Qual o melhor formato HDV? O 720p ou o 1080i?

Fig. 1: Formatos progressivos e entrelaçados
Ambos têm o formato panorâmico 16:9.
O formato 720p refere-se a uma grelha de compressão de 1280x720 pixeis, com um quadro completo em cada imagem “formato progressivo”. Não tem entrelaçamento ou meias-imagens. A frequência de varrimento pode variar, sendo as mais comuns, 24ips, 25ips e 50 ips. As 24ips são as que mais se assemelham com a cadência cinematográfica. Por ser progressivo, é possível retirar uma imagem com qualidade considerável a partir de uma gravação vídeo, bem como fazer pausas ou congelamento de imagens sem cintilação.
Ao falar em 1080i referimo-nos a imagens compostas por 1920x1080 pixeis com 50 quadros entrelaçados por segundo. Isto significa verdadeiramente 25 imagens completas de 1920x1080 pixeis por segundo constituídas, cada uma, por duas meias-imagens. Cada quadro é constituído por metade das linhas de resolução de um quadro completo, divididas entre as linhas pares e linhas ímpares. Embora cada duas meias-imagens sejam vistas pelo olho humano como uma só imagem, diferem temporalmente 1/50 de segundo.
Qual é o melhor? À primeira vista, o 1080i tem uma maior resolução e deverá permitir um melhor detalhe. O “truque” do entrelaçamento tem sido utilizado com sucesso desde o aparecimento dos sistemas SD (definição padrão) PAL e NTSC nos anos 50. Hoje, a largura de banda não é tão limitada podendo transportar mais informação vídeo, que resulta em mais detalhe e resolução.
No entanto, devido ao entrelaçamento de duas meias-imagens, espaçadas no tempo 1/50 segundos, os objectos gravados com movimentos rápidos parecem desfocados ou com fantasma quando se faz uma pausa ou se retira uma imagem a partir do vídeo. Devido à alta resolução, as imagens tem grande detalhe e suavidade, quando visionadas normalmente.
Para retirar uma imagem estática é melhor o sistema progressivo.
A conversão entre o 1080i e o 720p é possível, mas não é perfeita, particularmente quando temos imagens com movimentos rápidos. Uma vez que a resolução 1080i é maior, ou perdemos informação vídeo, ou temos de interpolar para criar informação vídeo que não existe, perdendo detalhe.
Por estas razões, as estações televisivas tenderão a utilizar diferentes formatos HDTV. Estações temáticas de cariz desportivo devem preferir o 720p (1280x720/50p), enquanto estações que utilizem conteúdos de cinema devem ir para o 1080i (1920x1080/50i), enquanto não estiver disponível o 1080p (1920x1080/50p). Fig. 2: Imagem SDTV e HDTV
Outras limitações a ter em conta, são os dispositivos de visionamento HD (alta-definição). Por exemplo, um monitor nativo WXGA 1280x768, não exibe a verdadeira resolução do 1080i, antes faz uma conversão que reduz de 1920x1080 para 1280x768.
É importante lembrar que muitas vezes julgamos os resultados baseados no que vemos de acordo com a tecnologia de visionamento disponível. Uma gravação efectuada em 1080i não é vista em toda a sua qualidade em todos os dispositivos HDTV, mas a qualidade está lá e sempre dá melhores resultados que a tecnologia padrão actual, bem como o registo pode vir a ser utilizado mais tarde em tecnologia HD compatível.
Resumindo, a gravação a 720p (1280x720) tem o seu auge na gravação de actividades desportivas onde existam muitas imagens de alta velocidade, quando é necessário pausar e examinar imagem a imagem, extrair imagens fixas a partir do vídeo, ou fazer câmaras-lentas, por exemplo. Tanto mais se estiver disponível a 50p, nem tanto a 25p. Como vantagem adicional, os formatos “p”, progressivos, podem com facilidade ser transferidos para 24ips.
A maior resolução HD actual, 1080i, com 1920x1080, é a preferencial para “vistas” (paisagem ou imagens estáticas) e gravação de imagens em movimento em que a câmara-lenta ou o visionamento de imagem por imagem não são prioridade. Em geral, para as situações mais comuns o 1080i parece a melhor solução. Transferir uma película cinematográfica para 1080i é simples, mas o inverso é mais complicado.
Independentemente do formato HD utilizado, a qualidade final é sempre superior aos formatos SD.

Baseado em: http://www.sonyhdvinfo.com/article.php?filename=1080i-vs.-720p, por: Kerr Cook, em: 12.Out.07.

High Definition vs Standard Definition

O SD (definição padrão) refere-se ao legado dos velhos sistemas de visionamento, armazenamento e transmissão denominados de NTSC, PAL e SECAM quando a televisão a cores foi introduzida nos anos 50. Com a introdução do DV (Vídeo Digital), estes sistemas passaram a ter uma grelha de pixeis[1] (elementos da imagem (X)) que digita o conteúdo vídeo. Embora digital, o sistema está muito limitado por imposição das normas vigentes, pelas taxas de renovação da imagem, pelo “frame rate” NTSC e PAL (29.97 fps e 25fps respectivamente), pela largura de banda (quantidade de informação por unidade de tempo) de 4-6MHz e número de linhas de varrimento (525 e 625 respectivamente).

Devido a limitações técnicas dos anos 50 e 60, nem todas estas linhas de varrimento transportam na realidade informação visual, e recorre-se a um truque chamado "entrelaçamento" que permitia um maior detalhe visual nesta limitada gama de frequências. O Vídeo entrelaçado significa que em vez de utilizar uma moldura completa de informação visual (apresentando imagens fixas em sucessão rápida para dar ilusão de movimento) temos a apresentação de duas fatias de tempo (dois campos). O primeiro varrimento dá-nos as linhas ímpares da imagem e o segundo completa a mesma imagem com as linhas pares, ligeiramente desfasada no tempo, mas devido à velocidade de sucessão o olho humano quase não se apercebe.

O DV NTSC tem uma grelha de 720x480 pixeis com 29.97 imagens por segundo enquanto o DV PAL tem 720x576 pixeis em 25fps. Estas são entrelaçadas assim, na realidade existem acerca 60 meias imagens por segundo para NTSC e 50 para PAL. Comummente designa-se o DV NTSC como 480i ou, 480/60i que disponibiliza 480 pixeis verticalmente (480 linhas de varrimento que na realidade transportam informação visual total de 525 linhas) entrelaçadas em 60 meios-campos (60 metades de imagem por segundo). Designa-se o DV PAL como 576i ou, 576/50i que tem 576 linhas verticais com informação visual de 625 linhas entrelaçadas em 50 meios-campos. Estas especificações digitais são utilizadas em “camcorders” que gravem MiniDV, Digital8 e DVD, e em leitores-gravadores de DVD. Todos os sistemas acima referidos tem uma relação de 4:3 (até há pouco tempo o único formato televisivo). Os formatos panorâmicos estão a ganhar terreno e apresentam-se maioritariamente com uma relação de 16:9.

O ecrã panorâmico ou, “widescreen” SD DV é a implementação do 16.9 em vídeo. Na realidade trata-se de um truque e não de um aumento efectivo de pixeis. A quantidade de pixeis é a mesma (varia de norma para norma) sendo cada pixel mais largo, isto é, não são quadrados mas rectangulares, dando assim um quadro mais largo que o anterior sistema.

O HD (“High Defenition”/Alta Definição) é o aperfeiçoamento dos antigos sistemas. Não existe só um, mas vários formatos HD. Actualmente temos dois formatos mais comuns o 1080i (1920x1080 ou 1440x1080 entrelaçados) e o 720p (1260x720 progressivo). Ambos são superiores ao SD ao nível das cores e resoluções (brilho e contraste). Tendencialmente, com a evolução tecnológica chegará ao mercado de consumo o 1080p, ou seja o “Full HD” com 1920x1080 pixeis em formato progressivo (um verdadeiro quadro e não dois meios quadros). Os formatos progressivos são melhores na maioria das situações, e principalmente, em imagens de movimentos rápidos, em câmaras-lentas, em captura de imagens fixas a partir do vídeo.

Em HD as frequências de varrimento são variáveis. Para o 720p (varrimento progressivo) começam no 24p (muito parecido com a cadência cinematográfica), 25p, 30p, 50p e 60p. Para o sistema entrelaçado, o 1080i, as taxas de renovação são 25i, 30i, 50i e 60i. Tanto o 720p como o 1080i são melhores que os anteriores sistemas.

O sistema HDV (High Definition Vídeo/Vídeo de Alta Definição) utiliza os suportes de gravação MiniDV e MiniDVCAM para gravar HD com uma taxa de gravação de 25Mbps com compressão MPEG-2. Muitos fabricantes adoptaram o HDV em substituição do mais limitado SD DV, tornando-o assim acessível ao consumidor comum.

Tradução livre de: http://www.sonyhdvinfo.com/article.php?filename=High-Definition-vs-Standard-Definition , em 5.4.2007.

[1] Pixel (aglutinação de Picture e Element, ou seja, elemento da imagem, sendo Pix a abreviatura em inglês para Picture) é o menor elemento num dispositivo de exibição (como por exemplo um monitor), ao qual é possível atribuir-se uma cor. De uma forma mais simples, um pixel é o menor ponto que forma uma imagem digital, sendo que o conjunto de milhares de pixeis formam a imagem inteira.
Num monitor colorido cada Pixel é composto por um conjunto de 3 pontos: verde, vermelho e azul. Cada um destes pontos é capaz de exibir 256 tonalidades diferentes (o equivalente a 8 bits) e combinando tonalidades dos três pontos é possível exibir em torno de 16 milhões de cores diferentes. Em resolução de 640 x 480 temos 307 mil pixeis, a 800 x 600 temos 480 mil, a 1024 x 768 temos 786 mil e assim por diante.
Resumindo: O Pixel é a menor unidade de uma Imagem, e quanto maior for o número de pixeis, melhor a resolução que a imagem terá, em caso de Imagens de Satélites, temos na maioria das vezes imagens não coloridas, elas são colhidas e mostradas em tons de cinza, a quantidade desses tons de cinza de cada imagem é denominada de BITS, sempre demonstrados em potência de 2, ou seja, uma imagem com oito bits, por exemplo, refere-se a 2 na potência 8, ou seja, 256 tons de cinza, e estes tons de cinza variam entre o branco e o preto.
In: http://pt.wikipedia.org/wiki/Pixel

TV Digital e HDTV

TV Digital e HDTV
As redes de Televisão por cabo podem, em tese, transportar de 116 a 158 canais analógicos. Este número é sempre menor, porque existem interferências dos canais abertos e outras frequências que "viajam" pelo ar. Assim, os operadores não têm espaço suficiente para oferecer tantas opções e pacotes aos seus assinantes.
A TV digital trabalha com a compactação de dados, permitindo que mais canais possam ser transmitidos para os assinantes, servindo-se de apenas uma frequência analógica. Em média, cabem de 5 a 7 canais de definição-padrão (SDTV) num canal analógico.
Quando um canal analógico “se transforma” em digital, tem a capacidade de transferir 27 Mbps. (megabytes por segundo) de dados (vídeo, áudio e conteúdo interactivo). O operador é que decide como utilizá-lo: com seis canais, cada um fica com 4.5 Mbps., em média.
Algumas referências: o vídeo de DVD possui entre 5 a 10 Mbps., um vídeo comum de "banda-larga" na Internet, possui 0.2 Mbps. Em canais HDTV, a taxa de transmissão é muito maior, e ocupa totalmente os 27 Mbps. Disponíveis da frequência analógica. O tamanho da imagem, em pixeis, também é maior. Um canal SDTV é transmitido em 720 por 576 pixeis, no sistema PAL. O sinal HDTV tem 1920 por 1080 pixeis. É desta medida de altura, que sai a definição da imagem: 576, 720, 1080 (nas variantes "p", de progressivo ou "i", de entrelaçado). Quanto maior a definição, mais cristalina fica a imagem e com menos defeitos (ver imagem 576 e 1080).
Actualmente, as transmissões digitais (via cabo ou satélite) são feitas no formato MPEG-2 (semelhante ao DVD). A TV digital de sinal aberto deverá vir a utilizar o MPEG-4 ou H.264, que permite uma qualidade de imagem similar ao MPEG-2, servindo-se de menos "espaço" na frequência. Isto significa que um vídeo em MPEG-4 de 5 Mbps., por exemplo, tem melhor imagem do que um vídeo em MPEG-2 com os mesmos 5 Mbps.
A Internet deverá, também, vir a utilizar o formato de compressão MPEG-4, para os serviços HDTV. Não obstante, as soluções tecnológicas não param de surpreender pela velocidade com que vão aparecendo no mercado, pelo que, em breve, deveremos estar a falar de outros formatos e outras soluções, sempre com vista a aumentar a qualidade final e diminuir o “espaço”.

Formatos SD e HD