Журнал "Компьютерра" №755 - Компьютерра

Известно, что к потерям цветовой информации человек гораздо менее чувствителен, чем к потерям яркостной, и первую можно частично удалить. Можно выбросить цвет, например, для каждой второй строки и каждой второй точки по горизонтали (такой способ кодирования еще обозначают как 4:2:2), получив в результате около 1,5 байт на пиксел вместо стандартных трех. Но принципиально, как видим, само по себе такое двукратное снижение потока данных проблемы не решает - оно лишь используется в совокупности с другими алгоритмами сжатия.

Потому варианты представления видео в цифровом виде без сжатия никогда даже не рассматривались - за исключением разве что не получившего распространения формата Digital VHS для записи с видеокамеры на аналоговую кассету или очень коротких (порядка минуты и менее) клипов в формате "несжатого" AVI, чаще всего безжалостно усеченных по разрешению до упомянутых 384x288. В настоящее время и AVI практически не встречается в варианте без сжатия - обычно в нем применяется JPEG (точнее, его вариант для движущихся изображений под названием Motion JPEG), что позволяет снизить объемы информации без особой потери качества от 5 до 10 раз.

Но и это слишком много даже для новых носителей Blu-ray, имеющих емкость 27 Гбайт (потому что мы рассматривали "базовый" NTSC, а это уже прошлый век - для HDTV, телевидения высокой четкости, все объемы информации следует умножать примерно на 3–6 в зависимости от формата). И задача эффективного сжатия видео, которая встала перед производителями оборудования при переходе на "цифру" с самого начала, когда о гигабайтных носителях даже не мечтали, как никогда актуальна и по сей день[Заметим, что любым существующим алгоритмам сжатия очень далеко до связки "человеческий глаз-мозг". Имея на входе поток информации в сотни мегабит в секунду, сислтема по зрительному нерву от глаза к мозгу "качает" всего 50–70 бит в секунду (быстрее она работать просто не способна). И тем не менее распознавание деталей производится практически без потерь!].

Первыми, еще в семидесятые годы, озаботились этим компании, работавшие в области спутникового телевидения. По спутниковым каналам целесолобразно передавать именно "цифру", но типового спутникового транспондера с каналом 38 Мбит/с для передачи нормального ТВ-качества, согласно расчетам выше, недостаточно. Потому в первых вариантах спутникового вещания был принят компромиссный стандарт МАС - (расшифровывается как "мультиплексиpованные аналоговые компоненты"). В принятом в 1985 году Францией и ФРГ варианте под названием D2-MAC в начале каждой строки интервал около 10 мкс отводится для передачи цифровой информации (строчный синхpосигнал, звуковое сопpовождение в стереоформате и телетекст), а собственно видеосигнал передается, как и ранее, в аналоговой форме, но иначе, чем в обычных стандартах. Соответствующие последовательности импульсов подвергаются временной компрессии и передаются последовательно друг за другом. Это позволяет значительно улучшить качество цветопередачи, но за счет усложнения приемного декодера (что, впрочем, в спутниковом телевидении с его платной подпиской не такая большая проблема, как в обычном, где дешевизна приемников - решающий фактор массовости).

Система МАС довольно быстро "умерла", так как, с одной стороны, уже волвсю вставал вопрос о передачах телевидения высокой четкости - ТВЧ (HDTV, High Definition TV), с другой - появилось чисто цифровое телевидение. Отметим для тех, кто все еще путается, что цифровое телевидение - это не синоним ТВЧ. В цифровом формате можно представить и обычное ТВ (как это делается, например, на VideoCD), однако и ТВЧ можно передавать и записывать традиционным аналоговым способом.

Все системы цветного ТВ используют несколько различающиеся варианты одной и той же хитрой цветовой модели, суть которой сводится к полному отделению яркостной информации от цветовой, передаваемой параллельно на отдельной поднесущей частоте (таким образом черно-белые приемники могли использовать яркостную составляющую без изменения, а цветовые каналы в них просто игнорировались). Для NTSC эта модель носит наименование YIQ, для SECAM - YDbDr, для PAL - YUV. В цифровом ТВ (а также, между прочим, в алгоритме сжатия JPEG) используется модификация модели YDbDr под названием YCbCr, отличающаяся от первой только масштабом: в аналоговом ТВ цветовые координаты нормированы, и полная шкала принята за единицу, а в цифровом полная шкала, как известно, имеет диапазон от 0 до 255.

Связь между суммарной яркостью Y и интенсивностью цветовых составляющих R, G и B (соответствующих красному-зеленому-синему) в этих моделях определяется формулой: Y = KrxR + KgxG + KbxB, где Kх - экспериментально определенные весовые коэффициенты, учитывающие так называемую кривую видности человеческого зрения. Согласно ей наибольший вклад в суммарную яркость вносят зеленые оттенки (максимум лежит около 550 нм), затем красные, а наиболее темными кажутся синие. Для перечисленных моделей эти коэффициенты (сумма их равна единице) обычно принимаются равными 0,299, 0,587 и 0,114 соответственно (иногда принимают Kb = 0,0722, Kr = 0,2126).

Хитрость разработчиков цветного ТВ состояла в том, что они передавали лишь значения Y (соответствующие черно-белому сигналу) и разностные цветовые сигналы R–Y и B–Y. При этом интенсивности красного R и синего B в приемнике легко формируются сложением с Y, а сигнал для зеленого G можно восстановить по формуле выше. Занимаемая полоса частот при этом остается фактически без изменения, хотя схемы приемников и усложняются.

Системы NTSC, PAL и SECAM, кроме различий в цветовых моделях, отличаются также некоторыми нюансами: например, в системе NTSC сигналы цветности передаются в каждой строке каждого полукадра, но такая система чувствительна к помехам, и не только внешним, но и возникающим по внутренним причинам (например, из-за т. н. диффеpенциально-фазовых искажений человеческие лица становятся кpасноватыми в тенях и зеленоватыми - на освещенных участках). В системе PAL для снижения искажений сигналы цветности в соседних строках усредняются, за счет чего цветовое разрешение падает в два раза, зато цвета становятся более стабильными. В системе SECAM цветность передается через строку (поочередно: в течение одной строки - сигнал R–Y, в течение следующей - В–Y), для восстановления полного сигнала в аналоговых приемниках использовались специальные линии задержки. Качество приема и помехоустойчивость при прочих равных повышается в ряду NTSC - PAL - SECAM, но в том же порядке растет и стоимость оборудования.

ЖЕЛЕЗНЫЙ ПОТОК: Железный поток

Автор: Артем Захаров

Недавно компания RoverPС анонсировала коммуникатор evo V7. Вряд ли это событие заслуживало бы внимания, если б аппарат не был потенциальным хитом, на полкорпуса обходящим существующие решения на Windows Mobile по такому показателю, как оправданность цены. За 14 тысяч рублей нам собираются предложить VGA-экран, процессор 624 МГц, GPS-модуль, 3-мегапиксельную камеру с автофокусом. Для размещения пользовательских данных в evo V7 выделено 8 Гбайт, что вкупе со стандартным 3,5-мм разъемом для наушников может сделать модель неплохим музыкальным решением. Вес для такой насыщенности вполне терпимый - 113 г. На данный момент ни одна компания, выпускающая WM-аппараты, не предлагает ничего похожего за сопоставимые деньги. Таким образом, прагматичные пользователи, не имеющие ничего против покупки продукции брэндов второго эшелона, могут обзавестись функциолнальным гаджетом, не переплачивая за громкое имя.

Ноутбуки Packard Bell приходят в Россию. Уже в октябре в нескольких крупных розничных сетях можно будет купить портативные компьютеры под этим брэндом. Представители компании рассчитывают за год отвоевать примерно 10% российского рынка лэптопов. На первых порах потребителям предложат несколько моделей из разных линеек, и среди них субноутбук EasyNote BG46, который в качестве подарка российским юзерам будет продаваться по сниженной цене. Машинка с 12,1-дюймовым экраном чрезвычайно похожа на нетбук, но ее начинка несколько привлекательнее, взять хотя бы "взрослый" процессор из линейки Core. Для размещения операционной системы (здесь это Vista Home Premium) и хранения пользовательских данных имеется винчестер на 160 Гбайт. Весит компьютер около 1,6 кг - вполне терпимо, чтобы каждый день таскать с собой в сумке или рюкзаке. Цена EasyNote BG46 составит примерно 16 тысяч рублей.

Удивительное дело - сегодняшние геймеры все больше западают не на кровопролитные экшены, а на игры, позволяющие почувствовать себя в шкуре известного музыканта или певца. Понятно, что если в первом случае использовать геймпад для имитации инструмента еще худо-бедно можно, то в последнем без микрофона не обойтись. Идя на поводу у желаний многих тысяч игроманов, Logitech анонсировала Cordless Vantage Microphone - беспроводный микрофон, внешне имитирующий своего сценического собрата. Девайс работает на расстоянии до 9 метров от USB-приемника (который также играет роль подставки во время отдыха от вокальных занятий) и совместим с приставками PlayStation второго и третьего поколения и Xbox 360. Продажи Cordless Vantage Microphone начнутся в декабре. Чтобы драть глотку вместе с виртуальными персонажами, придется выложить примерно 80 долларов.