geometrische Figuren, exakte Berechnung auf beliebige Größe · © H.-D. Wuttke 2012...

© H.-D. Wuttke 2012

Zusammenfassung Graphik - Formate

Vektorgraphik - PS, EPS, WMFgeometrische Figuren, exakte Berechnung auf beliebige Größe

Rastergraphik - BMP, GIF, JPEG, PNGfeste Anzahl von Bildpunkten (ppi)Wiedergabe durch Interpolation (dpi)

Problem: Mac-Entwurf (Vektor) => PC (GIF)


FARBSEHEN

• Rot, Grün, Blau (Spektrum)


FARBMODELLE (Vergleich)

• L a b umfassend

• RGB und CMYK• nur Teilbereich

• z.B. • Kein reines Gelb


Video

Videosignale

Farbmodelle

Standards

Datenmengen


Bewegtbilder (Video)

Kontinuierliches Medium

Farbbild + zeitliche Aspekte

2 Quellen: Film und Fernsehen

Unterschiedliche Formate, Standards...

Ursprünglich Analogtechnik


Fernsehsignal

Schwarz – Weiß - Fernsehen:

Relevant: Helligkeitsunterschiede

Technik: Kathodenstrahlröhre Cathode Ray Tube, CRT

Ziel: 2D Bildfolge in analoges Signal (Abtastung)

Amplitude proportional zu Helligkeit


Fernsehsignal (Abtastung)

A BildanfangB ZeilenendeC Fortsetzung

bisD

dannE bis F

Verschachtelt(interlaced)

Quelle: Ze-Nian Li : Script Multimedia Systems, Simon Fraser University, Canada


Fernsehsignal

%



Fernsehsignal

Aktive Zeile 53,5 µsZeilenrücklauf 10 µs

=> 63,5 µs / Zeile

Auflösung: 625 Zeilen / Bild (PAL)25 Bilder / s

Zeit: => 625*25 = 15.625 Zeilen/s1 Zeile / 15.625s = 64 µs / Zeile


FERNSEHEN (techn. Daten)

Seitenverhältnis 4 : 3 TV16 : 9 TV Kompromiss2 : 1 Film

Auflösung: 625 Zeilen (PAL)525 Zeilen (NTSC)

„Pixel“ 864 Pixel (PAL)(max. auflösbarer Unterschied hell dunkel)



Sichtbare Zeilen 576 (PAL) von 625485 (NTSC) von 525

Bilder /sec (fps) 25 (PAL)29,97 ~ 30 (NTSC)

PAL (Phase Alternation Line)NTSC (National Television Systems Committee)fps (frames per second)


Fernsehsignal (Bildbereich)

Sichtbarer Bereich kleiner (z.B. PAL)Rest für Zeilen und Bildsynchronisation, Videotext

864 x 625 768 x 5764 : 3




Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag


Farb-FERNSEHEN

Kompatibilität zum Schwarz- Weiß-Fernsehen

Farbmodell muss Helligkeitsanteil der Farben widerspiegeln

Relation für „gleich hell“:

R: 30% G: 59% B: 11%

=> Unterschiedliche Anteile bei Kodierung


Farb-FERNSEHEN

Komponentenkodierung (PAL)

Y Luminanz (Leuchtdichte), Y aus CIE- Modell U,V Chrominanz (Farbe)

• Y = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B • U = (B - Y) × 0,492 auch Cb (B - Y) / 1.772 + 0.5

• V = (R - Y) × 0,877 auch Cr (R - Y) / 1.402 + 0.5

Y Cb Cr genutzt in JPEG und MPEG


Farb-FERNSEHEN

NTSC

YIQ-Signal:

• Y = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B • I = 0,60 R - 0,28 G - 0,32 B • Q = 0,21 R - 0,52 G + 0,31 B

composite = Y + Icos(Fsc t) + Qsin(Fsc t)Fsc = Frequenz des Farbträgers


SW-Fernsehsignal (Composite)



Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS)



Farb-Fernsehsignal (Composite FBAS)



Quelle: Steinmetz, Ralf: Multimedia-Technologie: Einführung und Grundlagen, Springer, Verlag



PAL (Zeilenfrequenz, Zeit / Zeile)

25 Bilder pro Sekunde mit 625 Zeilen/Bild

1sZeit pro Zeile 25 B * 625 Z/B = 64 s/Z

25 Bilder als 50 Halbbilder (interlaced) (50Hz)


Farb-Fernsehsignal (Composite)

Probleme:

Interferenz (Übersprechen) zwischen Chrominanz und Luminanz(Regelung der Helligkeit beeinflusst Farben und umgekehrt)

Unterschiede in Normen: PAL / NTSCBildgröße 625 / 525Bildfrequenz 25 / 30Farbmodell YUV / YIQ


Video-Formate (Video8, VHS, VHS-C)

Composite video

Farbe (Chrominanz) und Luminanz gemischt in 1 einem Signal

+ Synchronität a priori gegeben+ geringe Bandbreite

- Interferenz zwischen beiden Signalen unvermeidbar


Video-Formate

Component-Video:Separates Videosignal für jede Komponente Komponenten können RGB oder eine

Luminanz-Chrominanz Transformation sein (YIQ, YUV)

+ Beste Farbreproduktion - Erfordert die meiste Bandbreite - Hohe Anforderung an Synchronisation der

drei Komponenten => teuer


Video-Formate Hi8, S-VHS

S-Video (Separated video)

Kompromiss zwischen Component-Video und Composite-Video

2 Leitungen:1 für Luminanz und 1 für Composite Chrominanz Signal.


Video-Formate: Anschlüsse

S-Video (Separated video)

Audio (L, R)

Composite-Video


Digitales Video

Digital8

Kompromiss zwischen Kassettenformat Hi8 und Digitaler Aufzeichnung

+ Analoge und digitale Wiedergabe+ Digitale Aufzeichnung

- groß und schwer


Digitales Video

DV

Eigenes Format für digitale Aufzeichnung

+ Digitale Aufzeichnung & Wiedergabe+ kompakte Bauweise

- Inkompatibel zu Vorgängersystemen


Digitales Video

AVCHDAdvanced Video Codec High DefinitionNeues Format für digitale Aufzeichnung

+ Digitale Aufzeichnung & Wiedergabe+ kompakt, Aufzeichnung auf HD, DVD, SD…

- Inkompatibel zu Vorgängersystemen- nur komprimierte Aufzeichnung (MPEG4)- => Schnitt ??


Digitales Video

Übertragung mittels „FireWire“ Kabel

Standard IEEE 1394

+ 100, 200, 400 MBit/s 4-polig Daten, 2-polig StromSony „i-link“

- Inkompatibel zu Vorgängersystemen- Inzwischen auch USB (ohne Steuersignale)


Digitalisierung

Abtastung,Nyqist

Quantisierung>256

KodierungGemeinsame KodierungKomponentenkodierung


Digitalisierung

Gemeinsame KodierungFBAS – Farbbild- Austast- und Synchronsignal

Gleichmäßige Abtastung für Luminanz und Chrominanz

=> uneffektiv, => Komponentenkodierung


Digitalisierung

Komponentenkodierung CCIR 601

Separate Erfassung von Luminanz und Chrominanz, mit unterschiedlichen Abtastraten

Luminanz höher als Chrominanz


Digitalisierung

Y

U V



Komponentenkodierung: 4:?.?

Luminanzwerte (Y) /Zeile : Chromawerte / 4 Spalten : Chromawert / Zeile

Luminanz

Chrominanz

Subsampling



Komponentenkodierung: 4:?.?

Luminanzwerte (Y) Chromawerte u,v

Y Y

YY

Y Y

YY

4:2:2

U V

U V U V

U V

Y Y

YY

Y Y

YY

4:2:0

U V U V

Y Y

YY

Y Y

YY

4:1:1

U

U V

V

Y Y

YY

Y Y

YY

4:4:4

U V U VU V U V

U V U VU V U V


Digitalisierung

Das 4:2:0-Format

gleiche Farbe für zwei benachbarte Pixel einer Zeile und zwei Pixel darunter

„4:2:0“ bedeutet:für jeweils 4 Pixel Helligkeitsinformation Y einer Zeile werden zwei Farbinformationen für diese Zeile (u,v; „2“) und keine („0“) Farbinformation für die 4 Pixel der darunter liegenden Zeile übertragen.

hauptsächlich 4:2:2 Format verwendet


Komponentenkodierung Varianten

Sig nale

Abtastfre quenz[MHz]

Abtastun gen/Zeile

Zei len

Datenraten [Mbit/s]

Rate insges .[Mbit/s]

For mat

R G B

13 13,5 13,5

864 864 864

625 625 625

108 108 108

3244:4:4 ITU 601

Y Cr Cb

13,5 6,75 6,75

864 432 432

625 625 625

108 54 54

2164:2:2 ITU 601

Y Cr Cb

13,5 6,75 6,75

720 360 360

576 576 576

83 41,5 41,5

166 4:2:2

Y Cr/ Cb

13,5 6,75

720 360

576 576

83 41,5 124,5 4:2:0

Y Cr/ Cb

6,75 3,375

360 180

288 288

20,7 10,4 31,1 4:2:0

SIF


Komponentenkodierung in Zahlen

PAL 864 Abtastungen/Zeile* 625 Zeilen/ Bild * 25 Bilder/s * 8 Bit

864 * 625 * 25 * 8 = 108 000 000 Bit/s (108 MBit/s ?)

108 / 1.024 / 1.024 ~ 103 MBit/s

SIF (Source Input Format)360 * 288 * 25 * 8 = 20 736 000 Bit/s (20,7 MBit/s ?)

QSIF (Quarter SIF) 180 * 144 * 25 * 8 5184000 MBits (5,18 MBit/s ?)


Bildformate / Pixelanzahl


Medium Video

FAZIT

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Date post:	28-Aug-2019
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geometrische Figuren, exakte Berechnung auf beliebige Größe · © H.-D. Wuttke 2012...

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