Zusammenfassung Graphik - Formate. Vektorgraphik - PS, EPS, WMF geometrische Figuren, exakte Berechnung auf beliebige Größe

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1 Zusammenfassung Graphik - Formate Vektorgraphik - PS, EPS, WMF geometrische Figuren, exakte Berechnung auf beliebige Größe Rastergraphik - BMP, GIF, JPEG, PNG feste Anzahl von Bildpunkten (ppi) Wiedergabe durch Interpolation (dpi) Problem: Mac-Entwurf (Vektor) => PC (GIF)

2 Video Videosignale Farbmodelle Standards Datenmengen

3 Bewegtbilder (Video) Kontinuierliches Medium Farbbild + zeitliche Aspekte 2 Quellen: Film und Fernsehen Unterschiedliche Formate, Standards... Ursprünglich Analogtechnik

4 Fernsehsignal Schwarz Weiß - Fernsehen: Relevant: Helligkeitsunterschiede Technik: Kathodenstrahlröhre Cathode Ray Tube, CRT Ziel: 2D Bildfolge in analoges Signal (Abtastung) Amplitude proportional zu Helligkeit

5 Fernsehsignal (Abtastung) A Bildanfang B Zeilenende C Fortsetzung bis D dann E und F Verschachtelt (interlaced) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

6 Fernsehsignal % Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

7 FERNSEHEN (techn. Daten) Seitenverhältnis 4 : 3 TV 16 : 9 TV 2 : 1 Film Auflösung: 625 Zeilen (PAL) 525 Zeilen (NTSC) Pixel 864 Pixel (PAL) (max. auflösbarer Unterschied hell dunkel)

8 FERNSEHEN (techn. Daten) Sichtbare Zeilen 576 (PAL) von (NTSC) von 525 Bilder /sec (fps) 25 (PAL) 29,97 ~ 30 (NTSC) PAL NTSC fps (Phase Alternation Line) (National Television Systems Committee) (frames per second)

9 Fernsehsignal (Bildbereich) Sichtbarer Bereich kleiner (z.b. PAL) Rest für Zeilen und Bildsynchronisation, Videotext 864 x x 576 Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

10 FERNSEHEN (techn. Daten) Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag

11 Farb-FERNSEHEN Kompatibilität zum Schwarz- Weiß-Fernsehen Farbmodell muss Helligkeitsanteil der Farben widerspiegeln Relation für gleich hell : R: 30% G: 59% B: 11% => Unterschiedliche Anteile bei Kodierung

12 Farb-FERNSEHEN Komponentenkodierung (PAL) Luminanz (Leuchtdichte), aus CIE- Modell U,V Chrominanz (Farbe) = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B U = (B - ) 0,492 auch Cb (B - ) / V = (R - ) 0,877 auch Cr (R - ) / Cb Cr genutzt in JPEG und MPEG

13 Farb-FERNSEHEN NTSC IQ-Signal: = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B I = 0,60 R - 0,28 G - 0,32 B Q = 0,21 R - 0,52 G + 0,31 B composite = + Icos(Fsc t) + Qsin(Fsc t)

14 SW-Fernsehsignal (Composite) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

15 Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

16 Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS)

17 FERNSEHEN (techn. Daten) Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag

18 FERNSEHEN (techn. Daten) PAL (Zeilenfrequenz, Zeit / Zeile) 25 Bilder pro Sekunde mit 625 Zeilen/Bild Zeit pro Zeile 1s 25 B * 625 Z/B = 64 µs/z 25 Bilder als 50 Halbbilder (interlaced) (50Hz)

19 Farb-Fernsehsignal (Composite) Probleme: Interferenz (Übersprechen) zwischen Chrominanz und Luminanz (Regelung der Helligkeit beeinflusst Farben und umgekehrt) Unterschiede in Normen: PAL / NTSC Bildgröße 625 / 525 Bildfrequenz 25 / 30 Farbmodell UV / IQ

20 Video-Formate (Video8, VHS, VHS-C) Composite video Farbe (Chrominanz) und Luminanz gemischt in 1 einem Signal + Synchronität a priori gegeben + geringe Bandbreite - Interferenz zwischen beiden Signalen unvermeidbar

21 Video-Formate Component-Video: Separates Videosignal für jede Komponente Komponenten können RGB oder eine Luminanz-Chrominanz Transformation sein (IQ, UV) + Beste Farbreproduktion - Erfordert die meiste Bandbreite - Hohe Anforderung an Synchronisation der drei Komponenten => teuer

22 Video-Formate Hi8, S-VHS S-Video (Separated video) Kompromiss zwischen Component-Video und Composite-Video 2 Leitungen: 1 für Luminanz und 1 für Composite Chrominanz Signal.

23 Video-Formate: Anschlüsse S-Video (Separated video) Audio (L, R) Composite-Video

24 Digitales Video Digital8 Kompromiss zwischen Kassettenformat Hi8 und Digitaler Aufzeichnung + Analoge und digitale Wiedergabe + Digitale Aufzeichnung - groß und schwer

25 Digitales Video DV Eigenes Format für digitale Aufzeichnung + Digitale Aufzeichnung & Wiedergabe + kompakte Bauweise - Inkompatibel zu Vorgängersystemen

26 Digitales Video Übertragung mittels FireWire Kabel Standard IEEE , 200, 400 MBit/s 4-polig Daten, 2-polig Strom Sony i-link - Inkompatibel zu Vorgängersystemen

27 Digitalisierung Abtastung, Nyqist Quantisierung >256 Kodierung Gemeinsame Kodierung Komponentenkodierung

28 Digitalisierung Gemeinsame Kodierung FBAS Farbbild- Austast- und Synchronsignal Gleichmäßige Abtastung für Luminanz und Chrominanz => uneffektiv, => Komponentenkodierung

29 Digitalisierung Komponentenkodierung CCIR 601 Separate Erfassung von Luminanz und Chrominanz, mit unterschiedlichen Abtastraten Luminanz höher als Chrominanz

30 Digitalisierung U V Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

31 Komponentenkodierung: 4:?.? Luminanzwerte () /Zeile : Chromawerte / 4 Spalten : Chromawert / Zeile Luminanz Chrominanz Subsampling Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada

32 Komponentenkodierung: 4:?.? Luminanzwerte () Chromawerte u,v U V 4:4:4 U V U U V V U V 4:2:2 U V 4:2:0 U V U V U V 4:1:1

33 Digitalisierung Das 4:2:0-Format gleiche Farbe für zwei benachbarte Pixel einer Zeile und zwei Pixel darunter 4:2:0 bedeutet: für jeweils 4 Pixel Helligkeitsinformation einer Zeile werden zwei Farbinformationen für diese Zeile (u,v; 2 ) und keine ( 0 ) Farbinformation für die 4 Pixel der darunter liegenden Zeile übertragen. hauptsächlich 4:2:2 Format verwendet

34 Komponentenkodierung Varianten Sig nale Abtastfre quenz[mhz] Abtastun gen/zeile Zei len Datenraten [Mbit/s] Rate insges.[mbit/s] For mat R G B 13 13,5 13, :4:4 ITU 601 Cr Cb 13,5 6,75 6, :2:2 ITU 601 Cr Cb 13,5 6,75 6, ,5 41, :2:2 Cr/ Cb 13,5 6, ,5 124,5 4:2:0 Cr/ Cb 6,75 3, ,7 10,4 31,1 4:2:0 SIF

35 Komponentenkodierung in Zahlen PAL 864 Abtastungen/Zeile* 625 Zeilen/ Bild * 25 Bilder/s * 8 Bit 864 * 625 * 25 * 8 = Bit/s (108 MBit/s?) 108 / 1,024 / 1,024 ~ 103 MBit/s SIF (Source Input Format) 360 * 288 * 25 * 8 = Bit/s (20,7 MBit/s) QSIF (Quarter SIF) 180 * 144 * 25 * MBits (5,18 MBit/s)

36 Bildformate / Pixelanzahl

37 Medium Video Kompression erforderlich!

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