MOZGÓKÉP-TECHNIKA

1. MOZGÓKÉP-TECHNIKA A mozgókép-technika alapjai

2. Videotechnikának nevezzük a mozgókép-és a hozzá párosuló hanginformáció rögzítését, tárolását, a visszaadás eljárását. A videó kifejezés alatt a mozgóképek minden típusát értjük. • Az emberi szem érzékelése lassú. A szemet érintő gyors, egymást követő ingerek közötti különbséget nem észleljük. Ha több különálló képet egymás után levetítünk, szemünk mozgásként érzékeli, de a folyamatos mozgás érzetéhez másodpercenként 16 – 25 képből álló sorozatra van szükségünk. Átviteli szabványok

3. Analóg képjelek digitalizálásakor három fontos műveletet kell megemlítenünk: • - leképzés – kétdimenziós képfüggvény megalkotása az analóg videójelekből, a képfüggvényben minden pont világosság- és színkódja megvizsgálásra kerül • - mintavételezés – a képkockát a mintavételezési frekvencia által megszabott képelemre bontják. Az egyes képelemeket a világosság- és színkód értékét tartalmazó mintavételezett jel határoz meg. Minél több képelem kerül megvizsgálásra, annál jobb minőségű képet kapunk. • A mintavételezési frekvenciát úgy kell meghatározni, hogy a képelemek vízszintes és függőleges irányú száma, megegyezzen vízszintesen a digitális kép soraiban található pixelek számával, függőlegesen a sorok számával. • - kvantálás – megadott számú biten jelenítik meg a mintavételezett jel értékét

4. A digitális videó előnyei az analóg videóval szemben: • - az átviteli csatorna minősége nem befolyásolja a videó minőségét • - a digitális videó minőségromlás nélkül másolható, élettartama végtelen • - a digitális kép hibáinak javítására több lehetőség létezik • - különböző segédprogramok használatával a digitális képen alakíthatunk, bizonyos hatásokat eszközölhetünk A digitális videó legnagyobb hátránya, hogy a mintavételezés gyakorisága miatt az adatátviteli sebesség és az igényelt tárhely nagy, feltétlen szükséges valamilyen tömörítési eljárás használata.

5. A digitalizált videó állományok méreteit befolyásolja a: • - Képméret: minél kisebb a képpontokban számolt képméret, annál kevesebb helyet igényel • - Képváltási sebesség: a másodpercenkénti képek száma, angolul frame per second = fps. Minél kevesebb képpel ábrázoljuk a mozgást, annál kisebb lesz a fájl mérete. Az értéket túlzottan csökkenteni nem szabad, mert a látott mozgás darabossá válik. Általában az animációs állományok alkalmaznak 15 fps-t. • - Színmélység: a digitalizált videóanyagon belüli színek száma. Ha csökkenteni szeretnénk az állomány méretét, kevesebb színt kell alkalmaznunk. • - Hangminőség: a hangmélység változtatásával csökkenthetjük a fájl méretét • - Kódolási eljárás: a használt adattömörítő eljárás, vagy kódolóprogram (kodek) típusától is függ az állomány mérete

6. Egy 320 × 240 képméretű, képpontonként 24 bit színinformációt tartalmazó videofájl mérete 25 kép/sec képváltási sebesség esetén: Képkocka méret: 320 x 240 x 24 ÷ 8 = 230.400 bájt = 225 kbájt 1 sec hosszú videófájl mérete: 225 kbájt × 25 kép/sec = 5.625 kbájt 1 perc hosszú videófájl mérete: 5.625 kbájt × 60 sec = 337.500 kbájt = 329,6 Mbájt

7. Video tömörítési eljárások Kodekek • A mozgóképeket tömörítő és kicsomagoló szoftver, illetve hardver (codec, coder-decoder). A kodekek között meg kell különböztetnünk a szoftver-, valamint hardverkodekeket. A kodekek aszimmetrikus működésűek, a tömörítési folyamat nagy időt vesz igénybe, míg a kicsomagolás – megjelenítés – rendkívül gyors. • A videó állomány fájlformátuma nem tévesztendő össze a kodekkel, valamint nem határozza meg egyértelműen az adott állomány kódolási eljárását. A kész videóállomány lejátszásának feltétele, hogy a felhasználó számítógépén telepítve legyen a kódolási eljárásnak megfelelő kodek.

8. Hardveres és szoftveres kodekek: • - Cinepak - (24 bites színmélység, 7:1 tömörítési arány) Használt fájlformátum: mov, avi. Jó képminőséget és megfelelő színvisszaadást eredményez, de hosszú a kiszámítási ideje • - Indeo - Használt fájlformátum: mov, avi. Főként olyan felvételek esetében érdemes használni, melyek kevés mozgást tartalmaznak. Nagy felületek esetében remegő képet ad. • - RLE (Run Length Encoding) - Használt fájlformátum: avi. Veszteségmentes és gyors tömörítést eredményez, viszont színmélysége csak 8 bitre korlátozódik • - Microsoft Video 1 - Alkalmazott fájlformátum: mov, avi. Nagy adatsebességgel dolgozó kódolási eljárás, rövid kiszámítási idő mellett jó képminőséget eredményez • - MPEG-1 - Alkalmazott fájlformátum: mpeg. Hosszú kiszámítási idő mellett TV minőséget eredményez • - DivX - A legjobb hatásfokú tömörítést a DivX-szel lehet elérni. Mpeg4 alapú kodek. Nagyon népszerű a nyílt forráskódú XviD is, de ennek legújabb változatai már eltértek az Mpeg4 szabványtól.

9. Videofájl formátumok M-JPEG • Az állomány minden képkockája JPEG tömörítési eljárás alatt áll. Az állomány kiterjesztése lehet AVI, Quicktime architektúra esetén MOV. 25-szörös tömörítési arányra is képes. A nem széleskörű elterjedés oka, hogy az állományok képi és hangi összetevőinek párosítására nincs szabványos módszer. MPEG • Moving Picture Experts Group által kidolgozott mozgókép, hanganyag és ezek együttesének kidolgozott szabványai

10. MPEG szabványok: MPEG-1/ISO 11172: Mozgókép és hang szoftveres dekódolása 1,5 Mbit/s adatsebesség mellett (ebből 1,25 MBit a képi adatok számára van fenntartva). Másodpercenkénti 25 kép esetén a felbontás 366 x 288 (Európai szabvány) 30 fps mellett 352 x 240 (USA). A kódolási eljárás lényege: a mozgókép két egymást követő filmkockáján található kép alig tér el egymástól. A képeket nem teljes képként kódolja, hanem csak a megváltozott képrészleteket (a különbséget) dolgozza fel tömörítésnél. Egy MPEG-1 állományon belül 9 vagy 15 képből álló képcsoportok találhatóak. Egy képcsoport három képkocka-típusból áll:

11. - I-kockák (Intra Frame): ez a képkocka a teljes képinformációt tartalmazza • - B-kockák (Bidirectional Predicted Frame): csak az előző képkockától eltérő különbséget tárolja • - P-kockák (Predicted Frame): azt a módszert tárolja, mely alapján a képtartalom az előző képek alapján kiszámítható

12. MPEG-2 • Hardveres és szoftveres kódolás 720 x 480, vagy 1280 x 720 képpont felbontással. CD-minőségű hangot tartalmaz. • Működési elve az MPEG-1 eljáráson alapszik, de alaposabban vizsgálja a videójel tulajdonságait. Digitális televíziójelek és a DVD tömörítési eljárása. MPEG-4 • Az MPEG-4 szabvány kis bitsebességet és képkockákat (176 x 144) használó alkalmazások számára lett kifejlesztve, de nagyobb képpel és képváltási frekvenciával működő alkalmazások esetén is használható. Az MPEG-4 fontossága éppen abban rejlik, hogy az összes MPEG szabvány nyújtotta lehetőségeket kihasználhatja. Az eljárás az objektumokat önállóan tudja tömöríteni és kibontani. AVI • Audio Video Interleaved – A Microsoft Windows 3.1 multimédiás bővítéseként jelent meg, rövid videók lejátszására. AVI állományok általában tömörítettek különböző kodekek alkalmazásával, a hangadat és a mozgókép együtt tárolódik. MOV • Az Apple Computer által létrehozott QuickTime fájlformátum multimédiás állományok létrehozásához, szerkesztéséhez, közzétételéhez és megtekintéséhez. A formátum tartalmazhat videót, animációt, képet. Az állományok lejátszásához megfelelő Apple QuickTime Player lejátszószoftver szükséges.

13. Digitális képrögzítés • A digitális kamerák előnye, hogy a képet a felvétel során digitalizálják, tömörítik és így rögzítik. Az állományok számítógépre történő átvitele FireWire, vagy USB (Universal Serial Bus) csatlakozón keresztül történik.