Каква е разликата между 1080p и 1080i?

HDTV дисплеите и HD медийното съдържание са етикетирани с обозначението 1080p и 1080i, но какво точно означава това обозначение и как влияе върху вашите решения за покупка и гледане?

Днешната сесия „Въпроси и отговори“ идва при нас с любезното съдействие на SuperUser - подразделение на Stack Exchange, групирано от общности уеб сайтове с въпроси и отговори.

Въпроса

Читателят на SuperUser Avirk е любопитен за обозначенията, които вижда на HDTV и тяхното съдържание, както и за това как се отнася за компютърните екрани. Той пише:

Виждал съм многократно разделителна способност 1080p и знам, че това означава 1080 пиксела, но понякога съм виждал и опция на HDTV да е 1080i. Така че искам да знам точната разлика между тях и налично ли е качеството на видеото 1080i и за лаптопа?

Аз потърсих в Google и имам време 1080P, а не 1080p, има ли някаква разлика между тях или те представляват същото?

Нека да разгледаме отговорите на сътрудниците на SuperUser, за да разберем най-важното.

Отговорът:

Сътрудникът на SuperUser Rsp навлиза в големи подробности, обяснявайки разликите между 1080p, 1080i и кога едното е за предпочитане пред другото. Той пише:

Виждам редица проблеми в отговорите и коментарите тук (дори в някои високо гласувани отговори, които иначе предоставят много добра информация), които варират от малки недостатъци, които се нуждаят от обяснение, до някои сериозни неточности, така че мисля, че са необходими някои разяснения.

Въпросът е конкретно:  Каква е разликата между 1080p и 1080i?  така че ще започна с очертаване на основните прилики и разлики, ще добавя няколко съвета как да избера най-добрия формат и след това ще продължа да обяснявам проблемите, които открих тук.

Част от информацията, представена по-долу, е адаптирана от моя отговор на Interlacing на компютърния монитор, но е пренаписана, за да се придържа стриктно към темата за разликата между 1080p и 1080i.

Резолюция

И 1080p, и 1080i имат 1080 хоризонтални линии с вертикална разделителна способност, което с широкоекранно съотношение на страните 16: 9 води до резолюция 1920 × 1080 пиксела (2.1 мегапиксела). Не е вярно, че 1080i има по-ниска вертикална резолюция от 1080p.

Рамки срещу полета

1080p е видео на базата на кадри или прогресивно сканиране, където имате работа с кадри. Имате честота на кадрите и се изразява в кадри в секунда.

1080i е базирано на поле или преплетено или преплетено видео, където имате работа с полета. Имате скорост на поле и тя се изразява в полета в секунда.

Полето съдържа половината от линиите на рамката, или четни линии, или нечетни линии, и ако едното поле е съставено от четни линии, то следващото ще бъде съставено от нечетни линии и т.н.

Честоти

1080p има честота на кадрите 25 кадъра в секунда за телевизия в страните от PAL, 30 / 1.001 кадъра в секунда за телевизия в страните от NTSC и 24 кадъра в секунда за кинематография.

1080i има скорост на полето от 50 полета в секунда за телевизия в страните от PAL и 60 / 1.001 полета в секунда в страните от NTSC.

(Обърнете внимание, че не са 30 кадъра и 60 полета в секунда за NTSC, а всъщност 30 / 1.001 и 60 / 1.001 което е приблизително 29.97 и 59.94, но разликата е важна. Прочетете за NTSC цветовото кодиране в Wikipedia, за да разберете защо.)

Как да мислим за това

1080p при 25 кадъра в секунда: Представете си, че снимате 25 снимки в секунда и ги съхранявате като растерни изображения. Всеки кадър е пълна картина от дадения момент. Всеки пиксел в този кадър беше заснет едновременно.

1080i при 50 полета в секунда: Представете си, че снимате 50 снимки в секунда, но съхранявате само половината от растерните изображения всеки път - понякога съхранявате нечетните, а понякога четните линии. (Имайте предвид, че това не е същото като съхраняването на снимки с по-ниска вертикална разделителна способност.) Всяко поле е половината от пълната картина от дадения момент. Всеки пиксел в това поле беше заснет едновременно.

50 половинки ≠ 25 пълни снимки

Противно на някои коментари тук, преплетеното видео при 50 Hz не означава, че се показват 25 пълни снимки в секунда. Това означава, че  са показани 50  половинки от снимки, но това са половинки от 50 различни снимки, които са заснети в 50 отделни момента от времето във всяка секунда. Вие не само нямате 50 пълни снимки в секунда - изобщо нямате пълни снимки.

Проблеми с 1080i

Преплитането създава много проблеми. Например не можете лесно:

  • мащабирайте видеото
  • завъртете видеото
  • направи видео бавно движение
  • направете видео бързо движение
  • поставете видеото на пауза
  • вземете рамка за неподвижна картина
  • възпроизвеждане на видео в обратна посока

без да правите някои трикове и да губите качество. Не получавате нито един от тези проблеми с прогресивното видео. Освен това видео кодирането е по-трудно, тъй като кодекът никога няма пълен кадър, с който да работи.

Проблеми с 1080p

Недостатъкът е, че 1080p, както се използва в момента, има честота на кадрите, която е само половината от скоростта на полето 1080i, така че движението е значително по-малко течно - всъщност това е точно два пъти по-малко течност, което е много. Можете да го видите на големи плоски телевизори, които често деинтерлейзират видеото, за да могат да го покажат на своите LCD екрани (които за разлика от CRT дисплеите имат прогресивен характер), което е причината те да показват картина с много висока разделителна способност, но с резки движение и някои деинтелационни артефакти.

Друг проблем е, че обикновено за телевизионно излъчване е необходим 1080i, което означава, че 1080p просто не може да се говори за някои приложения.

Най-доброто от двата свята

Използването на прогресивен 1080p с 50 или 60 / 1.001 пълни кадъра в секунда в бъдеще има потенциал в крайна сметка да реши горните проблеми, но ще изисква изцяло нова гама студийно оборудване, включително камери, системи за съхранение и редактиране, така че вероятно няма да се случи по всяко време. Широко използваният стандарт SDI за свързване на HD видео оборудване няма достатъчно честотна лента.

Понастоящем единственият начин за движение на течности с прогресивно сканиране е 720p, който има честота на кадрите, която е два пъти по-бърза от 1080p, но разделителната способност е само 1280 × 720 пиксела (вместо 1920 × 1080 пиксела), което може или не може да бъде проблем за някои приложения. Няма 720i.

Заключение

Тук няма нито един ясен победител.

Актуализация:  Ето някои общи насоки за избор на правилния формат:

  1. За телевизия с висока разделителна способност ли е? Използвайте  1080i  или каквото е необходимо.
  2. За телевизия със стандартна разделителна способност ли е? Използвайте  720p  и след това конвертирайте в 576i или 480i. *
  3. За интернет ли е и разделителната способност е по-важна от движението на течности? Използвайте  1080p .
  4. За интернет ли е и движението на течности е по-важно от разделителната способност? Използвайте  720p .

(Всичко предполага, че 1080p има честота на кадрите 25 или 30 / 1.001 кадъра / сек, 1080i има скорост на полето 50 или 60 / 1.001 полета / сек и 720p има честота на кадрите 50 или 60 / 1.001 кадъра / сек, както понастоящем е така. Надяваме се прогресивен формат с висока разделителна способност като 1080p с честота на кадрите 50 или 60 / 1.001 кадъра / сек или може би дори по-висока ще направи тази препоръка остаряла в бъдеще.)

*) За номер 2 се уверете, че вашият 720p има честота на кадрите 50 кадъра в секунда, ако целевият ви формат е PAL или SECAM и 60 / 1.001, ако целевият ви формат е NTSC (за съжаление това означава, че няма формат, който може да бъде конвертиран и в двата PAL / SECAM и NTSC). Причината, поради която препоръчвам да се използва 720p за запис, е значително опростяване на процеса на издание, когато всеки кадър е пълен без преплитане (изхвърлянето на всеки друг ред в края е по-лесно от създаването на липсващите редове, ако имате нужда от тях) и имате допълнителна резолюция за да работите, за да можете например да увеличите леко изображението, без да правите резултата да изглежда размазан. (Ако някой има лош опит с използването на 720p за подготовка на материали за излъчване на SD PAL или NTSC TV, моля, коментирайте, за да мога да актуализирам тази препоръка.)

Обяснение на проблемите

Това са частите, които намерих в отговорите и коментарите тук, които според мен се нуждаят от обяснение:

Прогресивното сканиране е по-желателно в почти всеки случай.

Мисля, че прогресивното сканиране наистина е по-добро във всяко отношение, но ако не говорим теоретично за идеята за преплитане, а конкретно за стандартите 1080p и 1080i, както се използват днес, тогава трябва да се вземе предвид факта, че 1080i често се изисква за Телевизионното излъчване и конвертирането на 1080p в 1080i би довело до резки движения.

P е по-добър от I в повечето случаи вярвам, че е най-важният бит.

Отново, да, прогресивът е по-добър от преплитането при равни други условия, но прогресивното видео с честота на кадрите, което е два пъти по-малко от скоростта на полето на преплетеното видео (какъвто е случаят с 1080p и 1080i), е нещо много различно, особено ако за телевизионно излъчване е необходимо преплетено видео с висока скорост на полето и високата честота на полето не може да бъде възпроизведена от прогресивно записан материал с по-ниска честота на кадрите.

[В 1080i] се показват всички нечетни линии, последвани от всички четни линии. Това означава, че само 1/2 резолюция (540 реда или пикселни редове) се показва на екрана по всяко време - с други думи, само 540 пикселни реда се показват по всяко време.

Не. За LCD винаги се показват всички 1080 линии, за CRT дисплеите обикновено се показват много по-малко от половината от линиите във всеки един момент, което е еднакво вярно както за 1080i, така и за 1080p.

Изразът „само 540 пикселни реда се показват във всеки един момент“ е изключително подвеждащ. Всички 1080 реда от пиксели обикновено се показват наведнъж (и дори да не са, те все още ще изглеждат за човешкото око), но само половината от тях ще бъдат актуализирани във всеки даден кадър. Честотата на опресняване, а не разделителната способност е намалена наполовина.

Макар че е вярно, че фразата „само 540 пикселни реда се показват по всяко време“ е изключително подвеждаща, не е вярно, че честотата на опресняване е намалена наполовина, тъй като при 1080i скоростта на опресняване е два пъти по-бърза, отколкото при 1080p така че всъщност е обратното.

1080i60 означава, че получавате 60 половин кадъра (редуващи се линии) в секунда, така че само 30 пълни кадъра в секунда.

С 1080i60 всъщност получавате по-малко от 60 полета (или „половин кадъра“) в секунда, но това не означава, че получавате 30 (или почти 30) пълни кадъра в секунда. Всъщност не получавате дори нито един пълен кадър в секунда.

Повече ресурси

Това е, което считам за най-добрия ресурс по темата за полево-базирано (известно още като преплетено или преплетено) и базирано на кадри (известно още като прогресивно сканиране) видео:

  • Всичко за видеополета от Крис Пираци
  • Ръководство за програмисти за видео системи от Крис Пираци

Вижте също следните статии в Уикипедия:

  • 1080p
  • 1080i
  • Кадър (видео)
  • Поле (видео)
  • Прогресивно сканиране
  • Преплетено видео
  • Деинтерлейсинг

Надявам се, че донякъде изяснява темата.

Имате какво да добавите към обяснението? Звук в коментарите. Искате ли да прочетете повече отговори от други технически интелигентни потребители на Stack Exchange? Вижте пълната дискусионна нишка тук.