Video
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Il video (dal latino "vidēre") è l'informazione elettronica rappresentante immagini in movimento. Per estensione, anche il monitor viene talvolta chiamato video.
Indice |
[modifica] Ambiti di impiego del video
Il primo impiego del video è stato nella televisione. La televisione infatti è un'informazione elettronica rappresentante immagini in movimento e suono. Si può quindi dire che il video è nato con la televisione alla fine degli anni '20 del XX secolo.
Il secondo impiego del video è stato nei computer, a partire da quando si è iniziato ad utilizzare i display CRT come strumento di interazione tra computer e uomo attraverso l'utilizzo delle prime CLI. Il primo computer dotato di display CRT è stato il Whirlwind I, progettato presso il Massachusetts Institute of Technology e divenuto operativo nel 1950. Prima gli strumenti di interazione tra computer e uomo furono la scheda perforata, la telescrivente elettromeccanica e la lampadina. Tutt'oggi il video è impiegato per visualizzare le moderne GUI sui vari tipi di display.
Il terzo impiego del video è stato nella ripresa di immagini in movimento per uso privato sia in ambito aziendale che amatoriale. In particolare in ambito amatoriale a partire dal 1982, anno in cui sono state introdotte sul mercato le prime videocamere portatili amatoriali. La videoregistrazione, cioè la registrazione di immagini in movimento in forma elettronica, ha infatti sostituito col passare degli anni ormai completamente, per quanto riguarda la ripresa di immagini in movimento per uso privato, l'unica altra tecnica di registrazione di immagini in movimento esistente ideata nel 1895 dai fratelli Lumière e basata sulla pellicola cinematografica.
Il quarto impiego del video è stato l'home video, cioè il settore commerciale della distribuzione in ambito domestico di contenuti audiovisivi in forma elettronica. Prima della nascita dell'home video per la distribuzione di contenuti audiovisivi in ambito domestico veniva utilizzata la pellicola cinematografica. L'home video nasce nel 1972 con l'arrivo del primo standard di videoregistrazione amatoriale, il VCR (acronimo di Video Cassette Recording, da non confondere con VCR acronimo di Video Cassette Recorder e sinonimo di videoregistratore amatoriale) della Philips. Ma la vera affermazione del settore si ha solo con l'arrivo del Betamax della Sony nel 1975, del VHS della JVC nel 1976, e del Video 2000 della Philips e Grundig nel 1979. Tra questi tre standard nasce una competizione da cui esce vincitore lo standard VHS. Il VHS rimane il dominatore incontrastato del mercato home video fino all'arrivo del DVD-Video nel 1996 che in pochi anni lo soppianterà. Tutt'oggi il DVD-Video è lo standard che domina il mercato home video.
Infine da pochi anni si è iniziato ad impiegare il video anche nel cinema non solo per la realizzazione di effetti speciali in computer grafica, come era stato in precedenza, ma anche in sostituzione della pellicola cinematografica. I film vengono distribuiti alle sale cinematografiche in forma elettronica invece che su pellicola cinematografica e proiettati con appositi videoproiettori. Spesso sono girati in pellicola e poi trasformati in informazione elettronica solo per la distribuzione nelle sale. Ma sono anche girati direttamente in forma elettronica con apposite videocamere. I film d'animazione realizzati con la computer animation sono invece già in forma elettronica. Il primo film non d'animazione girato in forma elettronica e distribuito al cinema sempre in forma elettronica è stato Star Wars - II Episodio - L'attacco dei cloni del 2002. In Italia il primo film uscito al cinema in forma elettronica è stato Atlantis - L'impero perduto del 2001. La prima proiezione pubblica in Italia è avvenuta il 21 dicembre 2001 al cinema Arcadia di Melzo, in esclusiva in quanto unico cinema attrezzato in Italia all'epoca. In seguito sono usciti, sempre in esclusiva al cinema Arcadia, i film Star Wars - II Episodio - L'attacco dei cloni, Pinocchio, Alien (versione inedita), The day after tomorrow - L'alba del giorno dopo, e Io, robot. Dopo quest'ultimo altri cinema in Italia si sono attrezzati per le successive uscite di film in forma elettronica. Ovviamente questi film vengono distribuiti contemporaneamente anche su pellicola cinematrografica visto che le sale non attrezzate per i film in forma elettronica sono la quasi totalità.
Il cinema è stato uno degli ultimi ambiti in cui il video si è diffuso. Questo perché la pellicola cinematografica fornisce una definizione delle immagini molto alta (risoluzione orizzontale intorno ai 5 o 6 mila punti, definizione necessaria per avere una buona qualità delle immagini con i grandi schermi usati nel cinema) e apparecchiature elettroniche in grado di fornire definizioni non troppo inferiori a quelle della pellicola cinematografica sono state disponibili solo in questi ultimi anni. Ma il futuro del cinema è certamente in forma elettronica, come già è stato in tutti gli altri ambiti di utilizzo della pellicola cinematografica, per i molti vantaggi offerti dalla tecnologia elettronica, in particolare quella digitale, anche se l'abbandono completo della pellicola cinematografica nel cinema è ancora molto lontano. Per maggiori informazioni sul cinema in forma elettronica vedere cinema digitale.
[modifica] Video analogico e video digitale
L'informazione elettronica può essere rappresentata in due forme diverse: analogica o digitale. Il video analogico è il video in cui l'informazione elettronica è rappresentata in forma analogica, il video digitale è il video in cui l'informazione elettronica è rappresentata in forma digitale.
[modifica] Analogico e digitale
La rappresentazione analogica dell'informazione elettronica è propria dell'elettronica analogica, mentre la rappresentazione digitale dell'informazione elettronica è propria dell'elettronica digitale.
L'elettronica nasce come elettronica analogica, il primo modo di rappresentare l'informazione elettronica è quindi quello analogico. Nella rappresentazione analogica dell'informazione elettronica l'informazione elettronica varia con analogia all'informazione che si vuole rappresentare, varia quindi in modo continuo e può assumere un numero molto alto di valori.
Con la realizzazione dell'Atanasoff-Berry Computer nel 1941 nasce l'elettronica digitale. L'Atanasoff-Berry Computer è il primo computer elettronico digitale, il primo computer elettronico quindi in cui l'informazione elettronica è in forma digitale. Nella rappresentazione digitale dell'informazione elettronica l'informazione che si vuole rappresentare viene codificata in una sequenza di numeri, l'informazione elettronica varia quindi in modo discreto e assume un numero limitato di valori corrispondente al numero di cifre utilizzate dal sistema numerico scelto. L'Atanasoff-Berry Computer utilizza la numerazione binaria quindi l'informazione elettronica assume solo due valori. L'elettronica digitale basata sulla numerazione binaria diventerà in seguito la tecnologia consueta per la realizzazione dei computer, e il computer, nato come strumento per eseguire calcoli matematici, quindi per trattare numeri, col passare dei decenni verrà usato per un numero sempre maggiore di scopi, di pari passo con l'aumento delle capacità di memorizzazione e di calcolo: si inizierà con l'elaborazione di files che rappresentano testi e immagini statiche, per arrivare a file multimediali, che contengono suoni, musica, video in movimento (film).
[modifica] Il problema della qualità
Come mai è preferibile l'elettronica digitale a quella analogica?
Per rappresentare l'informazione, l'elettronica analogica e l'elettronica digitale gestiscono il segnale elettrico in modo praticamente opposto: nella prima il segnale è continuo e gli viene fatto assumere il maggior numero possibile di valori, nella seconda al contrario, al segnale viene fatto assumere il minimo numero di valori con cui è possibile creare un sistema di rappresentazione dell'informazione, ossia 2, che a livello software equivalgono a "0" e "1" e vengono chiamati "bit", e a livello hardware equivalgono ad "assenza di corrente" e a "passaggio di corrente".
Per ottenere una rappresentazione di qualità dell'informazione con l'elettronica analogica è necessaria un'implementazione circuitale molto sofisticata in quanto questo tipo di informazione, assumendo un numero molto alto di valori e variando in modo continuo, è molto difficile da gestire senza farle subire alterazioni, e un'alterazione equivale ad una diminuzione della corrispondenza tra il segnale elettrico e il valore che esso vuole rappresentare.
Con l'elettronica digitale il problema della qualità assume un significato completamente diverso, dovendo venir considerati solo due valori. Con questi due valori vengono formati blocchi di uguale lunghezza e se ne ricavano tutte le combinazioni possibili: ad ognuna di esse viene quindi associato un diverso valore dell'informazione che si vuole rappresentare, il che significa che la codifica dell'informazione stessa produrrà una lunga sequenza di 0 e 1. Come si può intuire, qualunque alterazione di intensità che il segnale potrebbe subire non può più intaccare la rappresentazione in sé (dovrebbe piuttosto venir provocata una sostituzione casuale degli 0 con gli 1 e viceversa). Con questo sistema di codifica, la qualità arriva a dipendere invece dalla quantità di valori dell'informazione reale che vengono codificati: più valori vengono codificati, più l'informazione digitale sarà ricca di sfumature e dettagli. Lo svantaggio sta però nel fatto che la sequenza di 0 e 1 da dover gestire (cioè elaborare, memorizzare, trasmettere) sarà tanto più lunga quanto maggiore è il numero di dettagli che si vogliono riprodurre. Di conseguenza un contenuto digitale di alta qualità richiede elevate potenze di calcolo e supporti di memorizzazione molto capienti. Un metodo per limitare quest'ultimo problema è quello della compressione dei dati.
L'inarrestabile aumento della potenza di calcolo dei processori e della capacità delle memorie, unito al parallelo abbattimento dei costi, nel corso degli anni ha fatto diventare le tecnologie digitali la scelta privilegiata, visti i suoi indubbi vantaggi. Per questo è in atto ormai da vari decenni un progressivo passaggio al digitale, anche in ambiti in cui l'elettronica non è mai stata usata, come ad esempio nel cinema, dove la pellicola cinematografica è sempre stata preferibile. Il vantaggio di sostituire la pellicola con l'elettronica digitale sta principalmente nel fatto che con quest'ultima il materiale girato è memorizzabile su supporti come i dischi ottici, che hanno una lunghissima durata nel tempo ed è sempre possibile effettuare copie identiche dell'originale. La pellicola cinematografica al contrario subisce un inevitabile degrado nel corso del tempo, anche se conservata in ambienti climaticamente controllati (temperatura, umidità, illuminazione, ecc...). La duplicazione stessa della pellicola non risolve il problema in quanto il processo di duplicazione, anche se restituisce un supporto nuovo, produce un degrado dell'informazione allo stesso modo di quanto avviene con la tecnologia analogica.
[modifica] Vantaggi del video digitale
I vantaggi del video digitale sono:
- è possibile e relativamente facile ottenere una copia identica all'originale, anche se si tratta di una copia della copia.
- Con il video analogico invece il degrado della qualità è inevitabile, anche quando la duplicazione è effettuata con le apparecchiature professionali più sofisticate, e va inoltre a sommarsi tutte le volte che si esegue una copia della copia.
- è possibile e relativamente facile la trasmissione senza errori in un sistema di telecomunicazioni.
- Trasmettere informazione elettronica digitale senza errori è possibile e relativamente facile. L'informazione elettronica analogica invece subisce sempre un certo degrado durante la trasmissione.
- possibilità illimitate di manipolazione.
- Attraverso appositi software, si va da operazioni di montaggio, all'alterazione delle immagini, come ad esempio per la realizzazione di effetti speciali, fino alla realizzazione di filmati completamente artificiali con la computer animation.
[modifica] Caratteristiche principali del video
Le immagini in movimento, nel video, sono ottenute da immagini fisse visualizzate in rapida sequenza, similmente a quanto avviene nella tecnica cinematografica basata sulla pellicola cinematografica. Le immagini fisse vengono visualizzate ad una frequenza sufficientemente alta da essere percepite come immagini in movimento e non più come una sequenza di immagini fisse. Questo avviene per il fenomeno della persistenza della visione che contrariamente a quanto molti pensano non è dovuto ad un fenomeno di persistenza delle immagini sulla retina ma ad un "assemblaggio" che il cervello esegue secondo meccanismi non ancora del tutto chiariti.
Le caratteristiche principali del video sono:
- risoluzione video
- frequenza delle immagini
- tipo di scansione delle immagini
- rapporto d'aspetto
[modifica] Risoluzione video
In ambito elettronico le immagini sono visualizzate come una griglia ortogonale di aree uniformi. Tale griglia ortogonale di aree uniformi è chiamata raster e, esclusivamente in ambito digitale, tali aree uniformi sono chiamate pixel.
La risoluzione video è la risoluzione dell'immagine video. Più specificatamente è il numero di aree uniformi che compongono in senso orizzontale e in senso verticale il raster.
In ambito digitale, dove le aree uniformi del raster sono chiamate pixel, la risoluzione video è espressa in pixel. In ambito analogico invece la risoluzione video è espressa in linee, in rifermento al metodo di visualizzazione di un'immagine elettronica utilizzato in ambito analogico (in ambito analogico un'immagine elettronica viene visualizzata una linea orizzontale alla volta partendo dall'alto verso il basso).
Il numero di aree uniformi che compongono in senso orizzontale il raster di un'immagine video è chiamato risoluzione orizzontale. Mentre il numero di aree uniformi che compongono in senso verticale il raster di un'immagine video è chiamato risoluzione verticale.
Le aree uniformi che compongono il raster sono gli elementi base che compongono l'immagine video. Quindi più è alta la risoluzione video, più è alto il numero di elementi da cui è composta l'immagine video. E più è alto il numero di elementi da cui è composta l'immagine video, maggiore è la qualità dell'immagine video.
[modifica] Notazione della risoluzione video
La risoluzione di un segnale video analogico viene generalmente indicata con il numero di linee verticali. Un segnale analogico non ha un numero discreto di punti orizzontali, ma la sua risoluzione viene espressa in genere nel numero di linee risolvibili (per esempio, 250 o 350), che dipende fortemente del mezzo utilizzato per la trasmissione o la risoluzione, oppure in MHz, intesi come larghezza di banda del segnale di luminanza, secondo la relazione:
- 80 linee = 1 MHz
Va detto tuttavia che è di uso comune, anche se scorretto, riferirsi alla risoluzione in termini di pixel orizzontali per verticali, come si va con il video digitale, per maggiore semplicità. Inoltre, il sistema di codifica colore (NTSC, PAL, o SÉCAM) viene di solito usato come denominazione dello standard video completo: molto spesso anche su supporti digitali come il DVD viene indicato che il video è in formato PAL anche se, naturalmente, non c'è nessun video sul DVD registrato in questo formato.
La notazione che si usa per indicare la risoluzione video digitale è la seguente:
- A×B
dove A e B sono il numero di aree uniformi che compongono rispettivamente in senso orizzontale e in senso verticale il raster dell'immagine video.
Ad esempio il video usato negli standard televisivi digitali adottati in Italia ha 768 e 576 aree uniformi che compongono rispettivamente in senso orizzontale e in verticale il raster. Tale risoluzione video viene indicata con la notazione 768×576.
[modifica] Frequenza delle immagini
La frequenza delle immagini, anche chiamata frame rate, è il numero di immagini per unità di tempo che vengono visualizzate. Varia da sei a otto immagini al secondo (fps) per le vecchie macchine da presa a 120 o più per le nuove videocamere professionali. Gli standard PAL (Europa, Asia, Australia, etc.) e SECAM (Francia, Russia, parti dell'Africa etc.) hanno 25 fps, mentre l'NTSC (USA, Canada, Giappone, etc.) ha 29.97 fps. La pellicola ha una registrazione ad un frame rate minore, 24fps. Per raggiungere l'illusione di un' immagine in movimento il frame rate minimo è di circa 10 fotogrammi al secondo.
[modifica] Tipo di scansione delle immagini
Le immagini che compongono il video possono essere visualizzate secondo due metodologie diverse di scansione: la scansione interlacciata, anche chiamata interlacciamento (dall'inglese "interlace"), e la scansione progressiva (dall'inglese "progressive"). L'interlacciamento è stato creato come un metodo per ottenere una buona qualità di visualizzazione nelle limitazioni di una banda di segnale ristretta. Le linee di scansione orizzontali di ogni fotogramma interlacciato sono numerate consecutivamente e divise in due field: i "field dispari" che consistono nelle linee di numeri dispari, e i field pari, caratterizzati invece dalle linee di numeri pari. PAL, NTSC e SECAM sono per esempio dei formati interlacciati. Le sigle indicanti le risoluzioni video includono una lettera "i" per indicare che sono formati che sfruttano l'interlacciamento. Per esempio il formato video PAL è specificato molto spesso come 576i50. Il primo numero indica la risoluzione delle linee verticali, la lettera "i" indica l'interlacciamento, e il secondo numero indica 50 field (mezzi fotogrammi) al secondo
Nel sistema a scansione progressiva (tipica dei monitor per computer) si ha un aggiornamento continuo di tutte le linee dello schermo, con il risultato di una maggiore risoluzione, e una mancanza di vari artefatti che possono far "vibrare" parzialmente un'immagine ferma o con particolari combinazioni di colori e linee in finissima successione (effetto moiré)
La procedura della rimozione dell'interlacciamento (deinterlacing) viene usata per convertire segnali interlacciati (analogici, DVD, o satellitari) in modo che possano essere utilizzati da apparecchi a scansione progressiva (come televisori a cristalli liquidi, videoproiettori o pannelli al plasma). L'eliminazione dell'interlacciamento non può comunque ottenere una qualità video uguale a quella che offrono gli apparecchi a scansione progressiva in quanto la quantità di dati che il segnale contiene è pressoché la metà.
[modifica] Rapporto d'aspetto
Il rapporto d'aspetto, o aspect ratio, del video è la proporzione tra la larghezza e l'altezza dell'immagine video quindi delle singole immagini che compongono il video. Solitamente l'aspect ratio di uno schermo televisivo è 4:3 (o 1.33:1) (nota bene: dividendo la risoluzione orizzontale di 768 per la risoluzione verticale di 576 (PAL), si ottiene proprio 1,33). I televisori ad alta definizione usano un'aspect ratio di 16:9 (circa 1.78:1). L'aspect ratio di un frame di pellicola da 35 mm con colonna sonora (nota come "Academy standard") è circa 2.37:1.
[modifica] Altre caratteristiche del video
[modifica] Pixel aspect ratio
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Per approfondire, vedi la voce Pixel aspect ratio. |
Pare logico supporre che i singoli "punti" o pixel che compongono le immagini televisive siano quadrati, e invece si parla di "pixel rettangolari" proprio per definire quei formati che hanno un pixel aspect ratio diverso da uno. I due maggiori standard televisivi hanno infatti pixel aspect ratio di 1,066 (PAL) e 0,9 (NTSC). I monitor per computer hanno invece pixel aspect ratio quadrato.
L'aspect ratio deve essere particolarmente preso in considerazione quando si vogliono trasferire disegni realizzati con un programma grafico da PC in un video DV o PAL DVD.
Infatti un video PAL ha una risoluzione di 768x576 pixel mentre in DV o in PAL DVD vengono memorizzati 720x576 pixel; questo significa che in fase di visualizzazione in un TV i pixel verrano resi rettangolari (in orizzontale) per compensare i 48 pixel mancanti.
Se si disegna un cerchio con un programma di grafica su di un frame da 720x576 e poi si importa in un programma di montaggio, (render DV o PAL DVD 720x576 4:3) in un TV apparirà una ellisse.
Invece se si disegna un cerchio con un programma di grafica su di un frame da 768x576 e poi si importa in un programma di montaggio, (render DV o PAL DVD 720x576 4:3) in un TV apparirà correttamente un cerchio.
Per lo stesso motivo se si lavora in 16:9 il cerchio deve essere disegnato su di un frame da 1024x576, quando viene importato il programma di montaggio provvede a comprimerlo in orizzontale (render PAL DVD 720x576 16:9 anamorfico), in fase di visualizzazione l'apparecchio televisivo con schermo da 16:9 effetua uno zoom in orizzontale riportando il cerchio al suo aspetto originale.
[modifica] Descrizione
Il termine video si riferisce generalmente ai formati di archiviazione delle immagini in movimento: i formati video digitali, come DVD, QuickTime e MPEG-4, e videocassette analogiche, come VHS e Betamax. I video possono essere registrati e trasmessi attraverso vari media fisici: pellicole di celluloide da macchine da presa, segnali elettrici PAL o NTSC se registrati da videocamere, o media digitali come MPEG-4 o DV se registrati da videocamere digitali.
La qualità del video dipende essenzialmente dal metodi di registrazione e archiviazione. La televisione digitale (DTV) è un formato relativamente recente, con alta qualità ed è diventata lo standard per la televisione.
[modifica] Formati video
| Standard dei display video | Standard della connessione video |
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Supporti video analogici (vedi televisione analogica) |
Supporti video digitali (vedi video digitale) |
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Suporti a disco ottico |
Supporti digitali |
[modifica] Voci correlate
- Generalità
- Formati video
- Uso del video
[modifica] Altri progetti
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