MULTIMÉDIA-FEJLESZTŐ

Az előadások a következő témára: "MULTIMÉDIA-FEJLESZTŐ"— Előadás másolata:

1 MULTIMÉDIA-FEJLESZTŐ
SZABÓ SÓKI LÁSZLÓ villamosmérnök ELTE VIDEOSTÚDIÓ

2 KIS-FILMTÖRTÉNET EDISON 1885 szabadalom
A „mozi” a tömegek előtti kivetítés gondolata a Lumiere fivérek ötlete dec.22-én vetítették Párizsban rövidfilmjüket „ A vonat érkezése” címmel (10 tekercset vetítettek) A szerkezet neve kinematográf és f-f-ben kb.12 kép/sec vetített

3 KIS-FILMTÖRTÉNET 1908 Smith, Kinemacolor eljárás(színes)
1912 Gaumont, Chronochrome háromszínű eljárás, majd az első „hangos” próbák 1926 Warner Brothers, New Yorkban az első egész estés, zenével, zörejjel ellátott filmet vetíti (Don Juan) 1927 WB első „beszélő” hangos film 16-ról 24 kocka !!!

4 KIS-FILMTÖRTÉNET 1935 Technicolor eljárás, 20 évig nem volt jobb
1953 szélesvásznú film mm-es vízszintes méret mm-es 1971 Dolby eljárás 1975 Dolby sztereó, …Dolby Digital

5 KIS-FILMTÖRTÉNET Film műfajok megjelenése
Burleszk – humor, geg, híres személyek, pl. Stan és Pan -a hangosfilm véget vet a klasszikus típusnak. Filmmusical – operettek, majd direkt filmre írt darabok megfilmesítése – zene, tánc, ének, próza ötvöződik pl.West Side Story, Ének az esőben, Cabaret

6 KIS-FILMTÖRTÉNET Amerikai vígjáték – száguldó tempó, fordulatok, félreértések, érzelem, mulatság, a 30-as évekre kialakult Fantasztikus filmek – túllépik a valóságot, természetfölötti erők, a 30-as évekre kialakult pl. Drakula, Frankenstein, King-kong

7 KIS-FILMTÖRTÉNET SCI-FI – utazás térben, időben, földönkívüli élet, trükkök pl. Star Wars, Majmok bolygója stb. Western – amerikai műfaj, a vadnyugat meghódítása, indiánok, napjainkig megvan, első: A nagy vonatrablás 1903, Volt egyszer egy vadnyugat,

8 KIS-FILMTÖRTÉNET Bűnügyi és gengszter filmek, krimi Fantomas, A keresztapa, Bonnie és Clyde, Tudományos és ismeretterjesztő kisfilmek Rajzfilmek, vagy animációs filmek, 1889 !! Egy jó pohár sör, Tom és Jerry 1940!

9 KIS-FILMTÖRTÉNET Dokumentumfilm – fő feladat a valóság ábrázolása, ide tartozik portré, riport is, ez volt az első műfaj, leágazott róla minden, de ez megmaradt.

10 KIS-FILMTÖRTÉNET Fesztiválok, díjak, kategóriák
Velencei Fesztivál 1932 OSCAR – 1929 Cannes – 1946 1958, a brüsszeli világkiállítás alkalmából, egy 120 tagú szakértői bizottság megszavazta a világ 12 legjobb filmjét

11 KIS-FILMTÖRTÉNET A film formanyelve-kifejezőeszközei: gépállás, kameramozgás, plánok, képsíkok, kompozíció, világítás, stb. Fő különbség a színházzal szemben! A film plánok sorozata !!! A színházban csak egy plán van!!!

12 KIS-FILMTÖRTÉNET Néhány nagy rendező a filmművészetből:
Antonioni, Bertolucci, Bunuel, Chaplin, Coppola, G. Cukor, Walt Disney, Eizenstein, Fellini, Forman, Godard, Hitchcock, Kertész, Kazan, Kuroszava, Lucas, Pasolini, Polanski, Scorsese, Spielberg, Tarkovszkij, Truffaut, Visconti, Wajda

13 Filmkészítés lépései Témaválasztás
Anyaggyűjtés, tájékozódás, információ hordozó helyes kiválasztása Előkészítés, finanszírozás, támogatások Szakanyag megírása, szinopszis készítés (vázlatos kivonat) Jóváhagyás után, forgatókönyv készítés

14 Filmkészítés lépései Elfogadás, részletes költségvetés
Helyszínek kiválasztása, terepszemle Stáb összeállítása, gyártásvezetés Nyersanyag, technika, szállítás Forgatások Megtekintés, snittlista

15 Filmkészítés lépései Utómunka menete: előzetes szöveg (a forgatókönyv szerint), elővágás, vágás, trükkök, feliratok, grafika, animáció, zene, szövegpontosítás, bemondás, keverés, ellenőrzés, lektorálás archiválás, kópiák átadás

16 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Analóg rendszeren történő szerkesztés Szalagos rendszerek(VHS, SVHS, V8, Hi8) Broadcast minőség(BETA SP, Digit BETA) Képkocka pontosságú vágás, 1/25 sec Kép és hang külön kezelési lehetősége Assembly és insert üzemmód Preroll time – szinkronizálási idő

17 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Direkt másolás, vagy képkeverőn keresztül, effektek, trükkök Vezérlőpult, monitorok, ….több kiegészítő berendezés kell Külön feliratozó berendezés Másolás miatt generációs romlás van Módosítás nehezen megoldható

18 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Munkamenet: Felvett anyag megnézése Snittlista készítés Assembly összerakás Inzertálás képben, hangban Felirat, ábra, grafika Kísérőzene kiválasztása

19 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Narrátorszöveg próba, time kódok Munkakópia elkészítése (nemzetközi) Fordítások, lektorálás Narrátorszöveg bemondása Hangsávok keverése MASTER archiválása, kópiák készítése

20 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Digitális utómunka(nonlineáris editálás): Nyersanyag válogatása szalagon Digitalizálás (formátum megválasztása) Nyersanyag „szeletelése” Kísérőzene kiválasztása Kép-és hangsávokon a film megszerkesztése

21 VIDEÓ UTÓMUNKA/röviden
Effektek, feliratok elkészítése Project file rendszeres mentése (ppj) Time line renderelése Filmszöveg felvétele, szerkesztése Hangsávok keverése Végső formátumba exportálás Kiírás CD-re vagy szalagra

22 CSATLAKOZÓK RCA csatl.-kompozit jel
BNC csatl.-kompozit jel, színkül.jelek, RGB(koax kábel 75 ohmos!) S-video csatl- S jel(Y és C) Euro-AV scart DIN csatl. Antenna csatlakozó-RF jel

23 CSATLAKOZÓK

24 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Analóg jel hátrányai (másolásnál romlás, effektekhez komoly berendezés kell) A/D átalakítás CCIR 601 nemzetközi szabvány írja le Broadcast minőséghez legalább 4:2:2 gyakoriságú és 8 bites mintavételezés kell Video jel/zaj: 56dB

25 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Adatátvitel 8 bitnél ~237 Mbit/sec Kompressziót alkalmazunk, pl. 2:1,5:1 Első digit rendszerek: D1 és D2 – SONY D3 és D5 – Panasonic D6 - Philips

26 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
3,375 MHz alapfrekvenciával Y jel mintavételezése 4x3,375=13,5MHz R-Y és B-Y színkül. jelek mintavételezése 2x3,375=6,75MHz Kvantálás 8 bitnél 256 szint, 10 bitnél 1024 szint, Jobb kamerákban bit

27 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
DV jelek Egy videokép 12 sávot foglal el PAL-ban

28 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
SONY – Betacam SX, Digit BETA JVC – Digital S SONY, Panasonic - mini DV SONY - DVCAM Panasonic – DVCPRO Csatlakozó – DV csatlakozó = fire wire = IEEE1394 = i.link

29 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Digitális kamerák jellemzői (pl.): 1-3 CCD, 1/3,2/3 collos, ezer pixel Kvantálás: bit Video jel/zaj:60-65dB Kompresszió:10:1,5:1,2:1 Mintavételezés: 4:2:2, 4:1:1, 4:2:0 Adatátvitel: Mbps

30 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Hogyan lesz az analóg jelből digitális? Mintavételezés-kódolás-digitalizálás-capture Szemünk miatt az Y jelet kell nagyon pontosan feldolgozni RGB-t át kell alakítani YUV-ra 3 féle rendszer van elterjedve

31 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
4:2:2 mintavételezés, broadcast minőség 720 x 576 minta van Y jelből Fele-fele U=R-Y és V=B-Y –ból Tehát minden képpontból vesznek Y mintát, de csak minden másodikból a két színmintát Adatfolyam sebesség ~ 165 Mbit/sec

32 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
4:1:1 mintavételezés 720 x 576 minta van Y jelből De csak minden negyedik képpontból vesznek színinformáció mintát! Ezt használja a DV(NTSC), DVCPRO (PAL/NTSC), DVCAM (NTSC)

33 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
4:2:0 mintavételezés 720 x 576 minta van Y jelből De a páratlan sorok minden második képpontjából az egyik (R-Y), a páros sorok minden második képpontjából a másik (B-Y) –ból vesznek mintát Ezt használja a DV(PAL) és DVCAM(PAL)

34 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
4:1:1 4:2: :2:0

35 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az adatfolyam sebesség lecsökken 4:2:0 és 4:1:1 esetében ~ 124 Mbit/sec Ezt az adatfolyamot a DV tömörítő chip ~ 25Mbit/sec-ra tömöríti, ami kb. 1:5-ös intraframes tömörítést jelent Minden képkocka külön-külön van tömörítve, tehát azonnal elérhető

36 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A 25 Mbit/sec adatfolyam állandó, tehát a kép minősége folyamatosan változik A tömörítés a Motion JPEG eljáráshoz hasonlít, itt is DCT(discrete cosine transformation) algoritmust használnak, némi változtatással

37 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A képen belül makroblokkokat hoz létre és a két félkép között jóslást végez, így növeli az első félképhez a tárolási helyet Az adatfolyam az audióval és a time code-al együtt ~ 40Mbit/sec-ra nő Ez kerül a kazettára, 1 képkocka NTSC- ben 10 track, PAL-ban 12 track (DV)

38 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A DV felvétel minősége elérheti az 500 soros vízszintes felbontást A DV jel mellé kerülő 2 audiójel pl. lehet 44,1kHz, 16 bit=CD minőség 48kHz, 16bit=DAT minőség

39 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Digit BETA 4:2:2 után 1:2 tömörítést kap BETA SX 4:2:2 után 1:10 tömörítés JVC Digital S 4:2:2 után 1:3,3 tömörítés SONY DVCAM 4:2:0 után 1:5 tömörítés PANASONIC DVCPRO 4:1:1 után 1:5 tömörítés, ez esetleg átkapcsolható 4:2:2 és 1:3,3-ra, ekkor az adatfolyam 50 Mb/sec, szemben a 25 Mb/sec-al

40 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Fire Wire - APPLE soros protokoll max. seb. 400Mb/s, IEEE 1394-es szabvány Ezt módosította a SONY és i.link nevet kapott max.seb. 100Mb/s Egy vezetéken történik a kép és a hang továbbítása, plusz a vezérlés is

41 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Digitális kép méretének kiszámítása: 720x576, színenként 8 bit esetén 720x576x3x8= bit 1sec mérete x 25 = bit = 237,3Mb/sec = ~ 30 MB/sec

42 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Pl. adatfolyam kiszámítása, 8 bites kvantálás és 4:2:0 mintavételezés és 1:5 tömörítés esetén 720x576x8x1,5(!)x25/5~= 25 Mbit/sec 4:2:0 miatt van az 1,5-ös szorzó !

43 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MINI DV formátum, otthoni felhasználásra kifejlesztett rendszer SONY, JVC és Panasonic megegyeztek a paraméterekben Mintavételezés PAL-ban 4:2:0 és 1:5 tömörítés, adatseb. 25 Mbit/sec Mini DV-nél 1 track 10mikron széles, (DVCAM- nél 15 mikron !!)

44 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Rögzítési módszer: helikális, forgófejes Videojel: digitális komponens jel Mintavételi fr. Y jelre 13,5 MHz Mintavételezés: 8bit Hangrögzítés: PCM digitális, 2 csat. 48k, 16 bit 4 csat 32k, 12 bit

45 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Videoszalag: Advanced Metal Evaporated továbbfejlesztett fémgőzölt Szalagszélesség: 6,35 mm (1/4 coll) Kazetta: 66x48x12,2mm Műsoridő: 60 perc Szalagsebesség:18,83mm/s Digitális tömörítés: DCT

46 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A tömörítés után ötödrészére csökken a méret

47 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Insert and Track Information- inf. az adatblokkok szervezéséről Sub Code- SMPTE/EBU időkód sávszám és APT

48 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Beépített kazetta memória 16MB-ig SONY DVCAM rendszere - 28,246 mm/s, másfélszerese a mini DV-nek (SSP rögzítési mód, mini DV kazettán 40 perc), standard kazettán 184 perc Panasonic DVC PRO rendszere 33,89mm/s mini DV kazettán 33 perc, st.kaz. 150 perc

49 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A DV in/out csatlakozón kétirányú soros adatátvitel valósul meg. Az interface alapja az IEEE 1394 busz szabvány. Maximális kábelhossz 4,5 méter. A SONY professzionális formátumok a QSDI interface-t használják, ez négyszeres sebességű másolást tesz lehetővé.

50 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Előzőekben a videójel analóg/digitális átalakításának különböző lehetőségeit, a közvetlen digitális képrögzítés mágnesszalagos formáit, a szabványos tömörítéseket, a legnagyobb gyártók által kialakított amatőr és broadcast rendszereket tárgyaltuk.

51 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A számítógépes szerkesztés után kialakult film mérete még mindig nagy ahhoz, hogy akár CD-n, DVD-n, interneten használjuk. Hiszen a tömörített 25 Mbit/s adatfolyam 1 órányi anyaga 3600sec x 25Mb/8 = MB-ot jelent ami kb. 11 GB méretű fájlt jelent!!!

52 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Ezért az előbbi infomációhordozó eszközök, újabb tömörítési formátumok megjelenését kényszerítették ki. Vegyünk sorra néhány ismerős, nagyon elterjedt formátumot. GIF, JPEG, MJPEG, AVI, DVI, CinePak, Quick Time, MPEG1, MPEG2, MPEG4, DivX

53 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
GIF – Graphic Interchange Format Veszteségmentes tömörítés, vonalas, kevés színt tartalmazó képeknél használjuk Alapja egy helyettesítési eljárás, az adatsorozatokat egy mintatáblázat sorszámával helyettesítik

54 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az ismétlődéses mintákat jól kell megválasztani, és a táblázatot természetesen csatolni kell a kicsomagoláshoz Méretcsökkenés erősen függ az ismétlődő minták számától, kb %

55 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A JPEG formátumot állóképek tömörítésére dolgozta ki az Amerikában létrehozott Joint Photograpic Experts Group nevű bizottság Diszkrét koszinusz transzformáción (DCT) alapul és hardverrel is, szoftverrel is könnyen megvalósítható

56 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
YUV rendszerben, mindhárom összetevőre végre kell hajtani Veszteséges eljárás A képet egymástól független 8x8 képpontból álló összetevőkre bontjuk, melyeket egymástól függetlenül kezelünk Mivel állókép tömörítő, csak egy képen belül tud tömöríteni

57 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A minőség, és ezzel együtt a tömörített file mérete változtatható! Minél kisebb a méret, annál gyengébb a minőség 4:2:2 és 4:1:1 eljárást egyaránt használ A tömörített képfájl kell hogy tartalmazza a tömörítésnél használt összes paraméter értékét

58 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MJPEG (Motion JPEG), a JPEG alkalmazása mozgóképekre. Minden képkockát külön – külön tömörít össze, nem vizsgálja a szomszédos kockák közti összefüggéseket Profi videó szerkesztésnél használjuk Előnye: minden kocka megvan külön A tömörítés mértéke változtatható

59 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az eljárás szimmetrikus, ugyanaz a hardver, vagy szoftver végzi a ki -és betömörítést Hátránya: nem tudja a hangot tömöríteni, és nem elég hatékony Viszont jó minőséget ad! Hátránya, hogy szabványosítása nem egyértelmű (több féle létezik)

60 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
AVI formátum – sokféle van, lényege: Audio-Video Interleaved, eredetileg a Microsofttól származó formátum A video és audio információ váltakozva követi egymást, nem két külön file van, a HDD leolvasó fejnek nem kell rohangálni A kép és hang szinkronban van

61 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Nem képről képre, komplett képpont információként tároljuk a video adatokat, hanem csak azokat az egymás után következő képrészeket foglalják egy „keretbe” amelyek megváltoztak. Ezeket nevezzük „delta frame”-eknek Tehát jelentős megtakarítást érnek el azzal hogy két egymást követő képnél

62 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
csak a jelentősen megváltozott részeket tárolják újra, egyébként nagyvonalúan azonosnak veszik. Hogy a videokép egy idő után ne legyen teljesen felismerhetetlen, ezért bizonyos számú képkocka után egy képet teljesen eltárolnak (1 v.2 kép/sec)

63 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Minőség jelentősen függ a beállításoktól, a delta keret méretétől. Létezik tehát jó minőségű és rossz minőségű AVI is Jó minőséget lassú gép nem tud feldolgozni ezért kiolvasáskor a kép ugrik Az AVI formátumok közé soroljuk pl. a RIFF, RLE, Intel Indeo3.2, Intel Indeo 4.0, Intel Indeo 5.1, CinePak eljárásokat is

64 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
DVI – Digital Video Interactive – néven az INTEL fejlesztett egy rendszert Felbontás állítható NTSC és PAL szerint is, legjobb 288x352 (PAL) 240x320 (NTSC) Videokonferenciára, internetre kisebb, pl. 144x176, 160x120 Képváltási frekvencia szintén állítható 5-30 igény szerint

65 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Adatátviteli sebesség kbit/s K – kulcsképkocka tartalmazza az összes infot saját magáról, nagyobb méretűek D – delta képkockák csak a változásokat tartalmazzák, kisebb méretűek Alapértelmezésben egy K-t 14 D követ

66 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az INDEO eljárás a számítógép teljesítményéhez igazítja a lejátszást Nagyobb ablakban kevesebb képkockával, kisebben többel dolgozik ( színmélységtől is függ !) Ha van a gépben i750 videoprocesszor (DVI kártya, ez végzi a betömörítést, vagy a kitömörítés is) akkor felismeri és ezzel dolgozik

67 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az Apple cég Macintosh gépeire dolgozta ki a Quick Time formátumot Eredetileg negyed képernyőt kezelt 320x240 felbontásban és 15kocka/sec sebességgel, tehát gyenge képminőséggel, és a hang is gyenge 22k, 8 bit volt (NTSC)

68 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Ma Windows alatt is terjed, jobb min. 720x576, tehát teljes képernyős felbontás is lehet, és 25 kocka/sec Főleg internetes alk. használják, digitális fényképezőgépek formátuma is MP4 tömörítést használnak az újabb QT formátumok

69 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MPEG – Moving Pictures Experts Group Mozgóképek tömörítésére létrejött szakemberek dolgoztak ki többféle tömörítési formátumot a fájlméret további csökkentése érdekében Ezek veszteséges tömörítések, hardverrel vagy szoftverrel egyaránt be és kicsom.

70 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
A képkockák közötti nagyfokú tömörítéssel jelentősen csökken a méret, elfogadható képminőség mellett Először 1992-ben az MPEG1 szabványt fogadták el, mely PAL rendszerben 25kép/s mellett 288x352 felbontást biztosít. Ez kb. 1,5 Mbit/s adatsebesség

71 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Később (1994) az MPEG2-vel jelentősen javítottak a minőségen 704x576 felbontás teljes képernyős élvezhető képet ad. A tömörítés változtatható 4-15 Mb/s közt MPEG3 – nem született meg, mert az MPEG2-vel kielégíthetők a HDTV alkalmazások is a felbontás növelésével (1440x1920)

72 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MPEG4 – 1998-ban dolgozták ki kis átviteli sebességre, internetes, multimédiás alkalmazásokra, mobil telefonokhoz Legalsó szintjén 176x144 felbontású képet, 15kocka/sec, plusz még tömörítési algoritmussal 4,8-64 kbit/s sebességet ad Ugyanezen alg. nagyobb felbontást és képváltási frekv.t 10Mbit/s - ig támogat

73 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
DivX – egyetemi hallgatók az MPEG4 kodek feltörésével, jelentős javításával, MP3 hanggal való bővítésével, egy új formátummal jelentek meg a weben 1999 körül, tképpen egy kalózformátum

74 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MPEG1 és MPEG2 formátumok hardveresen és szoftveresen is előállíthatók és a beállított paraméterektől függően minőségük változtatható Elterjedésüket segítette, hogy az eljárás aszimmetrikus, a kódolás komoly hv. vagy szv.igényű, a kitömörítés nem igényel komoly hardver támogatást

75 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS

76 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Első lépés tehát a CCIR 601 specifikáció szerinti digitalizálás A megmaradt kép D1 minőségnek felel meg A tetszőleges formátumot kiválasztva oszlopok és sorok maradhatnak ki DCT kompresszálással egy képen belül (intra frame) tömörítünk

77 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az egymást követő képek közti (inter frame) tömörítéssel a képek közti redundanciát csökkentjük Három különböző képkocka típus van: I frame – egy teljes kép önállóan van tömörítve, csak képen belül, ezáltal pontos

78 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
P frame – predicted vagyis jósolt kép, az előző I vagy P képekhez képest viszonyított változást tartalmazza B frame – bidirectional vagyis kétirányú képkocka, kiszámításához a megelőző I és P és az utána következő I és P képeket is felhasználjuk

79 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az eljárás során egy képkockát 16x16 képpontból álló makro blokkokra bontunk A következő képkockák csak a megváltozott makro blokkokat tartalmazzák Időnként ismét kell egy I, vagyis pontos képet tárolnunk, mert egyre rosszabb lesz a kép!

80 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Egy elfogadott MPEG1 algoritmus: 2db I kép másodpercenként! IBBPBBPBBPBBIBBPBBPBBPBB I……, egy I-től I-ig terjedő sorozatot GOP-nak (Group of pictures) nevezünk. Egy GOP maximum 15 képből állhat. (M) A SubGOP a B és P képek frekvenciája (N)

81 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Más szokott formátumok: IBPBPBPBPBI N=10, M=2 IPPPPPPPPPPPPPPI N=15, M=1 IBPBI N=4, M=2 IBBI N=3, M=3 Ha N=1 akkor minden kép I, tehát MJPEG-et kapunk

82 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MPEG1-nél a 1,5 Mbit/s adatsebességből 1,3 a kép részesedése ez kb. 34-szeres tömörítés 0,2 Mbit/s a hangrész, ez kb. 7-szeres tömörítés Ezek az értékek jó szoftvernél tág határok közt változtathatóak!!!

83 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
Az MPEG2 igen jó minőséget ad, ez lett a DVD-k szabványos tömörítése általában 6Mbit/sec adatsebesség (4-9) és 48k hang mintavételezéssel VBR – Variable Bit Rate, változó bitsebességű vezérlés van, így képtartalomtól függetlenül azonos minőséget kapunk

84 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
MPEG4 AAC (advanced audio coding) SONY és Dolby Lab. közös hangtömörítő eljárása az MP3 továbbfejlesztése, 48 sáv Fmv 96kHz

85 CD – DVD SZABVÁNYOK CD lemez – nagy mennyiségű adat
CD-ROM 650 – 700 – 800 MB kapacitású Külsőre azonos az audió CD-vel 80-as évek közepén számítógépes alkalmazásokra alakították ki CD olvasó 1x 150kB/s átviteli seb. Azonos az audió CD-vel

86 CD – DVD SZABVÁNYOK Lemez felép.
Belülről kifelé, spirál vonalon pitek és landek sorozata van

87 CD – DVD SZABVÁNYOK Lemezmeghajtó felépítése
Lézerdióda 750nm erősen fókuszált lézernyalábja tapogatja le a CD-t

88 CD – DVD SZABVÁNYOK 3 sugárnyaláb van, ebből a középső olvassa le a jelet, a másik kettő csak pozícionálást végez, mert a lemez kilengései miatt folyamatosan biztosítani kell az „információs felületről” történő leolvasást Optikai és elektronikus hibajavítás van

89 CD – DVD SZABVÁNYOK Kódolásnál az információt hibajavító kóddal látják el, ez a jelentős redundancia lehetővé teszi komolyabb hibák kijavítását is (2 mm karcolás) CIRC eljárás( cross interleaved reed solomon code), keresztirányú átszövéssel biztosítjuk a csoportos hibák kiszűrését

90 CD – DVD SZABVÁNYOK CD-R szerkezete

91 CD – DVD SZABVÁNYOK 12 cm átm., 1,2 mm vastag lemez
24x seb-nél kb. 5000ford/perc Ekkor kb ms elérési idő CD-R lemeznél a lézersugár 250 C fokon rögzíti az információ tároló rétegbe a lyukakat!

92 CD – DVD SZABVÁNYOK CD-RW szerkezete

93 CD – DVD SZABVÁNYOK CD-RW lemezekről jóval kevesebb fény verődik vissza, ezért nehezebb olvasni A törlés olyan lézersugárral történik, melynél az információs réteg és a tükröző réteg kisimul, így újra írhatóvá válik Kb. 100 ciklus után az anyag kifárad!

94 CD – DVD SZABVÁNYOK CD-k élettartama, tárolása ( IEC 908 szabvány)
Oxidáció miatt csökken a visszavert fény -40 és +70 C fok közt olvasható kell legyen, páratartalom 5-95% lehet Gyári CD több száz év, CD-R év Fénytől, hőtől óvjuk!

95 CD – DVD SZABVÁNYOK Az audió CD-t állandó adatátviteli sebességgel kell letapogatni, 150kB/s, vagyis ha a külső részen olvasunk, lassítani kell a fordulaton, ezért többsebességűek ezek (CLV: constant linear velocity) Az állandó fordulatszámmal dolgozóknál az adatsebesség változik (CAV: constant angular velocity)

96 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD fizikai megjelenése azonos a CD-vel, tehát méretei azonosak 2 db 0,6 mm vastag összeragasztott hordozóból áll, mindkét hordozón két réteg alakítható ki, nagyobb adatsűrűség, optikai leolvasás 4 típusa lehet

97 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD 5 - 1 oldalas, 1 rétegű – 4,7 GB
9 és 17-nél a második réteg kívülről is írható, így gyors váltást tudunk elérni

98 CD – DVD SZABVÁNYOK

99 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD lemezek adatformátumát az „A” könyv tartalmazza, az információ tárolás blokk formátumban történik Egy blokkban 208 sor van, minden sorban 182 bájt A blokk 208 sorából az első 192 sor szektoradat, a maradék 16 sor hibajavító

100 CD – DVD SZABVÁNYOK A szektoradat mezőben 2064 bájt hosszú szektorok vannak, ebből 2048 adatbájt, 16 vezérlő bájt Első sorában 12 bájt fejléc és 160 felhasználói bájt, a következő 10 sorban 172 felh. bájt, az utolsó sorban 168 felh.bájt és 4 Error detection code

101 CD – DVD SZABVÁNYOK A DVD hibajavító algoritmusa RPC( reed solomon product code) tízszer hatékonyabb a CD-nél használtnál Itt is átszövési technika van, de kétdimenziós, egy szektorban 302 bájt Így 6mm csoportos hibát tud kijavítani

102 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD blokk mérete 208sor x 182 bájt= 37856 bájt
Ebből 16 x 2048 = bájt felh.i adat 5088 bájt pedig vezérlő és hibajavító arányuk 86,5% ill. 13,5%

103 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD típusok paraméterei

104 CD – DVD SZABVÁNYOK Lézer hull.h. 650nm Jobb fókuszálás

105 CD – DVD SZABVÁNYOK Meghajtókban két lencserendszer van, hogy CD-t és DVD-t is tudjanak kezelni DVD-n csökken a lyukak mérete és a menetemelkedés is CD 0,83 mikrométer és 1,6 mikrométer DVD 0,4 mikrométer és 0,74 mikrométer

106 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD meghajtó egyszeres átviteli sebessége 1250 kB/s A lemez kisebb fordulatszámmal forog a nagy adatsűrűség miatt, ezért stabilabb Átlagos elérési idő ms Napjainkban x sebességű az átl.

107 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD-k file kezelő rendszere UDF (universal disc format), ezt használjuk a DVD-R és DVD-RAM lemezeknél UDF-ISO9660 rendszert használ a DVD-ROM és a DVD-Video Adat, hang, és videó állományt egyaránt kezelnek. Egy állományt több különálló részben lehet a lemezen tárolni.

108 CD – DVD SZABVÁNYOK 1982 – CD lemez – audió CD – CD-DA – CD-Digital Audió Specifikációit a SONY-Philips által kidolgozott Compact Disc Digital Audio Standard tartalmazza – Red Book Világszabvány lett, tartalmazza: Fizikai méretek(belső, külső átm, vastagság)

109 CD – DVD SZABVÁNYOK TOC (Table of Content) tartalomjegyzék
Optikai letapogatás jellemzői Kódolási rendszer, hibajavítás Vezérlési rendszer, tűrések 74 perc hosszúságú hanganyag rögzíthető, sávokra és szektorokra osztottan Később kieg. MIDI szabvánnyal is

110 CD – DVD SZABVÁNYOK Egy szektor felépítése
Control Byte és CIRC kódok, EDC (Error Detection Code) ECC (Error Correction Code)

111 CD – DVD SZABVÁNYOK A hibajavítás hatékonyságát a keresztirányú átszövés biztosítja, mellyel a csoportos hibákat küszöbölik ki.

112 CD – DVD SZABVÁNYOK Az adatkódolás EFM rendszerű (Eight to Fourteen Modulation), 14 csatornabit tartalmaz 256 állapotot + 3 összekötő bit 3234Byteból 2352 a hangadat, ez van 1 szektorban, mely 1/75 másodperc 75x2352= Byte adatsebesség Hibajavítások miatt 1 bithiba bekövetke-zésének valószínűsége 1:

113 CD – DVD SZABVÁNYOK 1984-ben a SONY és Philips cég bemutatta a számítástechnikai adatok tárolására kifejlesztett CD-ROM lemezt (CD- Read Only Memory), specifikációit a Yellow Book tartalmazza Ezt 1986-ban kiegészítették, az ISO9660 szabványban (állományrendszerre javaslat)

114 CD – DVD SZABVÁNYOK A Red Bookból átvett adatokon túl szerepel a digitális adatstruktúra felépítése, Mode1 és Mode2 szektor struktúra leírása Programoknál 1 bit hiba is végzetes lehet, növelni kellett a hibajavítást, a MODE1-ben csak 2048 Byte hasznos, ezt számtechn. adatok rögzítésénél használjuk, MODE2 tömörített audió és videó és kép rögz.

115 CD – DVD SZABVÁNYOK

116 CD – DVD SZABVÁNYOK 1988 SONY, Philips, Microsoft CD-ROM-XA (Extended Architecture) definiálják a tömörített hang, kép, video, és számítástechnikai adat rögzítésére használható formátumot. Tulajdonképpen ez a MULTIMÉDIA! A MODE2 kiegészül FORM1 és FORM2 szektorokkal Yellow Book Supplement tartalmazza

117 CD – DVD SZABVÁNYOK

118 CD – DVD SZABVÁNYOK Green Book – Philips külön út
1987-ben kiadott szabványkönyv leírta az Interaktív CD, vagyis CD-I lemez, CD-I olvasó, felépítését (sáv és szektor szerk.) Állókép kódolás, kibontás Compact Disc Real Time Operating System (op. rendszer)

119 CD – DVD SZABVÁNYOK Mozgókép kibővítés (MPEG)
ADPCM (Adaptive Delta Pulse Code Modulation) hangadat kódolás CD-I-nek jelentős sikerei voltak, elterjedt 19 óra hanganyag, vagy 7500 kép, vagy 72 perc teljes képernyős videó Lényege az INTERAKTIVITÁS!

120 CD – DVD SZABVÁNYOK 1987-ben nem voltak a PC-k ennyire elterjedve, sőt igen drágák voltak Ezzel szemben videomagnó áron asztali CD-I lejátszót kaptunk, amiben a CD-I menürendszerét használva egérrel v. joystickkel interaktívan használhattuk

121 CD – DVD SZABVÁNYOK 1991-ben az ún. Orange Book-ban definiálták az egyszer írható CD és a többször írható CD formátum jellemzőit és az ún. multisession, többszekciós CD fogalmát. CD-R, CD-RW, CD-MO (Magneto Optical) Többszekciós és hibrid diszkek

122 CD – DVD SZABVÁNYOK 1993-ban a White Book-ban definiálták a Video-CD, vagy V-CD struktúráját és az információ rögzítésénél használt tömörítési algoritmust ISO 9660 kompatibilitás Diszk formátum, sávok használata Hang és video sávok

123 CD – DVD SZABVÁNYOK MPEG 1 video kódolás PAL-ban 352x288 felbontás, 25 kép/sec ~72 perc MPEG 1 video állomány Max. adatátviteli seb. 1,15 Mb/s Audiójel 224kbit/s, mv. 44,1kHz CD-ROM-XA Mode2 Form2

124 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
VCD – nél GOP N=15 mindig! SubGOP M=3 mindig! Tömörítés típusa CBR (constant bitrate) Jó minőségű kiindulási anyagból, nagy gonddal, ügyességgel jó MPEG 1 ill. VCD készíthető

125 DIGITÁLIS KÉPRÖGZÍTÉS
SVCD néhány adata-kínai fejlesztés a DVD jogdíjainak kikerülésére és olcsóbb árak elérésére MPEG2, felbontás 480 x 576 PAL, 480x480 NTSC, adatsebesség 2,2 Mb/s Variable Bit Rate Egy CD-re kb perc fér el sztereo hanggal

126 CD – DVD SZABVÁNYOK CD-I Bridge szabványkönyv
CD-I olvasóban és PC-n lejátszható SONY, Philips specifikálta ISO9660 és CD-ROM-XA kompatibilitás MPEG1 video, ADPCM hang Több szekció

127 CD – DVD SZABVÁNYOK Photo CD
Kodak és Philips cég jó minőségű állókép formátumot dolgozott ki, az egyes képek felbontása 2048x3072=6,3 millió pixel 12 bites színmélységű, ezért 6,3x3 x12x/8=27 MB egy kép, majd tömörítik Egy CD-re 100 db jó minőségű állóképet rögzítenek, ADPCM hangfájlok

128 CD – DVD SZABVÁNYOK Össze- foglaló táblázat

129 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD – Digital Versatile (Video) Disc
Optikai lemezes tároló-technológia Átveszi az audió CD, a videokazetta, a lézerlemez, a CD-ROM és minden egyéb cartridge-os videojáték helyét (2010) Minden nagy elektronikai cég, hardvergyártó, film-és zenestúdió, és kiadó támogatja

130 CD – DVD SZABVÁNYOK 1995 San Franciscoban fogalmazták meg a követelményeket a jövő optikai hordozójával kapcsolatban 142 perc kiváló minőségű video(egyoldalas egyrétegű) Hagyományos és szélesvásznú méretarány támogatása (4:3, 16:9)

131 CD – DVD SZABVÁNYOK Digitális hang 8 sávon, mindegyik sáv 8 csatornás lehet 32 felirat/ karaoke sáv Automatikus videoleágazás (többfelé ágazó történet, korhatár meghatározása) 9 kameraállás Menük és interaktív szolgáltatások(kvízek..)

132 CD – DVD SZABVÁNYOK Többnyelvű azonosító szöveg a címnek, album nevének, zene címének stb. Gyorskeresés cím, fejezet, zenesáv és időkód alapján Tartós, nem érzékeny mágneses mezőre, hőre. Kis méret,

133 CD – DVD SZABVÁNYOK Lejátszók szolgáltatásai:
Különleges lejátszás: állókép, léptetés, lassú, gyors, ismételt, véletlen lejátszás, digitális nagyítás Nyelvválasztás, szülői felügyelet, programozhatóság Analóg, digitális hangkimenet, DTS felismerés és továbbítás

134 CD – DVD SZABVÁNYOK Audió CD lejátszása, MP3 CD-k lejátszása
Video CD és Super VCD lejátszása Komponens és digitális videokimenet (YUV, RGB, SDI, IEEE1394) Többnyelvű OSD, RF kimenet, visszafelé játszás

135 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD-ROM - számítógépes adatokat tartalmaz, melyek a gépbe épített meghajtóval olvashatók. Szabványát az „A” könyv írja le. Az A, B, C könyv szerinti lemezek azonos fizikai és logikai formátummal rendelkeznek!

136 CD – DVD SZABVÁNYOK Az „A” könyv néhány előírása:
Lefelé kompatibilitás CD-ROM lemezekkel Olcsó meghajtók és lemezek Nagy kapacitás, megbízhatóság Gyors keresés és adatátvitel Közös állománykezelő rendszer

137 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD-Video – filmeket tartalmaz, melyet TV-hez csatlakoztatott DVD lejátszóval (is) játszhatunk le. „B” szabványkönyv MPEG-2 eljárással tömörített állomány, PAL 625/25 és NTSC 525/60 változatban 1 rétegű, 1 oldalas lemezen több mint 2óra 6Mbps felett nem láthatunk tömörítési hibákat

138 CD – DVD SZABVÁNYOK Rosszul beálított TV okozza sokszor a látható hibát, így a sötét jelenetek kockásodhatnak. 0 IRE – Japán feketeszint beállítás, 7,5 IRE- amerikai a helyes LPCM, Dolby Digital( AC-3), MPEG audió-háromféle hangformátum Lemez, kötet, sáv, idő szerinti keresés, programozható lejátszás

139 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD-Audio „C” könyv, 1999-ben jelent meg
LPCM-Linear Pulse Code Modulation 48 kHz vagy 96 kHz mintavételezés, 24 bites minták DVD lejátszók nagy része nem játssza le, bár ma már megjelent néhány típus amely kezeli

140 CD – DVD SZABVÁNYOK Külön DVD Audió lejátszó is létezik, PCM és Dolby Digital kimenetet szolgáltatnak Megjelentek IEEE1394 csatlakozóval ellátott erősítők is, hogy a DVD Audió teljes felbontását élvezni lehessen Másolásvédelem - digitális vízjelzéssel van ellátva és beágyazott másolásvédelemmel (nem hallható zaj van a lemezen így a másolt lemezeket felismerik a lejátszók)

141 CD – DVD SZABVÁNYOK Konkurens audio formátumot fejlesztett ki a SONY-Philips, Super Audio CD néven, rövidítése SACD Lejátszó is megjelent és DVD-k 1999-ben, először csak sztereo, majd 6 csatornás kivitelben 6 analóg bemenettel rendelkező erősítő csak akkor tudja a minőséget visszaadni, ha 5 teljes sávú feldolgozás van(mélyhang is!!!)

142 CD – DVD SZABVÁNYOK Az SACD által használt kódolás a DSD – Direct Stream Digital, a mintavételezés 100kHz is lehet. A PDM – impulzus sűrűség moduláción alapul. Frekvencia átvitele 0-100kHz-ig, dinamikatartomány 120 dB. Digitális vízjelet tartalmazhat, így a lemez legitimitása könnyen megállapítható

143 CD – DVD SZABVÁNYOK DVD-R egyszer írható DVD, „D” könyv, egyrétegű, 1 v 2 oldalas DVD-RAM többször írható DVD lemez, általános célú tároló média, „E” könyv, egyrétegű, 1 v 2 oldalas

144 CD – DVD SZABVÁNYOK