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Interlace & Progressive 交錯式掃瞄 & 循序式掃瞄

1080i 的『i』=『Interlace』,1080P 的『P』=『Progressive』

※交錯式掃瞄(Interlace)
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傳統的 CRT 電視螢幕所採用的就是『Interlace 交錯式掃瞄』方式,又稱為「隔行掃瞄」;交錯式掃瞄方式是以單數圖場掃瞄一遍 →雙數圖場掃瞄一遍 →單數圖場掃瞄一遍 →雙數圖場掃瞄一遍 →單數圖場掃瞄一遍 →雙數圖場掃瞄一遍 →…其中單數圖場 1、3、5…、485(SD) 1079(HD),雙數圖場 2、4、6、... 、486(SD) 1080(HD) 條掃瞄線,以交替方式來工作,是由單數+雙數共 2 個圖場(Field)組合成 1 個影格(Frame),也就是透過兩次掃瞄完成原來一影格圖像的完整解析度,這是因此人類眼睛具有視覺暫留特性,因此收看時沒有感覺到有任何間隙,這就是交錯式掃瞄「i」。由於是水平交錯掃瞄,因此只要是遇到橫向細線條,常會導致畫面呈現閃爍現象。

※『交錯掃瞄』,由於從上到下掃瞄,每一次的掃瞄線,雖然只有『非交錯式』掃瞄線的一半,但是由於掃瞄的頻率增加一倍,因此解決了畫面的流暢的問題,在傳統的 CRT 電視仍然普遍的情形之下,及軟硬體必須進步的階段,『交錯式掃瞄』依然佔有其優勢,這也就是為什麼全世界現在還是使用『Interlace』交錯掃瞄方式。另外一個原因是,『交錯掃瞄』將 1 個影格(Frame),拆解成單數+雙數共 2 個圖場(Field)組合,也就是說在傳送的過程,一次只【傳送一半的資料量】,因此讓【天空無線傳送的頻道】可以多一倍,這也是電視廣播標準以【Interlace 交錯式掃瞄】來作為播出標準的原因。

●【Interlace 交錯式掃瞄】優點與缺點:
◇【優點】:
1. Interlace 雖然每秒 29.97影格,但每一個影格包含(上圖場+下圖場),頻率增加一倍,總共 每秒 59.94 圖場,因此解決了運動畫面的流暢的問題。
2. Interlace 在天空無線傳送的過程,每一次只【傳送一半的資料量】,因此讓【天空無線頻寬】可以多一倍,無線電視台及全部電視台都以【Interlace 交錯式掃瞄】來作為播出標準的原因。
◇【缺點】:
1. 由於每一個影格(Frame)是由單數+雙數共 2 個圖場(Field)組合成,也由於是水平交錯掃瞄,因此只要是遇到橫向細線條,常會導致畫面呈現閃爍現象。
2. 由於是水平交錯掃瞄,因此【播出軟體】或【顯示器】,若無法校【交錯式掃瞄】,會導致畫面呈現【斜線鋸齒】現象。

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※ 非交錯式掃瞄、逐行掃瞄或倍頻掃瞄(Progressive)
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『非交錯式掃瞄線 Progressive』以逐行方式掃瞄的螢幕 (如:LCD電視) 就是使用1、2、3、4、5... 、486(SD) 1080(HD) 2160(4K),依照順序的來掃瞄,其中並不使用圖場(Field)為單位來進行掃瞄,而是直接以 1 個影格(Frame)為單位來作逐行掃瞄,所以稱為循序掃瞄或依序掃瞄,又因為每次的掃瞄線是交錯式掃瞄的二倍,又被稱為『倍頻掃瞄』「P」。

 ※『倍頻掃瞄 』,由於從上到下掃瞄,每一次的掃瞄線,比『交錯式』的掃瞄線增加一倍,因此畫面更穩定、更降低閃爍,如果配合數位點對點播放(one to one),如DVI 數位端子、HDMI 數位端子或Display Port 數位端子,其畫面的穩定度及精細感都將大大的提升,如再加上1080_60p的影片,使畫面更加穩定、更清晰、更降低閃爍,也降低對眼睛的刺激,更適合長時間觀看。

●【Progressive 循序掃瞄顯示】優點與缺點:
◇ 優點:
1. Progressive 由於每一個影格(Frame)都是完整的掃瞄線組合成,使畫面更加穩定、更清晰、更降低閃爍,也降低對眼睛的刺激,更適合長時間觀看。
2. Progressive 如果配合高速電子快門,在【定格畫面】顯示器時,畫面將呈現【清晰】的運動比賽瞬間。
◇ 缺點:
1. Progressive 如果每秒 29.97影格,比 Interlace 每秒也是 29.97影格時,Progressive 運動畫面將【較為不流暢】。
2. 如果 59.94p,比 59.94i 時,Progressive 將需要【2倍的資料量】,才能得到【相同的畫質】。

 

1.世界三大電視播映系統之規格 (SD)

NTSC= National Televison System Committee 1953年由美國開發完成

PAL= Phase Alternative Between Line 1967年由西德開發完成

SECAM = Se'quential Co'uleur A Me'moire 1967年由法國開發完成

 

 

圖場

格數

解析度

畫面長寬比

像素長寬比

圖場掃描序

NTSC

60/ 59.94

30/ 29.97

720x480

720x486

4:3/16:9

 

0.9/1.2

Lower Field First

PAL

50

25

720x576

4:3/16:9

1.067/1.422

Lower Field First

SECAM

50

25

720x576

4:3/16:9

1.067/1.422

Lower Field First

以上三大電視播映系統,都是使用交錯式掃瞄 Interlace

※ SD = Standard Definition,中文為標準清晰度或標準解析度。

HD = High Definition的縮寫,中文為高清晰度或高解析度。

簡單說,只要是比SD解析度高的影像規格,都可稱為HD

Interlace V.S Progressive

到底是交錯掃瞄比較好呢? 還是倍頻掃瞄比較優呢 ? (Port II)

播放格式  顯示螢幕

交錯掃瞄的螢幕

逐行掃瞄的螢幕

29.97 fps(60i)交錯式的動態影片之顯示效果

較佳

較差

29.97 fps(30p)倍頻式的靜態影片之顯示效果

轉換顯示 /

較佳

29.97 fps(30p)倍頻式影片之畫面流暢度

轉換顯示 /

29.97 fps(60i)交錯式影片之畫面流暢度

59.94 fps(60p)倍頻式影片之畫面流暢度

轉換顯示 /

比較項目 \  影片格式

交錯掃瞄 i

逐行掃瞄 P

相同解析度 60 i 60 P 之檔案大小

相同解析度 60 i 30 P 之檔案大小

一樣

一樣

影片之圖場(Field) 播出優先順序

必須正確順序

無圖場

運動畫面輸出單張圖片之清晰度(參考下一頁)

必須去交錯

清晰

透過類比端子輸出到電視,目前只支援 i 的格式( i = 交錯式掃瞄)

    因此某些設備會將 P 的格式,自動轉換成  i  (PsF) 格式,再輸出到電視。

※PsF ( Progressive Segmented Frame )循序掃瞄分場儲存影格

在支援交錯掃描(interlace)的數位HDTV 錄影機設備上,錄製儲存『循序掃描的影像格式』供電視製作使用;我們稱它為『Progressive Segmented Frame』或是 PsF = 循序掃瞄分場儲存影格。換句話說,PsF 格式是使用循序掃描的方式擷取以及播放,但是以 Composite、Component、S-Video Y/C 或 SDI 傳送【基頻 Baseband】在時間上的分配是以交錯掃描的方式。 簡單的說,PsF 格式就是將循序掃描 Progressive 的影片格式,儲存或傳送外表是【交錯影片格式的影像或訊號】,但本質還是『循序掃描的影像格式』。

Sony CineAlta 攝影機可以錄製 23.98 或真 24 格的影像在 HDCAM 或是 HDCAM SR 的帶子上。在 24 格的情形下,這種錄影機每秒錄進 48 個 Field,也就是一個f Fame 錄進 2 個 Field ,這個就是 PSF(Progressive Segmented Frame (PsF) Recording)。PSF的概念圖

Interlace V.S Progressive

到底是交錯掃瞄比較好呢? 還是倍頻掃瞄比較優呢 ? (Port III)

   

當交錯式與倍頻式影片,被暫停播放、定格、輸出圖片檔,並使用電腦螢幕來

    顯示,會得到以下結果。

 ◎Frame and Field 影格與圖場

※ Lower = Lower Field First 下圖場優先 (SD 29.97fps)

※ Upper = Upper Field First 上圖場優先 (HD 29.97fps)

※ i = Interlace 交錯掃描顯示

※ P = Progressive 循序掃描顯示 (倍頻、逐行)

※ No = No Field 無圖場優先 (Frame 影格播出)

※ PSF =Progressive Segmented Frame 分段循序掃描影格而正確的讀出時間碼。 

 

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    小吳老師 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()