Компонентное видео (Tkbhkuyumuky fn;yk)

Компонентное видео — способ раздельной передачи цветного видео по двум и более каналам (кабелям), при котором отдельные составляющие видеосигнала несут разную информацию о цветном изображении.

В первых компонентных видеоинтерфейсах, таких как S-Video, цветовая поднесущая передавалась отдельно от остальных компонентов цветного видеосигнала для уменьшения перекрёстных помех. В современных аналоговых интерфейсах используются три и более каналов для раздельной передачи информации о цвете изображения и сигналов синхронизации. Как и по композитным видеокабелям, по компонентным не передаётся звуковое сопровождение, для которого необходим отдельный провод.

Понятие также используется применительно к форматам видеозаписи, в которых сигналы яркости и цветности записываются разными группами видеоголовок на отдельных дорожках. Такие форматы, первым из которых стал Betacam, позволили повысить качество изображения кассетных видеомагнитофонов до вещательных стандартов^[1].

Разъёмы компонентного видеокабеля стандарта YPbPr

Историческая справка

Первые профессиональные и подавляющее большинство бытовых видеомагнитофонов были основаны на записи композитного видеосигнала в исходном или незначительно модифицированном виде. При этом композитный видеосигнал между различными устройствами передавался по коаксиальному кабелю, никак не ухудшавшему параметры записанного изображения. Композитный принцип записи, требующий переноса спектра поднесущей в более низкочастотную область в большинстве кассетных форматов, приводил к неизбежному снижению качества изображения из-за перекрёстных помех, возникавших в аппаратуре в процессе разделения видеосигнала перед записью на магнитную ленту и последующего обратного смешивания. Повышение качества кассетных видеомагнитофонов стало возможно с появлением компонентных форматов, таких как Betacam, в котором сигналы яркости и цветности записывались раздельно на разные дорожки^[1]. Для сохранения полученного качества видео наиболее эффективной оказалась передача между устройствами компонентного сигнала, не требующая смешивания яркости и цветности, записанных и воспроизводящихся раздельно. Компонентные интерфейсы оказались эффективны и для композитных форматов, таких как S-VHS, обеспечивающих повышенное качество изображения за счёт отдельного канала обработки сигнала цветности^[2]. Для видеомагнитофонов этого формата был разработан компонентный интерфейс S-Video (англ. Separate Video, «Раздельное видео»), в котором сигналы яркости и цветности передавались раздельно. Первый формат цифровой видеозаписи D-1 также был компонентным и позволял независимо друг от друга записывать и обрабатывать яркость и цветность^[3]. В этом случае компонентные цифровые видеоинтерфейсы оказались более выгодны, чем передача данных одним потоком. Дальнейшее совершенствование видеотехники и появление высококачественных бытовых цифровых форматов хранения изображения, таких как DVD, HD-DVD и Blu-ray Disc, привели к вытеснению композитного видеоинтерфейса компонентными, позволяющими донести качество изображения носителя до конечного устройства^[4].

Разновидности компонентного видео

Компонентные интерфейсы делятся на два основных типа: использующие раздельную передачу сигналов яркости и цветности или передающие информацию об основных цветах изображения непосредственно. Цифровые компонентные интерфейсы пригодны для передачи видео как стандартной, так и высокой чёткости. Большинство современных телевизоров позволяют получить свою оригинальную чёткость только через компонентные видеовходы.

Передача яркости и цветности

Впервые компонентные видеоинтерфейсы были представлены их разновидностью, передающей сигнал яркости, содержащий информацию о монохромной составляющей изображения, и сигнал цветности, содержащий информацию о цветовом тоне и насыщенности изображения. Такой принцип, заимствованный в совместимых системах цветного телевидения, был заложен в компонентных форматах видеозаписи, для которых и разработаны эти интерфейсы. Одним из них стал S-Video, предназначенный для соединения видеомагнитофонов формата S-VHS друг с другом и студийным оборудованием. Этот тип интерфейса дожил до сегодняшнего дня и используется в некоторых бытовых видеоустройствах и видеокартах компьютеров^[4]. Однако, наибольшее распространение получил компонентный стандарт YPbPr, обеспечивающий более высокое качество цвета за счёт отсутствия модуляции поднесущей и полного разделения составляющих.

Преобразование обычного видеосигнала в сигналы яркости и цветности в современных устройствах производится с помощью цветовой субдискретизации, получившей распространение благодаря графическому формату JPEG и технологии видеокомпрессии MPEG. Для передачи компонентных сигналов, основанных на разделении сигналов яркости и цветности, кроме кабеля S-Video с 4-х или 7-штырьковыми разъёмами (mini-DIN), в профессиональном видеопроизводстве наибольшее распространение получили три коаксиальных кабеля с разъёмами типа BNC^[4]. Такой тип соединения используется для передачи аналогового компонентного видео по стандарту YPbPr. В случае поддержки соединяемыми устройствами двух форматов экрана 4:3 и 16:9 по кабелям передаётся сигнал, сообщающий о соотношении сторон передаваемого изображения. В бытовой технике чаще всего используются три коаксиальных или один многожильный кабель с тремя разъёмами типа RCA (тюльпан) зелёного, синего и красного цветов. Некоторые производители реализуют передачу компонентного сигнала YPbPr через разъём SCART^[4].

Развитие цифровых технологий телевидения приводит к постепенному вытеснению аналоговых компонентных интерфейсов. Цифровое компонентное видео может передаваться как по одному кабелю последовательно, так и по нескольким параллельными потоками. В профессиональном производстве получил распространение цифровой последовательный интерфейс SDI, использующийся для соединения видеоустройств. В бытовой и компьютерной видеотехнике наиболее распространены цифровые интерфейсы DVI и HDMI.

Раздельная передача цветов

15-штырьковый разъём D-sub компьютерного компонентного интерфейса VGA

Все устройства для отображения цветного изображения в качестве конечных сигналов используют три, соответствующие красному, зелёному и синему цветам аддитивной цветовой модели RGB. Эти сигналы подаются непосредственно на электроды масочных кинескопов или на матрицу жидкокристаллических дисплеев. Процесс преобразования цветного изображения в видеосигнал в начальной стадии также предусматривает цветоделение, в результате которого получаются три сигнала, соответствующие основным цветам. Передача компонентного сигнала, состоящего из информации об основных цветах, не требует преобразования цветовой информации в сигналы яркости и цветности, а затем обратного декодирования, ухудшающих цветопередачу. Непосредственная передача цветовых составляющих изображения позволяет свести к минимуму потери и ограничения интерфейса, и получить максимальное качество.

Такие интерфейсы не используют модуляцию сигналов и никак не ограничивают глубину цвета, которую может передать система. При этом полоса частот, занимаемая компонентными сигналами, очень широка и может значительно превышать полосу яркостного сигнала монохромного изображения, передавая большое количество цветовой информации. Раздельная передача цветовых сигналов наиболее выгодна для просмотра изображения DVD и других форматов, хранящих цвет непосредственно в цветовом пространстве RGB. Большинство современных компьютеров используют для вывода компонентного аналогового видео интерфейс VGA, передающий отдельные компоненты цвета и синхросигнал по отдельным каналам. Некоторые производители телевизоров используют для передачи отдельных компонентов цветного изображения модели RGB разъёмы SCART, что в некоторых случаях отражается их обозначением «SCART RGB»^[4].

Кроме трёх сигналов основных цветов, аналоговые компонентные интерфейсы используются для передачи двух сигналов синхронизации — строчной и кадровой, которые могут передаваться четырьмя различными способами:

Композитный синхросигнал, когда строчные и кадровые синхроимпульсы одновременно передаются по отдельному проводу (S в системе RGBS);
Раздельная передача, когда строчные и кадровые синхроимпульсы передаются по двум отдельным проводам (H и V в системе RGBHV);
Передача композитного синхросигнала по общему проводу с зелёным каналом (SoG или RGsB);
Передача композитного синхросигнала по общему проводу с красным или синим каналами;

Композитный синхросигнал передаётся разъёмом SCART через штырьки номер 17 (земля), 19 (выход композитного синхросигнала) и 20 (вход синхросигнала). Раздельная передача импульсов строчной и кадровой синхронизации нашла более широкое применение в компьютерных видеоинтерфейсах, таких как VGA. При этом для передачи компонентного цветного видео используются пять каналов: три для раздельной передачи цветовых сигналов и два для передачи импульсов строчной и кадровой синхронизации. Передача синхросигнала в зелёном (SoG) или двух других каналах используется очень редко немногими производителями.

См. также

Источники

↑ ¹ ² Телевидение, 2002, с. 445.
↑ Телевидение, 2002, с. 490.
↑ Марк Харитонов, Леонид Чирков. Цифровое телевидение: форматы видеозаписи (рус.) // «625» : журнал. — 1994. — № 2. — ISSN 0869-7914. Архивировано 5 февраля 2012 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Илья Суханов. Домашний кинотеатр на практике. Часть 4 (рус.). Проекторы. iXBT.com (4 октября 2003). Дата обращения: 18 августа 2013. Архивировано 2 сентября 2013 года.

Литература

В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 41—56. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.

[jak-1] ¹ ² Телевидение, 2002, с. 445.

[_b55efd33a155f132-2] Телевидение, 2002, с. 490.

[3] Марк Харитонов, Леонид Чирков. Цифровое телевидение: форматы видеозаписи (рус.) // «625» : журнал. — 1994. — № 2. — ISSN 0869-7914. Архивировано 5 февраля 2012 года.

[ixbt-4] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Илья Суханов. Домашний кинотеатр на практике. Часть 4 (рус.). Проекторы. iXBT.com (4 октября 2003). Дата обращения: 18 августа 2013. Архивировано 2 сентября 2013 года.

[1]

[2]

[3]

[4]