Плавность видео на современных телевизорах - естественная картинка

Плавность видео на современных телевизорах - естественная картинка

Вы ещё не приобрели дорогой и огромный телевизор? Что ж, наверняка при посещении гипермаркетов электроники вы каждый раз приятно поражаетесь прекрасной передаче изображения на некоторых моделях, при этом, скорее всего, не особо задумываясь, отчего же на экране настолько великолепная картинка.

Тем не менее попробуйте ответить на простой, казалось бы, вопрос: какие факторы создают по-настоящему реалистичный и естественный видеоряд? Ответ на первый взгляд очевиден: разрешение экрана, цветопередача и качество самого проигрываемого видео.

Всё? Ничего не забыли?

На самом деле очень важным фактором является ещё и количество кадров в секунду в видеоряде. Как известно, практически все общепринятые на сегодняшний день форматы вроде 35-мм плёнки в кинотеатрах, диски DVD или Blu-ray (и, соответственно, рипы с них) содержат по 24 кадра в одной секунде, что с давних пор остаётся общепринятым стандартом частоты обновления видео. Однако человеческий глаз воспринимает отнюдь не 24 кадра в секунду, а гораздо большее число.

Обо всем этом мы и поговорим чуть подробнее.

Наши глаза и общепринятые стандарты

Вообще, частоту восприятия и обработки изображения человеческим глазом не измеряют в каких-то числах и единицах. Во-первых, здесь много переменных факторов вроде количества света или положения объекта относительно наблюдателя (известно, что по краям глаз «обновляет» изображение быстрее). Во-вторых, существуют индивидуальные особенности каждого субъекта, скажем, пилоты самолётов способны обращать внимание на едва уловимые для прочих людей детали. Хотя тут, конечно, можно поспорить, мол, пилоты просто натренированны, а «прокачать» возможности организма таким образом нереально, но применительно к теме нашей статьи это, в общем-то, и неважно - человек от природы видит «быстрее» или просто привык быть более внимательным.

Но в конечном итоге практически каждый наблюдатель способен заметить «мерцание» изображения даже при частоте в 100 Гц, независимо от природных данных или профессиональных привычек.

Очень простой пример. Само собой, все вы в той или иной степени знакомы с видеоиграми. Не секрет, что обыденной проблемой игр на компьютерах являются «тормоза» - если техническая начинка машины не тянет требования навороченной игрушки, то зачастую получать удовольствие от процесса становится затруднительно. Для большинства игр от первого лица и третьего лица (то есть попросту жанра стрелялок) стандартом является частота обновления 60 кадров в секунду. Во время некоторых игровых моментов, насыщенных событиями и многочисленными объектами в одном кадре, число фреймов падает, картинка становится резко менее плавной, происходит так называемое «проседание», которое просто невозможно не заметить, даже если частота обновления снизилась лишь на 5-10 кадров.

При 20-30 кадрах в секунду играть в динамичные стрелялки совершенно некомфортно, изображение дёргается, прицелиться тяжело, враги появляются словно из ниоткуда. Абсолютно то же самое можно сказать и про жанр гонок - вообще про все динамичные игры, идеальным стандартом работы которых являются всё те же 60 кадров в секунду.

А вот стратегии или ролевые игры (где камера «парит» высоко в воздухе и далека от движущихся объектов) обычно запускаются при 30 кадрах в секунду. Ландшафт, как правило, не изменяется, а мелкие объекты, например войска или маленькие человечки, движутся плавно для наблюдателя и при такой частоте.

Поэтому, если вы на личном опыте хоть раз сталкивались с «тормозами» в играх, вы должны понимать, что такое настоящая плавность проигрывания видео.

У кого-то может возникнуть вопрос: а как же известный эффект 25-го кадра? Как быть с ним, если человеческий глаз воспринимает, как минимум, все 60 кадров в секунду, а то и больше?

25-й кадр - это очень старый и общеизвестный миф, который появился на Западе ещё в 50-х годах прошлого столетия, а спустя 10 лет там же был успешно развенчан. Но вот в нашей стране, благодаря стараниям желтой прессы в 1990-х годах, этот прикол обрёл новую жизнь, да так, что до сих пор находятся миллионы наивных людей, верящих в эту чушь.

Связано всё это было опять же со стандартом передачи изображения со скоростью 24 кадра в секунду: дескать, если вставить особый 25-й кадр, то он, якобы минуя сознание, воздействует прямиком на подсознание, что открывает невиданные возможности в области маркетинга и продаж. Но при просмотре видео с частой обновления 25 кадров в секунду вы обязательно заметите каждый отдельный фрейм - для любопытства можете скачать какой-нибудь ролик со «скрытой» рекламой, и если будете внимательны, то непременно увидите тот самый «лишний» кадр. Хотя предполагаем, что наш пример с «тормозами» в видеоиграх был понятен для всех и доказал, что возможности наших органов зрения многими недооцениваются.

Кстати, об общепринятых стандартах.

Мы отметили выше, что в кинотеатрах изображение обычно передаётся со скоростью 24 кадра в секунду. Тут надо сделать небольшую оговорку - да, информативных кадров на самом деле только 24. Но из-за мелькания обтюратора (механического устройства для периодического перекрывания светового потока в момент прерывистого движения кинопленки в кадровом окне), формально говоря, изображение передаётся при в два раза большей скорости - 48 к/с. Придумано это было не зря, даже при одинаковой информативности при 24 или 48 кадрах человеческий глаз комфортнее воспринимает изображение при большей скорости из-за некоторой инерции при обработке данных нашими органами зрения.

То же самое и с телевидением, которое, кстати, в зависимости от регионального стандарта транслируется со скоростью 25 или 30 кадров в секунду (50 или 60 полукадров соответственно), только роль обтюратора здесь играет чересстрочная развёрстка, которая другим способом «обманывает» наш глаз, но тоже делает видеоряд более приятным для просмотра.

Вопрос внимательным читателям. Наверняка вам неоднократно удавалось посмотреть фильм, знакомый по неоднократным просмотрам на DVD или в кинотеатре, в эфире телевидения. Не замечали ли вы, что передача видеоряда в этом фильме в телеэфире кажется какой-то непривычной и необычной? Если замечали, то мы вас поздравляем, вы и в самом деле очень внимательны.

Появляется несущественная разница из-за различных стандартов частоты обновления кадров. Фильмы обычно снимают на 35-мм плёнку при 24 к/с, а в телеэфире, как сказано выше, может быть 25 или 30 информативных кадров. Естественно, имеет место некоторая рассинхронизация, поэтому на телеканалах «подгоняют» видеоряд, немного ускоряя его, то же самое делают и со звуком - он становится по понятным причинам несколько более высоким.

Сегодняшние возможности

Ещё много лет назад в киноиндустрии решили, что 24 кадра в секунду - устаревший стандарт. Однако за счет одного лишь роста технологий отказаться от него не так просто. Даже если и снимать фильмы на более современные цифровые камеры, способные фиксировать изображение со скоростью 60, 100 или даже 1000 к/с, то заставить владельцев кинотеатров во всём мире поменять исправно и много лет служащее оборудование для показа кино не так-то просто.

В принципе в последние годы постепенно стали появляться цифровые кинозалы, пока их относительно немного (в нашей стране), но всё же они уже достаточно распространены. А большинство киностудий сразу снимают свои ленты на «цифру», после чего уже конвертируют снятый материал в плёночный вариант и в итоге имеют варианты своей работы в обоих стандартах. В цифровых кинозалах новый общепринятый стандарт - 60 кадров в секунду, а в случае если этот фильм в 3D, то 120 кадров.

Кстати, известный киноноватор Джеймс Кэмерон, благодаря которому окончательно и повсеместно распространился формат 3D-кино, обещает в будущем провести новую революцию. Его новые проекты «Аватар 2» и «Аватар 3» будут как раз таки сняты на все 120 к/с, а для полноты художественности передачи картинки потенциальных хитов всему миру снова придётся обновлять оборудование в кинотеатрах - ведь иначе смотреть сиквелы самого кассового фильма в истории не будет никакого смысла.

Что касается домашних стандартов, то несколько лет назад была робкая надежда на то, что Blu-ray всё-таки принесёт в наши дома современную частоту обновления кадров. Но нет, мечтам не было суждено сбыться, Blu-ray в этом плане относительно DVD нисколько не шагнул вперёд, оставшись на стандарте 24 к/с.

Но можно сказать, что решение проблемы пришло с неожиданной стороны - от производителей телевизоров.

Плавность передачи видеоряда

Первые удачные результаты в этой области появились у компании Philips. Голландцами была запатентована технология Digital Natural Motion, применённая в так называемых 100-герцовых телевизорах. Затем то же самое получилось и у Samsung, они своё детище назвали Motion Plus. Позже подтянулись практически все остальные крупные производители со своими аналогами (Motionflow у Sony, TruMotion у LG, Motion Picture Pro у Panasonic).

Поначалу 100-герцовые технологии ставили только лишь в самые навороченные и большие телевизоры. Оно, в общем-то, и понятно - на них в большей степени была бы заметна плавность передачи изображения.

Представьте себе видеоролик, в котором показывается полёт мяча из одного угла кадра в другой, камера при этом статична. На маленьком экране, скажем, за одну секунду мячик пролетает 20 см на экране. При проигрывании этого ролика на большей диагонали наш объект пролетит, допустим, 60 см. А если всё это демонстрируют на огромном проекторе, то мяч пролетает два метра. И во всех трёх примерах полёт мяча происходит за равные промежутки времени, но пройденный телом путь по экрану совершенно разный!

Понятно, что какого-то особого отсутствия плавности на маленьком экране не будет заметно, а вот подёргивания и резкость перехода кадров изображения полёта мяча на большой диагонали будут совершенно очевидны.

Так, собственно, в чём суть технологий производителей телевизоров? Описывать каждую из них подробно особого смысла мы не видим, расскажем о всех лишь в общих чертах.

Всё достаточно просто: телевизор на аппаратном уровне обрабатывает каждый кадр видео, принимая их за ключевые, и между ними вставляется ещё несколько кадров. Например, при технологии 100 Гц к 24 кадрам добавляются ещё 76, то есть между двумя «оригинальными» кадрами вставляются ещё примерно 3 новых кадра. Отсюда - эффект невероятной плавности и естественности видео.

Есть и подобные программы для компьютеров, например бесплатный пакет Smooth Video Pack. Минус программной обработки заключается в том, что для качественного проигрывания  и обработки HD-видео требуется сверхмощный компьютер (по правде говоря, для дома пока таких просто не существует), да и от артефактов и прочих ошибок процесса разработчикам пока полностью избавиться не удалось.

Так как же убедиться в наличии технологии 100 Гц в конкретной модели телевизора? Лучший способ проверить - посмотреть собственными глазами, вы точно не спутаете плавное 60- или 100-кадровое изображение с привычным и обыденным 24-кадровым. Иногда, правда, на телевизоре может быть указано, скажем, не 100 Гц, а 120 или даже 200. Разницы в принципе никакой - чистой воды маркетинг. Но в любом случае обязательно смотрите спецификацию каждой модели, иногда за технологию плавности изображения могут выдавать что-нибудь другое, похожее названием (в дешевых моделях), но никак с преобразованием количества кадров в секунду не связанное.

Итог

Сейчас технологией добавления дополнительных кадров комплектуются и относительно недорогие модели телевизоров, причем не самых больших диагоналей. Переоценить плавность и естественность картинки трудно, но если вы до сих пор сомневаетесь в её значимости - посмотрите собственными глазами на некоторые модели телевизоров в магазине.

Через 5-10 лет частота 60, 100 или 120 к/с станет общепринятой для большинства кинотеатров и домашних устройств, поэтому, если вы собираетесь приобретать телевизор или проектор, настоятельно советуем учесть наличие описанной выше технологии в интересующей вас модели.

Оно действительно стоит того.