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)
FARBSEHEN Rot, Grün, Blau (Spektrum)
FARBMODELLE (Vergleich) L a b umfassend RGB und CMK nur Teilbereich z.b. Kein reines Gelb
Video Videosignale Farbmodelle Standards Datenmengen
Bewegtbilder (Video) Kontinuierliches Medium Farbbild + zeitliche Aspekte 2 Quellen: Film und Fernsehen Unterschiedliche Formate, Standards... Ursprünglich Analogtechnik
Fernsehsignal Schwarz Weiß - Fernsehen: Relevant: Helligkeitsunterschiede Technik: Kathodenstrahlröhre Cathode Ray Tube, CRT Ziel: 2D Bildfolge in analoges Signal (Abtastung) Amplitude proportional zu Helligkeit
Fernsehsignal (Abtastung) A Bildanfang B Zeilenende C Fortsetzung bis D dann E bis F Verschachtelt (interlaced) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Fernsehsignal % Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Fernsehsignal Aktive Zeile 53,5 µs Zeilenrücklauf 10 µs => 63,5 µs / Zeile Auflösung: 625 Zeilen / Bild (PAL) 25 Bilder / s Zeit: => 625*25 = 15.625 Zeilen/s 1 Zeile / 15.625s = 64 µs / Zeile
FERNSEHEN (techn. Daten) Seitenverhältnis 4 : 3 TV 16 : 9 TV Kompromiss 2 : 1 Film Auflösung: 625 Zeilen (PAL) 525 Zeilen (NTSC) Pixel 864 Pixel (PAL) (max. auflösbarer Unterschied hell dunkel)
FERNSEHEN (techn. Daten) Sichtbare Zeilen 576 (PAL) von 625 485 (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)
Fernsehsignal (Bildbereich) Sichtbarer Bereich kleiner (z.b. PAL) Rest für Zeilen und Bildsynchronisation, Videotext 864 x 625 768 x 576 4 : 3 Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
FERNSEHEN (techn. Daten) Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag
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
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 - ) / 1.772 + 0.5 V = (R - ) 0,877 auch Cr (R - ) / 1.402 + 0.5 Cb Cr genutzt in JPEG und MPEG
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) Fsc = Frequenz des Farbträgers
SW-Fernsehsignal (Composite) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS) Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS)
FERNSEHEN (techn. Daten) Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag
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 s/z 25 Bilder als 50 Halbbilder (interlaced) (50Hz)
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
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
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
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.
Video-Formate: Anschlüsse S-Video (Separated video) Audio (L, R) Composite-Video
Digitales Video Digital8 Kompromiss zwischen Kassettenformat Hi8 und Digitaler Aufzeichnung + Analoge und digitale Wiedergabe + Digitale Aufzeichnung - groß und schwer
Digitales Video DV Eigenes Format für digitale Aufzeichnung + Digitale Aufzeichnung & Wiedergabe + kompakte Bauweise - Inkompatibel zu Vorgängersystemen
Digitales Video AVCHD Advanced Video Codec High Definition Neues Format für digitale Aufzeichnung + Digitale Aufzeichnung & Wiedergabe + kompakt, Aufzeichnung auf HD, DVD, SD - Inkompatibel zu Vorgängersystemen - nur komprimierte Aufzeichnung (MPEG4) - => Schnitt??
Digitales Video Übertragung mittels FireWire Kabel Standard IEEE 1394 + 100, 200, 400 MBit/s 4-polig Daten, 2-polig Strom Sony i-link - Inkompatibel zu Vorgängersystemen - Inzwischen auch USB (ohne Steuersignale)
Digitalisierung Abtastung, Nyqist Quantisierung >256 Kodierung Gemeinsame Kodierung Komponentenkodierung
Digitalisierung Gemeinsame Kodierung FBAS Farbbild- Austast- und Synchronsignal Gleichmäßige Abtastung für Luminanz und Chrominanz => uneffektiv, => Komponentenkodierung
Digitalisierung Komponentenkodierung CCIR 601 Separate Erfassung von Luminanz und Chrominanz, mit unterschiedlichen Abtastraten Luminanz höher als Chrominanz
Digitalisierung U V Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Komponentenkodierung: 4:?.? Luminanzwerte () /Zeile : Chromawerte / 4 Spalten : Chromawert / Zeile Luminanz Chrominanz Subsampling Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada
Komponentenkodierung: 4:?.? Luminanzwerte () Chromawerte u,v 4:4:4 4:2:2 U V U V U V U V U V U V U V U V U V U V U V U V 4:1:1 4:2:0 U V U V U V U V
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
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 13,5 864 864 864 625 625 625 108 108 108 324 4:4:4 ITU 601 Cr Cb 13,5 6,75 6,75 864 432 432 625 625 625 108 54 54 216 4:2:2 ITU 601 Cr Cb 13,5 6,75 6,75 720 360 360 576 576 576 83 41,5 41,5 166 4:2:2 Cr/ Cb 13,5 6,75 720 360 576 576 83 41,5 124,5 4:2:0 Cr/ Cb 6,75 3,375 360 180 288 288 20,7 10,4 31,1 4:2:0 SIF
Komponentenkodierung in Zahlen PAL 864 Abtastungen/Zeile* 625 Zeilen/ Bild * 25 Bilder/s * 8 Bit 864 * 625 * 25 * 8 = 108 000 000 Bit/s (108 MBit/s?) 108 / 1.024 / 1.024 ~ 103 MBit/s SIF (Source Input Format) 360 * 288 * 25 * 8 = 20 736 000 Bit/s (20,7 MBit/s?) QSIF (Quarter SIF) 180 * 144 * 25 * 8 5184000 MBits (5,18 MBit/s?)
Bildformate / Pixelanzahl
Medium Video FAZIT Kompression erforderlich!