В прошлой статье мы рассмотрели такие характеристики, как разрешение и соотношение сторон. Сегодня мы рассмотрим другие основные характеристики видео (частоту кадров, битрейт, глубину цвета, развертку).
Частота кадров
В прошлой статье мы рассматривали видео как набор картинок, сменяемых друг друга в определенной последовательности. Если сменять картинки быстро, то мозг перестанет видеть отдельные изображения и создаст иллюзию непрерывного движения. При этом скорость смены кадров должна быть выше 10-12 кадров в секунду.
Частота кадров — скорость смены кадров за единицу времени, как правило, за секунду. Зачастую частоту обозначают как fps (frames per second, кадр в секунду).
Немного истории
Представьте себе ленту немого фильма, в которой 1 500 отдельных изображений. Если мы покажем фильм со скоростью 12 кадров в секунду, то увидим что-то такое. Это мерцание появляется из-за постоянного закрытия проектора при смене кадра. Томас Эдисон утверждал, что наше перестанет замечать мерцание, если частота кадров будет 46 кадров в секунду и выше. Но в таком случае, длина нашего фильма сократится в четыре раза (1500 / 12 = 125 сек, 1500 / 46 ~ 32,6 сек). Делать в четыре раза больше кадров на пленке не выгодно. Поэтому пришли к идее показывать один и тот же кадр трижды, при этом увеличив частоту в трое.
Если умножить 12 кадров на три, то мы получим 36 кадров в секунду, что является медленным. Ближайшим целым числом, при умножении которого на три мы получим 46 кадров и выше, является 16 (48).
https://balyberdin.com/hey/pictures/fps_Triple_Bladed_Shutter.mp4
16 fps устраивал нас в немом кино, но перестал устраивать в момент, когда появилось звуковое кино. При стыковке звука с картинкой 16 fps оказалось слишком мало, поэтому нужно было найти частоту, кратную 48 и при которой звук бы без проблем ложился на картинку. Такой частотой оказалось привычная для нас и на сегодняшний день - 24 fps.
https://balyberdin.com/hey/pictures/fps_Double_Bladed_Shutter.mp4
На что влияет частота кадра?
Возможность замедления и ускорения — при уменьшении или увеличении частоты отображаемых кадров наше видео будет замедляться или ускоряться соответственно. Ускорение часто можно было увидеть в немом кино. Делали это для увеличения динамики. Замедление же (слоу-мо) довольно популярно в наше время. Обычно для слоу-мо видео снимают в 50, 60 или 120 fps.
Плавность картинки. Чем больше fps, тем плавнее картинка.
Вес видео. Чем больше кадров, тем больше вес файла.
Развертка
На различных видеохостингах при выборе качества видео можно наткнуться на такие варианты: 1080p и 1080i. Буквой i (interlace) обозначается чересстрочная развертка, буквой p (progressive) - прогрессивная развертка.
Чересстрочная развертка
С появлением телевидения появилась необходимость передавать видеопоток пользователям. Для оптимизации отправляемого объема данных было решено отправлять не цельный кадр, а два полукадра. При таком методе передачи кадр разрезался на полосы (строки), четные строки относили к одному полукадру, нечетные ко второму. Такой метод передачи получил название чересстрочной развертки.
К недостаткам такого метода передачи относят мерцание и нечеткость картинки.
Прогрессивная развертка
Передает на дисплей кадр полностью (строки считываются за один заход), благодаря чему устраняются мерцания.
Глубина цвета
В прошлой статье мы разобрались, что изображение формируется с помощью трех каналов: красного, зеленого и синего. Каждый канал переносит информацию о своем цвете в цифровом виде (например, 10011010). Если на канал выделен только один бит информации, то мы получим двухцветное черно-белое изображение в канале. Чем выше битность, тем больше оттенков получит изображение.
Предположим, что у нас канал содержит 8 бит информации о цвете, тогда мы получим 256 цветов в канале. Затем мы складываем информацию с другими каналами и получаем (256*256*256) 16 777 216 цветов в кадре.
Чем больше глубина цвета, тем насыщенней изображение и больше возможностей с этим изображением играться на цветокоррекции, но при этом тем выше размер изображения.
Видеопоток (битрейт)
Битрейт - количество битов, хранящихся в одной секунде. Чем выше, тем лучше качество изображения.