24 jul 2009, 13:10
					 #68467
						        
										
										
					
					
							Der diskuteres i diverse emner om nu den ene eller den anden skærm kan gengive 24p korrekt. Her en liste af fakta vedrørende denne diskussion.
Phi-effekten. Når en række stillbilleder af en scene optaget hurtigt efter hinanden afspilles i samme rækkefølge opstår phi-effekten: billederne opleves af observatøren som levende, de ligner en 2D projektion af scenen. Frekvensen billederne er optaget med, er afgørende for oplevelsen af phi-effekten.
Det menneskelige syn (øjnene og flere centre i hjernen) skal snydes med en tilstrækkelig høj frekvens af billeder før det oplever phi-effekten. Den kan opleves med meget få frames per sekund (fps). Der er dog to ting der kan ødelægge effekten: Flimmerfølsomhed og trackede bevægelser i scenen.
Flimmer (flicker): Gammelsags CRT- og plasmaskærme samt biografprojektorer kan kun fastholde et billede kort tid af gangen. De perifere dele øjet er meget følsomme overfor flimmer, hvorfor skærmebilledet bør opdateres hyppigt.
Trackede bevægelser: Øjet (og den visuelle perception i hjernen) er ikke godt til at se objekter i bevægelse klart, men er i stand til at følge/tracke et objekt i bevægelse. Når et objekt trackes skal billefrekvensen være høj nok til at øjets egen interpolation af bevægelsen mellem to billeder virker ’naturligt’ og glat. Virker den forkert brydes illusionen om levende billeder.
Den nødvendige billedfrekvens: Der er utroligt mange faktorer (bl.a. kontrast, billedets lysstyrke, og billedets str. på nethinden), der spiller ind mht. hvor høj billedfrekvensen skal være for at øjet snydes. Forskning har vist at øjet kan tracke op til omkring 50Hz (= 50 fps) og at flimren ikke længere kan ses et sted over 50Hz. I USA har man klaret sig med 60Hz tv uden de store problemer, mens man i Europa, da skærmene blev tilstrækkeligt store og lysstærke var nødt til at udvikle 100Hz tv.
24p: Langt de fleste biograffilm optages med en frekvens på 24 billeder i sekundet. I biografer kører man en blænde for billedet, så det vises flere gange, og således undgås flimmer. MEN DET ER IKKE MULIGT AT OPNÅ EN GLAT OG NATURLIG GENGIVELSE AF BEVÆGELSER VED AT GENTAGE VISNINGEN AF DET SAMME BILLEDE FLERE GANGE.
24 fps på 50Hz skærme: på Europæiske 50Hz PAL Dvd’er er hastigheden på filmen sat op til 25 fps, således at hvert billede kan gentages 2 gange (eller 4 gange ved 100Hz). Dette kaldes 2:2 pulldown (intet nævnt om interlacing og deinterlacing her).
24 fps på 60Hz skærme: Her laver man en sindrig 2:3 pulldown hvor billederne gentages hhv. 2og 3 gange: (24/2)*3 + (24/2)*2 = 60. Dette kan betyde, at bevægelser kan komme til at se rykvise ud.
Ægte 24p: Fra Blurays kan man hente 24 fps ud som det er optaget, og gentage hver frame f.eks. 3 eller 4 gange for at få hhv. 72Hz og 96Hz visning uden flimmer. MEN DET ER IKKE MULIGT AT OPNÅ EN GLAT OG NATURLIG GENGIVELSE AF BEVÆGELSER VED AT GENTAGE VISNINGEN AF DET SAMME BILLEDE FLERE GANGE.
Interpolation af frames: Det er altså ikke muligt at få naturlige bevægelser fra 24 fps medmindre man interpolerer de aldrig optagne frames mellem de eksisterende. For at kunne gøre dette skal man kende den korrekte (for den menneskelige perception) bevægelse mellem frames. Den kendes ikke, men kan estimeres, hvilket dog er en meget matematisk/fysisk kompleks og beregningstung opgave. Derfor findes der (endnu) ikke skærme, afspillere, tunere eller videoprocessorer der kan gøre dette korrekt.
Genveje til glatte, naturlige bevægelser: Panasonics 24p smooth film gør et forsøg på at interpolere de manglende frames ligesom Philips natural motion osv. Hvilke ideer og genveje der bruges i disse algoritmer er sikkert tophemmeligt og beskyttet af de enkelte firmaer. Et bud kunne dog være at lave et groft og upræcist gæt på bevægelser, interpolere et billede og vise det i en filteret, meget uskarp (blurret) version. Forskning har vist at, hvis blot hver anden frame er skarp, kan det ofte være nok.
Det perfekte billede: kommer altså ikke ved ægte/korrekt 24p visning, men ved interpolation af de manglende frames, eller ved at filmindustrien tager sig sammen og øger optagefrekvensen. Så om du køber et V10, G10, xyz3500… betyder altså ikke noget for, ingen af dem viser det perfekte billede uden hakken i bevægelser, men vises 24p ved 60Hz, kan det give lidt mere hakken, men de steder det ses, er der alligevel masser af hakken i forvejen. Så glem alt om målinger når det gælder de bedre produkter fra kendte producenter: Se på skærmen og vurder om den er god nok til dine øjne, for det er dem der bestemmer, om du får en god oplevelse eller ej.
Skulle du have lyst til at fordybe dig i emnet ligger min ph.d.-afhandling om videoopskalering frit tilgængelig på nettet (http://image.diku.dk/sunebio/) og indeholder masser af gode referencer.
					
										
					  															  
                                        
					                        
                Phi-effekten. Når en række stillbilleder af en scene optaget hurtigt efter hinanden afspilles i samme rækkefølge opstår phi-effekten: billederne opleves af observatøren som levende, de ligner en 2D projektion af scenen. Frekvensen billederne er optaget med, er afgørende for oplevelsen af phi-effekten.
Det menneskelige syn (øjnene og flere centre i hjernen) skal snydes med en tilstrækkelig høj frekvens af billeder før det oplever phi-effekten. Den kan opleves med meget få frames per sekund (fps). Der er dog to ting der kan ødelægge effekten: Flimmerfølsomhed og trackede bevægelser i scenen.
Flimmer (flicker): Gammelsags CRT- og plasmaskærme samt biografprojektorer kan kun fastholde et billede kort tid af gangen. De perifere dele øjet er meget følsomme overfor flimmer, hvorfor skærmebilledet bør opdateres hyppigt.
Trackede bevægelser: Øjet (og den visuelle perception i hjernen) er ikke godt til at se objekter i bevægelse klart, men er i stand til at følge/tracke et objekt i bevægelse. Når et objekt trackes skal billefrekvensen være høj nok til at øjets egen interpolation af bevægelsen mellem to billeder virker ’naturligt’ og glat. Virker den forkert brydes illusionen om levende billeder.
Den nødvendige billedfrekvens: Der er utroligt mange faktorer (bl.a. kontrast, billedets lysstyrke, og billedets str. på nethinden), der spiller ind mht. hvor høj billedfrekvensen skal være for at øjet snydes. Forskning har vist at øjet kan tracke op til omkring 50Hz (= 50 fps) og at flimren ikke længere kan ses et sted over 50Hz. I USA har man klaret sig med 60Hz tv uden de store problemer, mens man i Europa, da skærmene blev tilstrækkeligt store og lysstærke var nødt til at udvikle 100Hz tv.
24p: Langt de fleste biograffilm optages med en frekvens på 24 billeder i sekundet. I biografer kører man en blænde for billedet, så det vises flere gange, og således undgås flimmer. MEN DET ER IKKE MULIGT AT OPNÅ EN GLAT OG NATURLIG GENGIVELSE AF BEVÆGELSER VED AT GENTAGE VISNINGEN AF DET SAMME BILLEDE FLERE GANGE.
24 fps på 50Hz skærme: på Europæiske 50Hz PAL Dvd’er er hastigheden på filmen sat op til 25 fps, således at hvert billede kan gentages 2 gange (eller 4 gange ved 100Hz). Dette kaldes 2:2 pulldown (intet nævnt om interlacing og deinterlacing her).
24 fps på 60Hz skærme: Her laver man en sindrig 2:3 pulldown hvor billederne gentages hhv. 2og 3 gange: (24/2)*3 + (24/2)*2 = 60. Dette kan betyde, at bevægelser kan komme til at se rykvise ud.
Ægte 24p: Fra Blurays kan man hente 24 fps ud som det er optaget, og gentage hver frame f.eks. 3 eller 4 gange for at få hhv. 72Hz og 96Hz visning uden flimmer. MEN DET ER IKKE MULIGT AT OPNÅ EN GLAT OG NATURLIG GENGIVELSE AF BEVÆGELSER VED AT GENTAGE VISNINGEN AF DET SAMME BILLEDE FLERE GANGE.
Interpolation af frames: Det er altså ikke muligt at få naturlige bevægelser fra 24 fps medmindre man interpolerer de aldrig optagne frames mellem de eksisterende. For at kunne gøre dette skal man kende den korrekte (for den menneskelige perception) bevægelse mellem frames. Den kendes ikke, men kan estimeres, hvilket dog er en meget matematisk/fysisk kompleks og beregningstung opgave. Derfor findes der (endnu) ikke skærme, afspillere, tunere eller videoprocessorer der kan gøre dette korrekt.
Genveje til glatte, naturlige bevægelser: Panasonics 24p smooth film gør et forsøg på at interpolere de manglende frames ligesom Philips natural motion osv. Hvilke ideer og genveje der bruges i disse algoritmer er sikkert tophemmeligt og beskyttet af de enkelte firmaer. Et bud kunne dog være at lave et groft og upræcist gæt på bevægelser, interpolere et billede og vise det i en filteret, meget uskarp (blurret) version. Forskning har vist at, hvis blot hver anden frame er skarp, kan det ofte være nok.
Det perfekte billede: kommer altså ikke ved ægte/korrekt 24p visning, men ved interpolation af de manglende frames, eller ved at filmindustrien tager sig sammen og øger optagefrekvensen. Så om du køber et V10, G10, xyz3500… betyder altså ikke noget for, ingen af dem viser det perfekte billede uden hakken i bevægelser, men vises 24p ved 60Hz, kan det give lidt mere hakken, men de steder det ses, er der alligevel masser af hakken i forvejen. Så glem alt om målinger når det gælder de bedre produkter fra kendte producenter: Se på skærmen og vurder om den er god nok til dine øjne, for det er dem der bestemmer, om du får en god oplevelse eller ej.
Skulle du have lyst til at fordybe dig i emnet ligger min ph.d.-afhandling om videoopskalering frit tilgængelig på nettet (http://image.diku.dk/sunebio/) og indeholder masser af gode referencer.
