Progressive Scanning (auch als Non-Interlaced Scanning bezeichnet ) ist ein Format zur Darstellung, Speicherung und Übertragung von Bewegtbildern, bei dem alle Zeilen jedes Einzelbildes nacheinander gezeichnet werden. Dies steht im Gegensatz zum Zeilensprungverfahren (Interlaced Video), das in traditionellen analogen Fernsehsystemen verwendet wurde . Dort werden abwechselnd die ungeraden und dann die geraden Zeilen jedes Einzelbildes (jedes Bild wird als Videofeld bezeichnet ) gezeichnet, sodass nur die Hälfte der tatsächlichen Bildsequenzen zur Videoerzeugung genutzt wird. [ 1 ] Das System war ursprünglich als „Sequential Scanning“ bekannt und wurde 1936 bei den Baird -Fernsehübertragungen mit 240 Zeilen aus dem Alexandra Palace in Großbritannien eingesetzt. Es kam auch bei Bairds experimentellen Übertragungen mit 30 Zeilen in den 1920er Jahren zum Einsatz. [ 2 ] Progressive Scanning wurde Anfang des 21. Jahrhunderts zum Standard bei Computerbildschirmen. [ 3 ]

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Interline-Twitter , wenn die Aktualisierungsrate um den Faktor drei verlangsamt wird, demonstriert anhand des Indian-Head-Testmusters

Diese einfache Animation vergleicht Progressive Scan mit Interlaced Scan und veranschaulicht den Zeilenflimmereffekt , der beim Interlacing auftritt. Links sind zwei Progressive-Scan-Bilder zu sehen. In der Mitte befinden sich zwei Interlaced-Bilder und rechts zwei Bilder mit Zeilenverdoppler . Die Originalauflösungen sind oben, die mit räumlichem Anti-Aliasing unten dargestellt. Die Interlaced-Bilder nutzen die halbe Bandbreite der Progressive-Bilder. Die Bilder in der mittleren Spalte geben die Pixel der Bilder links exakt wieder, jedoch führt das Interlacing zu einem Zeilenflimmern. Echtes Interlaced-Video verwischt diese Details, um das Zittern zu verhindern. Wie die Bilder der unteren Reihe zeigen, geht diese Weichzeichnung (oder das Anti-Aliasing) jedoch auf Kosten der Bildschärfe. Ein Zeilenverdoppler im Bild unten rechts kann das zuvor interlaced dargestellte Bild in der Mitte nicht auf die volle Qualität des Progressive-Bildes oben links verbessern.

Hinweis: Da die Bildwiederholfrequenz um den Faktor drei reduziert wurde und die Auflösung weniger als die Hälfte der Auflösung eines typischen Zeilensprungvideos beträgt, sind das Flimmern in den simulierten Zeilensprungabschnitten sowie die Sichtbarkeit der schwarzen Linien in diesen Beispielen verstärkt. Die obigen Bilder basieren zudem auf der Darstellung auf einem Monitor, der kein Zeilensprungverfahren unterstützt, wie beispielsweise einem PC-Monitor oder einem LCD- oder Plasmafernseher. Die Zeilensprungbilder werden dabei im gleichen Modus wie die Vollbildbilder angezeigt.

Verwendung bei der Speicherung oder Übertragung

Progressive Scan wird zum Scannen und Speichern von Filmmaterial auf DVDs verwendet , beispielsweise in den Formaten 480p24 oder 576p25 . Progressive Scan wurde Anfang der 1990er-Jahre in den technischen Standard der Grand Alliance für HDTV aufgenommen . Es wurde vereinbart, dass alle Filmübertragungen per HDTV in den Vereinigten Staaten im Progressive-Scan-Verfahren erfolgen sollten. [ 4 ] Selbst wenn ein Signal interlaced gesendet wird, wandelt ein HDTV-Gerät es in Progressive Scan um. [ 5 ]

Verwendung in Fernsehern, Videoprojektoren und Monitoren

Progressive Scan wird für alle LCD-Computermonitore und die meisten HDTVs verwendet . Die meisten Kathodenstrahlröhren -Computermonitore (CRT) und CRT-ähnliche Displays, wie z. B. SDTVs , benötigten Interlaced-Verfahren, um die volle vertikale Auflösung zu erreichen, konnten aber progressive Videos darstellen, allerdings mit halbierter vertikaler Auflösung. Bevor HDTV weit verbreitet war, wurden einige Fernseher und Videoprojektoren mit einem oder mehreren Eingängen für Progressive Scan in voller Auflösung hergestellt. Dadurch konnten diese Geräte Formate wie PALPlus , Progressive-Scan-DVD-Player und bestimmte Videospielkonsolen nutzen. Frühe HDTVs unterstützten die Progressive-Scan-Auflösungen 480p und 720p, 1080p -Displays waren zu einem höheren Preis erhältlich. Mit dem Aufkommen von UHD in den 2010er-Jahren kamen Fernseher auf den Markt, die ebenfalls Progressive-Scan-Auflösungen nutzten, aber meist zu extrem hohen Preisen verkauft wurden [ 6 ] ( 4K-HDTVs ) oder sich noch im Prototypenstadium befanden ( 8K-HDTVs ). [ 7 ] Die Preise für 4K-HDTVs für Endverbraucher sind seitdem gesunken und erschwinglicher geworden, was ihre Verbreitung unter den Verbrauchern erhöht hat. Computermonitore können sogar noch höhere Auflösungen nutzen .

Der Nachteil des Progressive-Scan-Verfahrens besteht darin, dass es eine höhere Bandbreite benötigt als Interlaced-Video mit gleicher Bildgröße und vertikaler Bildwiederholfrequenz . Aus diesem Grund wird 1080p nicht für die Ausstrahlung im Fernsehen verwendet. [ 8 ] Erläuterungen zu den Gründen für die ursprüngliche Verwendung von Interlacing finden Sie unter Interlaced-Video . Eine detaillierte Erklärung der Grundlagen sowie der Vor- und Nachteile der Konvertierung von Interlaced-Video in ein Progressive-Scan-Format finden Sie unter Deinterlacing .

Vorteile

Der Hauptvorteil des Progressive-Scan-Verfahrens liegt in der flüssigeren und realistischeren Darstellung von Bewegungen. [ 9 ] Im Gegensatz zu Interlaced-Videos mit derselben Zeilenrate treten keine visuellen Artefakte wie Zeilenflimmern auf. Die Einzelbilder sind frei von Interlaced-Artefakten und können als Standbilder verwendet werden. Beim Progressive-Scan-Verfahren ist keine künstliche Unschärfe (auch als Anti-Aliasing bezeichnet) erforderlich, um Zeilenflimmern und die Augenbelastung zu reduzieren.

Bei den meisten Medien, wie DVDs und Videospielen, wird das Video bereits während des Authoring-Prozesses weichgezeichnet, um das Zeilenflimmern bei der Wiedergabe auf Interlaced-Bildschirmen zu reduzieren. Daher lässt sich die ursprüngliche Bildschärfe bei progressiver Wiedergabe nicht wiederherstellen. Eine intuitive Lösung wäre es, wenn Anzeigegeräte und Videospiele Optionen zum Nachjustieren der Bildschärfe oder zum Beibehalten der Originalschärfe bieten würden. So kann der Betrachter die gewünschte Bildschärfe sowohl auf Interlaced- als auch auf Progressive-Bildschirmen erzielen.

Progressive Scan bietet im Vergleich zu Interlaced-Video klarere und schnellere Ergebnisse beim Hochskalieren auf höhere Auflösungen, beispielsweise beim Upscaling von 480p auf einem 1080p-HDTV. HDTVs, die nicht auf CRT- Technologie basieren, können Interlaced-Videos nicht nativ darstellen. Daher muss Interlaced-Video vor der Skalierung und Anzeige deinterlaced werden. Deinterlacing kann zu sichtbaren Bildfehlern und/oder Eingabeverzögerungen zwischen Videoquelle und Anzeigegerät führen.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ „Interlacing“ . Lukes Video-Leitfaden. Archiviert vom Original am 22.02.2014 . Abgerufen am 12. Februar 2014 .
  2. ^ Burns, RW John Logie Baird, Television Pioneer , Herts: The Institution of Electrical Engineers, 2000. 316.
  3. ^ Poynton, Charles A. (2003). Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces . Morgan Kaufmann. S. 56. ISBN 1558607927Abgerufen am 27. Januar 2013 .
  4. ^ Abramson, Albert; Christopher H. Sterling (2007). Die Geschichte des Fernsehens, 1942 bis 2000. McFarland. S. 245. ISBN 978-0786432431Abgerufen am 27. Januar 2013 .
  5. ^ Hurley, Danny Briere (2008). Heimkino für Dummies . John Wiley & Sons. S. 200. ISBN 978-0470444375Abgerufen am 27. Januar 2013 .
  6. ^ Wikipedia-Seite zur 4K-Auflösung , die eine Tabelle mit 4K-Anzeigegeräten und deren Preisen enthält. Abgerufen am 29. Mai 2013.
  7. ^ Vorstellung des Sharp 8K-Fernsehers , präsentiert auf der CES 2013: der Sharp 8K UHD-Fernseher. Abgerufen am 29. Mai 2013.
  8. ^ Zettl, Herbert (2011). Television Production Handbook . Cengage Learning. S. 94. ISBN 978-0495898849Abgerufen am 27. Januar 2013 .
  9. ^ Andrews, Dale (2011). Digital Overdrive: Kommunikations- und Multimediatechnologie 2011. Digital Overdrive. S. 24. ISBN 978-1897507018Abgerufen am 27. Januar 2013 .