпорки гасящих интервалов в активной части строки. Соответственно амплитуда
его составляет 0,714 В вместо принятого в NTSC 1 В (впрочем как в PAL и SECAM).
 Третий, названный «noninterlaced NTSC».
- 11 -
www.studforum.ru
UksusoFF
PAL
PAL (англ. Phase-alternating line – фазо-переменная линия) – система аналогового цветного телевидения,
разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как
стандарт телевизионного вещания в 1967 году.
Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной
модуляции (разновидность амплитудной модуляции), типичная частота поднесущей – 4433618,75 Гц (4,43
МГц). При этом «красный» цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы на
180 градусов. Для устранения фазовой ошибки декодер PAL складывает текущую строку и предыдущую
из памяти, благодаря чему полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC).
Система PAL является основной системой цветного телевидения в Европе (кроме Франции, России,
Белоруссии и Украины), Азии, Австралии и ряде стран Африки и Южной Америки.
Характеристики PAL B.
 частота смены полей (полукадров) – 50 Гц;
 количество строк (разрешение) – 525, из них образующих видимый растр – 625;
 количество кадров в секунду – 25;
 развертка луча чересстрочная (интерлейсинг);
 звуковая несущая – 5,5 МГц;
 цветовая несущая – 4,43 МГц;
 полоса частот видеосигнала – 5,0 МГц.
SECAM
SECAM (от фр. Sequentiel couleur avec memoire, позднее Sequentiel couleur a memoire – последовательный
цвет с памятью) – система аналогового цветного телевидения, впервые применённая во Франции.
Исторически, она является первым европейским стандартом цветного телевидения.
История
1956 год – начало разработки стандарта во Франции
1961 год – разработана первая версия стандарта SECAM I, в этой версии цветовые поднесущие
передавались на одной частоте
1965 год – SECAM III (он же SECAM Optimised) представлена на ассамблее CCIR (Международный
консультативный комитет по радио). Это и есть используемый в настоящее время стандарт SECAM («III»
больше не указывается). В этом же году в СССР разработан и запатентован собственный улучшенный
стандарт НИИР (он же SECAM-IV, он же NIR или NIIR).
1967 год – началось цветное телевизионное вещание в стандарте SECAM (SECAM-III) во Франции и
СССР.
Характеристики такие же как у PAL.
Система SECAM в настоящее время является основной системой цветного аналогового телевидения в
России и Франции. Кроме России и Франции она также применяется в ряде стран, Монако, Люксембурге,
Иране и бывших французских колониях и заморских владениях, странах СЭВ. С падением СССР в
Восточной Европе система SECAM была постепенно вытеснена системой PAL.
- 12 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Сравнение систем SECAM, NTSC И PAL
При сравнении систем цветного телевидения обычно учитывают следующие качественные и техникоэкономические показатели.
1. Чувствительность к искажениям
2. Качество цветного изображения
3. Совместимость с черно-белым ТВ
4. Оценка особенностей систем
5. Возможность и особенности видеозаписи
Исходя из этих показателей, сравним кратко существующие системы.
1. Неравномерность частотных и фазовых характеристик тракта передачи в той области частот, где
расположены составляющие спектра сигнала цветности, приводит в системе NTSC к искажению
изображения. Эти искажения проявляются на экране в виде окантовок на границах участков, резко
отличающихся по цвету. Такие цветные окантовки становятся заметными уже при небольших частотных
искажениях, притом что эти искажения намного меньше допустимых в черно-белом телевидении. По этой
причине к частотным и фазовым характеристикам различных элементов аппаратуры в системе NTSC
предъявляются весьма жесткие требования. Сказанное в полной мере относится также к системе PAL.
Применение в системе SECAM частотной модуляции для передачи цветных сигналов позволяет не
предъявлять к равномерности частотных характеристик более жестких требований, чем для систем
черно-белого телевидения.
2. Оценивая системы цветного телевидения с точки зрения качества изображения, необходимо учитывать
два обстоятельства. С одной стороны, можно сравнивать качество изображения, получаемое на
телевизионных приемниках разных систем при идеальных условиях передачи и приема сигнала. С другой
стороны, можно проводить оценку, сравнивая изображения при реальных условиях передачи, когда в
тракте передачи возникают искажения сигнала, и когда ТВ-приемник настраивается телезрителем, не
имеющим специального радиотехнического образования.
Если подходить к оценке с позиций идеального сигнала, то потенциально самое высокое качество
изображения обеспечивает NTSC. При этом ее основным минусом остается сниженное вертикальное
разрешение (всего 525 строк) и неприспособленность передачи на большие расстояния и по
радиорелейным линиям.
В реальных же условиях телеприема, когда эфир изобилует помехами, а удаленность телецентра только
способствует росту шумов, приоритет будет в пользу SECAM – в силу того, что цветовые сигналы
передаются поочередно в разное время, перекрестные искажения почти отсутствуют.
3. Сигналы цветности образуют на экране черно-белого приемника помеху в виде мелкой cетки. В NTSC
менее всего заметно ее мешающее действие, т.к. при передаче черно-белых участков изображения в NTSC
сигналы цветности отсутствуют вообще. В SECAM и PAL для подавления мешающего действия сигналов
цветности используются дополнительные устройства.
4. Далее на примере преимуществ и недостатков расскажем о технических особенностях стандартов.
NTSC
Преимущества
Более высокая частота кадров – использование частоты кадров 30 Гц (в действительности 29,97 Гц)
приводит к уменьшению заметности мерцания изображения.
Высокая точность редактирования цвета – возможно редактировать любые 4 поля без оказывания влияния
на цвет.
Менее заметны шумы на изображении – достигается лучшее отношение сигнал/шум, чем в PAL/625.
Недостатки
Меньшее число строк развертки – сниженная вертикальная четкость, более заметна строчная структура на
экранах с большой диагональю.
- 13 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Более выраженные муар, точечная интерференция и перекрестные искажения –это происходит из-за
большей вероятности взаимодействия с монохромным сигналом изображения на более низкой частоте
поднесущей.
Изменение оттенка – вариации фазы цветовой поднесущей вызывают сдвиги в отображении цветов,
заставляя оснащать приемники регулировкой оттенка (Tint). Многие NTSC-телевизоры имеют цепи
автоматической регулировки оттенка. Но уменьшая его флуктуации, они приводят все цвета, слагающие
телесный цвет, к некому стандартному значению. При этом некоторая часть цветового диапазона не
может быть правильно отображена. Топовые модели, как правило, имеют возможность отключения этих
цепей, более дешевые – нет.
Более низкая по отношению к PAL контрастность – значение гамма-коррекции составляет 2,2, в то время
как в PAL/625 оно равно 2,8.
PAL
Преимущества
Более детальная картинка – большее число строк развертки, а также более широкая полоса сигнала
яркости.
Устойчивость оттенков – благодаря инверсии фазы поднесущей на каждой последующей строке, любое
фазовое искажение будет подавлено.
Более высокий уровень контраста – значение гамма-коррекции 2,8 против 2,2 в NTSC/525.
Недостатки
Более заметное мерцание – более низкая частота кадров (25 кадров/сек.)
Более заметны шумы – требование более высокой частоты поднесущей приводит к ухудшению
отношения сигнал/шум в PAL/625 по сравнению с NTSC/525.
Потеря точности редактирования цвета – из-за чередования фазы цветового сигнала редактирование
может быть осуществлено с точностью ±4 кадра (8 полей).
Снижение цветовой насыщенности при неизменном оттенке – точность цветов достигается посредством
потери информации о разности фаз сигналов оттенка и насыщенности (к счастью, глаз менее
восприимчив к изменениям насыщенности по сравнению с изменением оттенка, так что это – меньшее из
двух зол).
SECAM
Преимущества
Устойчивость оттенка и постоянство насыщенности.
Большее вертикальное разрешение – в SECAM используется более высокое число строк развертки, чем в
NTSC/525.
Недостатки
Более заметно мерцание – см. PAL/625.
Невозможно смешивание двух синхронных сигналов цвета SECAM – большинство ТВ-студий в SECAMстранах работают в PAL и переводят передачи в SECAM лишь для вещания. Кроме того, продвинутое
домашнее оборудование S-VHS, Hi8 записывает в PAL и только при проигрывании транскодирует в
SECAM.
Регулярные шумовые структуры на изображении (сеточка и др.) – частотная модуляция приводит к
появлению регулярных шумовых структур даже на нецветных объектах.
Сниженное качество монохромного сигнала – т.к. одна из цветовых поднесущих имеет частоту 4,25 МГц,
полоса меньшей ширины может быть использована для монохромного сигнала.
Несовместимость между различными версиями SECAM – некоторые из вариантов SECAM (эфир и
видео) несовместимы друг с другом. Например, между оригинальной французской версией SECAM и так
называемым Middle East SECAM. В описании на видеомагнитофон вы найдете упоминание об этом.
5. Эти стандарты между собой не совместимы, поэтому для просмотра изображения (например в PAL) на
телевизоре поддерживающем только SECAM необходимо перекодирование.
- 14 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Цифровое телевидение
Цифровое телевидение (от англ. Digital Television, DTV) – передача видео- и аудиосигнала от
транслятора к телевизору, использующая цифровую модуляцию и сжатие для передачи данных. Основой
современного цифрового телевидения является стандарт сжатия MPEG.
ISO – Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization) –
международная организация, занимающаяся выпуском стандартов.
IEC – Международная электротехническая комиссия (МЭК; англ. International Electrotechnical
Commission) – международная некоммерческая организация по стандартизации в области электрических,
электронных и смежных технологий. Некоторые из стандартов МЭК разрабатываются совместно с
Международной организацией по стандартизации (ISO).
ITU – Международный союз электросвязи (МСЭ, англ. International Telecommunication Union) –
международная организация, определяющая рекомендации в области телекоммуникаций и радио, а также
регулирующая вопросы международного использования радиочастот (распределение радиочастот по
назначениям и по странам). Является специализированным учреждением ООН.
История развития
Историю развития цифрового телевидения можно условно разбить на несколько этапов, каждый из
которых характеризуется научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами,
экспериментальными устройствами и системами, а также соответствующими стандартами.
Первый этап
Первый этап истории цифрового телевидения характеризуется использованием цифровой техники в
отдельных частях ТВ систем при сохранении аналоговых каналов связи. На данном этапе всё студийное
оборудование переводится на цифровой сигнал, обработку и хранение которого, в пределах телецентра,
осуществляют цифровыми средствами. На выходе из телецентра телевизионный сигнал преобразуется в
аналоговую форму и передаётся по обычным каналам связи.
Также на данном этапе характерно введение цифровых блоков в ТВ приёмники с целью повышения
качества изображения и звука, а также расширения функциональных возможностей.
Второй этап
Второй этап развития цифрового телевидения – создание гибридных аналого-цифровых ТВ систем с
параметрами, отличающимися от принятых в обычных стандартах телевидения. Можно выделить два
основных направления изменения телевизионного стандарта: переход от одновременной передачи
яркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передаче и увеличение количества строк
в кадре и элементов изображения в строке. Реализация второго направления связана с необходимостью
сжатия спектра ТВ сигналов для обеспечения возможности их передачи по каналам связи с приемлемой
полосой частот.
Особенности гибридных систем:
 последовательная передача яркостного и цветоразностного сигналов;
 увеличение количества строк в кадре и элементов изображения.
Примеры гибридных ТВ систем:
 Японская система телевидения высокой чёткости MUSE;
 Западно-европейские системы семейства MAC.
Третий этап
Третий этап развития цифрового телевидения – создание полностью цифровых телевизионных систем.
- 15 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Стандарты цифрового телевидения
В настоящее время существуют следующие основные стандарты:
 DVB – европейский стандарт цифрового телевидения.
Подвиды:
o DVB-S – Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной
информации через ИСЗ.
o DVB-S2 – То же, что DVB-S, с возможностью использовать дополнительные типы
модуляции с увеличением пропускной способности канала связи в несколько раз, а также
иными усовершенствованиями.
o DVB-SH – Спутниковое/наземное вещание, с возможностью мобильного приёма.
Возможность совместного использования спутниковых и наземных систем связи (так
называвемые гибридные сети).
o DVB-C – Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной
информации через кабельные сети.
o DVB-C2 – Цифровое кабельное телевидение «второго поколения»
o DVB-T – Передача компрессированного видео и аудио, а также дополнительной
информации через сети наземного эфирного телевидения (стационарный приём).
o DVB-T2 – То же, что DVB-T, с использованием новых режимов модуляции и канального
кодирования, что увеличивает пропускную способность канала связи по сравнению с DVBT в два раза. Данный стандарт не совместим с DVB-T.
o DVB-H – То же, что DVB-T, только для подвижного приёма.
o DVB-IPDC – Способ представления информации для мобильного телевидения DVB-H (в
общем случае – для передачи по сетям IP).
 ATSC – американский стандарт цифрового телевидения.
 ISDB – японский стандарт цифрового телевидения со встроенными сервисами. Включает в себя
описания цифрового ТВ и цифрового радиовещания. Используется для MPEG2.
Существуют три уровня качества цифрового телевидения:
SDTV (от англ. Standard-Definition Television – стандартное телевидение, иногда также
расшифровывается как Standard Digital Television – стандартное цифровое телевидение) – цифровой
вещательный формат, основанный на цифровом компонентном видеосигнале и сжатии MPEG2. Передача
может быть как в формате 4:3, так и 16:9.
EDTV (от англ. Enhanced-definition television, extended-definition television) – телевидение повышенного
разрешения. Использует прогрессивную развертку.
HDTV (англ. High-Definition Television) – телевидение высокой чёткости или телевидение повышенной
чёткости, телевидение в высоком разрешении – набор стандартов телевизионного вещания повышенного
качества посредством каналов связи (кабельные, спутниковые сети, цифровые носители). Вещает только в
широкоформатном разрешении.
Видеостандарты
Видеоизображение стандарта PAL или SECAM – это последовательность картинок, отображаемая с
частотой 25 кадров в секунду. В одном цифровом кадре содержится 720х576 точек, то есть 414 тыс. 720
элементов (пикселей). Каждая точка может иметь один из 16,7 млн. цветов и занимать 3 байта в
компьютере. Следовательно, один кадр занимает порядка 1,2 Мб. При стандартной частоте получаем
цифру около 30 Мб в секунду, то есть хранение одного лишь часа видео (вместе со звуком) без
компрессии обойдётся в 107 Гб.
Максимально возможное качество сейчас достигается в HDTV, этот формат подразумевает разрешение
- 16 -
www.studforum.ru
UksusoFF
1920х1080 точек, то есть, при прочих равных условиях, серия кадров, рассчитанных на одну секунду, уже
займет 148 Мб (521 Гб в час).
Чтобы избежать подобных объемов хранимого видео и нерационального использования ресурсов
компьютера, а также получить возможность распространения видеосюжетов, были созданы различные
способы сжатия видео.
Контейнер – основополагающий файл, служащий для сохранения в цифровом виде преобразованной
аналоговой информации (т.е. то, что мы видим и слышим в реальной жизни). Как правило, такая
сохраненная аудио и видео информация занимает большой объем, поэтому ее сжимают, используя
различные аудио и видео кодеки. Все служебные для работы с этим файлом, как правило,
устанавливаются вместе с операционной системой.
Структура контейнера:
Кодек – сокращение от английского Coder/Decoder – программа, позволяющая преобразовать записанную
информацию так, чтобы она занимала меньше места. При этом расширение файла может не меняться, т.е.
основная структура контейнера не изменится, изменится представление в нем аудио и видеоданных, но
чтобы воспроизвести такой файл, «зашифрованный» при помощи какого-либо кодека, необходимо, чтобы
он был установлен на компьютере пользователя.
MPEG (англ. Moving Picture Experts Group – русск. Группа экспертов по движущемуся изображению) –
группа специалистов в подчинении ISO, собирающаяся для выработки стандартов сжатия цифрового
видео и аудио. Группа работала в трех направлениях:
 MPEG Video – сжатие видео сигнала;
 MPEG Audio – сжатие аудио сигнала;
 MPEG System – используется для сохранения полученных потоков.
Стандарты MPEG не накладывают жестких ограничений на кодеки и описывают лишь достаточно общие
требования к выходному потоку и алгоритмам кодирования и декодирования. Это позволяет
разработчикам создавать достаточно гибкие алгоритмы.
MPEG-1
Характеристики MPEG-1
Разрешение: 352x240x30, 352x288x25.
Плюсы: сравнительная простота в аппаратной реализации; содержит преобразования, поддерживаемые на
аппаратном уровне большим количеством видеокарт.
Минусы: невысокая степень сжатия; поддержка только прогрессивной развертки.
MPEG-1 состоит из нескольких частей:
- 17 -
www.studforum.ru
UksusoFF
1. синхронизация и мультиплексирование аудио и видео (MPEG-1 Program Stream);
2. кодек для видео с прогрессивной разверткой;
3. кодек для звука;
Стандарт MPEG-1 определяет три уровня сжатия звука:
a. MP1 или MPEG-1 часть 3 уровень 1 (MPEG-1 Audio Layer 1);
b. MP2 или MPEG-1 часть 3 уровень 2 (MPEG-1 Audio Layer 2);
c. MP3 или MPEG-1 часть 3 уровень 3 (MPEG-1 Audio Layer 3).
4. процедуры тестирования производительности;
5. эталонное ПО (Reference software).
MPEG-2
Характеристики MPEG-2
Поток: 9000 Кбит/с (наиболее распространенный), а так же до 40 Мбит/с.
Разрешение: нет ограничений.
Плюсы: поддержка достаточно серьезных звуковых стандартов Dolby Digital 5.1, DTS; высокая
универсальность; сравнительная простота аппаратной реализации; поддерживает прогрессивную и
чересстрочную развертку.
Минусы: недостаточная степень сжатия, недостаточная гибкость.
Стандарт MPEG-2 в основном используется для кодирования видео и аудио при цифровом вещании, а так
же для записи информации на оптический диски (DVD, BD).
MPEG-2 сжатие
Технология сжатия видео в MPEG-2 делится на два этапа:
1. уменьшение избыточности видеоинформации о временном измерении, основывается на похожести
соседних кадров;
2. сжатие отдельных изображений.
MPEG-2 использует четыре типа кадра:
 независимо сжатые кадры (I-кадры);
Обеспечивают возможность произвольного доступа к любому кадру, являясь своеобразными
входными точками в поток данных для декодера. Их частота выбирается в зависимости от требований
на время произвольного доступа и от надежности канала передачи. Соответствующие группы кадров
от одного I-кадра до другого образуют GOP – Group of Pictures – группу кадров.
 кадры, сжатые с использованием предсказания движения в одном направлении (P-кадры);
Используют ссылку на один I или P-кадр, повышая тем самым степень сжатия видеопотока. Частота
использования определяется исходя из аппаратных возможностей и требований к качеству.
 кадры, сжатые с использованием предсказания движения в двух направлениях (B-кадры);
Используют ссылки на кадры находящиеся впереди и позади них, обеспечивают наивысшую степень
сжатия, на них ссылаться нельзя. Частота использования определяется исходя из аппаратных
возможностей и требований к качеству.
 независимо сжатые с большой потерей качества, используются только при быстром поиске (DCкадры).
- 18 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Общая схема кодирования MPEG-2
В целом весь конвейер преобразований можно представить так:
1. подготовка макроблоков;
Для каждого макроблока определяется, каким образом он будет сжат. В I-кадрах все макроблоки
сжимаются независимо. В P-кадрах блок либо сжимается независимо, либо представляет собой
разность с одном из макроблоков в предыдущем опорном кадре, на который ссылается P-кадр.
Макроблок – это группа из четырех соседних блоков в плоскости яркостной компоненты Y (матрица
пикселов 16x16 элементов) и два соответствующих им по расположению блока из плоскостей
цветности U и V.
2. перевод макроблока в цветовое пространство YUV. Получение нужного количества матриц 8х8;
3. для P-блоков и B-блоков производится вычисление разности с соответствующим макроблоком в
опорном кадре;
4. применение дискретного косинус-преобразования;
5. квантование;
6. зигзаг-сканирование;
7. групповое кодирование;
8. кодирование Хаффмана.
При декодировании весь конвейер повторяется для обратных преобразований, начиная с конца.
MPEG-4
MPEG-4 – это международный стандарт, используемый, преимущественно для сжатия цифрового аудио и
видео. Он появился в 1998 году, и включает в себя группу стандартов сжатия аудио и видео и смежные
технологии, одобренные ISO. Изначально разрабатывался как стандарт для работы со сверхнизкими
потоками аудио и видео, но в настоящий момент используется для кодирования видео с самым разным
качеством.
Части стандарта MPEG-4
MPEG-4 состоит из нескольких стандартов, называемых «parts», включая следующие:
(жирным выделены части упомянутые в лекции)

Part 1 (ISO/IEC 14496-1): Systems: Описывает синхронизацию и мультиплексирование видео и
аудио. Например транспортный поток.
 Part 2 (ISO/IEC 14496-2): Visual: Описывает кодеки для видео (видео, статических текстур,
синтетических изображений и т. д.). Один из нескольких «профилей» в Part 2 – это Advanced
Simple Profile (ASP) – наиболее широко используемая часть стандарта MPEG-4.
 Part 3 (ISO/IEC 14496-3): Audio: Набор кодеков для сжатия звука и речи, включая Advanced Audio
Coding (AAC) и несколько инструментов для обработки звука (речи).
Использует звук без сжатия, следовательно обеспечивает максимально качество. Психо-акустические
модели позволяют точно описать, что можно безопасно удалить из исходного сигнала без
значительного ухудшения качества звука. Позволяет значительно снизить размер звукового файла.
Создан в 1997 году институтом Францгофера.
Характеристики:
1. поддержка до 48 каналов;
2. частота дискретизации звука – 8-9,6 кГц;
3. более эффективный и простой банк фильтров;
4. более качественное кодирование частот выше 16 кГц;
5. более гибкий режим кодирования стереосигналов;
6. дополнительные возможности стандарта, повышающие эффективность компрессии;
7. MDCT;
8. TNS.
- 19 -
www.studforum.ru
UksusoFF

Part 4 (ISO/IEC 14496-4): Conformance: Описывает процедуру тестирования на совместимость
частей стандарта.
 Part 5 (ISO/IEC 14496-5): Reference Software: Содержит программы (software) для демонстрации и
более ясного описания других частей стандарта.
 Part 6 (ISO/IEC 14496-6): Протокол управления мультимедийными потоками (Delivery Multimedia
Integration Framework-DMIF).
 Part 7 (ISO/IEC 14496-7): Optimized Reference Software: Provides examples of how to make improved
implementations (e.g., in relation to Part 5).
 Part 8 (ISO/IEC 14496-8): Carriage on IP networks: Specifies a method to carry MPEG-4 content on IP
networks.
 Part 9 (ISO/IEC 14496-9): Reference Hardware: Provides hardware designs for demonstrating how to
implement the other parts of the standard.
 Part 10 (ISO/IEC 14496-10): Advanced Video Coding: A codec for video signals which is also called
AVC and is technically identical to the ITU-T H.264 standard.
 Part 11 (ISO/IEC 14496-11): Описание сцены.
 Part 12 (ISO/IEC 14496-12): Формат медиафайлов ИСО.
 Part 13 (ISO/IEC 14496-13): Intellectual Property Management and Protection (IPMP) Extensions.
 Part 14 (ISO/IEC 14496-14): Формат файла MP4.
 Part 15 (ISO/IEC 14496-15): AVC File Format: For storage of Part 10 video based on Part 12.
 Part 16 (ISO/IEC 14496-16): Animation Framework eXtension (AFX).
 Part 17 (ISO/IEC 14496-17): Потоковый текстовый формат – субтитры.
 Part 18 (ISO/IEC 14496-18): Font Compression and Streaming (for OpenType fonts).
 Part 19 (ISO/IEC 14496-19): Synthesized Texture Stream.
 Part 20 (ISO/IEC 14496-20): Облегченное приложение воспроизведения сцен Lightweight Scene
Representation (LASeR) (not yet finished – reached «FCD» stage in January 2005).
 Part 21 (ISO/IEC 14496-21): MPEG-J Graphical Framework eXtension (GFX) (not yet finished – at
«FCD» stage in July 2005, FDIS January 2006).
 Part 22 (ISO/IEC 14496-22): Open Font Format Specification (OFFS) based on OpenType (not yet
finished – reached «CD» stage in July 2005)
Также внутри частей («parts») определены профили стандартов, поэтому реализация какой-то части
стандарта ещё не означает полной поддержки этой части.
Банк фильтров – преобразование, которое позволяет сжать сигнал за счет определенного ухудшения
качества.
Банк фильтров – преобразование, переводящее сигнал из временной области в частотно-временную область (аналогично
построению спектрограммы).
MDCT (Модифицированное дискретное косинус-преобразование) – модифицированное дискретное
косину-преобразование.
Технология TNS (temporal noise shaping, формирование шума во временной области) в стандарте AAC
позволяет управлять распространением шума квантования по времени в пределах каждого окна MDCT.
Технология TNS основана на подобии (частотно-временном дуализме) амплитудной огибающей сигнала
и огибающей его спектра, а также на использовании линейного предсказания (LPC) по частоте при
квантовании спектра.
Позволяет добиться более эффективного сжатия сигнала за счет дополнительной обработки звука.
- 20 -
www.studforum.ru
UksusoFF
AAC
AAC (Advanced Audio Coding) является частью стандартов MPEG-4. Использует контейнер MP4 (который
базируется на контейнере Apple MOV), чтобы хранить свои метаданные (например, информацию тегов).
Как часть стандартов MPEG-4, формат AAC кодирует файлы с возможностью внедрения до 48
широкополосных аудиоканалов (до 96 kHz) и 15 низкочастотных каналов расширения (с ограничением до
120 Hz) плюс 15 потоков данных.
Список некоторых объектных типов:
 MPEG-2 AAC LC / Low Complexity – Низкая сложность
Характеризуется появлением технологии PNS (генерация (синтез) шума).
При кодировании идентифицируются участки спектра, представляющие собой шум, и
соответствующие группы MDCT-коэффициентов исключаются из процесса кодирования. Частотная
полоса помечается как шумовая, и для нее запоминается общая энергия шума.
При декодировании в частотные полосы, помеченные как шумовые, подставляются псевдослучайные
MDCT-коэффициенты с требуемой общей мощностью. В результате в указанных частотных
диапазонах синтезируется шум, близкий по звучанию к исходному шуму.
PNS (Perceptual noise substitution) – перцептуальное замещение шума. Целью этой функции является дальнейшая
оптимизация битрейтовой производительности AAC на низких битрейтах. Техника PNS основана на том наблюдении, что
"один шум звучит так же, как и другой". Это означает, что фактическая мелкая структура шумового сигнала незаметна в
субъективном восприятии такого сигнала. Следовательно, вместо передачи реальных спектральных компонент шумового
сигнала, поток данных только сообщает о том, что эта частотная область похожа на шумовую, и дает некоторую
дополнительную информацию о полной мощности в этом диапазоне.
 MPEG-2 AAC Main
 MPEG-2 AAC SSR / Scalable Sampling Rate
 MPEG-4 AAC LC / Low Complexity
 MPEG-4 AAC Main
 MPEG-4 AAC SSR / Scalable Sampling Rate
 MPEG-4 AAC LTP / Long Term Prediction
 MPEG-4 AAC HE / High Efficiency – Высокая эффективность
Характеризуется появлением технологии SBR (Spectral Band Replication).
SBR (Spectral Band Replication) – можно перевести как Повторение Спектральной Широты. Иначе, если не дословно:
Дублирование Спектра Звучания.
SBR использовалось с AAC (впоследствии стало называется aacPlus или AAC+) или MP3 (называется mp3PRO) с целью
увеличения эффективности кодирования этих стандартных кодеков, но только для низких битрейтов, таких как 20-64 kbps
для AAC и 32-96 kbps для mp3PRO. Оно не используется для высоких битрейтов, так как кодеки имеют достаточно "сил",
чтобы закодировать высокие частоты без SBR.
 MPEG-4 AAC HE v2
Добавлена технология PS (Parametric Stereo).
 MPEG-4 AAC LD / Low Delay
Объектые типы отличаются друг от друга сложностью. Из-за этой сложности, некоторые типы на порядок
дольше кодируют/декодируют файлы. Кроме того, выгода от использования самых сложных методов
кодирования зачастую не стоит потраченных на них ресурсов процессора. В результате, наибольшее
распространение и поддержку декодерами получил объектный тип Low Complexity/LC. Однако, профиль
High Efficiency (HE) начинает становится популярным, потому что его добавили в кодер Nero AAC.
- 21 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Стандарты серии H
H.261
H.261 – стандарт сжатия видео. Был принят в 1990 году международной организацией ITU.
Первоначально он был разработан для передачи по каналам ISDN, на которых ширина потоков данных
кратна 64 килобитам/с.
Алгоритм стандарта был предназначен для работы с потоками от 40 килобит/с до 2 Мегабит/с.
Частота кадров от 30 fps и ниже. Используется уменьшение разрешения в 2 раза для компонент
цветности.
В выходной поток записываются два типа кадров: INTRA – сжатые независимо (соответствуют I-кадрам)
и INTER – сжатые со ссылкой на предыдущий кадр (соответствуют Р-кадрам).
Для сглаживания артефактов ДКП предусмотрена возможность применения размытия внутри каждого
блока 8x8 пикселей.
Характеристики H.261:
Поток, разрешение: p*64 Кбит, p=1..30, CIF или QCIF
Плюсы: Прост в аппаратной реализации.
Минусы: Невысокая степень сжатия. Ограничения на формат.
H.263
H.263 – стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой
пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для
видеоконференций. Представляет собой развитие стандарта H.261 и алгоритмов MPEG-1 и MPEG-2.
Первая версия была завершена в 1995 году.
Он содержит "базовый" стандарт кодирования, практически не отличающийся по алгоритмам сжатия от
H.261, плюс множество опциональных его расширений. Кратко перечислим наиболее важные отличия:
 Использование арифметического кодирования вместо кодов Хаффмана. Дает возможность на
5-10% повысить степень сжатия.
 Возможность задания векторов смещения, указывающих за границы изображения. При этом
граничные пиксели используются для предсказания пикселей вне изображения. Данный прием
усложняет алгоритм декодирования, но позволяет значительно улучшить изображение при резкой
смене плана сцены.
 Возможность задания вектора смещения для каждого блока 8x8 в макроблоке, что в ряде
случаев существенно увеличивает сжатие и снижает блочность изображения.
 Появление B-кадров, которое позволяет увеличить степень сжатия, за счет усложнения и
увеличения времени работы декодера.
 Поддержка большого числа форматов входных видеоданных: sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF, 16CIF
и отдельно настраиваемые. Основное отличие от более универсальных форматов заключается в
адаптации для нескольких фиксированных разрешений, что позволяет делать менее
универсальные, но более быстрые процедуры обработки кадров. Построенный таким образом
декодер работает несколько быстрее.
 Компенсация движения с субпиксельной точностью. Возможность сдвинуть блок на
полпиксела также увеличивает степень сжатия, но увеличивает время работы декодера.
 Особый режим сжатия INTRA макроблоков со ссылкой на соседние макроблоки в
обрабатываемом кадре, особый режим квантования и специальная таблица Хаффмана для
улучшения сжатия I-кадров в ряде случаев.
 Сглаживание границ блоков декодированного изображения для уменьшения эффекта
- 22 -
www.studforum.ru


UksusoFF
"блочности". Зачастую при резком движении в кадре при сжатии алгоритм оказывается вынужден
повысить степень квантования блоков после ДКП чтобы уложиться в отведенный на передачу
битовый поток. При этом в кадре возникают хорошо вам знакомые по JPEG блоки размером 8х8.
Как показала практика, "сращивание" границ, когда крайние пикселы блоков сдвигают по яркости
так, чтобы уменьшить разницу, позволяет зачастую заметно повысить визуальное качество
фильма.
Изменение разрешения и деформирование базового кадра, использующегося в качестве
базового при сжатии.
Различные режимы квантования и кодирования по Хаффману.
Характеристики H.263:
Поток, разрешение: 0.04-20 Мбит/c, sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF, 16CIF и отдельно настраиваемые
разрешения.
Плюсы: Алгоритм H.263 также как H.261 допускает быструю аппаратную реализацию, однако при этом
позволяет добиться большей степени сжатия при том же качестве. Поддерживает сжатие звука.
Минусы: По количеству заложенных идей находится между MPEG-2 и MPEG-4.
MPEG-7 и MPEG-21
MPEG-7, начало разработки 1996 год, формально называется «Мультимедиа-интерфейс для описания
содержимого» (Multimedia Content Description Interface), он имеет целью стандартизовать описание
мультимедийного материала, поддерживающего некоторый уровень интерпретации смысла информации,
которая может быть передана для обработки.
MPEG-21. Начало разработки 2000 год. MPEG-21 = MPEG-4 + MPEG-7.
ASF
Advanced Systems Format (ранее также англ. Advanced Streaming Format, Active Streaming Format) –
разработанный фирмой Microsoft формат файлов, содержащих потоковое аудио и видео. ASF является
частью Windows Media.
AVI
Audio Video Interleave (сокращённо AVI; букв. «чередование аудио и видео») – RIFF-медиаконтейнер,
впервые использованный Microsoft в 1992 году в пакете Video for Windows.
RIFF (англ. Resource Interchange File Format) – один из форматов файлов-контейнеров для хранения
потоковых мультимедиа-данных (видео, аудио, возможно текст). Наиболее известными форматами,
использующими RIFF в качестве контейнера, являются: AVI (видео), WAV (аудио), RMI (MIDI-треки).
3GP
3GP (файловый формат 3GPP) – мультимедийный контейнер, определяемый Партнёрским Проектом
Третьего поколения (англ. Third Generation Partnership Project (3GPP) для мультимедийных служб 3G
UMTS. Многие современные мобильные телефоны (не обязательно 3G) имеют функции записи и
просмотра аудио и видео в формате 3GP. Упрощенная версия ISO 14496-1 Media Format, который похож
на MOV. Сохраняет видео как MPEG-4 или H.263. Аудио сохраняется в формате (как правило) AAC-LC.
- 23 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Matroska
Matroska (Матрёшка) – проект, нацеленный на создание открытого, гибкого, кроссплатформенного
(включая аппаратные платформы) формата мультимедийного контейнера и набора инструментов и
библиотек для работы с данными в этом формате. Этот проект является развитием проекта MCF, но
значительно отличается тем, что основан на EBML (Extensible Binary Meta Language – расширяемый
двоичный метаязык) – двоичном аналоге языка XML. Использование EBML позволяет расширять формат
без потери совместимости со старыми программами.
Не включает в себя форматов сжатия видео и кодеков.
Имеет меньший размер блока служебной информации.
Возможности формата, закладываемые в Matroska:
 трансляция по Интернету (протоколы HTTP и RTP);
 быстрая перемотка в файле;
 устойчивость к ошибкам;
 экранные меню (как на DVD-дисках);
 разбиение файла на главы (Chapters);
 переключаемые «на лету» субтитры;
 переключаемые звуковые дорожки;
 модульная расширяемость.
- 24 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Типы экранов
Жидкие кристаллы
Жидкие кристаллы открыл в 1888 г. австрийский ботаник Ф. Рейнитцер. Научное доказательство было
предоставлено профессором университета Карлсруэ Отто Леманном (нем. Otto Lehmann) после
многолетних исследований, но даже после появления в 1904 году написанной им книги «Жидкие
кристаллы», открытию не нашлось применения.
Жидкие кристаллы – мезофаза, т.е. переходное состояние вещества между твердым и изотропным
жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом
обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.
Принцип работы ЖК экранов
Работа жидкокристаллических матриц основана на поляризации света, обычный свет не поляризован, т.е.
амплитуды его волн лежат во множестве плоскостей, существуют вещества пропускающие свет только в
одной плоскости – поляризаторы.
Если взять два поляризатора, чьи плоскости поляризации расположены под углом 90 град. друг к другу, то
свет через них не пройдет. Если между ними разместить что-то, способное повернуть вектор поляризации
света на нужный угол. То появится возможность управлять яркостью свечения, включать и гасить свет
когда нужно.
Глобально все матрицы делится на:
 пассивный – управляется попиксельно, т.е. по порядку, от одной ячейки к другой. С увеличением
DPI экрана увеличиваются длины проводников, увеличиваются значения управляющего
напряжения, что приводит к увеличению помех и ухудшению качества изображения.
 активный – появились благодаря технологии тонкопленочный транзистор (TFT), благодаря им
появилась возможность управлять каждым пикселем по отдельности.
- 25 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Виды матриц
TN+Film
TN (Twisted Nematic, скрученные нематически) – самый простой вид матриц, при подведении
управляющего напряжения молекулы ЖК выстраиваются в спираль по которой проходит видимый свет,
часть "film" в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла
обзора (ориентировочно – от 90° до 150°). Для получения градаций серого напряжение изменяют в
определенном диапазоне.
Минусы:
 низкое качество цветопередачи;
 малые углы обзора;
 низкая контрастность.
Плюсы:
 высокая скорость переключения ячеек (время реакции);
 низкая цена.
С целью преодоления недостатков была разработана специальная пленка, накладывающаяся на матрицу и
увеличивает углы обзора.
В дальнейшем для уменьшения времени реакции была разработана технология STN – данная технология
позволила резко ускорить переход между крайними состояниями, но стало труднее управлять
кристаллами в промежуточных состояниях.
При отклонении от центра экрана белый цвет становился либо желтоватым либо голубоватым.
DSTN
Экран делится на две части каждая из которых управляется отдельно. В итоге уменьшена скорость
реакции, снизились искажения цветов, но увеличился вес и стоимость.
- 26 -
www.studforum.ru
UksusoFF
IPS (In-Plane Switching)
При приложении напряжения молекулы выравниваются параллельно основе.
Отличием от TN является расположение кристаллов они расположены параллельно, а не в виде спирали.
Оба электрода находятся на нижней части экрана, что позволяет получить действительно черный цвет.
Кроме того угол обзора составляет порядка 170°.
Минусы:
 очень низкая скорость реакции;
 повышенное управляющее напряжение;
 должна быть большая мощность лампочки;
 дороже в эксплуатации.
- 27 -
www.studforum.ru
UksusoFF
MVA/PVA
*VA-матрицы – последние из сравнительно часто встречающихся сегодня на рынке. Такое, со звездочкой,
обозначение применено потому, что существуют две похожие, с мелкими различиями, технологии: MVA
(Multidomain Vertical Alignment, многодоменное вертикальное выравнивание), разработанная компанией
Fujitsu в 1998 году, и PVA (Patterned Vertical Alignment или Структурное Вертикальное Выравнивание) –
компанией Samsung. И MVA-, и PVA-матрицы – это потомки VA-матриц, разработанных в 1996 году той
же Fujitsu.
При отключенном токе кристаллы всегда выстраиваются перпендикулярно подложке, так что с какой бы
мы стороны не смотрели, всегда будет черный цвет. При включенном токе кристаллы поворачиваются на
нужный угол и поворачивают вектор поляризации света. Поэтому под каким бы углом не смотрели, будет
только видна та часть, кристаллы которой будут повернуты так чтобы не искажать цвет.
Минусы:
 увеличение сложности по сравнению с предыдущими.
- 28 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Параметры ЖК экранов
Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:
 Разрешение – горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от
ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются
интерполяцией.
 Размер точки (размер пикселя) – расстояние между центрами соседних пикселей.
Непосредственно связан с физическим разрешением.
 Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) – отношение ширины к высоте (5:4,
4:3, 16:9 и др.)
 Видимая диагональ – размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев
зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9
при одинаковой диагонали.
 Контрастность – отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых
мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп,
приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к
статическому изображению.
 Яркость – количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный
метр.
 Время отклика – время, которое пиксель монитора затрачивает, чтобы перейти от активного
(белого) в бездействующий (чёрный) и обратно к активному (белому) или между градациями
серого (gray-to-gray).
При изменении состояний ячейки между крайними положениями подается максимальное
управляющее напряжение. Соответственно переключение происходит быстрее. Для промежуточных
состояний подается заметно более низкое напряжение, следовательно возрастает время реакции.
 Угол обзора – угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц
и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. Некоторые
производители указывают в тех. параметрах своих мониторов углы обзора такие к примеру как:
CR 5:1 – 176°/176°, CR 10:1 – 170°/160°. Аббревиатура CR (contrast rate) обозначает уровень
контрастности при указанных углах обзора относительно перпендикуляра к экрану. При углах
обзора 170°/160° контрастность в центре экрана снижается до значения не ниже чем 10:1, при
углах обзора 176°/176° не ниже чем до значения 5:1.
 Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
LED LCD
ЖК-экран со светодиодной подсветкой (сокр. от Light Emitting Diode Liquid Crystal Display,) – экран с
жидкокристаллическим дисплеем, подсветка экрана которого осуществляется светодиодной матрицей
(LED).
С потребительской точки зрения ЖК-телевизоры со светодиодной (СД) подсветкой отличают четыре
улучшения относительно ЖК c подсветкой электролюминесцентными лампами:
 Улучшенная контрастность;
 Улучшенная цветопередача (особенно с RGB-матрицей);
 Пониженное энергопотребление. Если сравнивать с ЖК (CCFL), то на 40 %;
 Чрезвычайно малая толщина.
- 29 -
www.studforum.ru
ЖК-дисплей с подсветкой на лампе с холодным
катодом
UksusoFF
ЖК-дисплей со светодиодно-матричной подсветкой
OLED
Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) – органический светоизлучающий
диод) – полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, который эффективно
излучает свет, если пропустить через него электрический ток. Для создания органических светодиодов
(OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких
полимеров.
Преимущества
В сравнении с плазменными дисплеями:
 меньшие габариты и вес;
 более низкое энергопотребление при той же яркости;
 возможность создания гибких экранов.
В сравнении с жидкокристаллическими дисплеями:
 меньшие габариты и вес;
 отсутствие необходимости в подсветке;
 отсутствие такого параметра как угол обзора – изображение видно без потери качества с любого
угла;
- 30 -
www.studforum.ru
UksusoFF
 мгновенный отклик (на порядок выше, чем у LCD) – по сути полное отсутствие инерционности;
 более качественная цветопередача (высокий контраст);
 возможность создания гибких экранов;
 большой диапазон рабочих температур.
Недостатки
 маленький срок службы люминофоров некоторых цветов (порядка 2-3 лет);
 как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor дисплеев;
 дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших матриц.
Некоторые типы OLED
Основные направления исследований разработчиков OLED-панелей, где на сегодняшний день есть
реальные результаты:
PHOLED (Phosphorescent OLED) (англ.) – технология, являющаяся достижением Universal Display
Corporation (UDC) совместно с Принстонским университетом и университетом Южной Калифорнии. Как
и все OLED, PHOLED функционируют следующим образом: электрический ток подводится к
органическим молекулам, которые испускают яркий свет. Однако, PHOLED используют принцип
электрофосфоресценции, чтобы преобразовать до 100 % электрической энергии в свет.
TOLED – прозрачные светоизлучающие устройства TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) –
технология, позволяющая создавать прозрачные (Transparent) дисплеи, а также достигнуть более
высокого уровня контрастности.
Прозрачные TOLED-дисплеи: направление излучения света может быть только вверх, только вниз или в
оба направления (прозрачный). TOLED может существенно улучшить контраст, что улучшает
читабельность дисплея при ярком солнечном свете.
Так как TOLED на 70 % прозрачны при выключении, то их можно крепить прямо на лобовое стекло
автомобиля, на витрины магазинов или для установки в шлеме виртуальной реальности.
FOLED (Flexible OLED) – главная особенность – гибкость OLED-дисплея. Используется пластик или
гибкая металлическая пластина в качестве подложки с одной стороны, и OLED-ячейки в герметичной
тонкой защитной пленке – с другой. Преимущества FOLED: ультратонкость дисплея, сверхнизкий вес,
прочность, долговечность и гибкость.
Staked OLED – технология экрана от UDC (сложенные OLED). SOLED используют следующую
архитектуру: изображение подпикселов складывается (красные, синие и зеленые элементы в каждом
пикселе) вертикально вместо того, чтобы располагаться рядом, как это происходит в ЖК-дисплее или
электронно-лучевой трубке. В SOLED каждым элементом подпиксела можно управлять независимо. Цвет
пиксела может быть отрегулирован при изменении тока, проходящего через три цветных элемента (в
нецветных дисплеях используется модуляция ширины импульса). Яркостью управляют, меняя силу тока.
Преимущества SOLED: высокая плотность заполнения дисплея органическими ячейками, посредством
чего достигается хорошее разрешение, а значит, высококачественная картинка.
- 31 -
www.studforum.ru
UksusoFF
Плазма
Плазма – в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как
квазинейтральным, так и неквазинейтральным. Ионизированный означает что от значительной части
атомов или молекул отделен покрасней мере один электрон. Квазинейтральный означает что, не смотря
на наличие свободных зарядов, суммарный электрический заряд плазмы равен нулю.
Газоразрядный экран – устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении
свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом
разряде в ионизированном газе, иначе говоря в плазме.
Структура ячейки (субпиксел)
Сама матрица, точнее, каждая ячейка, которые представляют собой герметичные стеклянные сосуды,
заполненные сильно разреженным инертным газом. Под действием электрического разряда в этой среде
- 32 -
www.studforum.ru
UksusoFF
возникает ультрафиолетовое излучение, которое воздействует на люминофор, заставляя его светиться,
подобно тому, как это делает электронный луч в обычном кинескопе.
Вид плазмы в разрезе.
Плюсы:
 хорошая контрастность и цветопередача;
 низкое время реакции.
Минусы:
 повышенное энергопотребление;
 необходимость дополнительной вентиляции;
 утяжеление конструкции;
 выгорание пикселей (из-за неподвижной картинки).
Электронная бумага
Электронная бумага (англ. e-paper, electronic paper; также электронные чернила, англ. e-ink) –
технология отображения информации, разработанная для имитации обычной печати на бумаге, в которой
используется электрофорез. В отличие от традиционных плоских жидкокристаллических дисплеев, в
которых используется просвет матрицы для формирования изображения, электронная бумага формирует
изображение в отражённом свете, как обычная бумага, и может хранить изображение текста и графики в
течение достаточно длительного времени, не потребляя при этом электрической энергии и затрачивая её
только на изменение изображения.
Бистабильный экран – экран, способный отображать и удерживать два цвета точек без приложения
питания, в отличие от одностабильных экранов (например, CRT или LCD, в выключенном состоянии
способных отобразить только чёрный цвет).
Примером таких экранов является технология электронной бумаги первого поколения. Современные
образцы электронной бумаги технически корректно называть мультистабильными, так как они способны
в выключенном состоянии отображать несколько градаций серого цвета.
Электронная бумага была впервые разработана в Исследовательском Центре компании Xerox в Пало
Альто (англ. Xerox’s Palo Alto Research Center) Ником Шеридоном (англ. Nick Sheridon) в 1970-х годах.
Первая электронная бумага, названная Гирикон (англ. Gyricon), состояла из полиэтиленовых сфер от 20
до 100 мкм в диаметре. Каждая сфера состояла из отрицательно заряженной чёрной и положительно
- 33 -
www.studforum.ru
UksusoFF
заряженной белой половины. Все сферы помещались в прозрачный силиконовый лист, который
заполнялся маслом, чтобы сферы свободно вращались. Полярность подаваемого напряжения на каждую
пару электродов определяла, какой стороной повернется сфера, давая, таким образом, белый или чёрный
цвет точки на дисплее.
Электронные чернила
В 90-х годах ХХ века Джозеф Якобсон (Joseph Jacobson) изобрел другой тип электронной бумаги.
Впоследствии он основал корпорацию E Ink Corporation, которая, совместно с Philips, через два года
разработала и вывела эту технологию на рынок.
Принцип действия был следующий: в микрокапсулы, заполненные окрашенным маслом, помещались
электрически заряженные белые частички. В ранних версиях низлежащая проводка контролировала,
будут ли белые частички вверху капсулы (чтобы она была белой для того, кто смотрит) или внизу
(смотрящий увидит цвет масла). Это было фактически повторное использование уже хорошо знакомой
электрофоретической технологии отображения, но использование капсул позволило сделать дисплей с
использованием гибких пластиковых листов вместо стекла.
В настоящее время дисплеи на основе электронной бумаги имеют очень большое время обновления по
сравнению с ЖК-дисплеями.
В 2007 году появилась электронная бумага VizPlex. VizPlex разработан для высокой производительности
и является наиболее визуально привлекательной активной матрицей отображения электронного
документа (EPD).
В 2010 корпорация E Ink представила новое поколение этой продукции. Разработка получила название
Pearl. Текст, изображенный на новом экране, гораздо легче прочесть. Основой для дисплеев E Ink Pearl
стала технология, применяемая в дисплеях VizPlex, которые сейчас массово используются в устройствах
для чтения электронных книг. Как и ранее, в конструкции дисплеев используются пигменты двух цветов.
Это дает возможность отображать 16 градаций серого цвета. У своих предшественников новые дисплеи
унаследовали сверхмалое энергопотребление. Энергия потребляется только в изменения изображения на
дисплее.
Позже в 2010 корпорация представила E Ink Triton – цветную электронную бумагу.
Так же существует технология Mirasol, разрабатываемая компанией Qualcomm. Эти дисплеи сочетают в
себе преимущества стандартных жидкокристаллических экранов и технологии «электронных чернил» (EInk). Благодаря специальной технологии, в основе которой лежат так называемые MEMS
(Микроэлектромеханические системы) элементы, Mirasol дисплеи имеют очень низкое
энергопотребление и в то же время способны отображать полноцветные изображения.
- 34 -
www.studforum.ru
UksusoFF
IMOD
Дисплей на основе интерферометрической модуляции (IMOD) – технология формирования
изображения от компании Qualcomm, в основе которой лежит идея формирования цветного изображения
методом интерференции световых волн, точно так же, как это происходит в природе, например, в крыльях
бабочки. Каждый пиксель IMOD-матрицы состоит из двух элементов: полупрозрачной пленки на
стеклянной подложке и расположенной под ней отражающей мембраны, которая может находиться в двух
состояниях: в открытом и закрытом. В зависимости от напряжения, пиксель переходит в открытое или
закрытое состояние, между пленкой и мембраной образуется небольшой зазор и свет, отраженный от
мембраны, проходит обратно через пленку – пиксель начинает гореть красным, синим или зеленым.
Черный цвет пикселя формируется при закрытом состоянии элемента.
Оптические диски.
DVD
DVD (англ. Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc –
цифровой видеодиск) – носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего такой же размер,
как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и
считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с
большей числовой апертурой.
Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии и в марте 1997 года в США.
В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей
высокой плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался
компаниями Philips и Sony, второй – Super Disc – поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых
были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM,
которая не хотела повторения войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betamax в 1970-х.
Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года, тогда же была опубликована первая версия
спецификаций DVD. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее
называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220
частных лиц.
Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нм.
Формат DVD по структуре данных бывают четырёх типов:
 DVD-видео – содержат фильмы (видео и звук);
 DVD-Audio – содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компактдисках);
 DVD-Data – содержат любые данные;
 смешанное содержимое.
Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой
стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего 8-см диски получили названия DVD-1, -2, -3,
-4, а 12-см диски – DVD-5, -9, -10, -14, -18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего
сверху целого числа):
Видео данные в DVD-фильме могут быть в формате MPEG-2;
Аудиоданные в DVD-фильме могут быть в формате PCM, DTS, MPEG или Dolby Digital (AC-3).
- 35 -
www.studforum.ru
UksusoFF
BD
Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray – синий луч и disc – диск; написание blu вместо blue – намеренное) –
формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения
цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан
консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года.
Современный вариант представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer
Electronics Show (CES), которая прошла в январе 2006 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray
прошёл весной 2006 года.
Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения
коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Буква «e» была намеренно
исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как
выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая
марка.
На данный момент в спецификацию формата BD-ROM включена поддержка трёх кодеков: MPEG-2,
который также является стандартным для DVD; MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1 – новый быстро
развивающийся кодек, созданный на основе Microsoft Windows Media 9.
Для звука BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS,
Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio и Dolby Lossless (формат сжатия данных без потерь, также
известный как Meridian Lossless Packing (MLP).
- 36 -