Af: maniac | Udgivet: 2006-06-13


[h2]1. Introduktion[/h2]
[/url]Når man tænder for fjernsynet og sætter en film på dvd-afspilleren, er det sikkert de færreste, der tænker over, hvad det er for en proces, som ligger bag billedernes forvandling fra digitale 1’ere og 0’ere til et billede på tv-skærmen.

Hvor alle signaler for få år siden var komplet analoge, er den analoge del af signalet fra en given kilde til tv’et i dag så småt ved at blive udfaset. Det analoge videobånd er således for længst udskiftet med den digitale disk, hvis signal dog hovedsageligt stadig sendes til tv’et analogt. Med indførslen af næste generation af HD-medier, vil det analoge signal være en saga blot, og alt fra at en film læses på disken, til billedet vises på skærmen, vil være en digital process fra start til slut.

I denne artikel vil vi helt grundlæggende forklare, hvad der sker, når en film bliver lagret på en dvd, og hvilke fejl dette kan medføre i det billede, der sendes fra vores dvd-afspillere.[/url]
[h2]2. Komprimering?[/h2]
Det umiddelbare problem når data skal overføres eller lagres digitalt, er at video fylder for meget i sin rå form, og man derfor er nødsaget til at komprimere det.

Som eksempel kan man tage udgangspunkt i en dvd-film. En typisk film varer ca. to timer. Hvis man antager at filmen er i PAL (720×576 billedpunkter med 25 billeder i sekundet), viser en hurtig udregning, at video-delen for filmen alene vil fylde 208,6 GB, hvilket langt overstiger de 9 GB, der maksimalt kan være på en enkeltsidet dvd.

Der findes i dag et hav af metoder til at komprimere video, og man kan som tommelfingerregel sige, at jo bedre billedkvalitet man får, i forhold til den plads materialet optager, jo bedre er komprimeringsmetoden.

De første spæde forsøg i videokomprimering skete tilbage i 1960’erne, men det var ikke før i 80’erne at digital video for alvor fik fart på. Resultatet var dog aldrig imponerende, da det ofte fik en effekt af at se videosignalet gennem en ‘beskidt rude’. Man fik dog udviklet teknologien, og endte til sidst med MPEG1 standarden, der administreres af Motion Picture Expert Group (MPEG). Den næste generation af MPEG kodningen så hurtigt dagens lys, og fik navnet MPEG2. Dette blev siden populært til bl.a. fjernsynstransmissioner, og det er f.eks. også MPEG2 kodning, der ligger bag lagringen af video på en dvd-skive.


Med MPEG2 komprimering bliver hvert billede, eller frame, lagret som en af tre typer: “Intra frames”, “Forward predicted frames” eller “Bidirectionally predicted frames”.

Som det fremgår af navnene på de tre typer, baseres komprimering i høj grad på, at kunne beskrive sandsynligheden for ændringerne fra billede til billede. Dette er smart, fordi i stedet for at gemme hvert billede i en hel video sekvens, gemmer man blot ét billede, en “intra frame”, og derefter blot sandsynlighederne for de ændringer, der sker i billedet, hvilket fylder meget mindre end at skulle gemme selve billedet.[/url]
[h2]3. Artefacts[/h2]
Når et videosignal komprimeres, bliver man til tider nødt til at gå på kompromis med billedkvaliteten, og når først et billede er sendt igennem en komprimeringsprocess, kan man aldrig få det oprindelige billede tilbage igen. Billedet der gengives derefter, vil altid være forskelligt fra originalen. Men hvis komprimeringsprocessen er udført effektivt, vil folk sjældent spotte fejl som følge af processen.

Hvis en fejl i billedet stadig kan ses, er det et såkaldt artefact.

Et artefact dækker over alle elementer i et billede, som ikke burde være der, og er en decideret afvigelse fra originalkilden. Det kan derfor dække over mange ting, og i de følgende afsnit forklares der lidt om artefacts, som man kan risikere at støde på, når man ser dvd-film.
Edge enhancement:[/url]
Edge enhancement er en af de mest hyppige artefacts, og fremstår som lyse konturer, en slags ‘glorie’, omkring objekter i et billede, hvor der optræder høj kontrast. Effekten svarer nogenlunde til at skrue for højt op for skarpheden på sit fjersyn, og vil variere i styrke, alt efter hvor meget edge enhancement der er benyttet.

Edge enhancement er et artifact, der ikke er til stede i kildematerialet, men bliver tilføjet til filmens transfer, for kunstigt at øge skarpheden, selvom opløsningen forbliver den samme. Øjet narres til at tro, at billedet er blevet skarpere og i stedet for en overførsel, der er naturligt detaljeret og ligner film, plages det af hårde digitale konturer og ‘glorier’.

På billedet ses edge enhancement tydeligt.
Blocking:[/url]
Et andet problem der kan opstå er blocking, der ses som en blok-inddeling af billedet – et eksempel er billedet til venstre. Man kan på billedet se en række firkantede blokke på ansigtet af indianeren.

Dette skyldes at nutidens komprimeringsmetoder anvender noget der kaldes ‘blok-baseret kodning’. Princippet er, at man ikke ser på billedet som en række billedpunkter, eller pixels, men i stedet ser en række blokke, eller kasser, der hver består af 8×8 billedpunkter. Man gemmer informationer for hver blok, hvis mængde afhænger af komprimeringsgraden.

Når video komprimeres for hårdt, resulterer det ofte i blok-artefacts, da der ikke er tilstrækkelig plads til at gemme nok detaljer for hver blok.
Digital læsefejl:[/url]
På billedet til venstre ses resultatet af en skade på et digitalt medie, der efterfølgende læses.

Det ses oftest på dvd-skiver med ridser, eller andre skader, der besværliggør læsningen. Hvis der er visse dele af mediet, der ikke kan læses, sker der et slags “udfald” af det digitale signal, og resulterer i tydelige misfarvede blokke i billedet. Lyden har som regel også udfald når dette sker.

Det er sjældent at denne type artefact er direkte kodet ind på dvd’en, men der er dog set eksempler på, at de digitale masterbånd har haft fejl, hvormed den digitale læsefejl er blevet indkodet direkte på dvd’en, der sælges til forbrugeren.
Banding:[/url]
Et problem der også dukker op med jævne mellemrum er banding. Banding opstår i områder, hvor der skal være en jævn overgang fra én farvenuance til en anden.

I de områder kan der under komprimeringen ske en reduktion af antal farver, der bliver brugt til denne jævne overgang, hvorfor der er færre farver til at lave alle nuancerne.

Resultatet er, at der kan opstå en række “bånd” i den jævne overgang, med en ny farve for hvert bånd, og overgangen vil derfor ikke længere være jævn.

Til venstre er der et eksempel fra “Air Force One”, hvor lyset fra lampen bag flyet har en række hårde overgange i farverne.
Combing/interlacing:[/url]
Combing ses ofte som en slags “spøgelses effekt” når der er bevægelse i billedet.

Det opstår når en dvd er blevet indkodet fra interlaced frem for progressive kildemateriale og ses ofte i dvd-udgivelser af animation.

Når en kilde er interlaced, vil det sige at kun hver anden linie i billedet opdateres hver gang der tegnes et nyt billede. Der kan læses mere om dette i Teknorama-artiklen Klar til HD?.

Combing er let at opdage, da mange af billederne vil være uskønne blandinger af to billeder. Et eksempel ses til venstre, hvor det er besværligt, at se nøjagtig hvor personerne befinder sig i billedet.
Colour bleeding:[/url]
Colour bleeding, eller farveblødning, er en fejl i transferet hvor farverne fra et område i billedet breder sig, eller ‘bløder’, til andre områder, hvor farven ikke passer ind.

Dette kan opstå af flere grunde, men sker som oftest på grund af for stor mætning i billedet, hvor de mættede områder flyder ind over de tilstødende dele af billedet. Det kan dog også opstå som et resultat af video processering i lav opløsning.

Man kan få en demonstration af fænomenet ved at skrue op for farverne på ens eget tv. På et tidspunkt vil farverne begynde at bløde, jo højere man skruer op.

Til venstre er der et eksempel fra “The Good, the Bad and the Ugly”, hvor himlens blå farve bløder ind over kanten af tøjet.
Film artefacts:[/url]
Film artefacts er fejl i billedet, der skyldes fejl i kildematerialet, hvor dvd-transferet oprindeligt stammer fra.

Der findes en lang række artefacts, der falder ind i denne kategori, og de ses bl.a. som for meget gryn i billedet, mørke/lyse pletter, misfarvninger og ridser. Årsagen kan f.eks. være støv i filmrullen, hår der har været på filmstrimlen eller flager af selve filmen, der er faldet af grundet slitage.

Til venstre er der et eksempel på film artefacts fra “The Good, the Bad and the Ugly”, med en revne i nederste venstre hjørne, samt et hår i højre bund.

Nedenfor ses et eksempel på misfarvning fra samme film.


Støjreduktion:[/url]
Når der laves et transfer fra film til digital, anvender man digital støjreduktion for at fjerne noget af den støj, der normalt er på et filmbillede.

Der er forskellige grunde til at gøre dette, men det er primært for at lette komprimeringen, da et mere støjfyldt billede i komprimeret form koster mere plads på disken end et støjfrit billede.

Problemet med at fjerne støjen fra en film, er at det kan introducere endnu et artefact til video-delen – en bivirkning hvor visse dele i en videosekvens pludselig ser ud som om, at de flytter sig uafhængigt af hinanden i billedet. Dette kan være meget distraherende, hvis det er for tydeligt og optræder ofte som en flimren i kontrastområder i en videosekvens.

Som eksempel ses nedenunder en kort sekvens fra “Phenomenon”, hvor filmen er kørt igennem et støjfilter. Man kan ved tremmerne i stolen se, at den hvide del af vindueskarmen lader til at bevæge sig uafhængigt af resten af billedet.


Et andet eksempel er i “Cleopatra” fra 1963, der har fået støjreduceret hele filmen, og har artefacts i næsten alle scener. I
scenen, hvor Cleopatra ankommer til Rom, kan man se vandret flimren i buen over indgangen.

Andre artefacts inkluderer “cigaretmærker” (optræder kun meget sjældent), der indikerer hvor filmen har skiftet spole i biografen, og ”wobble effekten”, hvor billedet ryster fra side til side, fordi maskinen, der anvendes til at lave transferet, ikke har været indstillet præcist.

Endvidere kan man støde på Mosquito Noise, der ses som en udtværing af kanter, hvor farverne korrumperes. Endelig er der også et fænomen, hvor sorte områder i filmen aldrig er 100% sort, men får en blå nuance, hvis ikke komprimeringen er foretaget korrekt.


[h2]4. Løsningen hedder HD[/h2]
[/url]Man kan blive ved med at udpege ting, der kan have indvirkning på de billeder, vi til dagligt ser i vores hjemmebiograf. Den gode nyhed er dog, at de fleste af disse artefacts ikke længere er så dominerende, som de var, da dvd-mediet stadig var nyt. Endvidere vil mange af de artefacts, der opstår i processen, hvor en film overføres til et digitalt medie, være en saga blot i fremtiden.

De nye HD-medier har nemlig større lagringskapacitet, og anvender samtidig nyere og mere optimerede komprimeringsmetoder, der mere effektivt kan gemme billederne på skiven, og reducere kvalitetstabet drastisk.

Endvidere bliver de fleste film, der laves i dag, digitaliseret inden de kommer ud på filmruller til biografen, hvorfor der ikke vil være en transferprocess på samme måde som med ældre film, hvor artefacts kan opstå.

Afslutningsvis er der et eksempel på en lidt speciel type støj, man har svært ved at gøre noget ved, men som blot dukker op i tilfældige film, hvor både billede og lyd er udsat. Det kan ses i venstre side af nedenstående billede.


Læs tidligere
Teknorama artikler

Kilder:
Michael D’s DVD Info Page
Video Compression: An MPEG Story
Digital Noise Reduction on DVD
Wikipedia

Gravatar

#1 filmz-wetfox 18 år siden

Det sidste billede er ment som en joke, ikke? :)
Eller er jeg bare dum? :D
Gravatar

#2 chandler75 18 år siden

Kalder du Rob Schneider for en joke?? Uforskammet...
"Some people have bad taste and others have taste more like mine." - Roger Ebert
Gravatar

#3 Yoda 18 år siden

Go' slut kommentar og suveræn artikel! ;-)

Keep 'em comming!
Steven Spielberg: "Every time I go to a movie, it's magic, no matter what the movie's about."
Gravatar

#4 elwood 18 år siden

Haha det fandeme humor, og nåja god artikel, du har lige lært mig at finde fejl på mine dvd'er, ved ikke hel om jeg skal takke dig endnu 8-)
J. J: "This is one of my Favorite shots."
Tom Cruise: "I just love this scene, and the set"
Gravatar

#5 wiseguy 18 år siden

God og lærerig artikel - takker...
Just because the fucker's got a library card doesn't make him Yoda!
Gravatar

#6 Slettet Bruger [112273312] 18 år siden

Så kan man endelig forstå den tekniske del, når det kommer til anmeldelser af DVDer. God artikel. :-)
Gravatar

#7 anoch22 18 år siden

Det var en god sjov slutning på en gos artikel. Glæder mig til at se film på HD, irriternde at man har 2 formater og ikke en. Håber ikke man kommer til at udgive filme på de 2 formater. Jeg håber endelig at Blu-Ray vinder.
Gravatar

#8 filmz-Kadann 18 år siden

Hvis man virkelig vil se svaghederne på DVD, skal man blot afspille en film på en computer med TFT-skærm.
http://www.modkraft.dk - http://www.ungeren.dk - http://www.christiania.org
Gravatar

#9 maniac 18 år siden

Takker for de rosende ord :) Og der skulle gerne komme flere artikler i løbet af året

Skriv ny kommentar: