Har du brug for 1080p? - FlatpanelsDK
Har du brug for 1080p

Har du brug for 1080p?

07 Jul 2007 | Torben Rasmussen (@flatpanelsdk) |

Denne artikel er baseret p originalmateriale fremstillet af hometheaterhifi.com. Vi har her p siden opnet tilladelse til at bruge materialet og vi har selv konstrueret illustrationerne med inspiration fra kildematerialet. Da original materialet er tilegnet NTSC systemet i USA har vi tilfjet forklaringer for PAL hvor det er ndvendigt.

I denne artikel vil den mere tekniske side af 1080p formatet blive forklaret og vi vil prve at ridse nogle af de fordele og ulemper op, som formatet bringer med sig. Du vil f forklaret forskellen p 1080i og 1080p, hre mere om formatet 1080p24 og se hvordan dit TV behandler signalerne fra forskellige kilder.

1080p, eller 1080 progressive, er et meget hj oplseligt video format og ligeledes en hj oplsning for et TV. Det er en af de ATSC HDTV specificerede formater der ogs indeholder 720p, 1080i og 1080p. Hvis du er entusiast eller bare en lille smule interesseret i hjemmebiografer eller avancerede TV lsninger, s har du uden tvivl hrt termet 1080p og i s fald har du nsten med garanti ogs modtaget forkert information omkring det p et eller andet tidspunkt. Typiske misforstelser omfatter udsagn som ingen medier kan holde p formatet, der krves en enorm skrm for at drage fordel af det eller det er ikke noget du br g op i p nuvrende tidspunkt. Hvis du var ligeglad med 1080p fr, s vil denne artikel ndre din holdning.

For at forst 1080p, er det ndvendigt frst at forst videoformatet 1080i (1080 interlaced). For at f det strst mulige udbytte af denne artikel br du lse den fra start til slut, s modst fristelsen og ls den i fuld lngde spring ikke direkte til konklusionen.

Denne artikel omhandler ikke de buzz-words som forhandlere og producenter klistrer p deres produkter, ssom fullHD og HD-ready. Hvor frstnvnte blot dkker over at oplsningen p et TV er 1920x1080, s er sidstnnvte et st kriterier som et TV skal opfylde for at f dette klistermrke sat p. Det kan du lse mere om her:

http://www.flatpanels.dk/tvkoebsguide.php#4

1080i vs. 1080p: Det er alt sammen et sprgsml om tid


1080i er det hjest oplselige format i HDTV ATSC specifikationen, sammen med formaterne HD DVD og Blu-ray medierne. 1080p angives ofte som havende hjere oplsning end 1080i, og fra et hvis synspunkt er det da ogs sandt, men i den brede forstand er det ikke. 1080i og 1080p har samme oplsning idet de begge bestr af 1920x1080 punkter. Dvs. et billede er opbygget af 1080 separate horisontale linier, hver med 1920 samples pr. linie (eller pixels pr. linie) se billedet herunder.


Forskellen mellem"i" og"p" skal ikke findes i oplsningen, men derimod i tidsdomnet. I et" gte" eller "native" 1080i HDTV system er den temporale (tidsmssige) oplsning p 60 Hz. Billedet samples, eller opdateres om du vil, n gang hver 1/60 af et sekund. Som ethvert andet interlaced format er det dog kun halvdelen af linierne der samples hvert 1/60 af et sekund. Optageenheden, eksempelvis et videokamera, samler ikke alle 1920x1080 punkter p n gang, men derimod sampler det i felter. Et enkelt felt bestr af hver anden linie ud af det totale billede, s i det ulige felt har vi linierne 1, 3, 5 osv. op til 1079 og i det lige felt har vi linierne 2, 4, 6 osv. op til 1080 (se billedet herunder hvor princippet er illustreret).



I et interlaced system vil kameraet sample et felt (lad os sige det ulige) og 1/60 af et sekund senere vil det sample det lige felt, en 1/60 af et sekund senere vil det sample det ulige felt og s fremdeles. Disse vekslende felter i en 1080i kilde udgr alts hver halvdelen af billedet.

Den korte betegnelse for dette format er 1080i60. Det der optages, opdateres alts hvert 1/60 af et sekund, men kun halvdelen af linierne bliver brugt i hver opdatering. Dette har n fordel og en masse ulemper.

Den ene dyd af dette format er opdateringsfrekvensen, idet det du optager fanges 60 gange i sekundet, hvorimod en normal film kun fanges ved 24 Hz (24 gange pr. sekund), hvilket er en stor fordel i situationer med hurtige bevgelser, som eksempelvis en fodboldkamp.

Ulemperne ved et interlaced format er at de vekslende felter kun komplimenterer hinanden hvis det der ikke optages er i bevgelse. Hvis dette er tilfldet, s vil summen af de lige og ulige felter give dig et komplet kontinuert 1920x1080 billede og alt str skarpt. Hvis der derimod er bevgelse p skrmen, s gr det galt idet t felt (f.eks. alle de ulige linier) fanger n position i billedet og det nste felt (alle de lige linier) fanger den nste position. De to felter komplimenterer ikke lngere hinanden og artefakter vil fremkomme ssom jaggies, linie twitter og andre visuelle afvigelser er normale sideeffekter ved et interlaced format (se herunder).




Animationen ovenover viser et objekt i bevgelse vil befinde sig i forskellige positioner ved hver opdatering, dvs. objektet er i n position nr de ulige linier opdateres og nr de lige linier opdateres. Dette giver den skaldte"kam-effekt". Lg dog ogs mrke til at omrder der ikke er i bevgelse fremstr i fuld oplsning.



Ovenstende animation viser den sklven der er karakteristisk for et interlaced system.

Hvad har alt dette med 1080p at gre?


1080p er forskelligt fra 1080i i den henseende at alle 1920x1080 punkter (dvs. alle 1080 linier) samples og vises p displaet p n gang. Ingen lige og ulige linier. Ingen kameffekt. Ingen sklven i billedet. Bare et perfekt stillestende billede. Men hvad s hvis vores HDTV ikke understtter 1080p - er det s overhovedet relevant? Det ser vi nrmere p nu.

Frst m vi lige forklare hvordan og hvorfor et 1080i signal skal omdannes bedst muligt til 1080p for at udnytte potentialet af nutidens digitale displays, ssom LCD og plasma TV og LCD/DLP projektorer.

Som nvnt tidligere, er formatet 1080i60 den hjeste oplsning noget TV-medie tilbyder i dag (for NTSC - 1080i50 for PAL, hvilket forklares senere). Det er ret intuitivt at tnke sig at ved blot at fremvise dette format fr du det bedst mulige billede. Problemet er blot at CRT verdenen stadig spger i baghovedet p producenterne, s det er rent faktisk ikke muligt at kbe et TV der er i stand til at fremvise formatet! CRT TV er den eneste type displays der rent faktisk viser interlaced materiale. Det er den eneste type displays der skiftevis opdaterer de ulige og de lige linier. Med andre ord er det den eneste type TV der vise et rt 1080i60/50 signal. Men CRT er ddt! Det er et faktum du kan f bekrftet ved at kigge ned i den nrmeste elektronikforhandler. Fremtiden tilhrer fladskrmene.

Fladskrms-TV ssom LCD eller plasma (eller en hvilken som helst anden teknologi med et fast antal pixels) har en given tilstand der kaldes"native oplsning". Dvs. de kan kun vise det antal pixels som skrmen fysisk er konstrueret til at fremvise p panelet, ssom 1024x768, 1366x768 og 1920x1080 for at nvne et par eksempler. Alt materiale med andre oplsninger en skrmens"native oplsning" skal skaleres for at passe til formatet af skrmen.

En vigtig pointe er dog at ingen fladskrmsteknologi med et fast antal pixels (ud over nogle tidlige plasma-displays) vises interlaced. Dvs. selvom du kan fodre dem med interlace signaler ssom 1080i60, skal signalet p den ene eller anden mde konverteres, eller "de-interlaces", til et progressivt feed og derefter skaleres til skrmens native oplsning, hvad den s end er. Der er intet alternativ: Enten sker skaleringen i TV'et, i medieafspilleren eller i en eller anden mellemliggende processor, men tag ikke fejl: Hvis du ser 1080i60/50 p alt andet end et CRT TV s er det blevet de-interlaced.

Som med s mange andre ting er der en rigtig mde at gre det p og der er en forkert mde at gre det p. Den forkerte mde at de-interlace p, hvilket selvflgelig ogs er den billige mde, er simpelthen at skalere et 540 liniers felt til skrmens native oplsning. Dette medfrer at uanset hvad din skrms fysiske oplsning er, 720 linier, 768 linier eller mske 1080 linier, s vil denne type de-interlacing medfre at du kun fr vist et billede der bestr af 540 faktiske linier. Husk p hvad der blev fortalt ovenover: Hvis billedet str stille skal de to felter summere op til at give et komplet 1920x1080 billede.

Du har allerede set hvordan et 1080i billede vist ved 1080i ser ud i den sidste animation i forrige afsnit, men denne type billede forudstter alts et TV der kan vise interlaced, hvilket din fladskrm ikke kan.

Animationen herunder viser dig hvordan billedet kommer til at se ud hvis billedet de-interlaces p den forkerte mde. Hele billedet reduceres til 540 liniers oplsning, hvilket vil sige at hvis din skrm har en native oplsning p 1366x768 s spilder du alts 33% af det du har betalt for.



Den rigtige mde at processere et 1080i signal p er at de-interlace det til 1080p (uanset hvad skrmens native oplsning er) ved hjlp af"motion adaptive de-interlacing". Dette er en proces der involverer detektion af hvilke omrder i billedet der er i bevgelse og hvilke der ikke er. Herefter kombineres felterne fra de stillestende elementer imens omrderne med bevgende elementer interpoleres (dvs. at farvevrdierne midles). Hvis du har en 1080p skrm s er vi nu frdige fordi resultatet er et 1080p signal. Hvis du har en skrm med en anden oplsning skal signalet nu skaleres til skrmens native oplsning. S selvom du har en skrm med 720 linier, s skal skrmen vre i stand til at hndtere et 1080p signal indvendigt for at maksimere udbyttet fra en 1080i kilde. Dette er alts en vigtig faktor nr du kber et nyt TV - det skal kunne hndtere 1080p signaler selvom det ikke ndvendigvis har 1080 liniers oplsning!

P animationen herunder kan du se hvordan en korrekt de-interlacing ser ud. Det er kun det omrde der er i bevgelse der reduceres i detaljegrad. Resten af billedet har fuld oplsning. Dvs. selvom din skrm mske ikke har 1080 liniers oplsning, vil du stadig f maksimalt udbytte af dit udstyrs potentiale.



Native 1080p materiale: Den skjulte sandhed


1080p eksisterer i dag kun som et 24 billeder pr. sekund format og bruges eksempelvis p Blu-Ray medier. Forkortelsen for dette er 1080p24 i analogi med 1080i60 forkortelsen. Vi br i denne forbindelse gre opmrksom p at det europiske TV-signal (PAL) og det amerikanske TV-signal (NTSC) ikke krer ved samme frekvens. NTSC opererer ved 60 Hz hvor PAL krer ved 50 Hz. SD materiale sendes desuden kun ved 480 liniers oplsning over NTSC men med 576 liniers oplsning over PAL. Som udgangspunkt vil vi se p tilflde hvor frekvensen er 60 Hz for bekvemmelighedens skyld og udvide begreberne til PAL til sidst.

Det meste af det HD materiale du kan f fat i idag falder ind i to kategorier: Enten er materialet skudt med et digitalkamera ved 1080p24 eller ogs er det skudt med et 35 mm kamera og overfrt til selvsamme digitale 1080p24 format. De fleste NTSC TV kan i dag ogs kun modtage 1080i60 signaler og derfor er det alts ndvendigt at gre noget ved det ellers s perfekte billede for at f det vist p et TV der kun modtager 1080i60 signaler. Hvordan fr du s fingre i dette 1080p24 materiale hvis dit TV kun kan tage imod 1080i60? For at forst dette, m vi se lidt mere p det tekniske aspekt af at overfre 1080p24 til 1080i60 (NTSC) igen for en bekvemmeligheds skyld og vi udvider til PALs 50 Hz bagefter.

Fra 24 billeder til 60 og tilbage igen


Lad os se p en sekvens bestende af 4 billeder. Det frste billede af vore p24 kilde bliver delt i to felter: De ulige og de lige, som vi kender fra fr. Hvert felt bestr igen af prcist halvdelen af det originale billede. Vi kan dog ikke fortstte med blot at opdele p denne mde idet vi da vil ende p 48 billeder pr. sekund og ikke 60. Af den grund vil hvert andet billede best af de samme to ulige og lige felter, men nu tilfjes det frste felt endnu en gang.

Det tredie billede opdeles igen i to felter, ulige og lige og med det fjerde har vi igen tre felter hvoraf det ene er en dublikat af det frste. Dvs. vi ender med et 2-3 mnster i feltopbygningen og hermed rammer vi 60 billeder pr. sekund alligevel - 10 felter for hvert 4. billede (se animationen nedenfor).



For at rekonstruere 1080p24 i dit TV skal TV'et alts blot smelte de ulige og lige felter sammen igen og smide det ekstra duplikat vk. Der er dog lige den hage at almindelige LCD og plasma-TV jo ikke opdaterer ved 24 Hz (nogle nyere TV har dog mulighed for det nu det kommer vi ind p om lidt). For at f opdateret TV'et korrekt som 1080p60 bruges derfor samme 2-3 algoritme, som ogs blev benyttet til at omdanne materialet ovenfor - alts vi viser det frste billede 2 gange, det andet billede 3 gange, det tredie 2 gange osv. hvilket igen giver os 60 Hz opdatering. Konsekvensen af at opdele billedet p denne mde er dog ogs at billedet ikke bliver helt s flydende som det burde vre, hvilket vil kunne ses p eksempelvis panoreringer.

Og fra 60 Hz til 50 (PAL)


Med NTSC kan du alts se at de 24 billeder pr. sekund passer ret godt overens med opdateringsfrekvensen, men filmen knkker nr vi flytter til Europa hvor frekvensen jo er 50 Hz. Her virker sekvensen 2-3-2-3 ikke, s her har producenterne vret ndt til at indfre nogle nye tiltag. For at f en heltalsdivision af 50 speeder man s og sige de 24 billeder pr. sekund op til 25 billeder pr. sekund ved at ge hastigheden af filmen med 4% idet 24x(1+0.04)=24.96. Det er ikke umiddelbart en ndring du vil lgge mrke til, men man kan argumentere for at dette trick delgger den oprindelige klipning af filmen.

Alt er dog ikke ren ulykke og hblse opdateringsfrekvenser idet producenterne i stigende grad er begyndt at f jnene op for 1080p24 signalerne, som tilbydes af de nye HD medier. P disse medier er materialet som sagt lagret ved 24 billeder pr. sekund og nr dit TV beder om et 1080i60/50 signal, skal det alts konverteres som beskrevet ovenfor men hvis dit TV nu kunne hndtere 24 billeder pr. sekund ved at opdatere ved frekvenser de er hele multiplums heraf ville alt vre godt igen. Du kan allerede f produkter der udnytter dette, s hvis du ptnker dig at f det maksimale ud af dit HD materiale, vil det vre en god id at kigge efter denne feature. Pioneers plasma-TV opdaterer eksempelvis ved 72 Hz (=3x24). Men tag dig i agt! Selvom et TV kan modtage signaler som 1080p24 betyder det ikke ndvendigvis at den opdaterer ved multiplums af 24 Hz ofte konverteres signalet blot i TV i stedet efter algoritmen beskrevet ovenfor s skrmen alligevel opdaterer ved 60/50 Hz.



Billedet herover viser de tre tilflde hvor TV hhv. ikke kan modtage 1080p24 signaler, hvor det kan modtage signalerne men ikke har en opdateringsfrekvens der matcher det og til sidst hvor skrmen bde kan modtage 1080p24 og har en opdateringsfrekvens der matcher.

Har du s brug for det?


Som nvnt s er forudstningen for at nyde godt af alt det 1080p24 materiale, der er kodet til 1080i60/50, der findes derude, s skal du ikke blot have et TV med 1080 linier, men ogs et TV der er i stand til at de-interlace signalet ordenligt. Nogen vil mske argumentere for at man ikke kan vrdstte 1920x1080 punkers oplsning hvis man sidder langt fra skrmen (eller hvis skrmen ikke er stor nok). Hvis du tog et 28" 576i CRT TV og smed det 10 meter vk kunne man dog bruge det samme argument. Man kan ogs argumentere for at den gngse TV-kber ikke kan stte pris p, eller enddog genkende, et signal i hj kvalitet. Denne pstand kan let eftervises ved at se p den kvalitet som man tager til takke med i dag - for eksempelvis at f klemt s mange TV-kanaler ned p sendenettet som muligt, har adskillige producenter brugt heftige kompressionsalgoritmer, der ungteligt efterlader kompressionsartefakter, men det er benbart ikke noget Hr. og Fru Danmark klager over.

Med den hat p, s kan man meget vel argumentere for at 1080p vs. 1366x768 (eller hvad du nu end har set dig lun p) er ligegyldigt. Vi er dog ikke Hr. og Fru Danmark her p siden og hvis du har lst s langt som dette, s hrer du nok heller ikke ind i den kategori.

Opskalering af SD materiale


Lad os frst se p hvad der sker med materiale i lav oplsning nr det opskaleres. Med SD materiale ssom 720x576 oplsningen (PAL), m et hjdefinitions-TV ganske rigtigt betegnes som overkill. For at illustrere hvordan tingene gr galt har vi herunder et par eksempler.

Det frste viser et udsnit af et st vertikale linier der er forstrret (det oprindelige materiale er 1 pixel sort og 2 pixels hvid). Herunder illustreres den "billige" mde at opskalere et billede p. Scalar-chippen replikerer simpelthen data s det udfylder skrmarealet uden nogen form for interpolation eller filtrering. Ved frste jekast ser alt mske fint ud, men kig lige en gang til: Ved opskalering fra 720x576 til 1366x768 brydes symmetrien i 1 pixels sort og 2 pixel hvid, idet visse af linierne ikke lngere har samme bredde som de andre og det hvide mellemrum har ogs en anden bredde. Det samme gr sig gldende i 1920x1080 oplsningen, dvs. 2:1 symmetrien er blevet brudt.



Hvis man i stedet gr det p den"rigtige" mde, skal billedet igennem en interpolation og filtreringsalgoritme. I animationen herunder ses hvordan dette foregr og forskellen er tydelig. Hvor symmetrien fr blev brudt forsger scalaren nu at kompensere for dette ved at hjlpe af interpolation og filtrering, hvilket bevirker at jet opfatter linierne som vrende symmetrisk forskudt. Lg mrke til at metoden gr at det"sorteste sted" p linien ikke altid forekommer p samme position p linien. Denne metode m ndvendigvis udtvre billedet, hvilket medfrer en reduktion i detaljer og en nedgang i kontrast idet vi nu har langt flere grtoner og frre sort/hvide omrder.



Med en opskalering kan vi sledes se at des flere linier vi har at gre med, des nemmere er det at undg forvridning af billedet (forvridningen af bjlkerne bliver mindre hvis du har flere pixels til rdighed til at tegne den med). Dvs. i den henseende er der alts fornuft i at vlge den hjeste oplsning muligt. P samme mde er det muligt at gre interpolationer mere ensartede.

Nedskalering af 1080p materiale




Men hvad s med det omvendte tilflde? Kan man ikke bare nedskalere et 1080 signal til en mindre skrm og placere sig lngere vk og s argumentere for at man ikke kan se forskellen? Animationen herunder viser det omvendte tilflde hvor vi starter med et 1920x1080 punkters billede og derefter nedskalerer det. Lg mrke til hvordan de fine detaljer giver anledning til moirmnstre - denne effekt er yderst synlig uanset om man kan se den fine struktur p det originale billede eller ej!



Nogen vil mske pst at sdanne fine mnstre aldrig vil forekomme i et rigtigt billede, men ogs her m vi stte et sprgsmlstegn. Frontgrillen p en lastbil i det fjerne er et glimrende eksempel p et sdant mnster. Du skal dog huske p at normale billeder med varierende indhold yderst sjldent viser sdanne mnstre over hele skrmarealet, s du vil naturligvis ikke opleve disse moirmnstre overalt p din skrm bare fordi skrmen nedskalerer 1080p signaler til 720p!

Med dt sagt, skal du ogs vre opmrksom p at langt de fleste signaler i dag er komprimerede p den ene eller den anden mde, sledes at et 1080p signal reelt set ikke leverer den fulde 1080p kvalitet. Derfor kan man med rette pst at du ikke altid vil f glde af 1080p materiale p et 1920x1080 display, men derimod altid vil have glde af 1080p signaler p et 1280x720 display. Ergo kan det alts ofte vre vigtigere at have kildematerialet i orden og s mske have en lavere oplsning. Dette bliver yderligere forstrket hvis man tager strrelse vs. siddeafstand i betragtning, hvilket vi kort beskriver herunder.

Fr du kber...


Nu har vi prdiket for 1080p i en lang artikel og du er sikkert allerede nu overbevist om at du skal have en skrm med 1920x1080 punkters oplsning, men hvad med strrelsen? At inkludere en hel guide til hvor stor din skrm br vre i denne artikel vil blive alt for omfattende. I stedet kan du kigge p vores nste artikel, der linker siddeafstand med ndvendig skrmstrrelse ved givne oplsninger af skrmpanelet:
Er dit TV stort nok til 1080p?

Pointen af denne artikel er at man, i en siddeafstand p ca. 3.5 m, skal have en skrm p mindst 88 for at drage maksimalt nytte af den hje oplsning (for at du kan se forskellen med et normalt syn). S selvom ovenstende antyder at 1080p kan betyde absolut lykke, s er det alts ikke sikkert at dine jne kan skelne de fine detaljer i billedet alligevel, s derfor falder betydningen af 1920x1080 punkters oplsning mske alligevel drastisk med mindre du har pengepungen i orden.

Det siger desuden sig selv at 1920x1080 ikke i sig selv er et kvalitetsstempel (selvom producenterne ofte gr det til det). Resten af mekanikken og elektronikken skal selvflgelig ogs vre i orden!

Konklusion


Som du kan se af de ovenstende eksempler, s betyder 1080p alts noget. Om du behver at lbe ud og kbe et 1080p display med det samme er nok mere af en smagssag for i sagens natur er der jo andre faktorer der spiller ind end lige netop kildematerialet. Det vrende sig kalibrering, omgivelser, brugsmnster osv. og ikke mindst prisen p et fullHD display. P bundlinien, udelukkende fokuserende p oplsningen, s er 1080p kongen.

Kilde: http://www.hometheaterhifi.com/volume_14_1/feature-article-1080p-3-2007-part-1.html



Del p:


Flere fokusartikler

DR TV

Guide: Klip kablet til tv-pakken

15 Dec 2017 | Rasmus Larsen |
TV frit valg

Guide: Den billigste tv-pakke

11 Dec 2017 | Torben R, Rasmus L |
Filmtjenester online

Guide: Filmtjenester p nettet

01 Dec 2017 | Rasmus Larsen |
HDR formater

HDR videoformater - fremtidsudsigterne

13 Nov 2017 | Yoeri Geutskens |
Vejen til himlen

Vejen til TV-himlen

18 Oct 2017 | Yoeri Geutskens |
Motion Interpolation

Guide: Sdan undgr du "soap opera" effekten p dit TV

11 Oct 2017 | Rasmus Larsen |
Streamingbokse

Apple TV 4K vs. Nvidia Shield vs. Chromecast Ultra m.fl.

24 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
iTunes 4K HDR

Liste: Film i 4K HDR klar i iTunes - danske priser lavere end UHD Blu-ray

15 Sep 2017 | Rasmus Larsen |