HDTV

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Kućni HDTV sustav
HDTV (engl. High-definition Television) digitalni je televizijski sustav emitiranja signala mnogo veće rezolucije od tradicionalnih televizijskih sustava (NTSC, SECAM i PAL). Signal se emitira digitalno jer digitalna televizija zahtjeva manju širinu pojasa ako se koristi video kompresija.

Sustavi emitiranja televizijskog signala

Osnovna podjela dijeli televiziju na analognu i digitalnu. Analogni sustavi kodiraju televizijsku sliku i zvuk te ga prenose u obliku analognog signala, što u biti znači da se informacije odašilju kao funkcija ili namjerna manipulacija i variranje amplitude ili frekvencije signala.

  • NTSC je sustav emitiranja televizijskog signala koji se koristi u Sjedinjenim Državama, Kanadi, Meksiku, na Filipinima i u još nekim državama. Ime je dobio prema instituciji koja ga je primijenila kao standard, National Television System Comittee. Prvi crno-bijeli NTSC standard u upotrebu je ušao prije drugog svjetskog rata i uopće nije predviđao uporabu boje. Standard je predviđao 525 vodoravnih linija u svakom okviru te 30 sličica u sekundi. Naknadno je framerate spušten dolaskom televizije u boji.
  • PAL ili skraćeno Phase Alternating Line, je sustav emitiranja televizijskog signala koji se koristi u većem dijelu Europe, dijelovima Južne Amerike, sjevernoj istočnoj i južnoj Africi, Australiji i južnoj Aziji. Standard predviđa 625 vodoravnih linija u svakoj sličici te 25 sličica u sekundi frekvenciju emitiranja.
  • SECAM ili Séquentiel couleur avec mémoire (Sequanetial Color with Memory) je analogni televizijski standard prvi puta korišten i implementiran u Francuskoj gdje ga je i razvio tim stručnjaka. Povijesno, ovo je prvi europski televizijski standard za televiziju u boji. Koristi se u Francuskoj, sjevernoj Africi te prostorima bivšeg Sovjetskog Saveza.

Uz ove analogne standarde javljali su se i neki drugi, koji su ili bili varijacije opisanih ili potpuno samostalni standardi. Neki od njih su i danas u uporabi u pojedinim državama, ali nikada nisu postigli veće širenje na svjetskoj razini. DVB je skupina međunarodno priznatih otvorenih standarda za emitiranje digitalnog televizijskog signala. Standard održava DVB Project, industrijski konzorcij koji se sastoji od više od 270 članova.

HDTV emitiranje

Različiti sustavi emitiranja HD signala definirani su s tri odrednice: brojem vertikalnih linija, progresivnim ili prepletenim prikazom (progresivni prikazuje cijeli kadar u potpunosti, dok prepleteni prikazuje svaku drugu liniju) te brojem sličica u sekundi. Tako, na primjer, format 720p50 omogućava progresivni prikaz 50 sličica u sekundi (50 Hz) na rezoluciji od 1280 x 720, dok primjerice format 1080i60 omogućava prepleteni prikaz 60 sličica u sekundi pri rezoluciji od 1920 x 1080. U komercijalnoj uporabi se javljaju nazivi kod kojih se u pravilu isključuje iz naziva frekvencija, pa se onda dobije, npr. 720p kao naziv. Često se na uređajima zasebno specificira osvježenje, pa ćete na kutijama proizvoda naći često i oznake kao što su 50i ili 50 p. 50p, u ovom primjeru označava sposobnost zaslona da prikaže 50 progresivnih slika u sekundi, dok 50i označava sposobnost prikaza 50 prepletenih slika, odnosno 25 progresivnih slika u sekundi. MPEG-2 kompresija se najčešće koristi kao kompresijski codec prilikom odašiljanja HDTV signala. Pojedini odašiljatelji signala, kao što je britanski BBC, već polako prelaze na MPEG-4 codec. Ovaj prelazak omogućava veliko povećanje pojasa prijenosa signala, što znači i sposobnost prijenosa veće količine podataka. HDTV signal u stanju je prenijeti visoku razinu kvalitete reprodukcije audio signala, jer za kodiranje koristi AC-3 format što omogućava korištenje 5.1 okružujućih sustava za stvaranje osjećaja prostornosti zvuka.

Tehnologije HDTV televizora

LCD

Svaki piksel LCD zaslona sastoji se od sloja molekula tekućih kristala koji se nalazi između dvije prozirne elektrode i dva polarizirajuća filtra, jedan horizontalni i jedan vertikalni filtar. Kada biste nekim slučajem izbacili tekuće kristale iz ove strukture i upalili pozadinsko osvjetljenje, tada bi ukupno svjetlo koje prođe kroz prvi vertikalni filtar bilo zaustavljeno na drugom, horizontalnom filtru. Površina elektroda koje su u izravnom kontaktu s tekućim kristalima tretira se tako da se postigne poravnanje kristala u određenom smjeru. Kod TN matrica (osnovne vrste matrica su: TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), te VA (Vertical Alignement), op.a.), jedna elektroda ima horizontalne, a druga vertikalne "žljebove", što omogućava pozicioniranje kristala u strukturu oblika koncentričnih krugova. Svjetlo koje prolazi kroz jedan polarizirajući filter rotira se duž sloja tekućih kristala, čime se omogućava njen prolaz kroz drugi polarizirajući filtar. Kada se duž elektroda pusti struja, molekule tekućih kristala se pozicioniraju tako da su paralelne lektričnom polju, što razbija koncentričnu strukturu. Ovo smanjuje rotaciju fotona na prolasku kroz sloj tekućih kristala. Ako je primijenjena električna energija dovoljno snažna, kristali u sredini sloja potpuno će se relaksirati, a fotoni koji prolaze kroz sloj neće biti pravilno polarizirani te će biti zaustavljeni na drugom filtru. Piksel će u tom slučaju biti crn. Kontrolom snage struje koja se primjenjuje na sloj tekućih kristala za svaki piksel, moguće je precizno odrediti količinu svjetla koja prolazi kroz svaki piksel, i na taj način dobiti različite nijanse sive boje. Svjetlost po prolasku kroz filtre i tekuće kristale dolazi na RGB filtar, na kojem dobiva svoju boju. Kod manjih uređaja moguće je svakom pikselu dodijeliti vlastitu elektrodu, dok se kod većih ide na proces multipleksiranja, gdje se svakom stupcu i retku ćelija dodjeljuje jedna elektroda duž cijelog stupca odnosno retka. Tada se pojedini piksel pali paljenjem cijelog pojedinog retka i stupca po želji, koji se sijeku u željenom pikselu. Razina kvalitete izrade definirana je između ostalog ISO normama. Najčešće se ipak govori o razini tolerancije mrtvih ili zaglavljenih piksela koje proizvođači toleriraju kod svojih proizvoda. Ova tolerancija ovisi o proizvođaču, no rijetki imaju nultu stopu tolerancije, kao što je imaju tvrtke LG (samo u Koreji) i Philips.

Plazma

U fizici i kemiji, plazmom uobičajeno zovemo ionizirane plinove. Plazma se smatra četvrtim, zasebnim, stanjem tvari, uz čvrsto, tekuće i plinovito, zbog svojih specifičnih svojstava. Kada kažemo da se radi o ioniziranom stanju materije, tada u biti kažemo da se unutar strukture materije nalazi mnogo slobodnih elektrona, koji nisu vezani u atomima i molekulama. Plazma, upravo zbog velike količine slobodnih elektrona, vrlo dobro reagira na elektromagnetske valove i vodljiva je. U prirodi se plazma nalazi u obliku neutralnih oblaka (zvijezde) ili u obliku električki nabijenih fenomena, kao što su munje. Obično nastaje grijanjem plinova, što stavlja elektrone koji kruže oko jezgre atoma u pobuđeni položaj sve dok ne dođe do njihovog odcjepljenja iz atomske strukture, čime ostatak atoma postaje pozitivno nabijen zbog manjka elektrona u energetskim prstenovima što ga okružuju. Plazma se koristi u izradi posebnog oblika zaslona, koje kolokvijalno nazivamo plazma zaslonima. Ovi zasloni su po svjetlini nisu usporedivi s LCD-ovima, ali imaju mogućnost prikaza širokog spektra boja. Osnovna prednost nad LCD zaslonima jest što se mogu izrađivati u vrlo velikim dijagonalama (a, paradoksalno, ne mogu u malima), dok proizvodnja LCD zaslona poslije veličine od 40“ postaje gotovo neisplativa. Kontrast im je također bolji, zbog boljeg prikaza crne boje. Slabija strana im je potrošnja, jer troše struju analogno CRT monitorima, no potrošnja uvelike varira obzirom na promatrani sadržaj. Nominalno, mjerenja pokazuju potrošnju od oko 400 vata na 50“ zaslonu (127 cm), dok noviji modeli troše nešto manje od navedenog. Novi Panasonic Viera modeli, recimo, troše ispod 300 vata.

Tehnologija plazma televizora

Ograničavajući čimbenik broj jedan za plazma zaslone je vijek trajanja, koji je uobičajeno procijenjen na 60.000 radnih sati (oko 27 godina pri 6 sati gledanja dnevno). Ovaj broj treba shvatiti kao polovicu trajanja zaslona. Nakon ove točke zaslon će se moći gledati, ali će artefakti u pravilu nakon ove točke biti teško zanemarivi. Unutar stotina i tisuća ćelija koje se nalaze među staklenim pločama nalazi se plin, ksenon ili neon. Ovi plemeniti plinovi su najčešće korišteni u izradi plazma zaslona. Među staklenim plohama se nalaze i duge elektrode, s prednje i stražnje strane ćelija, jedna horizontalno, a druga vertikalno. Kada se želi pokrenuti emisija fotona iz pojedine ćelije, kao i kod TN LCD matrice, pobuđuje se jedna vodoravna i druga horizontalna elektroda, a na mjestu njihovog presjeka se pobuđuje jedna ćelija. Kada se struja dovede do pojedine ćelije, razlika u snazi električne energije između elektrode smještene sa stražnje strane i one smještene s prednje strane panela izaziva ionizaciju plemenitog plina u ćeliji i stvara se plazma. Kako elektroni iz plina počnu kretanje u smjeru elektroda, dolazi do emisije fotona. Kod monokromatskih modela, stanje ironiziranosti može se održati primjenom struje nižeg napona, čak i nakon prestanka djelovanja struje ionizirajućeg napona. Da bi se zaustavila emisija dovoljno je isključiti energiju duž obje elektrode. Ovakvi zasloni ne koriste fosfor. Kod zaslona u boji stražnji dio svake od ćelija presvučen je slojem fosfora. UV fotoni koji nastaju pri formiranju plazme djeluju na fosfor, čime se stvara obojena svjetlost. Tako bismo mogli rad svake od ćelija usporediti sa radom fluorescentnih lampi. Svaki piksel se sastoji od tri zasebna podpiksela, svaki sa fosforom drugačije boje (RGB). Ove boje se preklapaju da bi se stvorile sve potrebne nijanse. Variranjem snage struje koja prolazi elektrodama tisućama puta u sekundi pojačava se ili smanjuje intenzitet emisije pojedine boje podpiksela, da bi se stvorilo milijarde nijansi. Obzirom da koriste fosfor koji koriste i CRT monitori, vjernost reprodukcije boja je gotovo idealna i neusporedivo bolja nego kod LCD-a.

Kontrastni omjer

Kontrastni omjer je razlika između najsvjetlije točke i najtamnije točke zaslona. Generalno se može reći: što je bolji kontrastni omjer, to je slika vjernija. Gledajući promidžbene plakate često ćete naići na tvrdnje da pojedini plazma zasloni imaju kontrastni omjer i do 20000:1. Ovo se generalno uzima za osnovnu prednost tehnologije plazma zaslona nad svim ostalim oblicima tehnologija. Postoje dva načina mjerenja kontrastnog omjera, ANSI standard gdje se omjer mjeri na šahovskoj ploči određenih proporcija, te FOFO (full-on-full-on testom) gdje se mjeri svjetlina potpuno bijelog i potpuno tamnog zaslona, te se mjerene vrijednosti stavljaju u omjer. Plazma, premda se često ističe kao superiorna u pogledu kontrasta, ima svoje mane. Svaka ćelija na plazma zaslonu mora se nabiti nabojem prije paljenja, jer bi u protivnom reakcija ćelije bila iznimno spora. Samim time, više ne možemo govoriti o pravoj crnoj boji (iako je znatno crnja od one na LCD-ima). No, pojedini proizvođači su različitim metodama uspjeli smanjiti ovaj pozadinski odsjaj čime su približili kontrastni omjer vrijednostima sa CRT monitora.Jedan od manjka tehnologije plazma zaslona je činjenica da će držanje zaslona na maksimalnoj svjetlini znatno smanjiti trajnost zaslona. Zbog ovog razloga, mnogi vlasnici ovih zaslona postavljaju vrijednosti svjetline znatno ispod maksimuma, što u pravilu još uvijek znači da će vrijednosti svjetline ipak biti debelo iznad CRT zaslona.

Izgaranje plazme

Kod duljeg emitiranja statične slike na starijim plazma televizoru (noviji su znatno otporniji) može doći do stvaranja efekta "duhova" u pozadini slike, a ovaj proces nazivamo “izgaranje”. To se dogodi stoga što fosfor koji emitira svjetlo korištenjem gubi luminiscentnost. Kao posljedica ovoga, kada se pojedini dijelovi zaslona koriste više (na njima se nalazi svijetao dio dulje vremensko razdoblje), mjesta manje luminiscencije će s vremenom postati vidljiva golim okom. Premda je efekt izgaranja najuočljiviji, proces će s vremenom dovesti do razlijevanja slike na tom području. Plazme često pokazuju još jedan problem prikaza koji se često miješa sa izgaranjem. Kada grupa piksela emitira izrazito veliku razinu svjetline, za primjer bijelu boju, također dolazi do stvaranja duhova zbog povećanog naboja u pojedinom pikselu. No za razliku od izgaranja, ovaj efekt prođe kada se zaslon ugasi na određeno vrijeme, ili kada nastupi promjena u intenzitetu osvjetljenja piksela. Noviji zasloni nalaze načina za prelazak preko spomenutih problema sa rješenjima kao što su: metode "pranja" slike, smanjenje slike drugačijim formatom te primjena sivih stupova sa obje strane slike pri gledanju 4:3 signala.

Dinamički kontrast

Dinamički kontrast lako je objasniti. Svima je poznato kako LCD zasloni imaju problema s prikazom vjerne crne boje. Ovo je stoga što se kod LCD modela televizora na stražnjoj strani zaslona nalazi konstantno aktivno pozadinsko osvjetljenje. Znajući ovo, briljantni inženjeri dosjetili su se trika kojim mogu povećati maksimalni teoretski kontrastni omjer – jednostavnim smanjivanjem intenziteta pozadinskog osvjetljenja prema potrebi. Otuda ono dinamički u nazivu dinamički kontrast. Dakle, kako se ovo artikulira na korisnika i njegov osjećaj zadovoljstva prilikom projekcije? Ukoliko pratite film i kroz 20 sekundi nastupi neka mračna scena, televizor prepozna da se radi o mračnoj sceni te potpuno stiša pozadinsko osvjetljenje. Kod promjene scene, nastupa i promjena svjetline scene, koja se naglo poveća. Pozadinsko osvjetljenje vraća se natrag na svoj standardni radni mód. No, što ako je scena doista mračna sa snažno osvijetljenim srednjm dijelom? Nažalost, tada će taj snažno osvijetljeni dio biti žrtvovan radi ukupno boljeg kontrasta. Kako dobiti vrijednosti dinamičkog kontrasta? FOFO mjerenjem. Full off slika, potpuno crna, aktivirati će ovaj sustav kroz nekoliko sekundi i to će se lako moći očitati luksometrom. Prosječno će dobar LCD na potpuno crnoj slici dati oko šest luxa. No, nakon svega nekoliko sekundi, vrijednost će naglo pasti na ispod jedan lux. Efektivno, ako jedan do drugoga stavite dva zaslona, gdje jedan ima vrijednost dinamičkog kontrasta 1000:1, a drugi vrijednost statičkog kontrasta 1000:1, kontrast će biti vidno bolji na svim prosječno osvijetljenim scenama na zaslonu sa statičkim kontrastom od 1000:1. No, ako razina osvjetljenja slike padne ispod 20%, tada će bolju sliku prikazivati zaslon s 1000:1 dinamičkim osvjetljenjem, zbog bolje vrijednosti crne boje. Dakle, dinamički kontrast je mjera dobivena mjerenjem kontrastnih vrijednosti zaslona u FOFO načinu mjerenja. To je također sustav koji omogućava vašem zaslonu aktivnu manipulaciju intenziteta pozadinskog osvjetljenja s ciljem postizanja što je god moguće boljih kontrastnih uvjeta na razinama ukupnog osvjetljenja zaslona od ispod 20%.

Vanjske poveznice