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ESCOLA SECUNDÁRIA DE AVELAR BROTERO


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sim, aquela que lembramos, e como a lembramos,

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O Cinema - Irmãos Lumïère
                       •   Louis e Auguste eram filhos e colaboradores do
                      ...
Evolução das tecnologias Audiovisuais
Primeira geração: Século XIX. Fonógrafo de Charles Cross e
Thomas Edison, aparelho f...
Onde tudo começou...
Transmissão de vídeo (TV) foi iniciada com os seguintes padrões:

• EIA/NTSC (National Television Sys...
Visão e Imagens em Movimento
• O principal factor condicionante para o desenvolvimento da
  técnica de imagens em moviment...
• Hoje em dia qualquer pessoa trabalha com vídeo...

• Devido ao desenvolvimento dos computadores pessoais
  possibilitou ...
• Os equipamentos necessários não são fixos, existem inúmeros
  programas e equipamentos para edições de vídeo.

    Para ...
Vídeo Analógico
 A TV é um dispositivo analógico
 As imagens que mostra são transmitidas como um
  sinal analógico
 Lin...
PAL
– O PAL (Phase Alternate Lines) é um sistema que foi criado na
  Alemanha no final dos anos 60.
– Comparado ao NTSC o ...
NTSC
 O NTSC (National Television Standards Committee). É o padrão
televisivo dos EUA, Japão e outros territórios.

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SECAM
 – O SECAM (Systeme Electronique Couleur Avec Memoire) é o
   padrão que foi desenvolvido na França no final dos ano...
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Vídeo Digital
  O mundo do vídeo está em transição massiva do analógico para o
digital:
 Há normas para TV Digital.
 Há ...
MPEG
– É um padrão de compressão e transporte de áudio e vídeo.

– Para demonstrar a importância do MPEG, o vídeo digital ...
AVI
– É a abreviação de Áudio Vídeo Interleaved, e é um formato de
  arquivos audiovisuais para Windows (criado pela Micro...
MOV
– É um formato de armazenamento de sequências de vídeo em
  ficheiros binários.

– O Quick Time é um exemplo de um pro...
• Com isto o olho humano age como um circuito integrador
  e permite que uma sucessão de imagens paradas possa
  ser compr...
Vídeo Analógico x Digital
 • Vídeo analógico é representado como um sinal
   contínuo (variando no tempo)

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Espaço de Cores em Vídeo
• A cor na TV é gerada pelas intensidades relativas
  do RGB em cada parte da cena
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Codificação de Cores
• Sinal RGB
    – Sinais separados para o R, para o G e para o B
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Sinal YUV
• Recepção em Preto & Branco: apenas a
  luminância é utilizada
• O sinal é definido da seguinte forma :
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Sinal YIQ
 • YIQ adoptado no padrão NTSC é similar ao
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 • O sinal YIQ é definido da seguinte forma:
        Y = 0.3 ...
YUV x RGB
• Transformação linear simples de um espaço
  3D para outro

• Apenas os coeficientes específicos para a
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Codificação de Vídeo Digital
 • Objetivo de qualquer codificação é representar um
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• Codificação do Sinal Composto
   – A forma mais simples de digitalizar um sinal de vídeo é
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• Codificação do Sinal de Componente
    – O princípio da codificação de componente consiste
      em digitalizar separada...
Sinal de Vídeo
Caracterizado por 2 aspectos principais:

1. Representação Visual:
    • Razão de aspecto ou Fator de forma...
Medidas para Representação Visual

  • Razão de Aspecto (aspect ratio) ou fator de
    forma:
      – Relação entre compri...
• Ângulo de visão: razão entre a distância do
  espectador e a altura da tela
    – Usando a razão de aspecto, pode-se def...
• Frequência de quadros (fps – frames per
  seconds)
   <10 fps: Apresentação sucessiva de imagens
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Varredura da Tela
• Um vídeo analógico é um sinal de tensão contínuo
  (como o áudio) que deve varrer a tela.

• TVs (CRTs...
Cintilação ou Efeito Flicker
• Flicker: variação periódica da percepção do
  brilho da imagem
• Para se evitar a cintilaçã...
Entrelaçamento
• Progressivo (não-entrelaçado): cada linha é
  refrescada de baixo para cima em seqüência
• Entrelaçado: a...
Entrelaçamento – NSTC




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Receptores Actuais e Entrelaçamento
 • O uso de memória em receptores actuais
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TVs de Plasma/LCD
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   – Maior resolução (sinal RGB), no. de cores, tela plana
     e fator de forma 16:9...
Espaço de Cores em Vídeo
• A cor na TV é gerada pelas intensidades
  relativas do RGB em cada parte da cena
  – Entretanto...
Codificação de Cores
• Sinal RGB
   – Sinais separados para o R, para o G e para o B
   – A combinação linear das componen...
Sinal YUV
• Recepção em Preto & Branco: apenas a
  luminância é utilizada
• O sinal é definido da seguinte forma :
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Sinal YIQ
• YIQ adotado no padrão NTSC é similar ao
  YUV
• O sinal YIQ é definido da seguinte forma :
   Y = 0.3 R  0.59...
YUV x RGB
• Transformação linear simples de
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Vídeo Analógico x Digital
• Vídeo analógico é representado como
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Codificação de Vídeo Digital
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   – A forma mais simples de digitalizar um sinal de
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• Codificação do Sinal de Componente
    – O princípio da codificação de componente consiste
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Recomendação CCIR-601
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 • Padrões para digitalização de sinais NTSC e PAL

              Componente     ...
4:2:2 – O que significa isso?
  • Refere-se a taxa de amostragem dos sinais
        – O 1o. número refere-se a taxa de amo...
Por que manter a crominância com
precisão de 8 bits?
 • Qual outra forma de reduzir a banda de
   crominância à metade?
  ...
4:2:2
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  de crominância das linhas ímpares e 2 das pares.
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Amostragem 4:2:2




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4:2:0
• Para cada 4 amostras de luminância, 2 amostras de
  crominância para as linhas ímpares (e, portanto, 0
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Amostragem 4:2:0




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4:2:0 ?
 • Ao         contrário    do     que           parece,          a   taxa   4:2:0
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4:1:1
 • O que poderia representar isso?
   – 1 crominância para cada 4 luminâncias,
     ambas em linhas pares e ímpares
...
HDTV – High Definition Television
 • Objectivo: Aumentar a definição da
   imagem (sinal de vídeo) e do sinal de
   áudio ...
• Maior ângulo de visão (menor distância da tela):
   – TV actual: a distância de visão  6x altura da
     imagem
   – HD...
• Aúdio digital, multicanal com qualidade
  será semelhante à de um CD.
• Maior sensação
  de telepresença/imersão:
  – Ma...
HDTV x TV




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HDTV x TV




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Observação: HDTV
• Considerando 1920 linhas x 1080
  colunas, com quantização de 24
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  1. 1. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO DIRECÇÃO REGIONAL DE EDUCAÇÃO DO CENTRO ESCOLA SECUNDÁRIA DE AVELAR BROTERO Curso Profissional de Técnico de Multimédia Ano Lectivo 2009/2010 Técnicas de Multimédia Professor: João Leal
  2. 2. Edição de Vídeo www.joaoleal.net Professor: João José Leal 2
  3. 3. “ Nossa vida não é aquela que vivemos, mas, sim, aquela que lembramos, e como a lembramos, para poder contar sua história” Gabriel Garcia Márquez www.joaoleal.net Professor: João José Leal 3
  4. 4. O Cinema - Irmãos Lumïère • Louis e Auguste eram filhos e colaboradores do industrial Antoine Lumïère, fotógrafo e fabricante de películas fotográficas, proprietário da Fábrica Lumière (Usine Lumière), instalada na cidade francesa de Lyon. Antoine reformou-se em 1892, deixando a fábrica entregue aos filhos. • O cinematógrafo era uma máquina de filmar e projetor de cinema, invento que lhes tem sido atribuído mas que na verdade foi inventado por Léon Bouly, em 1892, que terá perdido a patente, de novo registrada pelos Lumïère a 13 de Fevereiro de 1895. • São considerados os fundadores da Sétima Arte junto com Georges Méliès, também francês, este tido como o pai do cinema de ficção. Louis e Auguste eram ambos Auguste Lumière engenheiros. Auguste ocupava-se da gerência da fábrica, fundada pelo pai. Dedicar-se-iam à atividades (esquerda) e Louis cinematográfica produzindo alguns documentários Lumière (direita). curtos, destinados à promoção do invento, embora acreditassem que o cinematógrafo fosse apenas um instrumento científico sem futuro comercial. Casaram-se com duas irmãs e moravam todos na mesma mansão. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 4
  5. 5. Evolução das tecnologias Audiovisuais Primeira geração: Século XIX. Fonógrafo de Charles Cross e Thomas Edison, aparelho fotográfico de Niepce, cinematógrafo dos irmãos Lumïére, emissor de ondas de rádio de Marconi. Segunda geração: Aceleração tecnológica em virtude da Segunda Guerra ocasiona o desenvolvimento dos meios de comunicação em massa. Terceira geração: Os meios de registo e de produção de imagens tornam-se acessíveis à grande maioria das pessoas. Quarta geração: Interactividade e actividades colaborativas marcam a produção actual contemporânea www.joaoleal.net Professor: João José Leal 5
  6. 6. Onde tudo começou... Transmissão de vídeo (TV) foi iniciada com os seguintes padrões: • EIA/NTSC (National Television System Commitee) – USA, Japão, etc: 525 linhas/frame e 30 fps • CCIR/PAL (Phase Alternating Line) - Padrão Europeu/ África / Brasil: 625 linhas/frame e 25/30 fps • SECAM (SEquential Couleur Avec Mémoire) - França: 625 linhas/frame e 25 fps • Codificação: características do sistema visual humano e a estatística do sinal www.joaoleal.net Professor: João José Leal 6
  7. 7. Visão e Imagens em Movimento • O principal factor condicionante para o desenvolvimento da técnica de imagens em movimento foi o olho humano • O processo de recepção de imagens pelo olho é muito complexo, mas pode ser modelado por um parâmetro denominado persistência da visão Persistência da visão : propriedade do sistema de recepção visual que consiste em reter por um certo tempo a impressão de uma imagem que já passou (algo como um tempo de resposta) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 7
  8. 8. • Hoje em dia qualquer pessoa trabalha com vídeo... • Devido ao desenvolvimento dos computadores pessoais possibilitou a qualquer utilizador amador de vídeo poder fazer a sua própria filmagem, captura, edição e conclusão do seu filme. • Um bom exemplo disso e a passagem de filmes em cassetes VHS para DVD’s. • Para isso não conta só a máquina de filmar digital que temos em casa, existem outros factores que tem que se ter em conta: www.joaoleal.net Professor: João José Leal 8
  9. 9. • Os equipamentos necessários não são fixos, existem inúmeros programas e equipamentos para edições de vídeo. Para isso os equipamentos básicos são:  Máquina de filmar digital ou analógica  Placa de captura  Software de edição de vídeo e ou som  Cabos para qualquer eventual ligação • Exemplos de Softwares Para design, construção existem os seguintes softwares: Adobe Photoshop, Microsoft Power Point, Macromedia Dreamwaver, Fireworks e Flash MX, Adobe Premiere, Final Cut Pro, video studio 9, pinnacle studio 9, 3D Studio Max 7, etc www.joaoleal.net Professor: João José Leal 9
  10. 10. Vídeo Analógico  A TV é um dispositivo analógico  As imagens que mostra são transmitidas como um sinal analógico  Linear  Sem acesso aleatório  Sujeito a perdas na geração  Construído a partir de linhas  Standards analógicos  Há 3 tipos de standards analógicos: PAL, NTSC e o SECAM. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 10
  11. 11. PAL – O PAL (Phase Alternate Lines) é um sistema que foi criado na Alemanha no final dos anos 60. – Comparado ao NTSC o PAL possui maior contraste obtido nas imagens e maior detalhe em geral. – É uma norma analógica, que é utilizada no sistema televisivo convencional em Portugal, para os sinais televisivos de cor. – Este padrão televisivo também é utilizado na Europa e noutros territórios, possuindo 625 linhas de varrimento a 25 imagens / frames por segundo. Existem outras variantes do PAL:  PAL-B PAL-I  PAL-D PAL-M  PAL-G PAL-N  PAL-H PAL60 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 11
  12. 12. NTSC O NTSC (National Television Standards Committee). É o padrão televisivo dos EUA, Japão e outros territórios. – possuindo 525 linhas de varrimento a 30 imagens/frames por segundo, sendo cada uma constituída por dois campos (60 Hz). – Tem pior definição de imagem que o padrão PAL (625/50), mas com melhor velocidade de varrimento. Países que usam o NTSC: – Antigua e Barbuda, Aruba , Bahamas, Barbados, Belize, Bermudas, Bolívia, Brasil, (PAL-M, compatível), Canadá, Chile, China (Taiwan), Colômbia, Coreia, Costa Rica, Cuba, Dominica, Equador, El Salvador, Estados Unidos da América, Ilhas Fiji, Filipinas, Grenada, Guam, Guatemala, Haiti, Honduras, Jamaica, Japão, México, Micronesia, Myanmar, Nicarágua, Panamá, Peru, entre outros… www.joaoleal.net Professor: João José Leal 12
  13. 13. SECAM – O SECAM (Systeme Electronique Couleur Avec Memoire) é o padrão que foi desenvolvido na França no final dos anos 60, assemelha-se em alguns aspectos ao PAL. – A maioria dos países que o adoptam utiliza 50 ciclos/seg. na sua corrente eléctrica, resultando em imagens exibidas a 25 quadros/Seg. – As diferenças entre o padrão PAL e SECAM são tão pequenas que a conversão entre os mesmos pode ser feita por um simples descodificador e a maioria dos receptores PAL é capaz de exibir imagens (em preto e branco) transmitidas em SECAM. Existem outras variantes do SECAM:  SECAM-B SECAM-K  SECAM-G SECAM-K1  SECAM-H SECAM-L  SECAM-D www.joaoleal.net Professor: João José Leal 13
  14. 14. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 14
  15. 15. Vídeo Digital O mundo do vídeo está em transição massiva do analógico para o digital:  Há normas para TV Digital.  Há Receptores de TV Digital  Muitas casas recebem vídeo digital via cabo e satélite  DVDs (Digital Versatile Disk) e câmaras digitais (DV)  Edição não linear substitui cada vez mais a edição linear e analógica.  O sinal digital (sistema binário)  Transmitido apenas como pontos precisos seleccionados de intervalos na curva  Não linear  Acesso aleatório  Sem perdas de geração Há 3 tipos de standards digitais mais conhecidos: MPEG, AVI e MOV. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 15
  16. 16. MPEG – É um padrão de compressão e transporte de áudio e vídeo. – Para demonstrar a importância do MPEG, o vídeo digital sem compressão exige uma taxa de 190 Mbps, que é demasiadamente alta para a viabilidade económica de diversos serviços. – O MPEG permite representar vídeos digitais com taxas entre 1 a 30 Mbps, dependendo da qualidade a ser alcançada. – O MPEG não prevê uma taxa de bits específica, a taxa depende de vários factores, que podem ser ajustados para cada aplicação. – O nome MPEG vem do grupo que o criou, “Moving Pictures Experts Group”, e é um padrão de compressão que foi definido no trabalho em conjunto da ISO e IEC. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 16
  17. 17. AVI – É a abreviação de Áudio Vídeo Interleaved, e é um formato de arquivos audiovisuais para Windows (criado pela Microsoft). – A qualidade do vídeo tende a ser muito boa em baixas resoluções, mas o arquivo é, normalmente, muito grande. – No Windows 3.1 é preciso ter o Vídeo for Windows instalado para visualizar arquivos neste formato. – Os utilizadores do Windows 95 e de Windows mais recentes não precisam se preocupar em instalar outro programa. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 17
  18. 18. MOV – É um formato de armazenamento de sequências de vídeo em ficheiros binários. – O Quick Time é um exemplo de um programa que especifica o seu próprio formato de arquivo que é chamado Quick Time Movie (MOV). – Este formato de arquivo é extremamente flexível e encapsula vários outros tipos de arquivos (formatos). – Mais recentemente o formato MOV tornou-se o formato mais adoptado para a publicação de vídeo digital na Internet. – Arquivos que possuem o formato MOV, são apropriados para animações com altas taxas de display (frames por segundo). www.joaoleal.net Professor: João José Leal 18
  19. 19. • Com isto o olho humano age como um circuito integrador e permite que uma sucessão de imagens paradas possa ser compreendida pelo cérebro como uma imagem contínua. • Para se produzir as imagens em movimento é necessário fazer a justaposição de uma sequência de imagens separadas por um intervalo de tempo determinado. • Este intervalo é função das propriedades de persistência da visão. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 19
  20. 20. Vídeo Analógico x Digital • Vídeo analógico é representado como um sinal contínuo (variando no tempo) • O vídeo digital é representado como uma sucessão de imagens digitais numa taxa de quadros suficiente para criar a sensação de movimento – Lembrem-se da persistência da visão... www.joaoleal.net Professor: João José Leal 20
  21. 21. Espaço de Cores em Vídeo • A cor na TV é gerada pelas intensidades relativas do RGB em cada parte da cena – Entretanto, para a transmissão do sinal, uma divisão diferente dos sinais é utilizada… • Codificação com sinais de Luminância (um) e de Crominância (dois) : – TV eram originalmente em Preto & Branco (P&B) – A adição de cores teve de ser feita de maneira compatível com a situação anterior… • Sinal em NTSC: Espaço YIQ • Sinal em PAL: Espaço YUV (YCrCb) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 21
  22. 22. Codificação de Cores • Sinal RGB – Sinais separados para o R, para o G e para o B – A combinação linear das componentes R, G e B gera todas as cores do espaço de cores para as imagens • Sinal YUV (padrão PAL) – Base : o olho humano é mais sensível a variações no brilho que nas cores – Ao invés de separar cada componente RGB, o sinal é formado por uma componente que define o brilho (luminância Y) e duas que definem a cor (dois canais com a informação de crominância U e V) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 22
  23. 23. Sinal YUV • Recepção em Preto & Branco: apenas a luminância é utilizada • O sinal é definido da seguinte forma : Y = 0.3 R + 0.59 G + 0.11 B U = (B – Y) x 0.493 V = (R – Y) x 0.877 • Em geral, a componente luminância é codificada com frequência de amostragem maior que as de crominância. – Por exemplo, na codificação 4:2:2 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 23
  24. 24. Sinal YIQ • YIQ adoptado no padrão NTSC é similar ao YUV • O sinal YIQ é definido da seguinte forma: Y = 0.3 R  0.59 G  0.11 B I = 0.6 R – 0.28 G – 0.32 B Q = 0.21 R – 0.52 G  0.31 B • Como no caso do YUV, a componente luminância também é codificada com faixa de frequências maior que as de crominância (maior precisão) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 24
  25. 25. YUV x RGB • Transformação linear simples de um espaço 3D para outro • Apenas os coeficientes específicos para a transformação linear variam de um sistema para o outro • Que problemas podem acontecer? – Algumas cores RGB são inválidas... – Diversas cores YUV/YIQ são inválidas... www.joaoleal.net Professor: João José Leal 25
  26. 26. Codificação de Vídeo Digital • Objetivo de qualquer codificação é representar um objecto mídia com o menor número possível de bits, preservando a qualidade e a inteligibilidade necessárias à sua aplicação • Assim, a codificação realiza uma compressão deste objeto, facilitando a sua transmissão e armazenamento www.joaoleal.net Professor: João José Leal 26
  27. 27. • Codificação do Sinal Composto – A forma mais simples de digitalizar um sinal de vídeo é amostrar o sinal de vídeo analógico composto: os componentes do sinal são convertidos conjuntamente em uma representação digital. • Exemplo: Sinal NTSC com 6MHz – 12M amostras/seg x 8 bits/amostra = 96Mbps – Note que, como a informação de luminância é mais importante que crominância, essa informação deveria alocar mais largura de banda. – Porém, a frequência de amostragem na codificação composta não pode ser adaptada aos requisitos de largura de banda dos componentes individuais. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 27
  28. 28. • Codificação do Sinal de Componente – O princípio da codificação de componente consiste em digitalizar separadamente as diferentes componentes de imagens ou planos – Por ex, codificação dos sinais da luminância e da diferença de cor (crominância). – Poderia ser usada, por exemplo, uma frequência de amostragem de 6MHz para a luminância e 3MHz para as componentes de crominância: • 6M amostras/s x 8 bits/amostra + 2 x 3M amostras/s x 8 bits/amostra = 96Mbps Resultado: Resoluçãocor  ¼ Resoluçãoluminância www.joaoleal.net Professor: João José Leal 28
  29. 29. Sinal de Vídeo Caracterizado por 2 aspectos principais: 1. Representação Visual: • Razão de aspecto ou Fator de forma • Ângulo de visão • Freqüência de quadros 2. Forma de Transmissão www.joaoleal.net Professor: João José Leal 29
  30. 30. Medidas para Representação Visual • Razão de Aspecto (aspect ratio) ou fator de forma: – Relação entre comprimento e altura de uma imagem – No padrão NTSC é 4:3  700 colunas x 525 linhas – No padrão PAL também é 4:3  830 x 625 • A razão de aspecto para HDTV é 16:9 em oposição aos 4:3 do NTSC, PAL e SECAM (isso corresponde a um aumento de 33% na dimensão horizontal) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 30
  31. 31. • Ângulo de visão: razão entre a distância do espectador e a altura da tela – Usando a razão de aspecto, pode-se definir o campo de visão horizontal do espectador = (4/3 x altura) – Resolução vertical: no. de pixels / altura • A resolução requerida para gerar uma imagem plana é relacionada ao tamanho da tela e a distância do espectador. – Uma tela com NTSC quando vista a uma distância > 6x a altura parece plana (reduzindo a distância, percebem-se limitações da codificação) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 31
  32. 32. • Frequência de quadros (fps – frames per seconds) <10 fps: Apresentação sucessiva de imagens 10 – 16: Impressão de movimento, mas sensação de descontinuidade > 16: Efeito do movimento começa ... 24: Cinema 30/25: Padrão de TV americana/européia 60: Padrão HDTV • Factores que influenciam a taxa de quadros: – Continuidade de movimento – Banda disponível: mais quadros, mais informação, mais banda... – Freqüência de refrescamento da tela: evitar cintilação e fadiga visual www.joaoleal.net Professor: João José Leal 32
  33. 33. Varredura da Tela • Um vídeo analógico é um sinal de tensão contínuo (como o áudio) que deve varrer a tela. • TVs (CRTs) utilizam um feixe de elétrons para varre o tubo de imagem de cima a baixo em intervalos regulares, iluminando os fósforos que criam a imagem – Esse processo gera linhas de varredura visíveis a certa distância, reduzindo a qualidade nas imagens. • O feixe de elétrons é controlado por dois conjuntos ortogonais de campos magnéticos – Horizontal: O feixe é movido da esquerda para a direita e então rapidamente para o início – Vertical: O feixe é movido de cima para baixo e então rapidamente para o início www.joaoleal.net Professor: João José Leal 33
  34. 34. Cintilação ou Efeito Flicker • Flicker: variação periódica da percepção do brilho da imagem • Para se evitar a cintilação é necessária uma taxa > 50 varreduras por segundo – Ex: para se evitar o flicker em um filme com 16 fps, cada quadro é apresentado 3 vezes (a luz do projetor é cortada duas vezes durante a exibição do quadro) definindo uma taxa de refrescamento de 16 x 3 = 48 Hz • Sinais de TV: cada quadro é dividido em 2 partes (linhas pares e ímpares) entrelaçadas – NTSC: 30 x 2 = 60 Hz – PAL: 25 x 2 = 50 Hz www.joaoleal.net Professor: João José Leal 34
  35. 35. Entrelaçamento • Progressivo (não-entrelaçado): cada linha é refrescada de baixo para cima em seqüência • Entrelaçado: as linhas da imagem são varridas na tela de forma alternada – Dois campos são criados: par e ímpar • NTSC: 262.5 linhas por campo a 60 campos por segundo. • PAL: 312.5 linhas por campo a 50 campos por segundo. – Os campos são separados no tempo, o que resulta no “entrelaçamento” • Resolução vertical efectiva é menor que a indicada: – Não-entrelaçado: 70% da resolução máxima – Entrelaçado: 50% a 70%, respectivamente para imagens menos ou mais estáticas www.joaoleal.net Professor: João José Leal 35
  36. 36. Entrelaçamento – NSTC www.joaoleal.net Professor: João José Leal 36
  37. 37. Receptores Actuais e Entrelaçamento • O uso de memória em receptores actuais acaba com a necessidade de entrelaçamento: – Linhas recebidas podem ser repetidas o número de vezes que se quiser de maneira a evitar a cintilação da imagem – Taxas de refrescamento da imagem:  100Hz • Entrelaçamento: torna-se uma opção entre o uso de menos banda (maior de canais) e maior qualidade de imagem – Factor importante para a definição de normas para uso em futuros sistemas de TV www.joaoleal.net Professor: João José Leal 37
  38. 38. TVs de Plasma/LCD • Maior qualidade: – Maior resolução (sinal RGB), no. de cores, tela plana e fator de forma 16:9 • Não apresentam linhas de varredura: – Pixels acessos simultaneamente para desenhar uma imagem, evitando os efeitos das linhas de varredura – Possuem também dobradores de linhas (memória) para melhorar a qualidade das imagens provenientes de fontes analógicas como TVs e Vídeo-cassete • Brilho uniforme, independentemente do ângulo de visão: – Isso significa mais pessoas assistindo à imagem em diversos pontos do ambiente. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 38
  39. 39. Espaço de Cores em Vídeo • A cor na TV é gerada pelas intensidades relativas do RGB em cada parte da cena – Entretanto, para a transmissão do sinal, uma divisão diferente dos sinais é utilizada… • Codificação com sinais de Luminância (um) e de Crominância (dois) : – TV eram originalmente em Preto & Branco (P&B) – A adição de cores teve de ser feita de maneira compatível com a situação anterior… • Sinal em NTSC: Espaço YIQ • Sinal em PAL: Espaço YUV (YCrCb) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 39
  40. 40. Codificação de Cores • Sinal RGB – Sinais separados para o R, para o G e para o B – A combinação linear das componentes R, G e B gera todas as cores do espaço de cores para as imagens • Sinal YUV (padrão PAL) – Base : o olho humano é mais sensível a variações no brilho que nas cores – Ao invés de separar cada componente RGB, o sinal é formado por uma componente que define o brilho (luminância Y) e duas que definem a cor (dois canais com a informação de crominância U e V) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 40
  41. 41. Sinal YUV • Recepção em Preto & Branco: apenas a luminância é utilizada • O sinal é definido da seguinte forma : Y = 0.3 R + 0.59 G + 0.11 B U = (B – Y) x 0.493 V = (R – Y) x 0.877 • Em geral, a componente luminância é codificada com freqüência de amostragem maior que as de crominância. – Por exemplo, na codificação 4:2:2 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 41
  42. 42. Sinal YIQ • YIQ adotado no padrão NTSC é similar ao YUV • O sinal YIQ é definido da seguinte forma : Y = 0.3 R  0.59 G  0.11 B I = 0.6 R – 0.28 G – 0.32 B Q = 0.21 R – 0.52 G  0.31 B • Como no caso do YUV, a componente luminância também é codificada com faixa de freqüências maior que as de crominância (maior precisão) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 42
  43. 43. YUV x RGB • Transformação linear simples de um espaço 3D para outro • Apenas os coeficientes específicos para a transformação linear variam de um sistema para o outro • Que problemas podem acontecer? – Algumas cores RGB são inválidas... – Diversas cores YUV/YIQ são inválidas... www.joaoleal.net Professor: João José Leal 43
  44. 44. Vídeo Analógico x Digital • Vídeo analógico é representado como um sinal contínuo (variando no tempo) • O vídeo digital é representado como uma sucessão de imagens digitais numa taxa de quadros suficiente para criar a sensação de movimento – Lembrem-se da persistência da visão... www.joaoleal.net Professor: João José Leal 44
  45. 45. Codificação de Vídeo Digital • Objectivo de qualquer codificação é representar um objeto mídia com o menor número possível de bits, preservando a qualidade e a inteligibilidade necessárias à sua aplicação. • Assim, a codificação realiza uma compressão deste objeto, facilitando sua transmissão e armazenamento www.joaoleal.net Professor: João José Leal 45
  46. 46. • Codificação do Sinal Composto – A forma mais simples de digitalizar um sinal de vídeo é amostrar o sinal de vídeo analógico composto: os componentes do sinal são convertidos conjuntamente em uma representação digital. • Exemplo: Sinal NTSC com 6MHz – 12M amostras/seg x 8 bits/amostra = 96Mbps – Note que, como a informação de luminância é mais importante que crominância, essa informação deveria alocar mais largura de banda. – Porém, a freqüência de amostragem na codificação composta não pode ser adaptada aos requisitos de largura de banda dos componentes individuais. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 46
  47. 47. • Codificação do Sinal de Componente – O princípio da codificação de componente consiste em digitalizar separadamente as diferentes componentes de imagens ou planos – Por ex, codificação dos sinais da luminância e da diferença de cor (crominância). – Poderia ser usada, por exemplo, uma freqüência de amostragem de 6MHz para a luminância e 3MHz para as componentes de crominância: • 6M amostras/s x 8 bits/amostra + 2 x 3M amostras/s x 8 bits/amostra = 96Mbps Resultado: Resoluçãocor  ¼ Resoluçãoluminância www.joaoleal.net Professor: João José Leal 47
  48. 48. Recomendação CCIR-601 CCIR- • Padrões para digitalização de sinais NTSC e PAL Componente Componente CCIR-601 Digital Analógica Recommendation NTSC: 480 Altura Linhas PAL: 576 Amostragem 13.5 MHz Mudanças de Resultado em 702 pixels Comprimento tensão ao longo da (NTSC) varredura Recomendado 720 Profundidade de pixel Valores de tensão Faixa de valores 8-bits Sub-amostragem da Diferença de 4:2:2, 4:2:0, 4:1:1 crominância bandas www.joaoleal.net Professor: João José Leal 48
  49. 49. 4:2:2 – O que significa isso? • Refere-se a taxa de amostragem dos sinais – O 1o. número refere-se a taxa de amostragem da componente de luminância (Y) – O 2o. e o 3o. números referem-se às taxas para as componentes de crominância (IQ ou UV) • 4:2:2 refere-se a uma taxa de amostragem para a luminância de ~ 13.5 MHz para NTSC e a metade dessa taxa (6.25MHz) para a diferença-de-cor • 4:1:1 ? Luminância amostrada a 13.5 MHz e crominância a 3.375 MHz www.joaoleal.net Professor: João José Leal 49
  50. 50. Por que manter a crominância com precisão de 8 bits? • Qual outra forma de reduzir a banda de crominância à metade? – Usar 4-bits por pixel • Por que isso não funcionaria? – Devido a necessidade de uma faixa ampla para valores de cor a serem utilizados – A sub-amostragem funciona melhor… www.joaoleal.net Professor: João José Leal 50
  51. 51. 4:2:2 • Para cada 4 amostras de luminância, 2 amostras de crominância das linhas ímpares e 2 das pares. • Cada pixel mapeado em 2 bytes: [Cb0, Y0] [Cr0, Y1] [Cb2, Y2] [Cr2, Y3] [Cb4, Y4] ... • Planos de crominância: altura total e metade da largura • Usado no JPEG www.joaoleal.net Professor: João José Leal 51
  52. 52. Amostragem 4:2:2 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 52
  53. 53. 4:2:0 • Para cada 4 amostras de luminância, 2 amostras de crominância para as linhas ímpares (e, portanto, 0 amostras de cor para as pares…) • Resolução da crominância reduzida à metade em ambas as direções: ½ altura e ½ largura • O padrão MPEG faz em geral isso… www.joaoleal.net Professor: João José Leal 53
  54. 54. Amostragem 4:2:0 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 54
  55. 55. 4:2:0 ? • Ao contrário do que parece, a taxa 4:2:0 (geralmente associada ao MPEG) não indica um sistema sem a componente “diferença-do-azul” • A notação simplesmente indica que estão codificados somente 2 diferenças de cor (uma vermelha e outra azul) a cada 4 amostras de luminância. www.joaoleal.net Professor: João José Leal 55
  56. 56. 4:1:1 • O que poderia representar isso? – 1 crominância para cada 4 luminâncias, ambas em linhas pares e ímpares • Também usado em JPEG www.joaoleal.net Professor: João José Leal 56
  57. 57. HDTV – High Definition Television • Objectivo: Aumentar a definição da imagem (sinal de vídeo) e do sinal de áudio para se obter uma qualidade de cinema Estrutura hierárquica de qualidade para TV digital Norma HDTV EDTV SDTV LDTV Melhorada Normal Qualidade Alta (High) Limitada (Enhanced) (Standard) PAL Comparável a … 2 X CCIR601 CCIR601 SECAM VHS NTSC Taxa de bits aprox. 30 11 4,5 1,5 (Mbit/s) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 57
  58. 58. • Maior ângulo de visão (menor distância da tela): – TV actual: a distância de visão  6x altura da imagem – HDTV: duplica a definição da imagem, reduzindo essa distância para  3x a altura da imagem • Melhorar o campo de visão – Olho humano tem maior sensibilidade para movimentos realizados sobre o plano horizontal • Campo de visão mais próximo de um rectângulo – Imagens em HDTV tem fator de forma de 16:9 (ou 1,77:1) > 4:3 (1,33:1) da TV atual • Compromisso entre os formatos do cinema europeu (1,66:1) e dos filmes americanos em CinemaScope (2,35:1) www.joaoleal.net Professor: João José Leal 58
  59. 59. • Aúdio digital, multicanal com qualidade será semelhante à de um CD. • Maior sensação de telepresença/imersão: – Maior proximidade com o novo formato de imagem permitem um maior ângulo de visão – Áudio de melhor qualidade com efeitos tridimensionais www.joaoleal.net Professor: João José Leal 59
  60. 60. HDTV x TV www.joaoleal.net Professor: João José Leal 60
  61. 61. HDTV x TV 4x3 4x3 4x3 (12x9) 4x3 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 61
  62. 62. Observação: HDTV • Considerando 1920 linhas x 1080 colunas, com quantização de 24 bits/pixel e taxa de 60 fps, a taxa de geração para HDTV é cerca de 3 Gbps! 1080 x 1920 x 24 bits x 60 fps = 2,78 Gbps • Única solução possível para a transmissão : compressão!!! – Supondo a banda em 20Mbps -> 150:1 www.joaoleal.net Professor: João José Leal 62

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