Er zijn over het algemeen twee soorten scanmethoden die worden gebruikt bij televisie-uitzendingen. Het zijn progressieve en interlaced scans die worden gebruikt om video weer te geven. Televisies produceren bewegende beelden die vanuit een studio naar een antenne worden uitgezonden. Dit was gebruikelijk tijdens de gouden eeuw van de televisie, maar tegenwoordig zijn kabel en OTT-streaming gangbaarder. Broadcast televisie is nog steeds op grote schaal beschikbaar en gratis (met gesponsorde reclame).
Deze scanmethoden worden gebruikt om de techniek voor het verzenden van video frames te bepalen. Deze verwijzen naar de transmissie van signalen die lijnen van resolutie vertegenwoordigen naar een televisiescherm. Traditioneel werd hiervoor de CRT (Cathode Ray Tube) gebruikt, maar nu zijn LCD (Liquid Crystal Display) gebruikelijker. De signalen zenden patronen uit van hoe de CRT lijnen op het televisiescherm schrijft. De lijnen vertegenwoordigen de video, en worden vele malen per seconde over het scherm geschreven in het proces dat scannen wordt genoemd.
De scansnelheid is de herhaling van het aantal keren dat horizontale lijnen aka velden naar het scherm worden geschreven om de video weer te geven. Hij gebruikt dezelfde frequentie als die van het elektriciteitsnet, namelijk 50 of 60 velden per seconde of Hz. Er worden tussen 25 en 30 beelden per seconde (fps) verzonden. In Noord-Amerika maakt het monochrome (zwart-wit) systeem gebruik van 525 scanlijnen die worden uitgezonden met een snelheid van 30 Hz, voor een horizontale veegfrequentie van 15.750 Hz (525 × 30). Het kleurentelevisiesysteem maakt ook gebruik van 525 scanlijnen, maar de zwaaifrequentie is aangepast tot 15.734 Hz. Dit is gedaan om beide systemen nog jarenlang compatibel met elkaar te houden.
Interlaced Scans
Interlaced scans zendt het frame uit als oneven (1,3,5 …) en even (2,4,6 …) genummerde lijnen voor 1/60 van een seconde (in verwijzing naar 60 Hz). Dit proces wordt steeds herhaald en elke reeks weergegeven lijnen is wat men het veld noemt. Slechts de helft van het frame wordt per keer uitgezonden, maar dit gebeurt zo snel (1/60 van een seconde) dat het voor het menselijk oog niet merkbaar is. Het gebeurt snel genoeg om kijkers het volledige frame te laten zien, maar er kan wat flikkering optreden.
De nadelen van interlaced scannen zijn dat de beweging binnen het frame bewegingsartefacten kan veroorzaken. Dit gebeurt wanneer de beweging zo snel is dat er merkbare verschillen ontstaan in de posities van de velden. Een voorbeeld hiervan is het filmen van sportevenementen met zeer snelle bewegingen, waarbij veel artefacten kunnen ontstaan. Kijkers kunnen ook flikkeringen op het scherm van een interlaced beeldscherm waarnemen, zoals bij TV van een satellietuitzending. Hierdoor ontstaat een kameffect (gekartelde randen), wat de beeldkwaliteit op het scherm sterk kan beïnvloeden. Dit betekent dat de frames niet helemaal synchroon lopen met de werkelijke beweging. De interlacing kan zo slecht zijn, maar veel systemen gebruiken deinterlacingtechnieken om dit probleem te minimaliseren. Hiermee wordt het kameffect verwijderd door de beweging te vervagen. Het deinterlacingproces is niet perfect en het hangt af van hoe goed het systeem is ontworpen op het beeldscherm of de verwerkingseenheid (bijv. kabelkastje).
Een belangrijke reden voor het gebruik van interlaced scanning is het besparen van bandbreedte. Door slechts de helft van het frame per keer te verzenden, wordt de hoeveelheid bandbreedte bespaard die nodig is voor het verzenden van informatie over het netwerk. U gebruikt niet per se minder bandbreedte. Als uw transmissiekanaal 8 MHz is, vermindert het niet naar een lagere waarde, u zult nog steeds 8 MHz hebben. Denk er in plaats daarvan zo over – verdubbeling van de beeldsnelheid van een video zonder extra bandbreedte te verbruiken.
Het probleem met het eisen van meer bandbreedte is dat hoe groter de bandbreedte is, het duurder en complexer wordt om inhoud te produceren en uit te zenden. Een voorbeeld is met interlacing op een PAL (Phase Alternating Line) systeem vereist 50 velden per seconde (25 oneven lijnen, 25 even lijnen). Bij interlacing wordt elke 1/50 van een seconde een half frame verzonden, waardoor minder bandbreedte nodig is. Als het volledige frame zou worden verzonden, zou dat nog eens 8 MHz kunnen vergen, waardoor meer bandbreedte nodig zou zijn.
Progressive Scans
In een progressive scan wordt het gehele frame in één keer verzonden. Alle lijnen in het frame worden in één keer getekend om het scherm te vullen. Progressieve scans zijn idealer voor digitale transmissie dan de oudere interlaced scantechnieken. Het werd een technische standaard voor gebruik met HD (High Definition) TV-schermen in het begin van de jaren 1990.
Door het verzenden van het volledige frame in een keer, het vermindert flikkering en artefacten. De video zal er vloeiender, realistischer en van hoge kwaliteit uitzien. Hierdoor kunnen foto’s van video worden gemaakt zonder merkbare artefacten in het beeld. Dit is geweldig voor super slo-motion video die echt de details vastlegt. Het is ook niet nodig om opzettelijk vervaging (anti-aliasing) toe te passen om problemen zoals kammen te minimaliseren. Dit is goed voor de kijkers, want minder flikkering betekent minder vermoeide ogen. Kijkers kunnen veel langer kijken zonder last te krijgen van vermoeide ogen.
Progressieve video is duurder, maar gewild onder onafhankelijke filmmakers. Dit komt omdat het eruitziet als film. De scantechniek levert de helderste beelden op zonder dat men zich zorgen hoeft te maken over al te veel artefacten. Het maakt ook een betere weergave van snel bewegende video mogelijk, zoals in actiescènes in films en sport.
Deinterlacing
Interlaced scanning werd oorspronkelijk gebruikt in traditionele analoge SD (Standard Definition) uitzendingen omdat het efficiënter was in het overbrengen van video. Het is echter niet vloeiend, hoewel het betrouwbaar is. Voor het grootste deel gebruiken OTA-signalen nog steeds interlaced technieken voor TV. Dit vereist het gebruik van deinterlacing om om te zetten naar progressive scanning wanneer het signaal naar het beeldscherm wordt gestuurd.
Deinterlacing zet de interlaced video om in een non-interlaced of progressive vorm. TV-toestellen en computermonitoren ondersteunen progressieve scanning, zodat ze veel betere video of digitale output weergeven. Dit is ingebouwd in de meeste moderne dvd-spelers, Blu-ray-spelers, LCD/LED HDTV, digitale projectoren, tv-settopboxen, professionele omroepapparatuur en computervideospelers met verschillende kwaliteitsniveaus (ze zijn niet allemaal hetzelfde).
Synopsis
Bij het opnemen, afspelen en uitzenden van video werden ofwel progressieve ofwel interlaced technieken gebruikt. Interlaced heeft zijn wortels in de omroepindustrie en wordt nog steeds veel gebruikt vanwege zijn efficiëntie en betrouwbaarheid. Progressief is ideaal voor beeldschermen van hogere kwaliteit voor een vloeiendere video-uitvoer.
Onze ogen zijn zich niet echt bewust van de overgangen die in onze TV plaatsvinden. Op standaardschermen met interlaced scanning zou het goed moeten zijn, maar flikkering en artefacten zijn merkbaar. Op progressieve schermen, zoals computermonitoren, wordt het nog erger, zodat eerst deinterlacing nodig is voordat het kan worden weergegeven. Het algemene voordeel van progressief is de beeldkwaliteit bij het afspelen van video. Interlaced beeldschermen zijn echter nog steeds geschikt voor videoweergave tegen lagere kosten.
Wanneer interlaced video wordt opgenomen, zijn er bekende problemen met bewegingsartefacten. Dit vereist meer nabewerking van de inhoud, wat meer tijd en kosten kost. Dit is de reden waarom editors video moeten deinterliniëren. Het is ook nodig omdat de meeste moderne beeldschermen progressive scanning gebruiken.
Bij de keuze van beeldschermen, zoals een TV, zie je de marketing als 720i, 1080p, 2160p, enz. De letter “i” staat voor interlaced, terwijl “p” voor progressive staat. De trend naar progressieve beeldschermen komt nu meer voor vanwege OTT streaming video-on-demand inhoud en digitale media (bijv. DVD, Blu-ray, enz.). Digitale videosignalen zijn meer afgestemd op progressieve scanmethoden. Als u een progressive scan en een interlaced beeld bij 60 Hz vergelijkt, ziet het progressive scan beeld er veel vloeiender uit. Hoewel interlaced videosignalen nog steeds worden gebruikt bij uitzendingen, zijn progressieve beeldschermen met deinterlacing-functies de betere keuze voor video-uitvoer.