معنای سیستم های رنگ و نور ویدیو 3.1.1 - 4.2.2 - 4.4.4 چی هست؟

سوال اینه : اعداد 1.1 - 4.2.2 - 4.4.4 چی هستند و چه معنایی دارند و چه تفاوتی با هم دارند؟ تمام سعی من بر این است که بتوانم تا جایی که می شود موضوع را روشن کنم.

خیلی ساده ، میزان وضوح روشنایی و رنگ در تصاویر ارسالی را تعریف می کنند. 

عدد 4 اول که ثابت است ، میزان درخشندگی یا Luminance می باشد که با همان حرف Y شناخته خواهد شد پس وقتی عدد اول 4 باشد یعنی توسط گیرنده یا مخاطب تمام درخشندگی دریافت می شود.

عدد 2.2.4 اینطور بیان می کند که اگر فرض کنیم میزان درخشندگی رنگ ها عدد 4 باشد ، مطابق این عدد 2.2.4 نصف میزان روشنایی آن منتقل می شود.

موضوع این اعداد باز می گردد به سیستم های پخش که قبلا مقاله برودکست Broadcasting در ویدیو و ارتباط با پریمیر پرو را در موردش توضیح دادیم. وقتی یک تصویر ارسال می شود رنگ و روشنایی رنگ ها هستند که ارسال شده اند ، برای ارسال آنها پهنای باند ( مجرایی که از آن عبور می کنند تا به گیرنده های مخاطبین برسد ) نیاز است  این پهنای باند در واحد درخشندگی یا Luminance که به اختصار Y گفته می شود به دو سیگنال متفاوت V و U دسته بندی می شود.

معنای 4.4.4 : این منظور را دارد که هر نمونه از درخشندگی که همان Luminance می باشد دارای میزان رنگ های یکسان است. اگر فرض کنیم هر عدد 4 یک رنگ و درخشندگی باشد چون واحد 4.4.4 با هم برابر هستند پس می توانیم بگوییم دقیقا RGB یا سه رنگ اصلی را به درستی نمایش خواهند داد یعنی طیف کامل رنگ را که در نهایت می گوییم این حالت YUV می باشد. پس وقتی اعداد 4.4.4 باشند یعنی کیفیت ارسالی از پهنای باند کامل است.

معنای 2.2.4 : وقتی که تصویر را ارسال می کند خطوط افقی مد نظر هستند ، رنگ ها در خطوط افقی تصویر به نصف کاهش کیفیت خواهند داشت ولی در همین زمان درخشندگی و روشنایی را حفظ می نماید یعنی Y ثابت می ماند ولی UV به نصف کاهش می یایند. در سیستم های رکورد ویدیو و انتقال تصویر ، سیستم Betacam این خاصیت را داشت.

معنای 1.1.4 : شرایط بالا را خواهد داشت ولی کیفیت رنگ ها به یک چهارم کاهش می یابد ، پس می توانیم بگوییم که درخشندگی یا Y ثابت است ولی رنگ ها UV میزان ¼ کیفیت اصلی خواهند شد که باز هم افت نمایش رنگ داریم. در قالب های نوار پخش مانند DVCPro و NTSC DV / DVCAM استفاده می شود.

معنای 0.2.4 : مقداری گیج کننده شد. معنای این عدد این است که فقط رنگ در دو جهت افقی و عمودی نصف می شوند. برای اینکه مقدار موضوع روشن تر شود باید بدانید وقتی تصویری به نمایش در می آید این تصویر تشکیل شده است از خطوط افقی و خطوط عمودی ، در سه عدد قبل فقط روی خطوط افقی تصویر تاثیر می گذاشت ولی این سیستم یعنی 0.2.4 روی عمودی نیز تاثیر می گذارد و کیفیت رنگ را در هر دو جهت به نصف کاهش می دهد. این روشی است که در پخش تلویزیون دیجیتال ، DVD و PAL DV / DVCAM استفاده می شود. حال به نظر شما چرا این کار را انجام می دهند ؟ چون چشم انسان حساسیت بیشتری به روشنایی نسبت به رنگ دارد.

سیستم دیگری با مشخصات 4.4.8 نیز وجود دارد که در آن واحد 2.2.4 را دو برابر می کند که حاصلش یک تصویر با کیفیت خیلی بالا خواهد شد. یعنی رنگ به صورت کامل و درخشندگی دو برابر می شود.

سیستم دیگری بنام 3.1.1 می باشد که در آن سه چهارم درخشندگی توسط گیرنده ها دریافت شده است که در رزولوشن 1920 در 1440 کاربرد دارد که مقداری از فول اچ دی بزرگتر است و شاید مقداری غیر نرمال باشد از نگاه تدوینگران فیلم.

نکته ای کاربردی برای تدوینگران ، برخی نرم افزارهای تدوین فیلم هستند که سیستم 8.8.8 را دارند این یعنی همه چیز دو برابر است چرا ؟ چون همان کیفیت ویدیو اصلی را بدون کاهش و افت به فرستنده که می تواند مانیتور نیز باشد ارسال کند.

به نظر شما سیستم 2.1.1 به چه معنی است ؟ بله ، میزان بجز اینکه میزان پهنای باند رنگ ارسال کاهش یافته ، میزان درخشندگی Y نیز به نصف کاهش یافته است.


اشتباه برخی افراد این است که تصور می کنند این اعداد فضای رنگ یا Color space هستند ، پیشنهاد می کنم مقاله درباره Rec.709 Color Space بخوانید.

اگر تدوینگر فیلم هستید ، ویدیو میسازید ، شناخت این موضوعات ممکن است روزی ، تمام هنر شما را نجات دهد از دست کسانی که شما را به چالش بکشند. این مقاله توسط استاد محمد ملکی که آموزش های مانی سافت را تولید می نماید ارائه شده است.

یک مقایسه از دو اندازه تصویر را انجام دهیم. فرض کنیم یک تصویر 4K با سیستم 4.2.0 دارید، در طرف دیگر یک تصویر فول اچ دی 4.4.4 دارید ، مطابق توضیحات بالا بدون شک تصویر فول اچ دی باید دارای کیفیت بالاتری باشد اما اینطور نیست. چشم انسان تعداد پیکسل های بیشتر را در این مقایسه بهتر می بیند نپرسید چرا ، چون چشم انسان است.


بهتر است با اصطلاحات Y, Cb , Cr نیز آشنا شوید :

  • حرف Y که قبل تر در موردش صحبت کردیم که همان روشنایی نیز می باشد ترکیب شده است از سه رنگ اصلی سبز ، آبی و قرمز. 
  • حرف Cb که خودش از دو حرف C یعنی Color یا رنگ و b که رنگ آبی است تشکیل شده که منظور تون های مختلف رنگ آبی است.
  • حرف Cr که خودش از دو حرف C یعنی Color یا رنگ و r که رنگ قرمز است تشکیل شده که منظور تون های مختلف رنگ قرمز است.

هر سه گزینه بالا ، به نوعی فضای رنگی یا Color Space هستند. برای اینکه خیالتان را راحت کنم ، فضای رنگی RGB و فضای رنگی YCbCr را میتوان یکی دانست پس اگر جایی شنیدید یا دیدید حال می دانید، اگر یکی هستند پس چرا به همان RGB گفته نمی شوند ؟ به این دلیل که سیگنال های RGB افزودنی با متعلقات فراوانی برای ارسال در شبکه ها دارد که باید تجزیه شوند. سیستم YCbCr این عملیات را انجام می دهد. وقتی که تجزیه انجام شود کنترل هر سه به صورت جداگانه برای قابل درک شدن در سیستم های نمایش راحت تر اجرا خواهد شد.

نتیجه اینکه این اعداد به صورت مستقیم با هیچ چیز ارتباط ندارند و فقط معیارهای اندازه گیری میزان رنگ و درخشندگی جهت ارسال بر پهنای باند شبکه می باشند. بهترین آنها که استاندارد نیز باشد همان 4.4.4 می باشد.

این مقاله ترکیبی است از سه مقاله دیگر به همراه تجربیات فنی تیم مانی سافت . منبع اول | منبع دوم | منبع سوم