Δικτυακός τόπος για τις Τεχνολογίες Audio, Video, HiFi, High End, Home Entertainment
Greek site for Audio Video & Home Entertainment technologies
Tελευταία Ενημερωση/Last Update: Τρίτη, 13/03/2007


english abstract

Πρωτοσέλιδο Aρχείο Νέων Αρθρα Τεχνολογία HowTo Δίσκοι Αναφοράς Links Contact About

LOCATION BAR►ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ►ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΒΙΝΤΕΟ: ΜΕΡΙΚΑ ΠΡΑΓΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΓΝΩΡΙΖΕΤΕ...

AV BLOG 

SITE MAP


 
Τεχνολογίες Εικόνας:
Καλύτερα να Μασάς, παρά να Μιλάς...
Εισαγωγή
Το Φως, τα Χρώματα και το Μάτι
Ο Δείκτης Αντίθεσης και η Οξύτητα σε μια προβαλλόμενη εικόνα
Τί είναι τελικώς η διόρθωση Gamma;
Εγχρωμη εικόνα: Πειράματα, Μοντέλα, Το Διάγραμμα CIE και το Gamut
Βίντεο: Περί Χρονικού και Χωρικού Δειγματισμού
Η Σαρωση και ο Συγχρονισμός των σημάτων Βίντεο
Ti είναι η Ανάλυση; Σήματα Χρωματοδιαφορών και το Ψηφιακό Βίντεο
Φωτεινότητα, Αντίθεση και άλλες ιστορίες... (δηλαδή, πάλι Φωτεινότητα και Αντίθεση!)
Για περισσότερο διάβασμα...
Η Σαρωση και ο Συγχρονισμός των σημάτων Βίντεο
Το συμβατικό βίντεο που όλοι γνωρίζουμε (που λέει ο λόγος) και αγαπάμε (που λέει ο λόγος -πάλι) όπως άλλωστε και η τηλεόραση χρησιμοποιούν ως μέθοδο χωρικού δειγματισμού την σάρωση σε γραμμές και ως συχνότητα χρονικού δειγματισμού τα 25 πλαίσια ανά δευτερόλεπτο. Τί σημαίνει αυτό; Οτι μία κάμερα ακινητοποιεί το ορατό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που συλλέγει με τον φακό της 25 φορές το δευτερόλεπτο και κάθε φορά χωρίζει την στατική εικόνα (διάρκειας 1/25 του δευτερολέπτου) σε οριζόντιες γραμμές. Σάρωση σε γραμμές, πάλι, σημαίνει ότι για κάθε γραμμή αποθηκεύουμε την πληροφορία για το πώς μεταβάλλεται η φωτεινότητα κατα μήκος της. Μια παρεξήγηση που μπορεί να συμβεί εδώ είναι να μπερδέψουμε την φωτεινότητα και τις μεταβολές της κατά μήκος της γραμμής με το σήμα φωτεινότητας του βίντεο: Καμμία σχέση. Η φωτεινότητα της γραμμής περιλαμβάνει και την πληροφορία του χρώματος (θυμηθείτε ότι μια ορατή πηγή καθορίζεται από την ένταση και την συχνότητά της -δηλαδή το χρώμα της και ότι οι μεταβολές τις φωτεινότητας στον χώρο είναι η οξύτητα) ενώ το σήμα φωτεινότητας στο βίντεο είναι απλώς ένα μέρος ενός ευρύτερου μοντέλου απεικόνισης! Επιστρέφοντας στην μηχανή λήψης και στα 25 πλαίσια ανα δευτερόλεπτο που παράγει, τώρα, θα συναντήσουμε κάτι που ονομάζεται πλεκτή σάρωση (interlacing). Aντι η κάμερα να σαρώνει όλες τις διαθέσιμες γραμμές (αυτές δηλαδή που ο μηχανισμός της επιτρέπει να σαρώσει) μέσα σε 1/25 του δευτερολέπτου, σαρώνει τις μισές γραμμές στο πρώτο 1/50 και τις υπόλοιπες μισές στο δεύτερο 1/50 του διαθέσιμου χρόνου.
Κατά την σάρωση, το σύστημα μετακινεί μια η περισσότερες δέσμες κατά μήκος των γραμμών που απαρτίζουν μια εικόνα. Παρακολουθήστε την πορεία σάρωσης των περιττών γραμμών (μώβ μεγάλου πλάτους), την επιστροφή της δέσμης (Flyback, μωβ γραμμή μικρού πλάτους), και την επιστροφή για την σάρωση του επόμενου πεδίου.
Η πλεκτή σάρωση αφορά σε θέματα οικονομίας κατά την κατασκευή των πρώτων συστημάτων λήψης και απεικόνισης και μας αφορά, διότι καταλήγει σε μία ιδιόμορφη διαδοχή πληροφορίας προς το σύστημα απεικόνισης: Αυτό δέχεται μια αλληλουχία από μισά πλαίσια (τα οποία ονομάζουμε πεδία και είναι μισά υπό την έννοια ότι έχουν την μισή από την θεωρητικά διαθέσιμη ανάλυση) και πρέπει να πραγματοποιήσει μια αντίστροφη σάρωση (αυτή την φορά στις γραμμές της οθόνης) για να δημιουργήσει την εικόνα. Αυτό γίνεται ακριβώς όπως λέγεται: Η οθόνη σαρώνεται από αριστερά προς τα δεξιά για κάθε γραμμή και από πάνω προς τα κάτω για όλο το ύψος της οθόνης. Στην πλεκτή σάρωση η κίνηση από πάνω προς τα κάτω γίνεται "γραμμή παρά γραμμή" και θα πρέπει να λάβετε υπ' όψιν σας ότι οι γραμμές έχουν μια μικρή κλίση, δεν είναι δηλαδή οριζόντιες. Οσο η δέσμη σαρώνει μια γραμμή, η φωτεινότητά της αλλάζει ανάλογα με τις πληροφορίες. Στην απλή μονόχρωμη (και όχι ασπρόμαυρη όπως κακώς λέγεται) προβολή, υπάρχει μια δέσμη της οποίας αλλάζει η ένταση. Το αποτέλεσμα της αλλαγής της έντασης είναι η δημιουργία κύκλων φωτεινότητας (δηλαδή λεπτομερειών!) δηλαδή, με απλά λόγια, μιας μονόχρωμης εικόνας. Στην έγχρωμη προβολή τα πράγματα δεν είναι πολύ δυσκολότερα: Τρείς διαφορετικές δέσμες (που αντιστοιχούν στα βασικά χρώματα του συστήματος) σαρώνουν τρεις διαφορετικές γραμμές (στην πραγματικότητα υπάρχει μια γραμμή με τριάδες φωσφόρου που εκπέμπουν σε διαφορετικά μήκη κύματος στις συμβατικές, παλιές, CRT ή μια τριάδα sub-pixels στις σύγχρονες flat matrix τηλεοράσεις) και η διαμόρφωσή τους δημιουργεί όχι μόνο κύκλους φωτεινότητας (δηλαδή λεπτομέρειες) αλλά και συγκεκριμένα μήκη κύματος (δηλαδή χρώματα). Στο τέλος της γραμμής, η δέσμη (ή οι δέσμες) επιστρέφει, όπως παλιά επέστρεφε ο κύλινδρος της γραφομηχανής στην αρχή της επόμενης σειράς, και η διαδικασία επαναλαμβάνεται για την επόμενη γραμμή. Αυτό το "επιστρέφει" βεβαίως, λέγεται εύκολα αλλά γίνεται δυσκολότερα. Το Line Flyback όπως ονομάζεται στην ορολογία του βίντεο, πρέπει να γίνει σε πλήρη συγχρονισμό με τις πληροφορίες φωτεινότητας που αφορούν στην επόμενη γραμμή. Αν δεν γίνει, το σύστημα, απλώς, δεν λειτουργεί!
Ο συγχρονισμός του βίντεο βασίζεται στην διαίρεση ενός σήματος σε δύο περιοχές. Την περιοχή του σήματος συγχρονισμού και την περιοχή του βίντεο (Active Line). Oι αριθμοί αντιστοιχούν στις θέσεις της δέσμης που φαίνεται στο προηγούμενο σχήμα.
Ολα αυτά φέρνουν στην επιφάνεια το θέμα του συγχρονισμού του σήματος βίντεο, κάτι το οποίο είναι γνωστό απλώς ως "sync". Τον συγχρονισμό τον συναντάμε συχνά: Λέμε, για παράδειγμα ότι ένας προβολέας έχει είσοδο RGBHV, με ξεχωριστές γραμμές οριζόντιο και κατακόρυφου συντονισμού, ή ότι στο βύσμα Scart το σήμα RGB έχει "τον συγχρονισμό στο πράσινο" (RGsB) κ.λπ, κ.λπ. Για να αντιληφθούμε το τεχνικό πρόβλημα του συγχρονισμού θα πρέπει να τον δούμε ως μια πληροφορία η οποία πρέπει να συνυπάρχει με το σήμα του βίντεο όταν το μόνο πράγμα που μπορούμε να διαμορφώσουμε είναι μια τάση!  Η πολύπλοκες κυματομορφές του βίντεο (που πιθανόν έχετε δεί) κάνουν, στην πράξη, μια απλή δουλειά: Μοιράζουν το σύνολο της διαθέσιμης τάσης (1V p-p, τυπικά) σε δύο μέρη: Αυτό που μεταφέρει το σήμα συγχρονισμού και διαμορφώνει τα πρώτα 0.3V και αυτό που μεταφέρει τις πληροφορίες φωτεινότητας και διαμορφώνει τα υπόλοιπα 0.7. Στα χαρτιά, η κατώτερη στάθμη φωτεινότητας, δηλαδή το σήμα που αντιστοιχεί στο μαύρο, καθορίζει το σημείο διαχωρισμού των σημάτων sync από τα σήματα εικόνας (ονομάζεται Black Level). Στην πράξη, χρησιμοποιούμε μια μικρή τάση κατωφλίου που διαχωρίζει τα δύο σήματα (Set Up Level), οπότε μέσα στο συνολικό πλάτος του σήματος έχουμε δυο περιοχές που δεν εφάπτονται πλέον: Την περιοχή συγχρονισμού (κάτω από την στάθμη αμαύρωσης - Βlancking Level) και την περιοχή του σήματος εικόνας (Active Line) η οποία βρίσκεται από την στάθμη του μαύρου και πάνω.  Είναι σαφές το ότι κάθε σήμα που βρίσκεται κάτω από την στάθμη του μαύρου (είναι δηλαδή "πιο μαύρο από το μαύρο") εκλαμβάνεται ως συγχρονισμός και δεν προβάλλεται. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να προσέχουμε τις τάσεις μας γενικώς: Αν με κάποιο τρόπο αντιστοιχίσουμε μια πολύ "μαύρη" λεπτομέρεια σε στάθμη κάτω του 0.3V απλώς την χάνουμε. Μπορεί να γίνει αυτό; Ατυχώς Ναι! Το πώς, θα το συναντήσουμε σε άλλο μέρος του κειμένου.
Επιστρέφοντας στον συγχρονισμό, μπορούμε να κάνουμε δύο παρατηρήσεις: Πρώτον, οι ακμές του σήματος δεν είναι κάθετες αλλά έχουν κάποια κλίση: Ο πεπερασμένος χρόνος που απαιτείται για να δημιουργηθούν οι παλμοί αυτοί, έναντι του θεωρητικώς μηδενικού που χαρακτηρίζει τους τέλειους τετραγωνικούς παλμούς, μειώνει την απόκριση συχνότητας που πρέπει να έχει το σύστημά μας και το εύρος συχνότητας του καναλιού που μεταφέρει την πληροφορία. Επίσης, είναι προφανές, ότι το σύνολο του σήματος sync, δηλαδή τα κατώφλια, η διάρκεια του παλμού και το σήμα Flyback έχουν κάποια συγκεκριμένη διάρκεια. Ο χρόνος που απαιτούν περιορίζει την χωρική συχνότητα (δηλαδή την μέγιστη οξύτητα ή τον μέγιστο αριθμό λεπτομερειών που μπορούν να αναπαραχθούν σε κάθε γραμμή) καθώς επίσης και τον αριθμό των οριζόντιων γραμμών που μπορούν να προβληθούν (δηλαδή την κατακόρυφη ανάλυση) σε σχέση με τις θεωρητικές τιμές, επειδή στον χρόνο που απαιτείται για να σαρωθεί η γραμμή μέχρι το θεωρητικό της τέλος η δέσμη απλώς επιστρέφει για να σαρώσει την επόμενη, και στον χρόνο που απαιτείται για να σαρωθούν οι τελευταίες γραμμές ενός πεδίου, η δέσμη επιστρέφει στην κορυφή του επόμενου. Αυτοί αλλά και κάποιοι άλλοι παράγοντες επηρεάζουν όπως θα δούμε αμέσως την ανάλυση (Resolution) ενός συστήματος βίντεο.

Πρωτοσέλιδο | Αρχείο Νέων | Αρθρα | Τεχνολογία | HowTo | Δίσκοι | Links | Contact | Αbout


©Δημήτρης Σταματάκος/Ακραίες Εκδόσεις 2007
Σχετικά με το avmentor.gr (προβλήματα, παρατηρήσεις κ.λπ): webmaster@avmentor.gr Eπαφή με την σύνταξη (ύλη, σχόλια, ερωτήσεις κ.λπ): contact@avmentor.gr