מאפייני וידאו דיגיטלי

הגדרה פשוטה לוידאו היא תמונה בתנועה. אבל כולנו מבינים שיש הרבה מעבר לכך. מאור אלימלך יסביר על כל אחד ממרכיבי הוידאו הדיגיטלי לעומק אך בצורה פשוטה ומובנת לכל.

מאפיינים בסיסיים של וידאו הדיגיטלי והשפעתם על איכות.

יכול להיות שחלק מהדברים שאכתוב יהיו מוכרים לרובכם אך המטרה היא לייצר סדר ולארגן את המידע בצורה פשוטה מהבסיס, וזאת בכדי לשים סוף (אולי פעם אחת ולתמיד) לבלבול שנוצר אצל הרבה אנשים בעניינים טכנים בכלל ובקידודים בפרט.

המרכיבים המשפיעים באופן ישיר על איכות התמונה הם גודל, צבע ודחיסה.

גודל ורזולוציה

מונח המתייחס לגודל הפריים. ככל שהפריים יותר גדול כך יהיה ניתן לשים לב לפרטים קטנים יותר. גודל התמונה נקבע ישירות ממימדי החיישן האלקטרוני המצוי במצלמות וידאו וסטילס. מקובל להתייחס לגודל הפריים ביחידה פיקסל (Pixel). פיקסל (קיצור של Picture Element) היא יחידת מידע גרפית בסיסית, המתארת נקודה בתמונה. החלק הקטן ביותר של הקווים, התווים, והצורות שעל צג המחשב או בתמונה המודפסת. כל תמונה בנויה ממאות אלפי עד עשרות מיליוני נקודות קטנות, ונקודה זו היא יחידת תמונה (מקור: וויקיפדיה). מה שמעניין בהגדרה הזו שפיקסל אינה יחידת מידה בעלת ערך אבסולוטי. זאת אומרת אם לדוגמה מטר אנחנו מתארים על ידי 100 סנטימטרים, את הפיקסל לא ניתן להגדיר ע"י סנטימטרים או אינטשים. הגדרת הפיקסל באופן אבסולוטי חייבת להישען על מרכיב נוסף והוא DPI שקובע את צפיפות הפיקסלים באינטש בודד. כשנדון ב-Pixel Aspect Ratio נראה כיצד העובדה הזו מאפשרת לפיקסל להיות דינמי. כמות הפיקסלים בתמונה מחושבת ע"י נוסחת השטח של הפריים, אורך כפול רוחב. לדוגמא, פריים באבחנה גבוהה 1080X1920 מכיל 2,073,600 פיקסלים שהם  2.0736 מגה-פיקסל.

 

כיום נקבעו סטנדרטים ברורים לגדלי הפריים, להלן רזולוציות נפוצות:

Standard Definition – אבחנה רגילה
720X576 – PAL • 720X480 – NTSC

High Definition – אבחנה גבוהה
720X1280 – HDTV • 1080X1920 – Full HD

2K-8K – פילם
רזולוציות גבוהות מאוד בד"כ נוטים להשתמש בהם בתעשיות הסרטים והפרסומות.

 

פריים שזור ופריים מלא

למרות שנושא השזירה (Interlace) יידון בהרחבה בחלק העוסק במרכיב התנועה , כאן המקום לומר שפריים שזור למעשה מורכב משתי תמונות בעלות חצי מגודלו של הפריים אותו הם מרכיבים. לעומתו פריים מלא מכיל את כל כמות הפיקסלים בפריים בודד. לדוגמא פריים 1920X1080i מורכב מ2 תמונות בגודל 540 פיקסלים גובה ו1920 רוחב. כאשר כל אחד מהם מכיל חצי מכמות המידע. לקריאה נוספת בנושא פריים שזור ושדות וידאו.

Aspect Ratio

מונח המתייחס ליחס המימדים של התמונה – רוחב חלקי גובה. אם ניקח לדוגמה רזולוציה של PAL – 720X576 יחס התמונה הוא 720/576=5/4=1.25 (בהנחה שהפיקסל ריבוע ראה הערה). או לדוגמה בפריים באבחנה גבוהה 1080X1920 – יחס התמונה הוא 16/9=1.77 מה שנקרא מסך רחב. ובמילים פשוטות כמה פעמים רוחב הפריים יותר גדול מגובה הפריים.

Pixel Aspect Ratio

מונח המתייחס ליחס המימדים של הפיקסל ובעזרתו ניתן לפרוס את הפיקסלים בצורה הנכונה. בדרך כלל פיקסל הוא ריבוע אבל בכל מה שקשור לווידאו הוא יכול להיות גם מלבני.
קצת הסטוריה: השנה היא 1952 ההקרנה של הסרט המצליח This Is Cinerama היכתה גלים בכל רחבי אמריקה. מסך פנורמי שמורכב משלושה מקרנים בו זמנית סוף סוף הביאו חוויה וויזואלית שיותר דומה לראיה האנושית. חברות הסרטים באותה התקופה,שראו את ההצלחה של הסרט חיפשו אחר פיתרון יותר מעשי (מלצלם את אותו סרט בשלוש מצלמות שונות) שייחד את החוויה הקולנועית מן הצפייה הביתית ויציג תמונה רחבה. הבעיה הייתה ברורה יחס התצוגה נקבע ישירות ממימדי סרט הפילם (35mm) בעל יחס תמונה צר יחסית (4:3). יש שבחרו בפיתרון הגרוע- הקטנת גובהו של הפריים ע"י הסתרה של השוליים העליונים והתחתונים כך אנחנו משיגים יחס מלבני אבל על חשבון איבוד של שטח סרט. (מה שנקרא LetterBox).

 

 

חברת VistaVision בחרה בפיתרון הכי נכון מהבחינה הטכנית. אם הבעיה היא שרוחב התמונה מוגבל ע"י חריצי הסרט, אין בעיה אמרו, אנחנו נסובב את התמונה כך שרוחב התמונה יהיה מקביל לחריצי הסרט ובכך אין הגבלה לרוחב הפריים (ראה תמונה). דבר אחד הם שכחו שימוש בזבזני כזה בסרט הפילם דורש יותר מכמות כפולה של גלילי סרט בהשוואה לאותה הפקה בשיטה המסורתית. אמנם זה לא גרר מחאות של צדק חברתי אבל בהחלט הדיר הרבה חברות משימוש נרחב בתקן הזה.

 

פיתרון יותר מתוחכם יצרה Panavision עד היום חברה לייצור עדשות קולנוע. הרעיון שלה היה גאוני: Panavision פיתחה עדשות רחבות שממקדות את התמונה לפריים שמתאים ליחס של הפילם. היא עברה על "לא תעשה" הכי בסיסי בכל מה שקשור לגרפיקה – לכווץ באופן חסר אחריות את התמונה תוך כדי התעלמות מוחלטת משמירה על פורפוציות. אבל אל חשש החברה דאגה שאנחנו לא נבחין בכך, בבתי הקולנוע השתמשו בעדשות שעושות את הפעולה ההפוכה בכדי להקרין את התמונה ביחס הנכון. כך נעשה שימוש לראשונה בתולדות הקולנוע במושג Anamorphic שהיה מוכר יותר מתחום הציור ופירושו תמונה מעוותת שבכדי להציגה כראוי צריך למתוח אותה לגדליה המקוריים בד"כ בעזרת עדשות אופטיות. העניין הוא שהטכניקה הזו לא שייכת רק לעבר כיום יחס התמונה נקבע ישירות ממימדי החיישן האלקטרוני שקולט את התמונה, לחיישן הזה יש גודל ויחס קבועים כך שאם נרצה לצלם ביחסים שונים תוך כדי ניצול מלא של שטח החיישן התמונה תהיה חייבת לעבור כיווץ רוחבי שפירושו כיווץ רוחבי של כל פיקסל בתמונה.

בקובץ מתאחסנים המידע עצמו ביחד עם היחס של הפיקסל כך המחשב יוכל לפרוש את הפיקסלים בצורה שיניבו את יחס התמונה הרצוי. הפרמטר שמעיד על רמת הכיווץ שעבר הפיקסל נקרא Pixel Aspect Ratio.

 

 

אחי דבר איתי תכלס!

ובכן למדנו הרבה דברים מעניים אבל איך כל זה עוזר לנו?

לעיתים התוכנה שמפרשת את קובץ הוידאו בין אם מדובר בתוכנת עריכה, קידוד או צפייה, מציגה תמונה מכווצת או מתוחה במקרים הללו סביר להניח שהתוכנה לא משתמשת ביחס הפיקסל (Pixel Aspect Ratio) הנכון ולכן אנו צריכים להגדיר לה מחדש את יחס הפיקסל. איך עושים את זה? בחלון הפרוייקט לחצו לחצן ימני על הקובץ – Interpret Footage ותחת Pixel Aspect Ratio נסו לשנות ליחס הנכון. איך תדעו מהו היחס הנכון? ובכן אם אתם לא יודעים מראש אין ברירה אלה לנסות את כל האופציות ולראות איזה מהם נותן את התצוגה הנכונה.

עבודה נכונה עם יחס פיקסל

כאשר עורכים סרט בפרמייר וברצוננו לייצר גרפיקה בתנועה באפטר אפקטס לצורך הסרט, נגדיר את הקומפוזיציה ביחס של הסרט איתו אנחנו עובדים גם ברזולוציה וגם ביחס הפיקסל בכדי למנוע תצוגה שגויה בעת העריכה.

 

---

הערה:

יחס 4:3 אמור להיות סטנדרט בטלוויזיה, אבל בדוגמא הזו לא הבאתי בחשבון את יחס הפיקסל הלא ריבועי שהוא 1.094 כמו כן החישוב ליחס התמונה ברזולוציית PAL מתבסס על רזולוציה מעט שונה של 704×576 פיקסלים. אחרי הפחתה של 16 פיקסלים, יחס התצוגה הסופי של התמונה נקבע ע"י שני המרכיבים יחד – יחס התמונה ויחס הפיקסל. בנוסחה: יחס התמונה כפול יחס הפיקסל.