PAL Progressive

Исторически сложилось, что системы эфирного телевидения, применяемые в Европе (PAL и близкий к нему SECAM) и США/Японии (NTSC) используют разное число кадров в секунду: 25 для PAL и 30¹ для NTSC. Легко заметить, что ни та, ни другая цифра не совпадают с принятыми в кинематографе (в том числе анимационном) 24 кадрами в секунду. Как же решается проблема несовпадения частоты кадров носителя (25 или 30) и программного материала (24)?

В случае с PAL все просто. Ускорение программы на 4% дает совпадение «кадр в кадр». Как показывает многолетний опыт телевидения, зрители обычно не замечают ни изменения хронометража, ни изменения тональности звука.² Чтобы избавиться от ускорения, можно бы было повторять каждый двадцать четвертый кадр, но на практике этим способом не пользуются: «замирание» изображения раз в секунду воспринимается как неприятное нарушение плавности.

В случае с NTSC дело обстоит значительно сложнее (на 25% ускорять программу никак нельзя). Самый очевидный способ — повтор каждого четвертого кадра — на практике оказывается непригоден: шесть «замираний» кадра в секунду создают очень неприятный эффект при просмотре. На помощь приходит чересстрочная природа аналогового изображения, введенная изобретателями телевидения для обхода технических ограничений того времени. Каждый кадр состоит из двух полукадров, или «полей»: сначала передаются нечетные строки (горизонтальные линии точек) кадра (1, 3, 5…), а потом — четные (0, 2, 4…). Таким образом, каждую секунду можно равномерно «разбавить» не шестью полными кадрами (по 1/30 секунды), а двенадцатью полями (по 1/60 секунды); эффект подергивания кадра при этом будет, конечно, все равно заметен,³ но уже меньше. Этот способ получил название «3:2 pulldown».⁴

Со временем в компьютерных мониторах и телевизорах большой диагонали с электронно-лучевой трубкой вместо чересстрочной стала применяться построчная (прогрессивная) развертка, при которой электронный луч проходит все строки подряд. С появлением цифровых устройств отображения — жидкокристаллических мониторов и телевизоров, плазменных и лазерных панелей, проекторов — само слово «развертка» стало символическим: в любой момент изображение присутствует на экране целиком. Но как отобразить на таких устройствах стандартный чересстрочный телесигнал?

Самый простой вариант — строить полный кадр из двух полей, «разводя» их по строкам — на практике применим только если поля в действительности принадлежат одному кадру. Это условие отлично соблюдается в случае с киноматериалом, преобразованным в PAL способом, описанным во втором абзаце нашей статьи. Но в случае с NTSC результатом станет неприятная «гребенка» из несоответствующих друг другу строк — поля попарно соответствуют исходному кинокадру лишь в трех случаях из пяти! Таким образом, в секунду лишь десять кадров будут нормальными, а остальные будут искажены смешиванием. Для борьбы с этим явлением в современной видеотехнике и компьютерных проигрывателях применяется множество способов, но все они страдают теми или иными недостатками, поскольку основаны либо на интерполяции⁵ (пространственной и/или временной), либо на «угадывании» последовательности чередования полей в реальном времени⁶ (с неизбежными ошибками).

В формате DVD-видео каждый кадр хранится в цифровом виде, но вертикальное разрешение и частота кадров унаследованы у соответствующего аналогового стандарта.⁷ Формат DVD предусматривает специальные маркеры, сообщающие декодеру проигрывателя, является ли материал на диске чересстрочным или прогрессивным. Более того, предусмотрены особые флаги, покадрово управляющие процессом вывода прогрессивного киноматериала, хранящегося на диске, в чересстрочном телевизионном формате — это очень востребовано для NTSC, поскольку позволяет увеличить эффективность компрессии и повысить качество. Тем не менее, на выходные соединения проигрыватель в большинстве случаев подает чересстрочный сигнал — телевизоры, корректно обрабатывающие прогрессивный вариант NTSC-сигнала с «киношной» частотой кадров, до сих пор составляют меньшинство.

В случае с PAL все обстоит значительно проще: при соблюдении технологии изображение никогда не страдает подергиванием, поскольку ни на одном из этапов вывода никакого преобразования частоты кадров не происходит. Ещё одно преимущество PAL -разрешающая способность по вертикали на 20% выше, чем у NTSC.⁸ Кроме того, этот стандарт исторически соответствует территории России и всего бывшего СССР.⁹

Вот почему мы в компании Реанимедиа с первых дней решили сделать ставку именно на PAL. Благодаря имеющимся у нас технологиям мы можем себе позволить обойтись без низкокачественного интерполяционного преобразования из NTSC: весь программный материал¹⁰ на наших дисках кадр в кадр соответствует тому, что видела перед собой съемочная группа произведения в процессе работы над ним. Благодаря своей полнокадровой структуре и повышенному разрешению формат PAL Progressive оптимален для самого широкого круга видео- и компьютерной техники. Это объясняет и тот факт, что качество изображения на наших дисках зачастую заметно выше качества японских и американских изданий, считающихся «эталонами»: наши исходные материалы — не DVD, а видеокассеты профессионального формата Digital Betacam, несущие значительно больше информации об изображении.

[1] На самом деле — 29,97, но не будем загромождать статью лишними знаками.

[2] Тональность звука повышается на 0,7 полутона. Существуют способы компенсации этого изменения, но все они связаны с появлением неприятных артефактов, заметных тренированному уху.

[3] Особенно на движениях камеры, которые даже в «экономной» анимации всегда осуществляются с частотой 24 кадра в секунду — иначе на них просто больно смотреть.

[4] Или «telecine», то есть «телекино» — поскольку, появившись ещё на заре телевидения, данный метод стал единственным широко используемым способом преобразования киноизображения в NTSC-сигнал.

[5] Так называемый «деинтерлейсинг».

[6] IVTC (InVerse TeleCine, «обратное телекино»).

[7] Для PAL это 720×576 пикселей, 50 полей и 25 кадров в секунду, для NTSC — 720×480 пикселей, 60 полей и 30 кадров в секунду.

[8] Пока форматы высокой четкости (HD) не получили широкого распространения, PAL по разрешающей способности является рекордсменом.

[9] Поскольку принятый у нас вещательный формат SECAM совпадает с PAL во всем, кроме метода кодирования цветовой поднесущей (которая легко поддается преобразованию). В бытовой видеотехнике SECAM распространения не получил и к настоящему времени вымер окончательно, оставшись лишь в телеэфире.

[10] За исключением ряда «бонусов» (интервью и роликов, изначально снятых на видео).