что влияет на разрешение видео

Разрешение экрана — что это такое и какое лучше

Содержание

Содержание

Смартфоны, ноутбуки, телевизоры: при покупке этой техники важно обращать внимание на одну из ключевых характеристик — разрешение экрана. Что это такое, какие форматы существуют и как этот параметр соотносится с диагональю экрана?

Разрешение экрана — это размер дисплея в пикселях. Указывается двумя числами — количество пикселей по горизонтали и по вертикали. Практически все современные экраны состоят из матрицы пикселей — маленьких элементов, каждый из которых способен изменять свой цвет, яркость, а в некоторых дисплеях еще и прозрачность.

Как правило, один пиксель состоит из триады субпикселей — красного, зеленого и синего. Комбинацией этих цветов получаются все остальные оттенки.

Разрешение экрана напрямую влияет на качество изображения. Однако этот параметр не соотносится с физическими размерами экрана. Например, есть два монитора разрешением 1920х1080, но один из них имеет диагональ 24 дюйма, а второй — 27. Несмотря на одинаковое разрешение, детализация будет разной.

Все дело в еще одном важном параметре — плотность пикселей на дюйм (PPI – pixel per inch). Чем выше этот параметр, тем выше будет детализация картинки.

Однако PPI существенно различается для разных классов устройств. На плотность влияет точность метода ввода (сенсор или курсор), физические размеры экрана и расстояние пользователя от дисплея. Если телефон мы используем на расстоянии 10–20 сантиметров от глаз, то для телевизора это несколько метров. В связи с этим, и плотность пикселей будет существенно отличаться.

Делать выводы о качестве картинки по PPI для разных классов устройств будет не совсем корректно. В сети также можно встретить утверждение, что человеческий глаз не способен распознать плотность пикселей выше 300 ppi. Различия между 500 ppi и 300 ppi на самом деле заметить смогут только люди с высокой остротой зрения, да и отличия будут настолько несущественные, что в повсеместном использовании разница просто незаметна.

Однако для одной категории товаров с идентичным разрешением плотность будет напрямую влиять на качество картинки.

Большинство производителей указывают PPI в характеристиках экрана. Но вы можете высчитать показатель и самостоятельно. Для этого вам понадобится знать разрешение и диагональ экрана в дюймах. Используйте формулу:

Wp — количество пикселей по горизонтали, Hp — количество пикселей по вертикали, а dp — разрешение по диагонали. Остается только поделить полученное значение на диагональ в дюймах:

Например, у нас есть монитор разрешением 1920х1080 и диагональю 24 дюйма. Тогда по формуле определим dp:

dp = √(1920^2+1080^2) = 2203. Далее делим полученное разрешение на диагональ: PPI = 2203/23,8 = 93.

Представленные характеристики соответствуют монитору Acer KA242Ybi, и, если вы изучите его параметры, то обнаружите, что PPI действительно составляет 93 пикселя на дюйм.

Откуда взялись 2К, 4К, 8К

Существуют больше 30 разнообразных форматов разрешений, начиная от QVGA 240х320 px и заканчивая ошеломляющим 10K с разрешением 10240×5760 px. Самые распространенные разрешения экрана вы можете изучить ниже.

Внимательные читатели заметили, что в таблице есть пара разных строк с обозначениями 2К. Аналогичная ситуация и с разрешением 4К. На самом деле под формат 4К существуют сразу несколько разных разрешений:

По горизонтали практически все они приближены к четырем тысячам пикселей, а вот разрешение по вертикали напрямую зависит от соотношения сторон. Истинным 4К в данном случае называют DCI 4К, используемый в кинематографе. Однако соотношение сторон такого формата не подходило для мониторов и телевизоров. Именно поэтому Ассоциация потребительской электроники (CEA) в 2012 году утвердила единый 4К формат для цифровой электроники, который и получил название Ultra HD 4K.

Это означает, если на коробке монитора или телевизора указано 4К, то согласно принятой спецификации он будет иметь разрешение именно 3840х2160.

Аналогичная ситуация и с 2К — истинным считается DCI 2K 2048×1080, однако среди мониторов и телевизоров под 2К понимают форматы UWHD (2560×1080) или QHD (2560×1440).

По аналогии с уже установившимися 2К и 4К, формату 8К соответствует разрешение 7680×4320 пикселей.

Соотношение сторон экрана

Соотношение сторон показывает отношение горизонтальной и вертикальной стороны экрана друг к другу. Например, формат 1:1 — квадратное изображение. Как правило, конкретным разрешениям соответствуют определенные соотношения сторон.

Какое соотношение лучше — зависит непосредственно от формата фильма или игры. С играми обычно проблем не бывает, поскольку они легко адаптируются под разные форматы, а вот при просмотре кино неподходящего разрешения по краям экрана могут появиться черные линии.

Самые популярные соотношения сторон, под которые адаптирована большая часть мультимедийного контента — 16:10 и 16:9.

Про разрешения экрана смартфонов

С мобильной электроникой все намного сложнее, поскольку разнообразия форм-факторов куда больше. Если рассмотреть линейку смартфонов от Apple, то здесь ситуация следующая:

Разрешения FullHD 1920х1080 разработчикам удалось добиться при диагонали 5,5 дюйма, а максимальное 2688х1242 доступно на смартфонах диагональю 6,5 дюйма. Условно его можно назвать приближенным к 2К.

Для Android-гаджетов все еще сложнее, поскольку рынок представляют сотни разнообразных моделей. Условно можно выделить общую классификацию из пяти категорий:

Выпускаются и смартфоны с 4К дисплеем. Например, Xperia XZ2 Premium оснащен IPS-дисплеем с диагональю 5,8 дюйма и разрешением 3840×2160. Фактически, это «классический телевизионный» стандарт Ultra HD 4K, а плотность пикселей доходит до впечатляющих 765 ppi. Если вы ожидаете беспрецедентной четкости, то вас может ждать разочарование. Проблема в том, что увидеть разницу между FHD+ и 4К практически невозможно, особенно, в рамках дисплеев на 5-6 дюймов.

При подборе монитора для гейминга согласовывайте разрешение с железом. Не стоит гнаться за 2К и 4К мониторами, если у вас слабая видеокарта и процессор. Телевизоры для просмотра кино лучше брать с разрешением от 2К и соотношением сторон 16:9 или 16:10, чтобы в полной мере наслаждаться детализированной картинкой.

При покупке смартфона определяющим является плотность пикселей на дюйм, поскольку дисплей всегда находится перед глазами и «зернистость» увидеть проще всего. Ищите смартфоны с 300-450 ppi. Большую плотность ваш глаз уже не различит.

Источник

Практика: разбираемся с форматами цифрового видео

Сколько весит видео

Видеоизображение стандарта PAL или SECAM – это последовательность картинок, отображаемая с частотой 25 кадров в секунду. В одном цифровом кадре содержится 720х576 точек, то есть 414 тыс. 720 элементов (пикселей). Каждая точка может иметь один из 16,7 млн. цветов и занимать 3 байта в компьютере. Следовательно, один кадр занимает порядка 1,2 Мб. При стандартной частоте получаем цифру около 30 Мб в секунду, то есть хранение одного лишь часа видео (вместе со звуком) без компрессии обойдётся в 107 Гб. Выглядит устрашающе, но уже сейчас допустимо.

Но ведь прогресс видео не стоит на месте. Максимально возможное качество сейчас достигается в HDTV (ТВ высокой чёткости), этот формат подразумевает разрешение 1920х1080 точек, то есть, при прочих равных условиях, серия кадров, рассчитанных на одну секунду, уже займет 148 Мб (521 Гб в час).

Чтобы избежать подобных объемов хранимого видео и нерационального использования ресурсов компьютера, а также получить возможность распространения видеосюжетов, были созданы различные способы сжатия видео. Достигнутые за 15 лет наработки развития цифровой техники активно используются в повседневной жизни, в видеотрансляциях, бытовых устройствах (видеокамерах, DVD-плеерах) и в сети интернет. В зависимости от вида кодека, можно достичь разной степени сжатия и разного «веса» готового фильма.

Как происходит сжатие

В отличие от универсальных архиваторов (вроде WinRar или WinZip), сжатие видео происходит с некоторыми потерями, величина которых зависит от выбранного кодека. Это связано с тем, что алгоритмы обычных архиваторов видеоинформацию (равно как и звук) практически не сжимают. Современные алгоритмы сжатия прибегают к всестороннему логическому анализу видеоролика с целью извлечь повторяющиеся куски между кадрами и уменьшить размер конечного файла. При воспроизведении сжатая информация «раскрывается», и уже после этого демонстрируется пользователю. Раскрытие изображений, сжатых некоторыми кодеками, может потребовать большого времени от маломощного компьютера.

Для сжатия видео используют различные кодеки

Самые популярные кодеки

Сегодня самые распространенные кодеки – это семейство MPEG. Основу ему положило сжатие фотографий. Все мы знакомы с компактными картинками с расширением JPG, а многие даже смогут отличить сильно сжатую картинку (с кубической структурой) от качественной (на глаз, сравнимой с оригиналом). Анатомические особенности глаза человека позволяют, незаметно сжимать картинку в десять раз, используя кодер JPEG.

На приведенных примерах можно видеть, какие артефакты, так называемые кубики, возникают на фотографии сжатой неправильно (с большим коэффициентом сжатия) и их отсутствие на фото с правильным сжатием. Подобные потери качества при большом сжатии большинством кодеков, в том числе и JPEG, необратимы.

Очень популярный формат во всём мире, с основой, взятой от кодека JPG. Сжатие в нем производится сериями по три кадра. Это один из самых старых кодеков, так что, практически на любых, даже самых «слабых» машинах вы сможете просмотреть видео со стереозвуком в этом формате. Однако и качество изображения невысокое: оно сравнимо с привычным аналоговым форматом VHS. Картинка имеет разрешение 352х288 точек, да и качество ее оставляет желать лучшего. И хотя MPEG-1 не требователен к ресурсам, его судьба предрешена: с развитием ёмкости и скорости передачи данных в компьютерах и интернете формат будет постепенно забываться

Получить файлы MPEG-1 можно с помощью программы AVI2MPG. Для увеличения нажмите здесь.

Формат использует простую обработку кодированного аналогового видеосигнала по стандарту JPG (с разрешением 768х576 точек). Расшифровывается как Motion-JPEG (движущийся JPEG). На сегодняшний день этот формат практически не используется, т.к. качественно сжатые ролики занимают достаточно много места. В некоторых моделях устройств (например, фотокамерах с функцией видео) встречается упрощенный вариант M-JPEG с разрешением 320х240 точек.

Доминирующий формат на сегодня это MPEG-2 (с разрешением 720х576 точек). Все DVD-video диски работают именно в формате MPEG-2. Трансляции со спутников в несколько каналов на одной частоте, эфирная трансляция, в том числе ТВ высокой четкости, разнообразные плееры DVD, microMV-видеокамеры используют этот формат сжатия. И это не удивительно. После триумфального успеха MPEG-1, новый формат, обеспечивающий практически профессиональное качество картинки утверждался довольно долго, и получился очень удачным. MPEG-2 подходит для записи полуторачасового фильма отличного качества на стандартный диск DVD (4,7 Гб). Кроме того, в этом формате можно записывать на двойные DVD (9 Гб) фильмы повышенного качества с использованием нескольких разных дорожек звука (дубляж), разных форматов многоканального звучания, субтитров, разных углов обзора видеоматериала (несколько синхронных дорожек видео) и других цифровых новшеств. Среди них, например, присутствует произвольный мгновенный доступ к любой части видеоматериала на диске и отсутствие перемотки при достижении конца видеоматериала, что раньше являлось довольно большой проблемой.

MPEG-2 позволяет использовать разрешения вплоть до 1920х1080 пикселов (25 кадров в секунду, с полями и без полей, с прогрессивной разверткой) и поддерживает 6-канальный звук.

Особенности этого формата широко использует компания Sony в своем расширенном стандарте microMV, хотя поток информации там повышен до 12 Мбит/с (по сравнению с максимальным стандартом DVD 9,8 Мбит/с), а размер кассеты уменьшен (по сравнению с DV). И всё же стандарт DV отличается большей устойчивостью и большим распространением по всему миру.

Общепринятые стандарты для формата MPEG

Развитием формата MPEG-2 является MPEG-4. Все мы уже давно привыкли к звуку MP3, а формат MPEG-4 сочетает отличный звук и максимальное уплотнение видеосигнала (до 30-40% лучше чем у предшественника). Разница заключается в том, что кодируется последовательность более чем из трех кадров (обычно до 250 кадров). Тем самым достигается большее сжатие и возможность смотреть в режиме реального времени качественное потоковое видео в интернет. Динамическое сжатие также эффективно использует ресурсы, и на обычный компакт-диск помещается 1,5 часа видео в достаточно хорошем качестве. Однако, в большинстве случаев, внимательный зритель сможет увидеть на хорошем экране разницу между изображением, закодированном в MPEG2 и MPEG4.

Некоторые параметры, которые можно настроить при кодировании видео в MPEG-4

Некоторые видеокамеры позволяют записывать в формате MPEG-4 видео на собственную карту памяти или работать как web-камера, передавая по USB кабелю видео со звуком в формате MPEG-4.

Кроме того, современные технологии позволяют даже воспроизводить цифровое телевидение (сжатое в формате MPEG-4 или MPEG-2) с помощью мобильных телефонов, используя GPRS.

Это формат был разработан программистами компании Apple. Используется он в основном на компьютерах этой компании, хотя также распространен довольно сильно и в интернете. Стандарт MOV считается устаревшим, и позволяет хранить несжатое видео, и довольно популярен по сей день, так как воспроизводится практически на любом компьютере. Однако стоит заметить при его использовании неэффективное использование ресурсов ни по качеству изображения, ни по размеру итогового файла.

Windows Media Video предназначен для небольших файлов и плохих каналов передачи данных. Компания Microsoft активно внедряет этот переходной формат в массы. Для просмотра видео небольшого размера в интернете кодек приходится весьма кстати, а потому используется повсеместно, в том числе для прямых трансляций. Некоторые портативные устройства (например, КПК) также используют этот формат хранения сжатых медиа-данных.

Популярностью этот формат пользуется лишь потому, что его продвигает гигант Microsoft. Также Windows Media Video позиционируют для создания высококачественного видео для DVD (в формате Microsoft Windows Media Video High-Definition, или WMV HD), но со скоростью передачи данных, такой же, как и на стандартном DVD. Воспроизводить его можно с использованием плеера Windows Media 10 Series на компьютерах с ОС Microsoft Windows XP. Будущее этой новинки зависит исключительно от настойчивости Микрософт и количество денег, вкладываемых в эту лицензированную разработку.

По-настоящему качественное цифровое видео появилось с разработкой формата DV (а также с разновидностями DVCAM, DVCPRO, miniDV). Для полноценной работы с этим форматом требуется соединение DV-камеры с компьютером. И оно было найдено – это формат передачи данных IEEE-1394 (также имеющий названия i.Link или FireWire). С помощью порта IEEE-1394 можно копировать все, что отснято на видеокамеру в компьютер и обратно (если камера поддерживает такую возможность). Так как происходит передача цифрового сигнала в обе стороны, потери при переносе информации исключены.

Будущее этого формата практически безоблачно. И будет ещё долго радовать всех любителей и ценителей качественного домашнего видео, которое повсеместно используется на ТВ (документальные фильмы, прямые репортажи и пр.)

Реальными возможностями наращивания качества является улучшение «цифры». Уже не за горами практическое внедрение стандарта HDV (высококачественное DV) в массы, которое подразумевает увеличение четкости кадра и использует в своей основе все тот же формат DV.

Blue Ray диски уже готовы к массовому использованию, а основное их отличие от DVD – в объеме (на один Blue Ray диск вмещается до 25 Гб информации). Такой объем позволит увеличить объем готовых фалов, а значит, уменьшить степень сжатия и увеличить конечное качество. Видеокамеры с возможностью записи на подобные диски должны появиться в ближайшем будущем и станут очередной ступенькой в развитии прогресса цифровой видеотехники.

Источник