Czym jest bitrate? Co to jest głębia bitowa? Czy 8 bit, a 10 to już duża różnica? Czym jest chroma subsampling? Obraz z przeplotem, czy progresywny? Zobacz jakie jeszcze parametry wpływają na jakość video!
Oglądając różne filmy – głównie w internecie, jesteśmy w stanie rozróżnić te, które są nagrane w lepszej lub gorszej jakości. Zadanie jest ułatwione, gdy dodatkowo mamy jakiś punkt odniesienia – na przykład inne video. Co składa się na tą jakość?
W pierwszej kolejności prawdopodobnie intuicyjnie stwierdzisz, że kluczowa jest rozdzielczość. I masz rację, chociaż jest to jeden w wielu parametrów, który odgrywa istotną rolę w odbiorze nagranego materiału. Niebawem na tym blogu pojawi się artykuł „Rozdzielczości nagrywania filmów”, który szerzej i dokładniej opisze to zagadnienie.
1. Rozdzielczość
Im wyższa rozdzielczość nagrywanego filmu, tym więcej pikseli w poziomie oraz w pionie składa się na cały obraz. Zaletą nagrywania w wysokich rozdzielczościach takich jak np. 4K, 6K czy 8K jest fakt, iż taki obraz można bez straty na jakości cropować (potocznie przybliżać) i stabilizować przy późniejszym renderze do niższych rozdzielczości. W przypadku 4K jest to, aż 200% bezstratne przybliżenie w renderze do Full HD 1080p.
Zeskalowany obraz, czyli taki, który został nagrany w wyższej rozdzielczości a wyrenderowany do niższej, jest bardziej ostry ze względu na większą gęstość pikseli. A zatem (pomijając na chwilę pozostałe parametry) można przyjąć, że obraz w rozdzielczości 4K wyrenderowany do Full HD będzie miał lepszą jakość video od obrazu nagranego od razu w Full HD. Zabieg ten nazywany jest downscalingiem.
2. Bitrate
Bitrate, a w języku polskim przepływność, to parametr mówiący o tym ile danych może zostać zapisanych przez aparat lub kamerę w ciągu sekundy. Intuicyjnie – im wyższa ilość danych rejestrowanych w tym czasie (tzw. średnia prędkość bitowa), tym wyższa jakość obrazu. Przepływność podawana jest najczęściej w megabitach na sekundę oznaczanych Mb/s.
Wykorzystywany przez kamerę bitrate wiąże się także z wagą nagrywanego materiału. Im wyżej ustawiona przepływność – tym mniej materiału zmieści się na tym samym nośniku (dysku lub karcie pamięci). Bitrate to ważny parametr wpływający na jakość video. Obraz zarejestrowany kamerą A w rozdzielczości 4K i bitrate 500Mb/s będzie lepszej jakości od nagrania z kamery B przy tej samej rozdzielczości, framerate i kodeku, ale przy bitrate 120Mb/s.
3. Głębia bitowa
Matryca aparatu lub kamery składa się z wielu światłoczułych elementów – pikseli, które zbierają informacje o występujących kolorach oraz ich intensywności w rejestrowanym obrazie. Mówiąc prostym językiem – im większą głębie bitową posiada nasz sprzęt – tym więcej kolorów jest w stanie rozróżnić i zapisać. Więcej informacji o kolorach to większe możliwości w postprodukcji filmu podczas korekcji kolorów oraz color gradingu.
Popularne głębie bitowe w dzisiejszych kamerach oraz aparatach wynoszą 8bit, 10bit czy 12bit. Na pierwszy rzut oka może sie wydawać, że różnica jest znikoma. Jak mawiał klasyk – nic bardziej mylnego! Za pomocą 8bitowej skali matryca potrafi zapisać 2 do potęgi 8 kolorów czyli ponad 16 mln. Przy skali 10bitowej jest to 2 do potęgi 10, co daje nam już ponad 1 miliard kolorów. Dla 12 bitów tych rozróżnianych kolorów jest już 68 miliardów!
Jednym słowem – im więcej bitów w głębi bitowej aparatu lub kamery, tym większe możliwości przy kolorowaniu materiału. Filmy nagrane w 10 czy 12 bitach dają niesamowite, a czasem niemal nieograniczone możliwości postprodukcyjne, dla których jedynym hamulcem jest wyobraźnia kolorysty.
4. Obraz progresywny lub z przeplotem
O różnicach pomiędzy obrazem progresywnym, a z przeplotem będziesz mógł niebawem przeczytać więcej we wcześniej wspomnianym artykule o rozdzielczościach. To, co warto zapamiętać to fakt, że nagrywanie z przeplotem (interlaced) nie ma konkretnego uzasadnienia w dzisiejszych czasach. Jest to stara technologia służąca w erze kineskopowych odbiorników telewizyjnych. Jeśli tylko to możliwe – nagrywaj zawsze w trybie progressive, czyli bez przeplotu.
Kompresja ALL-I oraz IPB
W sprzęcie od Canona istnieje do wyboru opcja nagrywania w trybie ALL-I lub IPB. Nie chodzi tu dokładnie o przeplot, ale można przyjąć, że pierwszy tryb jest odpowiednikiem nagrywania progresywnego, a drugi – interlaced. Przy kompresji ALL-I każda klatka jest traktowana jako oddzielny, pojedynczy obraz – spójrz na grafikę powyżej. Natomiast w trybie IPB, procesor potocznie mówiąc wykrywa i przewiduje różnice pomiędzy klatkami. Przykładowo: w trakcie statycznego wywiadu na jednolitym tle, otoczenie pozostaje w kadrze niezmienne, a tylko wypowiadająca osoba się porusza.
Nagrywanie w trybie IPB wiąże się z bardzo dużą kompresją materiału, a co za tym idzie – małą ilością informacji, pociągającą za sobą słabą jakość nagrania. Jeśli jednak nie zależy Ci na jakości, to zaletą kompresji IPB jest znacznie mniejsza waga plików (około 3 krotnie) w porównaniu do opcji ALL-I.
5. Subsampling
Pojęcie chroma subsampling nie mówi za wiele. Jego polskie tłumaczenie – podpróbkowanie chrominancji też może przyprawić o zawrót głowy. Przyjrzyjmy się temu zatem z prostej i użytkowej strony.
Jak już wiesz – sygnał cyfrowy zawiera mnóstwo danych i informacji, które zajmują określoną ilość miejsca i potrzebują pewnej ilości czasu na transmisję. Im większa rozdzielczość, bitrate i głębia bitowa – tym więcej informacji do przetworzenia. Aby nieco zmniejszyć rozmiar plików i skrócić czas ich przesyłania stosuje się kompresję obrazu. Jedną z metod takiej kompresji jest właśnie podpróbkowanie kolorów.
Używanie subsamplingu to takie sprytne oszukiwanie biologii człowieka, wykorzystujące fakt, iż ludzki wzrok wykazuje większą wrażliwość na jasność (luminancję), niż kolor (chrominancję). A zatem można „zaoszczędzić” trochę danych na kolorach, których i tak specjalnie nie odróżnimy. Człowiek posiada w oku dużo więcej pręcików analizujących jasność, niż czopków odpowiedzialnych za rozróżnianie barw. Dowód? W nocy trudniej rozpoznawać nam kolory, niż w ciągu dnia.
Trzy cyfry oddzielone dwukropkami informują o sposobie próbkowania chrominancji. Pierwsza cyfra (najczęściej 4) to ilość próbek luminancji, do których odnosimy wartości chrominancji. Druga cyfra to liczba próbek chrominancji w pierwszym rzędzie obszaru próbkowania. A trzecia cyfra dotyczy drugiego rzędu. Intuicyjnie można zauważyć, że najwięcej informacji posiada próbkowanie 4:4:4. Takie kodowanie wykorzystywane jest w kosztownych kamerach wysokiej klasy.
Najczęściej stosowane podpróbkowanie 4:2:2 zapewnia dobrą jakość, ale mniejszą szczegółowość od poprzednika. Górny rząd w obszarze próbkowania zawiera 2 razy mniej informacji o kolorze niż o jasności. W próbkowaniu 4:2:0 jak możesz zauważyć na grafice – dolny rząd w ogóle nie ma informacji o kolorze, a jedynie „dziedziczy” informację z rzędu wyżej. Takie próbkowanie używane jest np. w programach telewizyjnych czy filmach na DVD, Blu-Ray.
6. Kodek i format
Kolejnym elementem wpływającym na jakość video jest używany kodek (od słów koder – dekoder). Najpopularniejszym używanym powszechnie kodekiem video jest H.264. Jest on wykorzystywany w internecie (np. na YouTube), urządzeniach Blu-ray, nadawaniu obrazu w jakości HD, kamerach cyfrowych czy urządzeniach mobilnych. Inne, nieco mniej znane kodeki to na przykład AVCHD, MPEG-2 czy Apple ProResHQ.
Kodeki posiadają swoje opakowania, tzw. kontenery, którymi są formaty plików – czyli rozszerzenia. Najpopularniejszymi formatami video są m.in. MP4, MOV, WMV oraz AVI. O kodekach oraz różnicach pomiędzy poszczególnymi formatami video przeczytasz więcej w osobnym artykule, gdyż jest to temat warty szczególnego rozwinięcia.
7. Czystość obiektywu oraz matrycy
Wymieniając składniki wpływające na jakość video, nie sposób pominąć takiego elementu jak czysty obiektyw oraz matryca. Wszelkie paprochy, drobinki kurzu, piasku i inne zanieczyszczenia znajdujące się na drodze światła do matrycy wpływają negatywnie na jakość nagrywanych ujęć oraz wykonywanych zdjęć.
Z pomocą utrzymania tych elementów w czystości przychodzą ściereczki, bibułki, szpatułki do czyszczenia soczewek, specjalne płyny do matryc i tym podobne akcesoria. Warto regularnie dbać o higienę sprzętu foto-video, bo tak jak w przypadku ludzi – lepiej zapobiegać, niż później leczyć.
Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny? Podziel się swoją opinią w komentarzu poniżej!
Lektor do Twojego projektu video?
Szukasz lektora do swojego filmu lub reklamy? Zachęcam do skorzystania z moich usług. Kliknij tutaj, aby przenieść się do sekcji portfolio, lub tutaj aby posłuchać i pobrać pliki demo.
