HD και Fps

[unforgiven]

Αφορμή για την παρούσα συζήτηση στάθηκε μια απορία που εξέφρασα στα Games, αλλά δεν απαντήθηκε από τους παιχνιδιάρηδες :happy_8:
Μέχρι τώρα ήξερα ότι τα κυριότερα τηλεοπτικά φορμά είναι το Pal και το NTSC.
Το πρώτο έχει 25 Frames per second interlaced, ή, επειδή κάθε frame αποτελείται από δύο fields, 50 fields per second. Παρομοίως και για το NTSC: 30 frames/60 fields το δευτερόλεπτο. Όλα αυτά ίσχυαν προ HD.
Με το HD τι γίνεται;
Υπάρχουν progressive, υπάρχουν και interlaced αναλύσεις. Οι δεύτερες αποτελούνται πάλι από 2 fields σε κάθε frame, οπότε έχουμε πάλι 25 ή 30 frames per second και αντίστοιχα 50 ή 60 fields per second.
Οι p αναλύσεις δεν έχουν fields, το κάθε frame έρχεται ολόκληρο. Επομένως έχουμε 25 ή 30 frames per second.
Σωστά, ή μου ξέφυγε κάτι σημαντικό;
Αν δεν μου ξέφυγε, τι νόημα έχουν οι ανακοινώσεις ότι κάποια παιχνίδια έχουν ανάλυση 1080p και framerate 60 frames το δευτερόλεπτο; Υπάρχει τέτοια συσκευή που να προβάλει 60 εικόνες το δευτερόλεπτο; Να έλεγαν 1080i και 60 field το δευτερόλεπτο, το κατανοώ. Αλλά 60 frames πώς γίνεται;

 

[unforgiven]

Καμία ιδέα;

 

[johnny20]

Απάντηση: HD και Fps

:sad:

 

[unforgiven]

Μπράβο ρε σεις! Όλα μπλα-μπλα είστε για τα μαύρα, τα άσπρα τα κόκκινα, για προβολείς, για LCD, για αναλύσεις, για πέπλα... Και δεν ξέρετε πόσα FPS είναι τα HD τελικά; :happy_8: :happy_8:

 

[Χρυσόστομος Μ.]

Πως δεν ξέρουμε! Οι ταινίες είναι στα 24fps. Όλα τα άλλα δεν μας ενδιαφέρουν! :happy_9:

 

[zoglair]

Μπράβο ρε σεις! Όλα μπλα-μπλα είστε για τα μαύρα, τα άσπρα τα κόκκινα, για προβολείς, για LCD, για αναλύσεις, για πέπλα... Και δεν ξέρετε πόσα FPS είναι τα HD τελικά; :happy_8: :happy_8:

Αμ δεν κάνεις την ερώτηση στη σωστή κατηγορία... ;-)


Η απορία σου είναι απόλυτα δικαιολογημένη, καθώς επικρατεί τεράστια σύγχυση περί του τι εστί HD. Ο όρος έχει βιαστεί παρά φύση από τη βιομηχανία με αποτέλεσμα - από μόνος του - να μη σημαίνει τίποτε απολύτως.

Για να βάλουμε τη σκέψη μας σε μια σειρά, θα πρέπει πάντοτε να έχουμε κατά νου ότι η εικόνα είναι συνισταμένη 3 παραγόντων:

- Καταγραφή
- Μετάδοση
- Αναπαραγωγή

Οι 3 αυτοί παράγοντες διαφοροποιούνται, σε υπερθετικό βαθμό, στην εκάστοτε υπό εξέταση βιομηχανία:

- Κινηματογράφος
- Τηλεόραση
- Games

Σε όλες, όμως, τις περιπτώσεις ισχύει ο θεμελιώδης και απαράβατος περιορισμός που ακούει στο όνομα "μετείκασμα". Κανένα μέσο παραγωγής και αναμετάδοσης κινούμενης εικόνας δεν μπορεί να προβάλλει καρέ με συχνότητα μικρότερη των 24 / sec.


Κινηματογράφος

Στον κινηματογράφο, η καταγραφή του υλικού γίνεται σε φιλμ το οποίο διατίθεται σε μπομπίνες Χ μέτρων, που αντιστοιχούν σε Ψ λεπτά. Η μετάδοση γίνεται με τις ίδιες μπομπίνες, μετά την εμφάνιση του φιλμ, και η αναπαραγωγή με τις γνωστές κινηματογραφικές μηχανές προβολής οι οποίες το μόνο που κάνουν είναι να ξετυλίγουν το κουβάρι, με την ίδια ταχύτητα, ανάμεσα από μία λάμπα και ένα φακό.

Ο λόγος για τον οποίο η βιομηχανία του κινηματογράφου έχει κολλήσει στα 24 καρέ, είναι αφοπλιστικά απλός: το κόστος. Κόστος αγοράς φιλμ, κόστος μεταφοράς του, κόστος εκτύπωσης. Μια αύξηση του frame-rate σημαίνει ανάλογη αύξηση στα επί μέρους κόστη.

Συνεπώς, στον κινηματογράφο τα πράγματα είναι πολύ απλά και ξεκάθαρα. Το format είναι 1080p24. Η οριζόντια ανάλυση διαμορφώνεται ανάλογα με το επιθυμητό κάδρο.


Παιχίδια

Κι εδώ τα πράγματα είναι απλά. Το υλικό παράγεται On-the-fly μέσω της 3D engine. Δεν υπάρχει καταγραφή. Η δε μετάδοση γίνεται απευθείας σε μέσο ψηφιακό και άρα προοδευτικό, εξ ορισμού. Οι περιορισμοί ανάλυσης και συχνότητας έχουν να κάνουν με το κόστος της επεξεργασίας (CPU/GPU cycles), το bandwidth του διαύλου της VGA, και τις δυνατότητές του monitor. Δεν υπάρχει καμία απολύτως σύνδεση με standards τύπου HDTV. Υπάρχει ο απλός τύπος

Bandwidth = Yres * Xres * bpp * fps

Yres = Κάθετη ανάλυση (π.χ. 1080)
Xres = Οριζόντια ανάλυση
bpp = Bits per pixel (π.χ. 24)
fps = Frames per second (> 24)

Περνάμε τις παραμέτρους στη μηχανή γραφικών, και αυτή αναλαμβάνει τα υπόλοιπα. Τα fps είναι συνάρτηση των δυνατοτήτων της μηχανής, του PC μας και των προτιμήσεών μας (antializing, AF, κλπ).


Τηλεόραση

Εδώ τα πράγματα δυσκολεύουν... Κατ' αρχάς, το υλικό μετάδοσης είναι τόσο το ζωντανό/μαγνητοσκοπημένο πρόγραμμα, όσο και το υλικό του κινηματογράφου. Συνεπώς, η παράμετρος της "καταγραφής" έχει διτή υπόσταση. Αλλιώς καταγράφουν τα camcorders και αλλιώς είναι καταγραμμένες οι ταινίες.

Στη μετάδοση, τα πράγματα είναι ακόμη χειρότερα. Ενώ στον κινηματογράφο, έχουμε φυσική μεταφορά του καταγεγραμμένου υλικού, στην τηλεόραση πρέπει να γίνει μέσω RF. Και με έναν τρόπο που είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με τα μέσα αναπαραγωγής.

Εγώ τίθενται οι εξής παράγοντες:

- Τεχνολογία μετάδοσης
- Πρωτόκολλο και Bandwidth
- Τεχνολογία αναπαραγωγής

Κάθε ένας από αυτούς του παράγοντες έχει διάφορες παραλλαγές, με αποτέλεσμα μύριους συνδυασμούς. Αναλογική ή ψηφιακή μετάδοση; Αναλογικός ή ψηφιακός δέκτης; Τι ανάλυση; Τι format; Η συμβατότητα; Και πάει λέγοντας.

Αν η εξέλιξη της τεχνολογίας προκαλεί συχνά-πυκνά πονοκέφαλο σε μας τους καταναλωτές, σκέψου τι πονοκέφαλο προκαλεί στους σταθμούς, οι οποίοι έχουν να κάνουν με επενδύσεις πολλαπλάσιου ύψους. Φυσικά και οι κάμερες, τα Links, οι μίκτες, οι πομποί, οι αναμεταδότες και ένα μύριο άλλων μηχανημάτων εξελίσσονται μέρα με τη μέρα. Μπορούν, όμως, οι σταθμοί να αλλάζουν εξοπλισμό με την ίδια ταχύτητα; Φυσικά, όχι.

Το μεγαλύτερο πρόβλημα από τα ερωτήματα που τέθηκαν είναι η συμβατότητα. Καμιά επένδυση και κανένας εξοπλισμός δεν έχει τύχη αν δεν παράγει σήμα συμβατό με τους υπάρχοντες δέκτες. Και ποιοι είναι οι υπάρχοντες δέκτες; Ουάου!

Ξεκινάμε από την ασπρόμαυρη Tesla του Μπαρμπα-θωμά στην Αλαμπάμα ο οποίος θέλει, κι αυτός, να βλέπει Gladiator και φτάνουμε στις σύγχρονες ψηφιακές συσκευές. Που και αυτές συναντώνται σε πλήθος αναλύσεων: 540, 720, 768, 864, 1080. Τετράγωνες και μακρόστενες. 16:9 και 16:10.

Και πως θα γίνει η εκπομπή του σήματος ώστε, αφενός να μην έρθουν τα πάνω κάτω στο σταθμό, αφετέρου να το λάβουν οι αγαπητοί καταναλωτές χωρίς ιδιαίτερο εξοπλισμό; Κι εδώ, ακόμη, υπάρχουν πλήθος παραγόντων και περιπτώσεων. Ας δούμε έναν από αυτούς:

Bandwidth

Το bandwidth, είναι κάτι σαν τη διατομή ενός σωλήνα. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή τόσο μεγαλύτερη είναι και η εν δυνάμει ροή του υλικού που μεταφέρει. Και λέω εν δυνάμει, διότι η ροή εξαρτάται και από το λεγόμενο ιξώδες. Το ιξώδες αντιστοιχεί στο πρωτόκολλο επικοινωνίας.

Το bandwidth είναι βασικό χαρακτηριστικό των συσκευών μετάδοσης καθώς και του πρωτοκόλλου. Το απαιτούμενο εύρος υπολογίζεται με τον ίδιο τύπο που ανέφερα παραπάνω.

Bandwidth = Yres * Xres * bpp * fps

Ας δούμε, για παράδειγμα, το απαιτούμενο εύρος για (το high profile) του PAL.

B = 576 * 720 * 12 * 50 = 237 Mbits/s

Εδώ θα πρέπει να εξηγήσω το 12. Γιατί 12 και όχι 3χ8=24; Η απάντηση ακούει στο όνομα YUV 4:2:0, η οποία είναι μία από τις πάμπολες κωδικοποιήσεις.

Το YUV εφευρέθηκε ως συμβατή μέθοδος κωδικοποίησης χρώματος. Συμβατή με τις ασπρόμαυρες TV. Το Y αντιστοιχεί στην πληροφορία φωτεινότητας η οποία εκπέμπεται ασυμπίεστη (8 bit) και τα UV αποτελούν τις συνιστώσες χρωμοδιαφορών. Κανονικά, θα έπρεπε και αυτές να απαιτούν 2χ8=16 bit, αλλά ένεκα οικονομίας bandwidth καθώς και του γεγονότος ότι η ανθρώπινη όραση συγχωρεί, η χρωματική πληροφορία συμπιέζεται. Η συμπίεση περιγράφεται με 3 ψηφία, εκ των οποίων το πρώτο αφορά το (οριζόντιο) εύρος της φωτεινότητας και τα υπόλοιπα δύο του χρώματος. Αν είναι ίδια (π.χ. 4:2:2) τότε η συμπίεση γίνεται κατά τον οριζόντιο άξονα. Αν το 3 ψηφίο είναι 0 τότε η συμπίεση γίνεται και κατά τον κάθετο άξονα.

Στην πράξη, το πρώτο ψηφίο αφορά συχνότητα, αλλά για ευκολία ας υποθέσουμε ότι αφορά Pixes. Στο 4:2:0, κάθε μπλοκ 4 Pixels (2x2) συμπιέζεται σε 1, συνεπώς τα 16bits γίνονται 4. Άρα το 12 του παραπάνω τύπου προκύπτει με την πρόσθεση του 8 (luma) + 4 (chroma). Χωρίς συμπίεση, θα είχαμε

B = 576 * 720 * 24 * 50 = 475Mbits/s

Που είναι το διπλάσιο εύρος.

Πάμε, τώρα, να δούμε τι γίνεται με μερικές - από τις απεριόριστες - περιπτώσεις HD:

720p60 = 720 * 1280 * 12 * 60 = 633Mbits/s (4:2:0, 16:9)
1080p60 = 1080 * 1920 * 24 * 60 = 2.8Gbits/s (4:4:4, 16:9)
1080p30 = 1080 * 1440 * 12 * 30 = 534Mbits/s (4:2:0, 4:3)
1080i60 = 540 * 1440 * 12 * 60 = 534Mbits/s (4:2:0, 4:3)

Το τι ακριβώς εκπέμπει ένας σταθμός, το ξέρει μόνο ο ίδιος. Έχει να κάνει με τον εξοπλισμό και το πρόγραμμά του (live, ταινία, sports, κλπ). Έχει να κάνει και με το κοινό του. Στην Αμερική, για παράδειγμα, κυκλοφόρησαν CRT High Definition! Βεβαίως, όπως και κάθε άλλη CRT τεχνολογία, αυτές δεν μπορούσαν να αποκωδικοποιήσουν προοδευτικό σήμα.

 

[Χρυσόστομος Μ.]

Συνεπώς, στον κινηματογράφο τα πράγματα είναι πολύ απλά και ξεκάθαρα. Το format είναι 1080p24. Η οριζόντια ανάλυση διαμορφώνεται ανάλογα με το επιθυμητό κάδρο.

Η οριζόντια ή η κάθετη;

 

[ak1s]

Προτείνω το post του zoglair να γίνει sticky...τι λέτε;:cool_4:

Κανένα μέσο παραγωγής και αναμετάδοσης κινούμενης εικόνας δεν μπορεί να προβάλλει καρέ με συχνότητα μικρότερη των 24 / sec.

Βέβαια δεν συμφωνώ ακριβώς εδώ, αλλά υποθέτω ότι δεν ήθελες να πεις ακριβώς αυτό, αλλά αυτό που εννοείς...;-)
Όπως ξέρουμε, υπό συνθήκες, ακόμα και 10 frames/sec δίνουν αίσθηση κίνησης. Όσο ανεβαίνει τόσο καλύτερα βέβαια.

 

[johnny20]

Απάντηση: HD και Fps

Zoglair έγραψες...........:respect: :respect: :respect: :respect: :respect:

 

[Χρυσόστομος Μ.]

Προτείνω το post του zoglair να γίνει sticky...τι λέτε;:cool_4:


Βέβαια δεν συμφωνώ ακριβώς εδώ, αλλά υποθέτω ότι δεν ήθελες να πεις ακριβώς αυτό, αλλά αυτό που εννοείς...;-)
Όπως ξέρουμε, υπό συνθήκες, ακόμα και 10 frames/sec δίνουν αίσθηση κίνησης. Όσο ανεβαίνει τόσο καλύτερα βέβαια.

Άκη αναφέρεσαι στην κοφτή κίνηση που υπάρχει πχ στις σκηνές μάχης του μονομάχου που λείπουν frames;

 

[pseiras]

Χιλια ΜΠΡΑΒΟ ZOGLAIR!!!!!!!!!!!!!!!!
:respect: :respect: :respect:

 

[unforgiven]

:bravo:
Aν δεν σε τσιγκλούσα δεν θα έπαιρνες μπροστά.:happy_8: :happy_8:
Να σε ρωτήσω τώρα κάτι συγκεκριμένο:
Υπάρχουν μέσα απεικόνισης (προβολέας, τηλεόραση) που να παίζουν υλικό 60 frames το δευτερόλεπτο σε ανάλυση 1080p ή 720p; Ένα PC μπορεί να πυροβολεί με 100fps και να παίζουν σε ένα PC μονιτορ. Αλλά τι συμβαίνει με τις τηλεοράσεις και τους προβολείς;

 

[zoglair]

Βεβαίως! Ο πολυαγαπημένος μας Ζ4 που όλα τα σφάζει και όλα τα μαχαιρώνει! :happy_5:

 

[unforgiven]

Να υποθέσω λοιπόν ότι είναι σχεδόν στάνταρ η δυνατότητα των 60frames σε 1080p και 720p; Και σε προβολείς και σε τηλεοράσεις;

 

[zoglair]

Βασίλη, πλάκα έκανα!

- Το 1080p60, εγώ τουλάχιστον, δεν το έχω δει. 1080i60 (= 1080p30) ναι
- Το 720p60 ναι (συναντάται ευρέως στο USA HD Broadcasting)

 

[unforgiven]

Βασίλη, πλάκα έκανα!

- Το 1080p60, εγώ τουλάχιστον, δεν το έχω δει. 1080i60 (= 1080p30) ναι
- Το 720p60 ναι (συναντάται ευρέως στο USA HD Broadcasting)

Λέω και εγώ... :happy_8: ήξερα ότι ο Ζ4 είναι ο καλύτερος προβολέας του κόσμου, αλλά όχι και έτσι! :happy_5:
To πρόβλημα, για να καταλάβω, είναι το ότι δεν υπάρχουν πηγές 1080p/60 frames/sec ή ότι δεν υπάρχουν μέσα απεικόνισης που να τα δείχνουν;
Και αν ισχύει το δεύτερο, είναι πρόβλημα αυτής της γενιάς συσκευών; Είναι του τρόπου σύνδεσης, πχ δεν το υποστηρίζει το HDMI 1.3; Θα έχουμε κάτι στο άμεσο μέλλον;
Πολλές ερωτήσεις, αλλά είναι κάτι που πρέπει να ξεδιαλύνουμε...

 

[marvin]

Βασίλη, πλάκα έκανα!

- Το 1080p60, εγώ τουλάχιστον, δεν το έχω δει. 1080i60 (= 1080p30) ναι
- Το 720p60 ναι (συναντάται ευρέως στο USA HD Broadcasting)

Πολύ ενδιαφέρον αλλά έχω μπερδευτεί: δεν υπάρχει συσκευή που να δέχεται 1080p60 ή να προβάλλει 1080p60? Γιατί είχα την εντύπωση ότι το δεύτερο συνέβαινε ευρέως...

 

[zoglair]

Αστεία-αστεία, Billy, μου 'φαγες τη μέρα...

1080p60 υποστήριζε και το hdmi 1.2. Συγκεκριμένα, το ρολόι του έτρεχε στα 165MHz το οποίο μας δίνει 165χ30 = 4.95Gbps.

To 1.3 ανεβάζει το ρολόι στα 340MHz (340χ30=10.2Gbps), ικανό για ανάλυση WQXGA (2560x1600). Το σημαντικότερο, όμως, πέραν των νέων ηχητικών format, είναι ότι το 1.3 όχι μόνον δεν "κόβει" χρώμα (το 1.2 ήταν πολύ picky σε αυτό το θέμα) αλλά υποστηρίζει βάθη έως και 48 bits (το λεγόμενο Deep Color).

Το τι υπάρχει σήμερα και το τι όχι, είναι αποτέλεσμα αφενός της γάγγραινας που λέγεται "CRT συμβατότητα", και αφετέρου διότι δεν υπάρχει κοινή γραμμή πλεύσης μεταξύ των διάφορων βιομηχανιών. Ο καθένας βιάζεται να πηδήξει στο τρένο και τα μοντέλα εναλλάσσονται σε ρυθμούς χρηματιστηρίου.

CRT σημαίνει δύο πράγματα: πεπλεγμένο σήμα και σύνδεση με τη συχνότητα του δικτύου. Δεν είναι τυχαίο που το NTSC εκπέμπει στα 60Hz (59.94 για την ακρίβεια) και το PAL στα 50. Συνεπώς, software και hardware που έχουν να κάνουν με αυτά, είναι της τάξης των 25/50/30/60. Τα ψηφιακά displays δεν έχουν καμία ανάγκη συχρονισμού με το δίκτυο, λόγω τεχνικής frame buffering (όπως οι παλιές VGA). Μπορούν να λειτουργούν σε 50Hz, να λαμβάνουν streams των 24 και να ανανεώνουν το πάνελ στους 72.

Από την άλλη, ο κινηματογράφος δεν καταλαβαίνει από broadcasting και έχει κολλήσει στο 24. Πριν την έλευση των HD formats, είμασταν τυχεροί, καθώς το 24 γινόταν 50 μια μια αύξηση του rate κατά 4% και ένα απλό 2:2 pulldown. Από δω και πέρα θα δούμε τι εστί βερύκοκο, και τι τραβούσαν οι others του Ατλαντικού με το 3:2.

Το τι θα δούμε αύριο, φίλε Βασίλη, δεν το γνωρίζω...

 

[unforgiven]

Ε, αφού στην έφαγα τη μέρα, να ρωτήσω κάτι και μου απαντάς αύριο: :happy_8:
Απ¨ό,τι κατάλαβα θεωρητικά μπορούμε να δούμε 60 frames/sec σε 1080p, μιας και δεν υπάρχει κάποιος περιορισμός.
Βλέπουμε όμως; Υπάρχουν συσκεύες που να απεικονίζουν 1080p/60 fps και ποιές είναι αυτές; (όλες; οι πιο σύγχρονες; οι hi end; )
Μερσί μποκού! :bravo: :respect:

 

[zoglair]

Σιγά μην κάτσω και σου κάνω λίστα...

Απ' όσο ξέρω και θυμάμαι, ο SHARP XV-Z21000 υποστηρίζει 1080p60. Το ίδιο και το Samsung BD player. Και η Sony έχει βγάλει camcorder σχετικό.

Σαφώς και μπορεί κανείς σήμερα να φτιάξει ένα σετάκι 1080p60. Τι νόημα έχει όμως; Υλικό φιλμ δεν υπάρχει. Broadcasting γιοκ. Θα "τραβάω" εγώ εσένα και εσύ εμένα για να λέμε ότι απολαμβάνουμε 1080p60;

Edit:

Ξέχασα και τις παιχνιδομηχανές! Εσύ που ξέρεις απ' αυτά, το XBox δεν βγάζει 1080p60 από την αναλογική;