//-->

HİKAYELER

TV Görüntüsünde Optimizasyon

TV Görüntüsünde Optimizasyon

donanim kurolcd46 angle2 TV Görüntüsünde Optimizasyon

 

İster LCD kullanın ister Plazma. Çağdaş ince ekran TV’lerin en büyük sorunu hareketleri görüntülemek. Üreticiler sorunun üstesinden gelebilmek için başvurmadık yol bırakmıyor. Ama her teknoloji amacına ulaşmıyor.

Jurassic Park filminde, kafilesi dinozorların saldırına maruz kalan Dr. Grant, “Sakın kıpırdamayın” diye bağırırken, dinozorların nesneleri değil sadece hareketleri fark edebildiğine güveniyordu. Biz insanlar bundan daha gelişmiş olsak da, hala söz geçiremediğimiz tepkilerimiz var. Söz gelimi, yerde bir fare koşacak olsa gözümüz kendiliğinden onu takip eder. Gözümüzü yanıp sönen ışıklardan alamayız ve loş bir barda gözümüzü parlak televizyondan alamayız. Retina sadece orta noktada kesin görüntü sağlarken, kenar bölgeler hareketlere ve ortamdaki değişikliklere karşı aşırı derece hassastır.

TV kullanımımızı bile belirleyen bu. Tüplü TV’nin ekranını bir bakışta tümüyle görebiliriz ve gözlerimizi hareket ettirmemiz gerekmez. Oysa geniş düz ekranlarda nesneleri soldan sağa ya da sağdan sola takip etmek zorunda kaldığımızda karşımıza bazı sorunlar çıkar:

  • Sabitken keskin olan nesneler hareket etmeye başladıkları anda bulanıklaşır.
  • Hareketler kesik kesiktir, akıcı değildir.
  • Kamera hareket ettiğinde ayrıntıların çözünürlüğü bir anda azalır.

İşte bu yüzden televizyonların değerlendirilmesinde son sözü hareket söylüyor. TV ve video sinyalleri hareketli görüntüler üzerine kurulduğundan bu çok normal. Ama kontrast, kesinlik ya da renk tayfının aksine, hareketi ölçmek için ne bir standart ölçüm yöntemi var ne de tüm sorunlara hitap eden bir test sinyali.Üstelik sebebi farklı olan bir sürü de sorun var. Kimi kayıt sırasında, kimi iletim sırasında ortaya çıkarken, kiminin de sorumlusu ekranın bizzat kendisi.

Sinyalin doğrudan kameradan TV’ye ulaştığı günler çok geride kaldı. Tüplü bir kamera fotoduyarlı bir filmi satır satır tarar, oluşan elektrik titreşimlerini iletir ve tüplü televizyonda satır satır görüntü oluşmasını sağlardı. Günümüzde ise görüntü bellekleri, dönüştürücüler ve stüdyoda sinyali ayarlayan CMOS ya da CCD algılayıcılar, iletim ağları ve farklı görüntü koşulları var.

Görüntü kaynakları: Bulanık video, kesik kesik film

FİLM: Filmler hareketli görüntünün en geleneksel kaynağıdır. Filmler tam yüz yıldır saniyede 24 kare olacak şekilde kaydedilmektedir. Veri azaltmanın ilk örneklerinden olan bu uygulama, malzemeden de tasarruf sağlıyordu. İşin doğrusu, saniyede 24 kare (yani 24 Hertz ya da 24 Hz) gerekenden az. Çünkü hareketin akıcı şekilde görüntülenmesi için en aşağı 50 Hz’e ihtiyaç var; gözlerimiz ancak bu hızda yenilenen sabit görüntüleri kesintisiz bir hareket olarak algılıyor. Aslına bakarsanız görüntülerin titreşmesini engellemek için bundan da fazlasına ihtiyaç var: 65 ila 70 Hz için gerçekten titreşimsiz denebilir.

Böylece, sinema salonlarında her kare iki ya da üç kez yansıtılarak 48 ya da 72 Hz görüntü sağlanıyor. Bu, titreşimi engellese de hareketlerdeki duraksamanın önüne geçemiyor. Bu, dijital olarak çekilmiş filmlerde bile değişmiyor. Hollywood bu alanda bile kendini 24 Hz ile sınırlamış. Bu yüzden kameranın büyük ekranda çok hızlı hareket etmesi ve dönmesi, izleyenlerde mide bulantısı yaratabiliyor.

donanim haleetkisi TV Görüntüsünde Optimizasyon

RAHATSIZ EDİCİ HALE :100 Hz aygıtlarda görüntüyü ileri - geri hareket ettirerek bir ara görüntü hesaplanıyor. Ama eğer nesneler birbirinden farklı yönde hareket ediyorsa (sözgelimi, top ve seyirci örneği gibi) kenarlardaki ek bilgi eksikliği yüzünden hale etkisi oluşuyor.

Bu yüzden filmlerde izlediğimiz, hızla hareket eden arabaların biraz kesik kesik gittiğini kabul etmek zorundayız. DCI spesifikasyonları dijital filmlerde 48 Hz kullanılmasını gerektirse de, bu sadece 3 boyutlu filmlerde uygulanıyor. Bunun nedeni de 48 Hz’lik görüntüyü 72 Hz’de görüntülemenin mümkün olmaması ve 50 Hz’e dönüştürmenin 24 Hz’dekinden çok daha zor oluşu.Sinema filmlerindeki 24 Hz biçimi bir yana, TV iletimi üzerine kurulmuş 25 ve 30 Hz’lik standartlar da mevcut.

Filmlerdeki hareketin akıcılığı üzerinde söz sahibi olan bir başka nokta daha var ve sık sık göz ardı ediliyor: Deklanşör hızı (shutter speed). En amatör fotoğrafçı bile bilir ki, fotoğraf makinesi ya da kamerada apertür yeterince hızlı açılıp kapanmazsa görüntüler bulanık çıkar. Bununla birlikte, eğer kamerayı kullanan kişinin çok miktarda ışığa ihtiyacı varsa ve bu yüzden apertürü uzun süre açık bırakırsa, hareketli nesneler bulanıklaşır. Bu sefer de görüntü keskin değil, yumuşak olur. Deklanşör hızı artırılırsa ve apertür kısa süre için açık kalırsa da 24 Hz’in yol açtığı kesik kesik görüntü daha da belirginleşir.

VİDEO: İster TV stüdyosunda olsun isterse stadyumda ya da bir amatörün ellerinde, klasik video kamera yarım görüntülerden oluşan bir geçişli (interlaced) sinyal sunar. Bu da hızlı hareketler için ideal, ama geniş ekran için uygun olmayan, erken bir veri azaltma yöntemidir. Geçişli görüntü ilkesi, yüzeyleri sürekli tarayan günümüz algılayıcılarında da kullanılmaktadır. Stüdyolarda daima yarım görüntü kullanıldığından, görüntü uygun şekilde filtrelenir. Bu sırada sinyal, bölgeye bağlı olarak (PAL ya da NTSC) saniyede 50 ila 60 kare yakalar.

Ama görüntüler tam sinyalin sadece yarısı sayıda satır içerdiğinden, hareket eden kenarlarda ve ayrıntılardaki keskinlik yarıya iner. Örneğin tüm görüntüde 40 satır kaplayan, ancak her 0,02 saniyede bir her geçişli görüntüde sadece 20 satırı hareket eden bir futbol topunun dış hatları bulanıktır. Fakat hareketi akıcıdır.Geçişli bulanıklık işlemeden ve ekrandan bağımsız bir olgu ve günümüzün en gelişmiş matematiksel yöntemleriyle bile giderilmesi güç olduğundan tüm TV teknisyenlerinin umudu, görüntüdeki tüm satırların aktarıldığı progresif (tam veya geçişsiz) tarama.

PROGRESİF TARAMA: Hem keskin dış hatlar hem de akıcı hareketler için tam sayfa taraması yapabilen (yani progresif taramalı) kameralara ve en az 50 Hz’e ihtiyaç var. Bu yüzden, kimi yayın istasyonları HDTV’de saniyede 50 kez 1.280 x 720 çözünürlüklü resim sunan 720P/50 sistemini benimsiyor. Bazı başka kanalların kullandığı 1.080i HD biçimi ise tıpkı diğer geçişli işlemler gibi hareketlerdeki keskinliği yarıya indiriyor.Progresif tarama özellikli kameralar daha şimdiden piyasada. Bunlar genelde video sinyali olarak tam görüntü sunan dijital aygıtlar.

Ancak normalde algılayıcı hızı ve işlemci gücü saniyede sadece 24 ila 30 kareye elveriyor ve bu da akıcı bir görüntü için yeterli değil. TV sektörünün uzun vadede erişmeyi düşündüğü hedef saniyede 50 ya da 60 görüntünün görüntülendiği ı.oSop biçimi. Bunu başarabilen çok az sayıda kamera var ve fiyatları da astronomik. Stüdyolarda bile günümüz teknolojisinden, yapabildiğinden fazlasını bekliyoruz.

Ortamlar: TV, DVD ve Blu-ray’in renkli karışımı

TV: Eskiden stüdyolardaki kameralar bir şekilde TV’ye doğrudan bağlı olurdu. Günümüzdeyse her program birbirinden farklı biçimlerden dönüştürülüyor. Örneğin 24 Hz’lik bir film televizyonda 25 Hz’de gösterim için %4 oranında hızlandırılıyor ve yarım görüntülere bölünüyor. ABD’den 60 Hz’lik NTSC formatında gelen sinyaller, aradaki kareler atılarak 50 Hz’e düşürülüyor. Bu da filmin her beş karesinden biri eksildiği için sorunlara yol açıyor. Öte yandan, 24 kareyi 60 Hz’e dönüştürmek için, ardışık karelerden biri iki, diğeri üç kez görüntüleniyor ve yine son derece sinir bozucu olan ünlü “3:2 Pulldown” işleminin ardından kareler atılarak 50 Hz’e çevriliyor. 25 Hz’de çekilen belgesellerde ve TV filmlerinde ise durum daha iyi, hiç değilse 50 Hz’e çabucak çevrilen bu görüntülerde hareketler akıcılığını koruyor.

DVD: Avrupa kökenli disklerde, tıpkı TV’de olduğu gibi görüntü %4 hızlandırılıyor ve yarım görüntüler şeklinde saklanıyor. Böylece hem filmin orijinal süresi ve sesi değişmiyor hem de ABD kökenli filmlerdeki kesik kesik 3:2 görüntüler ortaya çıkmıyor.

BLU-RAY DİSK: Blu-ray, tıpkı sinema görüntüsü gibi saniyede 24 kareyi dünya çapında bir standart olarak benimseyen ilk ortam. Bu yüzden, görüntüyü nasıl titreşimsiz ve akıcı bir şekilde yansıtacağını belirlemek oynatıcılara düşüyor. HDMI çıkışıyla ya ı.o8oi/p6o sinyali ya da 24p elde ediyorsunuz. Böylece ya orijinal frekansta progresif tarama (eğer ekran kabul ediyorsa) ya da gözü rahatsız eden 3:2 pulldown ile 60 Hz izliyorsunuz.

Ekran: Her TV aygıtının kendi hataları var

LCD: Her köşede karşımıza çıkan LCD ekranlar parlak ve keskin görüntü sunuyor. Ancak görüş açısı bağımlılığını saymazsak yine en büyük sorun hareketlerin keskinliğini sağlamak. Örnek tutma (sample-hold effect) denilen etki, arka aydınlatma sürekli etkin olduğundan, sabit olmayan nesnelerin keskin görünmesine yol açıyor.Ancak üreticiler bunu önlemek için birbirinden farklı planlar uyguluyor. Amaçları ya uygun bir arka aydınlatması sunmak ya da paneli hızlı bir şekilde kontrol etmek.

Eğer panellerden bahsedecek olursak, LCD monitörlerin görüntüdeki değişikliğe verdiği tepki süresinin uzun olduğu günler geçmişte kaldı. 15 milisaniyeden kısa tepki süreleri, video oynatımı için yeterli.Arka aydınlatmanın darbeli (pulsating) olması, LCD ekranlarda hareketli görüntüleri büyük oranda iyileştiriyor. Böylece hem gözün, görüntülenen nesneyi bulmasını kolaylaştıran keskin bir sınır yaratılıyor, hem de ışığın parlaması nesnenin görüntülendiği zamanı ve dolayısıyla solma süresini kısaltıyor.

Sorun şu ki, bu süreci 50 Hz’de elde etmek mümkün değil çünkü titreşim göze batıyor. Bu konuya ilk çözüm, 75 Hz kullanan ve neon tüpleri yerine sıcak katot tüplerini yeğleyen Philips’ten geldi. Philips, bu teknolojiden yüksek maliyeti yüzünden yakın zamanda vazgeçti. Günümüzde tüm üreticiler ışık saçan diyotları (LED) ve darbeli arka aydınlatmayı kullanıyor. LED’lerin avantajı, darbeli çalışmada sürekli çalışmaya kıyasla daha verimli olması.

Titreşimi engellemek için LED aygıtları ıoo Hz’le ve NTSC materyalleri 120 Hz’le görüntüleniyor. ıoo Hz, tutma zamanını azaltmak için darbesiz arka aydınlatmayla da test edildi ve onaylandı. Ancak ıoo Hz’lik tüplerde yapıldığı gibi aynı görüntüyü tekrarlamak bu sefer mümkün değil, çünkü böyle yapıldığında hareketteki bulanıklık kaybolmuyor. Bu yüzden hareketin net şekilde görüntülenmesini sağlayan dört farklı görüntü hesaplama yöntemi bulunuyor.

SİYAH KARE EKLEME: Her iki kareden birini siyah yaparak tutma zamanını iki kat azaltmak ve hareketli nesnelerin kenarlarını net bir şekilde göstermek mümkün. Bunun dezavantajı, ışık sürekli engellendiğinden görüntü parlaklığının yarıya düşmesi. Dahası, 50 Hz’de tekrar titreşme başlıyor.Bu yüzden de siyah kare ekleme yöntemi normal LCD TV’lerde kullanılmıyor. Bu yöntemden faydalananlar sadece Sony’nin VPL-VW80 ve 200 modeli projektörleri.

GRİ (YA DA KARANLIK) KARE EKLEME: Bu yöntemde aynı hareket safhasından alınmış aynı görüntüler tekrarlanıyor, ancak parlaklıkları değiştiriliyor. Böylece kenarlar keskinleşiyor. Parlaklıktaki değişim, gamma eğrisini bükerek ya da zahmetsizce, gri değeri ekleyerek elde ediliyor. Bazı durumlarda hafif bir 50 Hz titreşimi oluşabiliyor. Gri kare ekleme yöntemiyle sağlanan keskinlik, siyah kare ekleme yöntemindeki kadar güçlü değil.

YUMUŞAK KARE EKLEME: Bu teknolojide her iki kareden sadece biri baştan aşağı net olarak gösteriliyor, bu da hafif bir bulanıklığa yol açıyor. Parlaklık kaybı ya da titreşim olmasa da, kenarlar netliğini biraz yitiriyor.

HAREKET TAHMİN VE TELAFİSİ: Bu yöntemde, orijinal sinyalde bulunmayan yeni hareket safhaları sayesinde yeni ara görüntüler hesaplanıyor. Bunun için geçerliliği kanıtlanmış tekniklere ihtiyaç duyuluyor ki yeni hatalar çıkmasın. Teknoloji MPEG sıkıştırmasıyla benzerlik gösteriyor ama aynı değil. MPEG, ara görüntüyü hesaplarken resimde uygun dörtgen desenler arıyor ve nesnelerin hemen önünde ve arkasında neler olduğuna bakıyor.

Düzeneklerin birçoğu, sadece iki görüntüye bakıp aralarına neyin uyacağına karar veriyor. Desenlerin birbirinin tersine hareket ettiği ve özellikle de kameranın bir nesneyi takip ettiği durumlardaysa bu kesinlikle yeterli değil. Buna örnek olarak gökdelenlerin önünde duran insanları, seyircilerin önündeki bir futbol topunu ya da dağlık alanda yol alan bir motosikleti örnek verebiliriz. Hesaplama için sadece iki görüntü kullanılıyorsa, bu nesnelerin etrafında, görüntünün kenarında ek bilgi eksikliği yüzünden, bir “hale” oluşuyor.

Hale etkisi, ancak elinizde hesaplamalara temel oluşturan üç görüntü varsa kayboluyor, Tıpkı Philips’in NXP yonga seti PNX5100′deki gibi. Bunun bedeli de NXP yonga setinin yüksek maliyetine ek olarak 0,1 saniyeye varan hatırı sayılır bir gecikme. Üstelik görüntüde bozulmalar da oluşabiliyor. Sinema filmlerinin görüntülenmesinde akıcılığı elde etmenin bir yolu ara görüntüler. Böylece saniyede 24 ayrı görüntünün tekrarlanmasındansa araya üç ila dokuz (96-240 Hz) ara adım ekleniyor.Bu sayede film akıcı bir video sinyali halinde çalışıyor, ama sonucun film fanatiklerini memnun ettiğini söylemek güç.

Bu yöntemlerin hepsi de 100 ve 200 Hz’de kullanılabiliyor. Sony’nin Bravia Z4500 LCD’lerinde kullandığı “Motion flow 200 Hz” teknolojisi buna örnek. Bir tam HD ekranını boydan boya 10 saniyede kat eden bir nesne ekranın köşesinde ıoo Hz’de iki piksel genişliğinde görünürken, 200 Hz’de yarı keskinlikte tam bir piksel yer tutuyor. Bu yüzden şu an için en iyi yöntem ara görüntü hesaplamasını darbeli arka aydınlatmayla birleştirmek ve böylece görüntünün tekrar oluşturulma zamanını kısaltmak.

PLAZMA: Plazma ekranların görüntüyü oluşturma biçimi LCD’lerinkinden çok farklı. Plazma’da ilgili hücrelerde yanma tepkisi kullanılıyor. Sürekli aydınlatma söz konusu değil, onun yerine görüntü sinyalinin doğrudan denetiminden bahsedebiliriz. Her bir hücre “açık” ve “kapalı” durumlarına sahip ve ara tonların oluşturulması da kısa süreli parlamalarla elde ediliyor. Parlamaların süresi, parlaklığı belirliyor. Bu yüzden bir görüntü döngüsünü mümkün olduğu kadar fazla parçaya bölmek gerekiyor. İlk parça, döngünün yarısını; ikincisi dörtte birini içeriyor ve bu şekilde gidiyor.

Yarı zamanda basit bir ateşlemeyle %50 parlaklık elde edilirken, %70 parlaklık için ek bölümlerin de bir kısmını etkinleştirmek şart. Böylelikle, bir nesne önce parlak, sonra daha az parlak olarak iki kez aydınlatılıyor. Ama bu olay, gözün takibi sırasında aynı yerde gerçekleştiğinden adına “sahte kontur” denilen bir etki oluşuyor. Ardından, görüntünün üzerindeki her kenarın önünde ya da arkasında bir gölge beliriyor. Bu çok fark edilir bir şey değil, ama insan bir kez fark ettikten sonra bunu sürekli yakalayabiliyor. Bu sahte kontur etkisi sadece plazma ekranlarda değil, DLP projektörlerde de meydana geliyor. Ara görüntülerin hesaplanması bu sahte kontur etkisini büyük oranda azaltıyor, ama ortadan kaldırmıyor.

Plazma ekranlar zaten darbeli aydınlatma yüzünden titreşimden mustarip olduğu için, giderek daha fazla kullanıcı, hareketleri akıcı gösterebilen ıoo Hz ekranları tercih ediyor. İlginç bir şekilde, plazma aygıtlardaki hareketler neredeyse tüm LCD’lerdekinden daha keskin. Bir LCD’nin aynı kaliteye erişmesi için büyük bir çaba ve maliyet gerekiyor. İnsan hareket hissine bir kez kendini kaptırdıktan sonra, filmlerin kesik kesik olduğu dikkate çarpmıyor. Bazı teknolojiler ise bulanık görüntüleri keskinleştirebiliyor. Ancak sorulması gereken soru, bir ekranın elektronik donanımının, belki de görüntüyü kasten bulanıklaştıran bir yönetmenin işine bu kadar müdahale etme hakkının olup olmadığı.






Bu sayfa hakkında yorum ekle:
İsmin:
Mesajınız:
Bugün 49 ziyaretçi (88 klik) kişi burdaydı!
=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=