Digitalvideo ist ein Typ des Digitalaufnahme-Systems, das durch das Verwenden eines digitalen aber nicht eines analogen Videosignals arbeitet.

Die Begriffe Kamera, Videokamera und Kamera werden austauschbar in diesem Artikel gebraucht.

Geschichte

Als man

gegen Ende der 1970er Jahre zum Anfang der 1980er Jahre angefangen hat, wurden mehrere Typen der Videoproduktionsausrüstung, wie Zeitbasis correctors (TBC) und Einheiten der Digitalvideoeffekten (DVE) (einer vom ehemaligen eingeführt, der Thomson-CSF 9100 Digitalvideoverarbeiter, ein innerlich volldigitaler voller Rahmen TBC eingeführt 1980, und zwei des letzten Wesens der Ampex WIRBEL und Nippon Electric Corporation (NEC) DVE seiend). Sie haben funktioniert, indem sie einen zerlegbaren analogen Standardvideoeingang genommen haben und ihn innerlich digitalisiert haben. Das hat es leichter gemacht, das Videosignal, als im Fall von einem TBC entweder zu korrigieren oder zu erhöhen, oder Effekten zum Video im Fall von einer DVE Einheit zu manipulieren und hinzuzufügen. Die digitalisierte und bearbeitete Videoinformation von diesen Einheiten würde dann zurück zum analogen Standardvideo umgewandelt.

Später in den 1970er Jahren haben Hersteller der Berufsvideosendungsausrüstung, wie Bosch (durch ihre Abteilung von Fernseh), RCA und Ampex Prototyp Digitalvideokassette-Recorder (VTR) in ihren Forschungs- und Entwicklungslaboratorien entwickelt. Die Maschine von Bosch hat einen modifizierten 1" Transport des Typs B verwendet, und hat eine frühe Form von CCIR 601 Digitalvideo registriert. Keine dieser Maschinen von diesen Herstellern wurde jemals gewerblich jedoch auf den Markt gebracht.

Digitalvideo wurde zuerst gewerblich 1986 mit Sony d-1 Format eingeführt, das ein unkomprimiertes Standarddefinitionsteilvideosignal in der Digitalform statt der hoch-bändigen analogen Formen registriert hat, die bis dahin gewöhnlich gewesen waren. Wegen seines Aufwandes wurde d-1 in erster Linie von großen Fernsehnetzen verwendet. Es würde schließlich durch preiswertere Systeme mit der Videokompression, am meisten namentlich der Digitale Betacam von Sony ersetzt (noch schwer verwendet als ein Aufnahme-Format der elektronischen Feldproduktion (EFP) durch Berufsfernseherzeuger), die ins Fernsehstudio des Netzes eingeführt wurden.

Eines der ersten Digitalvideoprodukte, um auf Personalcomputern zu laufen, war PACo: Der FILME-Zeichentrickfilm-Bearbeiter von Der Gesellschaft der Wissenschaft & Kunst in der Vorsehung, Rhode Island, das entwickelt wurde, 1990 anfangend, und sich zuerst im Mai 1991 eingeschifft hat. PACo konnte Video der unbegrenzten Länge mit dem synchronisierten Ton von einer einzelnen Datei auf der CD-ROM verströmen. Entwicklung hat Mac verlangt; Play-Back war auf Macs, PCs und Sonne Sparcstations möglich. 1992 hat Bernard Luskin, Medien von Philips Interactive, und Eric Doctorow, Oberstes Weltvideo, erfolgreich die ersten fünfzig Videos in digitalem MPEG 1 auf der CD gestellt, hat das Verpacken entwickelt und hat Kino auf der CD gestartet, zu zunehmenden Versionen von MPEG, und zur DVD führend.

QuickTime, die Architektur von Apple Computer für zeitbasierte und strömende Datenformate ist im Juni 1991 erschienen. Anfängliche Verbraucherniveau-Inhalt-Entwicklungswerkzeuge waren grob, eine analoge Videoquelle verlangend, zu einem computerlesbaren Format digitalisiert zu werden. Während niedrige Qualität zuerst Verbraucher Digitalvideo schnell qualitativ, zuerst mit der Einführung von Play-Back-Standards wie MPEG-1 und MPEG-2 (angenommen für den Gebrauch in der Fernsehübertragung und den DVD-Medien), und dann der Einführung der DV-Band-Format-Erlauben-Aufnahme unmittelbar zu Digitaldaten und Vereinfachung des Redigieren-Prozesses zugenommen hat, nichtlinearen Redigieren-Systemen (NLE) erlaubend, preiswert und weit auf Tischcomputern ohne erforderliche Außenausrüstung des Play-Backs/Aufnahme aufmarschiert zu werden. Die weit verbreitete Adoption des Digitalvideos hat auch die für ein hochauflösendes Videosignal erforderliche Bandbreite drastisch reduziert (mit HDV und AVCHD, sowie mehreren kommerziellen Varianten wie DVCPRO-HD, alles, weniger Bandbreite verwendend, als ein Standarddefinitionsanalogsignal), und tapeless Kameras haben auf dem Blitz-Gedächtnis und häufig einer Variante von MPEG-4 gestützt.

Übersicht von grundlegenden Eigenschaften

Digitalvideo umfasst eine Reihe von orthogonalen bitmap Digitalimages gezeigt in rascher Folge an einer unveränderlichen Rate. Im Zusammenhang des Videos werden diese Images Rahmen genannt. Wir messen die Rate, an der Rahmen in Rahmen pro Sekunde (FPS) gezeigt werden.

Da jeder Rahmen ein orthogonales bitmap Digitalimage ist, umfasst er einen Raster von Pixeln. Wenn es eine Breite von W Pixeln und eine Höhe von H Pixeln hat, sagen wir, dass die Rahmengröße WxH ist.

Pixel haben nur ein Eigentum, ihre Farbe. Die Farbe eines Pixels wird durch eine festgelegte Zahl von Bit vertreten. Mehr Bit die feineren Schwankungen von Farben können wieder hervorgebracht werden. Das wird die Farbentiefe (CD) des Videos genannt.

Ein Beispiel-Video kann eine Dauer (T) von 1 Stunde (3600sec), eine Rahmengröße 640x480 (WxH) an einer Farbentiefe von 24 Bit und einer Rahmenrate 25fps haben. Dieses Beispiel-Video hat die folgenden Eigenschaften:

• Pixel pro Rahmen = 640 * 480 = 307,200
• Bit pro Rahmen = 307,200 * 24 = 7,372,800 = 7.37Mbits
• Bit-Rate (BR) = 7.37 * 25 = 184.25Mbits/sec
• Videogröße (VS) = 184Mbits/sec * 3600sec = 662,400Mbits = 82,800 Megabytes = 82.8Gbytes

Die wichtigsten Eigenschaften sind Bit-Rate und Videogröße. Die Formeln, die jene zwei mit allen anderen Eigenschaften verbinden, sind:

BR = W * H * CD * FPS

GEGEN = BR * T = W * H * CD * FPS * T

(Einheiten sind: BR in bit/s, W und H in Pixeln, CD in Bit, GEGEN in Bit, T in Sekunden)

während einige sekundäre Formeln sind:

pixels_per_frame = W * H

pixels_per_second = W * H * FPS

bits_per_frame = W * H * CD

Bezüglich des Verflechtens

Im verflochtenen Video wird jeder Rahmen aus zwei Hälften eines Images zusammengesetzt. Die erste Hälfte enthält nur die ungeradzahligen Linien eines vollen Rahmens. Die zweite Hälfte enthält nur die sogar numerierten Linien. Auf jene Hälften wird individuell als Felder verwiesen. Zwei Konsekutivfelder setzen einen vollen Rahmen zusammen. Wenn ein verflochtenes Video eine Rahmenrate von 15 Rahmen pro Sekunde hat, ist die Feldrate 30 Felder pro Sekunde. Alle Eigenschaften und Formeln besprochen hier gelten ebenso für das verflochtene Video, aber man sollte sich davor hüten, die Felder pro Sekunde Rate mit den Rahmen pro Sekunde Rate zu verwechseln.

Eigenschaften des komprimierten Videos

Der obengenannte ist für das unkomprimierte Video genau. Wegen der relativ hohen Bit-Rate des unkomprimierten Videos wird Videokompression umfassend verwendet. Im Fall vom komprimierten Video verlangt jeder Rahmen einen kleinen Prozentsatz der ursprünglichen Bit. Einen Kompressionsalgorithmus annehmend, der die Eingangsdaten durch einen Faktor VGL zusammenschrumpfen lässt, würden die Bit-Rate und Videogröße gleich sein zu:

BR = W * H * CD * FPS / VGL

GEGEN = BR * T / VGL

Bemerken Sie bitte, dass es nicht notwendig ist, dass alle Rahmen durch einen Faktor VGL ebenso zusammengepresst werden. In der Praxis sind sie nicht, also VGL ist der durchschnittliche Faktor der Kompression für alle Rahmen genommen zusammen.

Die obengenannte Gleichung für die Bit-Rate kann durch das Kombinieren des Kompressionsfaktors und der Farbentiefe wie das umgeschrieben werden:

BR = W * H * (CD / VGL) * FPS

Der Wert (CD / VGL) vertritt die durchschnittlichen Bit pro Pixel (BPP). Als ein Beispiel, wenn wir eine Farbentiefe von 12bits/pixel und einem Algorithmus haben, dem Kompressen an 40x dann BPP 0.3 (12/40) gleichkommt. So im Fall vom komprimierten Video ist die Formel für die Bit-Rate:

BR = W * H * BPP * FPS

Tatsächlich ist dieselbe Formel für das unkomprimierte Video gültig, weil in diesem Fall man annehmen kann, dass der "Kompressions"-Faktor 1 ist, und dass die durchschnittlichen Bit pro Pixel der Farbentiefe gleichkommen.

Mehr auf der Bit-Rate und BPP

Wie durch seine Definitionsbit-Rate offensichtlich ist, ist ein Maß der Rate des Informationsinhalts des Digitalvideostroms. Im Fall vom unkomprimierten Video entspricht Bit-Rate direkt zur Qualität des Videos (erinnern Sie sich, dass Bit-Rate zu jedem Eigentum proportional ist, das die Videoqualität betrifft). Bit-Rate ist ein wichtiges Eigentum, wenn sie Video übersendet, weil die Übertragungsverbindung zum Unterstützen dieser Bit-Rate fähig sein muss. Bit-Rate ist auch wichtig, wenn, sich mit der Lagerung des Videos befassend, weil, wie gezeigt, oben, die Videogröße zur Bit-Rate und der Dauer proportional ist. Die Bit-Rate des unkomprimierten Videos ist für die meisten praktischen Anwendungen zu hoch. Videokompression wird verwendet, um die Bit-Rate außerordentlich zu reduzieren.

BPP ist ein Maß der Leistungsfähigkeit der Kompression. Ein wahr-farbiges Video ohne Kompression kann überhaupt einen BPP von 24 Bit/Pixel haben. Probenteilung von Chroma kann den BPP auf 16 oder 12 Bit/Pixel reduzieren. Die Verwendung jpeg Kompression auf jedem Rahmen kann den BPP auf 8 oder sogar 1 Bit/Pixel reduzieren. Das Anwenden von Videokompressionsalgorithmen wie MPEG1, MPEG2 oder MPEG4 berücksichtigt Bruch-BPP-Werte.

Die unveränderliche Bit-Rate gegen die Variable hat Rate gebissen

Wie bemerkt, über BPP vertritt die durchschnittlichen Bit pro Pixel. Es gibt Kompressionsalgorithmen, die den BPP fast unveränderlich überall in der kompletten Dauer des Videos halten. In diesem Fall bekommen wir auch Videoproduktion mit einer unveränderlichen Bit-Rate (CBR). Dieses CBR Video ist für das schritthaltende, nichtgepufferte, befestigte Bandbreite-Video passend, das (z.B in der Videokonferenzführung) strömt.

Die Anmerkung, dass nicht alle Rahmen an demselben Niveau zusammengepresst werden können, weil Qualität für Szenen der hohen Kompliziertheit strenger zusammengepresst wird, versuchen einige Algorithmen, ständig den BPP anzupassen. Sie behalten es hoch, während sie komplizierte Szenen und niedrig für weniger anspruchsvolle Szenen zusammenpressen. Auf diese Weise bekommt man die beste Qualität an der kleinsten durchschnittlichen Bit-Rate (und der kleinsten Dateigröße entsprechend). Natürlich, wenn sie diese Methode verwendet, ist die Bit-Rate variabel, weil es die Schwankungen des BPP verfolgt.

Technische Übersicht

Standardrohfilme wie 16-mm- und 35-Mm-Aufzeichnung an 24 Rahmen pro Sekunde. Für das Video gibt es zwei Rahmenrate-Standards: NTSC, die nach 30/1.001 (ungefähr 29.97) Rahmen pro Sekunde oder 59.94 Felder pro Sekunde und FREUND, 25 Rahmen pro Sekunde oder 50 Felder pro Sekunde schießen.

Digitalvideokameras kommen in zwei verschiedenen Bildfestnahme-Formaten: verflochten und deinterlaced / progressives Ansehen.

Verflochtene Kameras registrieren das Image in Wechselsätzen von Linien: Die ungeradzahligen Linien werden gescannt, und dann werden die sogar numerierten Linien dann gescannt die ungeradzahligen Linien werden wieder und so weiter gescannt. Ein Satz von sonderbaren oder werden sogar Linien ein "Feld" genannt, und eine Konsekutivpaarung von zwei Feldern der entgegengesetzten Gleichheit wird einen Rahmen genannt. Kameras von Deinterlaced registrieren jeden Rahmen als verschieden mit allen Ansehen-Linien, die im gleichen Moment rechtzeitig gewinnen werden. So gewinnt verflochtenes Video Proben die Szene-Bewegung zweimal so häufig, wie progressives Video für dieselbe Zahl von Rahmen pro Sekunde tut. Kameras des progressiven Ansehens erzeugen allgemein ein ein bisschen schärferes Image. Jedoch kann Bewegung nicht so glatt sein wie verflochtenes Video, das 50 oder 59.94 Felder pro Sekunde besonders verwendet, wenn sie die 24 Rahmen pro Sekunde Standard des Films verwenden.

Digitalvideo kann ohne Degradierung qualitativ kopiert werden. Egal wie viele Generationen einer Digitalquelle kopiert werden, wird es noch so klar sein wie die ursprüngliche erste Generation der Digitalgesamtlänge. Jedoch kann eine Änderung in Rahmen wie Rahmengröße sowie eine Änderung des Digitalformats die Qualität des Videos wegen neuer Berechnungen vermindern, die gemacht werden müssen. Digitalvideo kann manipuliert und editiert werden, um einer Ordnung oder Folge auf einem NLE oder nichtlinearem Redigieren-Arbeitsplatz zu folgen, ein computergestütztes Gerät hat vorgehabt, Video und Audio zu editieren. Immer mehr werden Videos auf der sogleich verfügbaren, immer erschwinglicheren Verbraucherrang-Computerhardware und Software editiert. Jedoch verlangen solche Redigieren-Systeme großen Speicherplatz für die Videogesamtlänge. Die vielen Videoformate und zu setzenden Rahmen machen es ziemlich unmöglich, eine spezifische Zahl dafür zu präsentieren, wie viel Minuten wie viel Zeit brauchen.

Digitalvideo hat bedeutsam niedrigere Kosten als 35-Mm-Film. Das Band-Lager selbst ist sehr billig. Digitalvideo erlaubt auch Gesamtlänge, auf der Position ohne die teure chemische durch den Film erforderliche Verarbeitung angesehen zu werden. Auch physische Übergaben von Bändern und Sendungen gelten nicht mehr. Digitalfernsehen (einschließlich der höheren Qualität HDTV) hat angefangen, sich in am meisten entwickelten Ländern am Anfang der 2000er Jahre auszubreiten. Digitalvideo wird auch in modernen Mobiltelefonen und Videokonferenzführungssystemen verwendet. Digitalvideo wird auch für den Internetvertrieb von Medien, einschließlich der Einteilung des Gleicher-zu-Gleicher- und Videofilmvertriebs verwendet. Jedoch sogar innerhalb Europas sind viele Fernsehstationen, die nicht in HD wegen eingeschränkter Budgets für die neue Ausrüstung senden, um HD zu bearbeiten.

Viele Typen der Videokompression bestehen, um Digitalvideo über das Internet und auf optischen Platten zu dienen. Die Dateigrößen des für das Berufsredigieren verwendeten Digitalvideos sind allgemein zu diesen Zwecken nicht praktisch, und das Video verlangt weitere Kompression mit codecs wie Sorenson, H264 und mehr kürzlich AppleProRes besonders für HD. Wahrscheinlich sind die am weitesten verwendeten Formate, um Video über das Internet zu liefern, MPEG4, Quicktime, Blitz und Windows-Medien, während MPEG2 fast exklusiv für DVDs verwendet wird, ein außergewöhnliches Image in der minimalen Größe zur Verfügung stellend, aber auf ein hohes Niveau des Zentraleinheitsverbrauchs hinauslaufend, um zu dekomprimieren.

, die höchste für die Digitalvideogeneration demonstrierte Entschlossenheit ist 35 Megapixel (8192 x 4320). Die höchste Geschwindigkeit wird in industriellen und wissenschaftlichen hohen Geschwindigkeitskameras erreicht, die dazu fähig sind, sich 1024x1024 Video an bis zu 1 Million Rahmen pro Sekunde seit kurzen Perioden der Aufnahme verfilmen zu lassen.

Poster-Rahmen

Ein Poster-Rahmen oder Vorschau-Rahmen sind ein ausgewählter Rahmen des als ein Daumennagel verwendeten Videos.

Schnittstellen und Kabel

Viele Schnittstellen sind spezifisch entworfen worden, um die Voraussetzungen des unkomprimierten Digitalvideos (an ungefähr 400 Mbit/s) zu behandeln:

• Seriendigitalschnittstelle
• FireWire
• Hochauflösende Multimediaschnittstelle
• Digitalsehschnittstelle
• Vereinigte Anzeigeschnittstelle
• DisplayPort
• USB
• Digitalteilvideo

Die folgende Schnittstelle ist entworfen worden, um zu tragen, MPEG-Transport hat Video zusammengepresst:

• DVB-ASI

Komprimiertes Video wird auch mit UDP-IP über Ethernet getragen. Zwei Annäherungen bestehen dafür:

• Das Verwenden von RTP als ein Streifband für Videopakete
• 1-7 MPEG-Transportpakete werden direkt im UDP Paket gelegt

Lagerungsformate

Verschlüsselung

Alle aktuellen Formate, die unten verzeichnet werden, sind gestützter PCM.

• CCIR 601 verwendete für Rundfunkstationen
• MPEG-4, der für den Online-Vertrieb von großen Videos und Video gut ist, das registriert ist, um Gedächtnis aufblitzen zu lassen
• MPEG-2, der für DVDs, Super-VCDs und vieles Sendungsfernsehen verwendet ist, formatiert
• MPEG-1, der für Video-CDs verwendet ist
• H.261
• H.263
• H.264 auch bekannt als MPEG-4 Teil 10, oder als AVC, der für Blu-Strahl-Scheiben und etwas Sendungsfernsehen verwendet ist, formatieren
• Theora hat für das Video auf der Wikipedia verwendet

Bänder

• Betacam SX, Betacam IMX, Digitaler Betacam oder DigiBeta — Kommerzielle Videosysteme durch Sony, die auf der ursprünglichen Technologie von Betamax gestützt ist
• HDCAM wurde von Sony als eine hochauflösende Alternative zu DigiBeta eingeführt.
• D1, D2, D3, D5, D9 (auch bekannt als Digital-S) — verschiedene SMPTE kommerzielle Digitalvideostandards
• DV, MiniDV — verwendet in den meisten heutigen Videokassette-basierten Verbraucherkameras; entworfen für die hohe Qualität und das leichte Redigieren; kann auch hochauflösende Daten (HDV) in MPEG-2 Format registrieren
• DVCAM, DVCPRO — verwendet in Berufssendungsoperationen; ähnlich DV, aber allgemein betrachtet robuster; obwohl DV-compatible, diese Formate das bessere Audioberühren haben.
• DVCPRO50, DVCPROHD unterstützen höhere Bandbreite verglichen mit dem DVCPRO von Panasonic.
• Digital8 — DV-Format-Daten auf Hi8-vereinbaren Kassetten registriert; größtenteils ein Verbraucherformat
• MicroMV — MPEG-2-format Daten auf einer sehr kleinen, matchbook-großen Kassette registriert; veralteter
• D-VHS — MPEG-2 formatieren Daten, die auf einem Band registriert sind, das dem S-VHS ähnlich

ist

Scheiben

• Blu-Strahl-Scheibe
• DVD
• VCD

Siehe auch

• Digitaler Audio-
• Digitalkinematographie
• Digitalsehschnittstelle

DVD

• HDV
• HDVSL
• ProHD
• AVCHD
• HD Video
• Camcorder und Kamera von Tapeless
• Liste von Videothemen
• Online-Mediazentrum
• Fernsehen
• Video
• Video, das codiert
• Videoredigieren-Software
• Video, das sich teilt

Videoqualität

• Netzkamera

Stecker

Gasthöfe

Außenverbindungen

• DV, DVCAM, & DVCPRO Formats - technologische Details, häufig gestellte Fragen und Verbindungen
• Standarddigitalfernsehen und Videoformate.