video digital teorico

7/21/2019 video digital teorico

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Instituto de Cências Sociais

1. VÍDEO2. VÍDEO DIGITAL3. PARÂMETROS BÁSICOS DO VÍDEO DIGITAL4. VÍDEO DIGITAL VS MEMÓRIA

A consultar:Wootton, C. (2005). A Practical Guide to Video and Audio Compression, Focal Press/Elsevier Science &Technology Books.

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1. Vídeo




o que é o vídeo? Podemos considerar vídeo como sendo um conjunto de imagensque, quando mostradas em sequência por um dispositivoelectrónico, a uma dada cadência, criam a ilusão de movimento.

Estas imagens podem estar sincronizadas com informação áudio.




notar bem! Uma peça em vídeo é uma representação subjectiva darealidade, pois o enquadramento dado à imagem podedestacar/esconder uma parte da “verdade”.


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Profissão:ilusionista



Profissão:ilusionista



2. Vídeo digital



vídeo digital O vídeo digital usa uma representação electrónica das imagenssegundo uma lógica binária, isto é, contendo apenas dois dígitos:0 e 1.

É, assim, uma sequência de representações digitais de pixel,agrupadas em imagens, com/sem sincronização com sequências de

valores digitais de pressão sonora.



como obtemos vídeo digital?

Há 3 formas de obtermos vídeo digital:

Digitalização de vídeo analógico (cada vez menos usada)

Através de placa/dispositivo de captura de vídeo.

Captura de imagens vídeo com câmara digitalA digitalização ocorre na câmara, no momento da filmagem.

Imagens de síntese com realismo 3D

Processo 100% digital desde a origem (muito usado actualmente no

cinema).



digitalizaçãode vídeo

analógico

Faz-se através da utilização de um dispositivo de digitalização de vídeo (placa de captura de vídeo).



câmarasdigitais

Nas câmaras digitais, o processo de digitalização ocorre numsensor, após a conversão da luz em impulsos eléctricos e destes(no ADC) num mapa digital de cores.




sensores A luz transforma-se em impulsos eléctricos no sensor:

Há câmaras com 1 sensor e câmaras com 3 sensores. Nesteúltimo caso produz-se uma melhor fidelidade de cor e detalhe.

Quanto à tecnologia de fabrico, o sensor pode ser:• CCD (Charge-Coupled Device ), ou

• CMOS (Complementary Metal – Oxide – Semiconductor ).




sensores Esquema geral de uma câmara com 1 sensor.




sensores Esquema geral de uma câmara com 3 sensores.




sensoresCCD

• Conversão da luz acontece no próprio chip sem que hajadistorção.

• Têm uniformidade muito alta – necessária para fotos HD.

• Sensores mais sensíveis: produzem melhores imagens commenos luz.

• Produzem imagens mais limpas e sem “grão”.

• Tecnologia madura (em produção há já muitos anos).




sensoresCCD

Mas…

• Consomem muito mais energia (cerca de 100x mais).

• São interlaçados (um conceito que veremos mais tarde).

• Inferior qualidade em vídeo HD.

• São sensores caros, pois necessitam linhas de produção próprias.




• Tecnologia de captura cada vez mais usada, tanto em fotografiacomo em vídeo.

• Muito baixo consumo de energia.

• Baixo custo.

• Produzem melhores vídeos HD (têm alta densidade de integração– muitos megapixel).

• Usados em smartphones, tablets, etc.

sensoresCMOS




sensoresCMOS

Mas…

• São sensores mais susceptíveis a ruídos, por isso apresentammais “grão”.

• Necessitam de muita luz para imagens de melhor qualidade.

Apesar disso…

• É uma tecnologia em evolução rápida pelo que é de esperar queiguale as vantagens dos sensores CCD..




imagens desíntese

É um processo ‘nativo digital’, isto é, não requer a digitalização do vídeo – apenas um minucioso e demorado processo de desenho etexturização 3D, seguido de render .




3. Parâmetros básicos do vídeo digital




parâmetrosbásicos de

vídeo digital

Sendo o vídeo um conjunto de imagens há que considerar trêsaspectos na sua digitalização ou edição:

Tamanho de imagem (ou resolução), medido em pixel

Ex: 768 x 576 pixelNota: no vídeo analógico o tamanho de imagem mede-se através donúmero de linhas e de colunas de cada imagem.

Tamanho de amostra, medido em bits

Ex: 24 bits (8 bits para cada componente RGB)Nota: este parâmetro só existe no vídeo digital

Cadência ou Número de imagens por segundo (frame rate )

Ex: 25 fps (frames per second )

Nota: este parâmetro também se aplica ao vídeo analógico




tamanho deimagem

O tamanho de imagem tem impacto no resultado visível do vídeo,na qualidade de imagem e na escolha do equipamento de display .

Corresponde ao número de colunas e de linhas (com umaequivalência em pixel, no vídeo digital) que compõem a imagem:

Blu-Ray (em Full HD): 1920 x 1080

HD TV (na TDT Portuguesa): 1280 x 720

TV convencional – PAL (em Portugal): 768 x 576




tamanho deimagem




tamanho daamostra

Imagem com tamanho de amostra de 1 bit:




tamanho daamostra

A noção de Bits per channel complementa o entendimento dotamanho de amostra.

Bits per channel refere-se ao número de bits usados em cadacanal de cor (Red, Green, Blue).

Deste modo, bits per pixel (bpp) é a soma do número de bits de

todos os canais de cor usados para representar um único pixel.

Ex: 24 bits per pixel = 8 bits per channel = 16 milhões de cores




tamanho daamostra

O tamanho de amostra define o espaço cromático disponível, ouseja, a quantidade de cores que uma imagem pode usar emsimultâneo.

24 bpp

8 bpp

16 bpp




tamanho daamostra

A alteração dos valores do tamanho tem impacto na qualidade daimagem, por via da melhor ou pior representação das cores.

Se houver uma redução excessiva do tamanho de amostra, ocorre oefeito de posterização, mais evidente nas zonas de transição decor.




frame rate A cadência, ou frame rate , corresponde ao número de imagens deuma sequência de vídeo que é mostrado em cada segundo, paracriar a ilusão de movimento – mede-se em frames per second (fps).

tem impacto na percepção da continuidade do movimentoFormato NTSC = 30 frames/seg. (fps)

Formato PAL / SECAM = 25 frames/seg. (fps)

Modo Cinema: 24 frames/seg. (fps)

Filmes antigos (Charlot ): 16 frames/seg. (fps)




frame rate O frame rate tem forte impacto na percepção que o espectador temacerca da continuidade do movimento. Quanto maior o seu valor,mais suave será essa percepção.




frame rate Alguns valores típicos de frame-rate são:

• Formato NTSC (EUA) = 30 fps

• Formato PAL / SECAM (EUROPA) = 25 fps

• Cinema: 24 fps

•

Filmes antigos (Charlot ): 16 fps (ou mesmo 12 fps)




4. Vídeo digital vs memória



vídeo vsmemória

Um cálculo simples permite perceber a quantidade de dadosassociada ao vídeo digital.

1 seg. de vídeo, com 768x576 pixel, 24 bpp e 25 fps implica…

768 x 576 x 24 x 25 = 265.420.800 bits = 33.177.600 bytes =32,4 Mbytes

A este valor falta ainda somar o espaço ocupado por informaçãoáudio e informação de controlo/sincronização…

Isto levanta problemas relacionados com…

Armazenamento

Fluxo de dados (data-rate )

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