Video digitale
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Per video digitale si intende una tipologia di sistema di registrazione video che utilizza una rappresentazione digitale, e non analogica, del segnale video. Questo termine generico non deve essere confuso con il nome DV, che indica uno specifico formato di video digitale indirizzato alla grande distribuzione.
Il video digitale è spesso registrato su cassetta e distribuito su dischi ottici, solitamente DVD. Ci sono comunque delle eccezioni, come le videocamere che registrano direttamente su DVD, videocamere Digital8 che codificano video digitale su cassette analogiche convenzionali, e alcune videocamere che registrano video digitale su hard disk.
Il successo del video digitale è basato sulla disponibilità di algoritmi di compressione video che si sono sviluppati fortemente a partire dagli anni '90.
Il video digitale è alla base dello sviluppo della televisione ad alta definizione che, sebbene sia nata alla fine degli anni ottanta come analogica, ha potuto diffondersi e divenire economicamente conveniente solo grazie alle tecniche di registrazione e trasmissione digitali.
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[modifica] Storia
Il video digitale è stato introdotto per la prima volta nel 1983 dal formato D-1 della Sony, che registrava un segnale video component non compresso a definizione standard in forma digitale anziché in forma analogica. A causa della sua costosità, il D-1 fu utilizzato principalmente da grandi network televisivi. In seguito sarebbe stato sostituito da sistemi più economici che utilizzavano dati compressi, come il famoso Digital Betacam della Sony, tuttora largamente usati come formato di registrazione dai grandi produttori televisivi.
Il video digitale di tipo amatoriale è apparso per la prima volta in forma di QuickTime, architettura della Apple Computer per formati di dati time-based e di streaming diffusasi in forma ancora grezza intorno al 1990. Inizialmente gli strumenti amatoriali di creazione dei contenuti erano grezzi e richiedevano la digitalizzazione di una sorgente video analogica in un formato che potesse essere elaborato dai computer. Il video digitale amatoriale migliorò rapidamente la sua bassa qualità iniziale, dapprima con l'introduzione di standard di riproduzione come il MPEG-1 e il MPEG-2 (adottati per l'utilizzo in trasmissioni televisive e video su DVD), e in seguito con l'introduzione del formato di cassette DV. Quest'ultimo permise la registrazione diretta in digitale e semplificò il processo di montaggio, consentendo la diffusione di sistemi completi di non-linear video editing su computer desktop.
[modifica] Panoramica tecnica
Le videocamere si dividono in due differenti formati di memorizzazione delle immagini: interlacciato e a scansione progressiva. Le videocamere interlacciate registrano l'immagine alternando set di righe: vengono scansionate prima le righe di numero dispari , poi le righe di numero pari, poi di nuovo quelle di numero dispari, e così via. Un set di righe pari o dispari è chiamato "campo" e una coppia di due campi consecutivi di parità opposta è chiamata fotogramma.
Una videocamera digitale a scansione progressiva, invece, registra ogni fotogramma singolarmente, mediante due campi identici. Quindi, quando entrambi operano allo stesso numero di fotogrammi al secondo, il video interlacciato cattura un numero doppio di campi al secondo rispetto al video progressivo.
La pellicola cinematografica standard come la 16mm e la 35mm registra a 24 o 25 fotogrammi al secondo. Per il video ci sono due frequenze standard: NTSC e PAL, che filmano rispettivamente a 30/1,001 (circa 29,97) fotogrammi al secondo e 25 fotogrammi al secondo.
Il video digitale può essere copiato senza perdita in qualità. Non importa per quanti passaggi una sorgente digitale venga copiata poiché il video si mantiene sempre identico al materiale digitale originale.
L'elaborazione e il montaggio del video digitale avviene tramite non-linear editing station, dispositivi costruiti esclusivamente per montare video e audio. Queste macchine possono frequentemente importare materiale sia da una sorgente analogica che digitale, ma non sono predisposte per poter fare altro oltre al montaggio. Il video digitale può inoltre essere montato su un personal computer dotato del software e dell'hardware appropriato. Nel mercato degli editor non lineari professionali è molto conosciuto il software e l'hardware Avid, oltre a Final Cut Pro della Apple e Adobe Premiere Pro.
I software di montaggio richiedono generalmente ampio spazio su disco. Il video digitale a compressione standard DV/DVCPRO occupa circa 250 megabyte per minuto o 13 gigabyte per ora. In base alle sue caratteristiche però, il video digitale ha un costo significamente basso rispetto alla pellicola 35mm, poiché le sue cassete possono essere visionate senza sviluppo e il loro costo è relativamente basso (3€ per una cassetta MiniDV da 60 minuti, prezzo a dicembre 2006). La pellicola 35mm costa circa 1000€ al minuto, incluso lo sviluppo.
Il video digitale è usato largamente al di fuori della cinematografia. La Televisione digitale (incluso la HDTV ad altà qualità) ha iniziato a diffondersi in molti paesi sviluppati nei primi anni 2000. Il video digitale è inoltre utilizzato nei moderni telefoni cellulari, nei sistemi di videoconferenza e nella distribuzione di media via Internet, come lo streaming video e la distribuzione peer-to-peer.
Esistono molti tipi di compressione video per la diffusione di video attraverso internet e media come i DVD. Alcuni dei codec più diffusi sono MPEG-2, MPEG-4, Real Video, Windows Media Video e il più recente H.264. Probabilmente i formati più utilizzati per la diffusione di video attraverso internet sono MPEG-4 e WMV, mentre MPEG-2 è usato quasi esclusivamente per i DVD.
Al 2005, la risoluzione più alta realizzata con un video digitale è di 33 megapixel (7680 x 4320) a 60 fotogrammi al secondo (nel formato UHDV), anche se soltanto in un test di laboratorio. La velocità più alta è ottenuta da videocamere ad alta velocità in ambito industriale e scientifico, le quali sono capaci di filmare video di risoluzione 1024 x 1024 con un milione di fotogrammi al secondo per brevi periodi di registrazione.
[modifica] Interfacce/Cavi
Per soddisfare i requisiti di trasferimento dei video digitali non compressi (di circa 400 Mbit/s) sono state realizzate interfacce specifiche:
- Serial Digital Interface
- FireWire
- HDMI
- Digital Visual Interface
- Unified Display Interface
- DisplayPort
[modifica] Formati di memorizzazione
[modifica] Codifica
Tutti i formati correnti elencati di seguito sono basati su PCM.
- CCIR 601 — usato per le stazioni di trasmissione
- MPEG-4 — diffuso nella distribuzione online e nella registrazione di video su memoria flash
- MPEG-2 — diffuso per DVDs e Super-VCD e impiegato nella trasmissione video digitale DVB
- MPEG-1 — diffuso per VCD
- H.261
- H.263
- H.264 — conosciuto anche come MPEG-4 Part 10 o AVC Impiegato per HD DVD e Blu-ray Disc
- Theora — standardizzato ma ancora in sviluppo
[modifica] Cassette
- Betacam, BetacamSP, Betacam SX, Betacam IMX, Digital Betacam — sistemi video commerciali di Sony, basati originalmente su tecnologia Betamax
- VIDEO 2000 (Grundig e Philips) comparso negli anni' 80 aveva la caratteristica di poter essere registrato su entrambi i lati (come le cassette audio). La registrazione generava una traccia che veniva seguita nel'avanzamento veloce , nel rallentatore e nel fermo immagine dando immagini senza disturbi
- D1, D2, D3, D5, D9 o Digital-S — vari standard per video digitali commerciali definiti dalla SMPTE
- DV, MiniDV — diffusi nella maggior parte delle videocamere a cassette di larga distribuzione; progettato per video ad alta qualità facile da montare; possono anche registrare dati in alta-definizione (HDV) in formato MPEG-2
- DVCAM, DVCPRO — diffusi nelle operazioni di trasmissione professionali; simili al DV e compatibili con esso, offrono miglior trattamento dell'audio
- Digital8 — dati in formato DV registrati su cassette compatibili Hi8; formato diffuso nell'uso amatoriale
- MicroMV — dati in formato MPEG-2 registrati su cassette di dimensioni molto ridotte; in disuso
- D-VHS — dati in formato MPEG-2 registrati su cassette simili alla S-VHS
[modifica] Dischi ottici
- Video CD (VCD)
- DVD
- HD DVD
- Blu-ray Disc
- Sony ProDATA
