Vi arbejder med redigering af video på vores computer. Men hvad er egentlig et videosignal og hvordan er det bygget op. Det vil jeg prøve at beskrive her.
Hvad kan vi nu bruge det til?
For at kunne finde ud af hvordan du behandler video og audio på din computer er det en god ting at vide hvad det egentlig er du ændrer når du digitaliserer og komprimerer og klipper osv.
Beskrivelsen herunder er rent teoretisk og meget kort/simplificeret.
Bits&Bytes Opløsning&Farver Videosignaler YUV CCIR-601 Formater Kopiering
Bits og Bytes.
Den mindste enhed en computer arbejder med er en bit. Computeren arbejder med 2-tals systemet og i det talsystem er der kun 2 muligheder, nemlig 0 eller 1. Der er ingen mellemvej – kun enten-eller.
2-tals systemet kan have flere cifre og når vi sammensætter 8 cifre taler vi om en Byte. En Byte kan repræsentere alle værdier mellem 0 (00000000) og 255 (11111111). Når vi regner med større tal snakker vi om KiloBytes (1024 Bytes), MegaBytes (1024 KB), GigaBytes (1024MB) og TeraBytes (1024GB).
Altså er der kun 2 tilstande i et digitalt signal.
Opløsning og Farver.
Et digitalt billede er opbygget af såkaldte Pixels, som er en enkelt prik i billedet. Disse pixels kan hver have en farve.
Opløsningen fortæller hvor mange pixels et billede består af. Hvis f.eks. et billede er 768×576 pixels betyder det, at der er 768 pixels i bredden og 576 pixels i højden. Det vil sige at billedet indeholder ialt 768 gange 576 = 442.368 pixels. Det er en betegnelse for opløsningen.
Farvedybden fortæller hvor mange bits der er anvendt til hver pixel. Den mest anvendte farvedybde er 24bits, som giver plads for 8 bits til hver af grundfarverne. Hver pixel-farve blandes af Rød, Grøn og Blå – de tre primærfarver i farverummet RGB (eller True Color). Med disse tre farver kan der laves (255x255x255) ca. 16,7 millioner forskellige farver – mere end det menneskelige øje kan holde rede på.
Ovenstående gælder ved alle former for digitale billeder som er opbygget af pixels.
Nu er det sådan, at et billede i RGB farverummet bruger en del plads. Et enkelt billede i en video bruger ca. 1,27MB (768pix x 576pix x 24bit / 8 / 1024 / 1024 = 1,27 MegaBytes) og der er 25 billeder i sekundet, så vi skal bruge ca. 31,6MB pr sekund eller ca. 1,85GB pr minut video.
Er der så mere med de pixels?
Ja, det er der faktisk. Hvis et billede bliver digitaliseret med en opløsning på 768×576 vil det have nøjagtig det samme størrelsesforhold som et fjernsynsbillede, nemlig 4:3. Bliver billedet digitaliseret med en opløsning på 720×576 vil størrelsesforholdet ikke være 4:3, men 3,65:3.
Grunden til forskellen på de 2 størrelser er det der hedder “Pixel Aspect Ratio” (Pixel forholdet).
Kig i ordforklaringen under “P” for at læse mere om Pixel Aspect Ratio.
Det kan have betydning hvis du indsætter stillbilleder i en video. Videoredigeringsprogrammet tilpasser ofte billedet, men det er nogle steder nødvendigt at lave billedet i 768×576 og så ændre størrelsen til 720×576 inden man overfører det til videoprogrammet for at bevare det rigtige forhold i billedet.
Og så over til video
Et videosignal har en båndbredde, altså fylder det op i frekvensspektret. Et videosignal med farver fylder endnu mere. Derfor er der tænkt over hvordan man kunne nedbringe datamængden og derved bruge en mindre båndbredde og spare plads. Og vi havde allerede sort/hvid fjernsynet – det skulle også kunne modtage signalerne selv om de var i farve. Det opnåede man ved at lave et nyt farverum som blev kaldt YUV.
Det forholder sig sådan, at det menneskelige øje reagerer meget mere på lys end på farvepåvirkninger og det muliggjorde opbygningen af et farverum som tog hensyn til dette.
En farve blev opbygget ved hjælp af ét Lys-komponent (Luma=Y) og to farveforskels-komponenter (Croma=U+V).
Y-signalet alene giver et gråtone-billede som er dét signal man ser på et sort/hvid fjernsyn.
Farveinformationerne er alle gemt i U og V signalerne.
Omregning mellem RGB og YUV er defineret således:
Y= 0,2990R + 0,5670G + 0,1140B
U= -0,1687R – 0,3313G + 0,5000B
V= 0,5000R – 0,4187G – 0,8113B
Konverteringen fra YUV til RGB er tabsfri – så længe computeren regner rigtigt.
Og hvad så?
Nu forholder det sig således at alle videoformater (f.eks. BetaCam, DVC, MiniDV og DigiBeta) optager Y-komponenten med dens fulde værdi medens U og V kun optages i et begrænset forhold.
Du har sikkert set en betegnelse som: YUV 4:2:2. Tallene bagved YUV betyder helt præcist med hvilken multiplikator af Sample-frekvensen 3,375 MHz signalet aftastes. Det betyder i klartekst, at med tallene 4:2:2 er Luma (Y) aftastet med den fulde opløsning (13,5MHz) medens Croma (U og V) kun er aftastet med den halve opløsning (6,75MHz). Det kan lade sig gøre uden at et trænet øje kan se forskel på billedkvaliteten.
På denne måde har vi allerede formindsket filstørrelsen med en tredjedel, idet 4 pixels YUV 4:4:4 behøver (4xY + 4xU + 4xV)=12 Bytes, medens 4 pixels YUV 4:2:2 kun bruger (4xY + 2xU + 2xV)=8 Bytes. Og 4 pixels YUV 4:2:0 bruger halvdelen, nemlig (4xY + 2xU + 0xV)=6 Bytes.
Se skema lidt længere nede på siden.
Lige lidt mere
CCIR 601 normen beskriver et standard format til optagelse og lagring af digitaliserede videosignaler og den kommer her.
Opløsningen skal være 720×576 pixels med YUV 4:2:2 format.
Men da nogle af farvesignalerne skal bruges til synkroniseringssignaler til fjernsynet indskrænker man yderligere YUV farverummet og foreskriver Y-Cb-Cr farverum. Her er endnu færre farveværdier til rådighed for de enkelte pixels. Det kan kort beskrives som:
Y: værdi skal ligge mellem 16 og 235
Cb og Cr: værdi mellem 16 og 240
Nå, siger du sikkert. Og hvad kan jeg bruge det til?
Hvis du optager video med dit kamera, klipper det og kører det tilbage er der sjældent problemer.
Men, når du redigerer dine videoer på computeren, konverteres YUV farverne til RGB farver som er det computeren kan arbejde med. Og hvis du nu lægger titler ind eller billeder på, så skal du være opmærksom på farvevalget. Som tommelfingerregel skal du holde dig indenfor en værdi på mellem 20 og 230 til de enkelte farver i RGB farverummet – så skulle du være på den sikre side. Hvis du kommer ud over disse værdier, vil du ofte få overstyret dit fjernsyn fordi farven ligger udenfor normen.
Det samme gør sig gældende hvis du bruger Still-billeder i videoen.
Til Top
Video formater.
Og her er lidt til sammenligning af de forskellige video optage-formater.
| Navn | YUV | Opløsning | Pixel aspect ratio |
Digitalisering |
| Proff. MJPEG Kort | 4:2:2 | 768 x 576 | 1:1,0 | 1-150 Mb/s (teoretisk) |
| Digi Beta | 4:2:2 | 720 x 576 | 1:1,067 | 88 Mb/s |
| DV PAL | 4:2:0 | 720 x 576 | 1:1,067 | 25Mb/s |
| DVCAM PAL | 4:2:0 | 720 x 576 | 1:1,067 | 25Mb/s |
| DVC PRO | 4:1:1 | 720 x 576 | 1:1,067 | 25Mb/s |
| DVC PRO 50 | 4:2:2 | 720 x 576 | 1:1,067 | 50Mb/s |
| DV NTSC | 4:1:1 | 720 x 480 | 1:0,9 | 25Mb/s |
Som du kan se ud fra tabellen, er det kun Digi Beta og DVC PRO 50 der har samme høje farve-kvalitet som et MJPEG kort (4:2:2). DV indeholder faktisk kun den halve farveinformation, men der skal et trænet øje til at se forskel – og en god videomonitor.
Nu er det sådan i den virkelige verden, at man aldrig får noget bedre end det originale billede, men det er som regel også det dyreste.
Et godt MJPEG-kort kan fåes fra 2000,- kr og op. Hvis dit kamera er BetaCam SP eller et andet kamera uden FireWire, har du brug for et MJPEG-kort.
Er dit kamera et DV eller DigiBeta har du faktisk ingen problemer med at vælge kvaliteten – det har fabrikanten gjort for dig – og du kan bruge et billigt FireWire kort.
Men det er jo ikke kun kortet der skal arbejde for god kvalitet. Din(e) harddisk(e) skal også kunne klare jobbet. Og her skal du op på en datarate omkring 25-30 MB/s for at kunne afspille flere audio- og video-streams samtidig og dermed få Real Time effekter. Det er der ikke så mange der kan, men du kan forholdsvis billigt købe et RAID-kort og 2 stk 40GB ATA133 harddiske. Så er du godt hjulpet. De nye SATA diske er også rimelig hurtige.
På Link-siden er et program (DVExpert) som du kan hente og teste dine harddiske.
Og så lige lidt om kopiering.
Alt dét du har læst her, henviser til optagelse og lagring af video.
Når du kopierer Analog video fra et lager til et andet, vil der ske en forringelse. Den nye optagelse vil indeholde mindre farveinformationer end originalen afhængig af aftastningen (4:2:0).
Hvis du bruger S-video vil forringelsen være mindre, fordi du springer over en modulering/demodulering af signalet, men ellers er der det samme tab som med Composite.
Hvis du derimod bruger digital kopiering vil tabet stort set være lig med nul fordi signalet ikke bliver konverteret til analog, det beholder alle sine informationer.
En lignende metode har man brugt i mange år hvor man f.eks. kunne “Tromle-kopiere” fra en Beta afspiller til en Beta optager. Man forbinder de 2 maskiner og overfører så magnetdata direkte fra det ene bånd til det andet – en form for digital kopiering.
Tabet ved kopieringen ligger i processen; Dekodning > overførsel > Indkodning.
Måske har du prøvet at kopiere et VHS-bånd til et andet. Så ved du også, at du ikke kan bruge en kopi til at kopiere fra, fordi der efterhånden vil være mindre og mindre farver.
Jeg håber
du har fundet noget af interesse og som måske har løst op for nogle spørgsmål omkring videosignaler.