Videokuvan kuvasuhteet

Kuvasuhteista puhutaan paljon laajakuvatelevision yhteydessä. Asia ei ole aivan yksinkertainen. Monia termejä käytetään epätarkasti ja ihmsillä on monesti vääriä käsityksiä asioista. Asiaa selkeyttää huomattavasti jos ymmärtää nämä kaksi kuvasuhdetta; itse kuvan ja lähetteen/tallenteen.

Koska aiheesta on uodostunut FAQ, niin tässä alustava FAQ tästäkin aiheesta.

Mitä on laajakuva ?

"Widescreen"-termi on perinteisesti tarkoittanut itse kuvan kuvasuhdetta joka on leveämpi kuin academy aperture tai 4:3. Termiä käytettiin paljon esim. vhs:lla ja laser disceissä, joiden tallennuskuvasuhde oli aina 4:3. Widescreeniä ovat esim. kuvasuhteet 1.66, 1.78, 1.85, 2.2 ja 2.39.

Mitä on anamorfinen kuva?

Yksinkertaistetusti: "Anamorfinen" videopuolella taas tarkoittaa aina tallenteen tai lähetteen kuvasuhdetta, joka poikkeuksetta on 16:9. Eli anamorfinen 16:9 == aito 16:9 == 16:9

kun kuvataan 16:9-ohjelmaa 16:9-kalustolla, lähetetään se anamorfisena 16:9:nä ja katsellaan 16:9-ruudulta, kukaan ei venytä, vanuta eikä kutista mitään missään. Kaikki on juuri niinkuin on tarkoitettu.

4:3-kuvan kuvasuhde on 4:3. 13,5MHz:n näytteistyksellä tälle "aktiivisen kuvan" alueelle tulee resoluutiota 702x576.

Anamorfisuutta analogisessa televisiossa voisi mieltää vaikka siten, että ajatellaan perinteistä kameraputkea. Siinä voidaan säätää pystypoikkeutusta pienemmäksi jostain potikasta ja kunhan vastaanottopäässä tehdään potikalla samansuuruinen säätö kuvaputken päässä, jolloin myös kuva litistyy vastaavasti ja kuvattavat ympyrät näkyvät edelleen ympyröinä yms. Mihinkään muuhun parametriin ei koko TV-järjestelmässä tarvitse koskea, eli esim. videokaistaleveys pysyy samana (meillä 5 MHz). Siis ainoastaan näihin kahteen potikkaan kosketaan ja olisi toivottavaa, että kumpaakin säädetään yhtä paljon ja vielä samanaikaisesti.

Tämä säätö voisi olla täysin portaatonkin, jolloin voitaisiin välittää kaikki kuvasuhteet (vaikka 2.35:1) ilman että kaistaleveyttä tärvättäisiin mustiin palkkeihin. Käytännössä ainoastaan 16:9 kuvasuhde on käytössä.

Jos joku toinen vastaanottaa samaa signaalia sillä aikaa kun kameran pystypoikkeutuksen potikkaa ruuvataan eikä vastaanottimen säädölle tehdä mitään, silloinhan kuva säilyy koko ajan koko ruudun kokoisena (signaalin rakennehan ei muuttunut miksikään), mutta pystysuunnassa tapahtuu zoomaantumista ja ympyrät muuttuvat pystyssä oleviksi soikioiksi.

Itse asiassa tuollainen portaaton zoomaus yhteen suuntaan olisi ihan näppärä ominaisuus, jolloin kaikki kuvaformaatit voisi lähettää hyödyntäen kaikkia pikseleitä ja jättä vastaanottopään tehtäväksi miten kuvan saa parhaiten mahtumaan kulloiseenkin näyttölaitteeseen, sillä ainoastaan vastaanottopäässä tiedetään, minkämuotoinen näyttölaite on perässä.

From: Pentti Lajunen 
Subject: Re: Lisäyspyyntö tulevaan anamorfis-FAQ:iin
Newsgroups: sfnet.viestinta.tv,sfnet.viestinta.tv.digi
Date: Tue, 11 Oct 2005 18:09:22 +0300
Organization: Helsinki University of Technology, Finland

Pentti Lajunen  writes:
> "Antti Panula"  writes:
>> Sain, yllätys yllätys, Viasatilta sähköpostin jossa vastattiin kysymykseeni
>> anamorfisista lähetyksistä. Alla sitaatti.
>>
>> "Elikkä anamorfisuus sisältöna ei tarkoita laajakuvalähetystä vaan kuvan
>> manipuolintitekniikka, jota käytetään laajakuvaohjelmien lähettämiseksi
>> analoogisessa tv-verkossa."
>>
>> Huomatkaa että vastaaja Silver Mäki kertoo anamorfisuuden olevan
>> analoogisessa verkossa tapahtuvaa lähetystekniikkaa :)
>
> No niinhän se tavallaan onkin. Jos kuvaa ei tarvitsisi pursottaa
> PAL-tuubin läpi, ei tuolle olisi mitään tarvetta. Kuvan
> litistämisellä kikkaileminen on vain ainoa keino jolla
> 16x9 kuvan saa menemään läpi. Koskee myös DVD-levyjä, joita
> joudutaan katsomaan vanhanaikaisilla näyttölaitteilla.

Filmipuolella PAL/NTSC:n vastine on 100-vuotias 35-millinen filmiformaatti,
joka ei sellaisenaan taipunut skooppikuvan esittämiseen, jolloin
jouduttiin kikkailemaan kuvan litistämisellä. Formaattien pitkäikäisyyden
nimeen vannovat jumaloivat tuota filmiformaattia, mutta yhteensopivuuden
hintana on, jälleen kerran, kompromissit kuvanlaadussa ja kuvaustekniikassa.

From: Mika Iisakkila 
Subject: Re: Laajakuvalähetyksen symbolinopeus
Newsgroups: sfnet.viestinta.tv.digi
Date: Wed, 05 Oct 2005 18:02:25 +0300
Organization: TDC Song Internet Services

Harri Inkinen  writes:
> Hyvä kysymys. Näin äkkiseltään ilman kirjatietoa voisi kuvitella, että
> anamorfinen tarkoittaa sellaista kuvaa, joka lähetetään tietyssä
> kuvasuhteessa, ja jota pitää venyttää sivusuunnassa sen mukaan, mille
> kuvasuhteelle se on "anamorfisoitu". Anamorfinen kuva voi olla vaikka se
> 16:9 tai vaikka 25000:9, venytyksen pituus on vain eri. Tämä on tietysti
> täysin epätieteellinen maalaisjärjellä päätelty arvaus, joka ei
> varmaankaan pidä kuin korkeintaan osittain paikkaansa.

Kyllä se näin on (paitsi että voisi se olla toiseenkin suuntaan
anamorfinen).

Jospa tämä selviäisi, kun palataan ihan juurille asti. "Anamorphosis"
on tietenkin kreikkaa, ja tarkoittaa suunnilleen "muunnosta" tai
"uudelleenmuotoilua" (ei pidä sekoittaa metamorfoosiin, joka on
olomuodon muutos). Taiteessakin on käsite anamorfoosi, joka
tarkoittaa teosta, jota pitää katsoa tietystä mahdollisesti hyvinkin
vinosta kulmasta, tietynlaisen vääristävän peilin kautta, tms, ennen
kuin teoksen sisältö aukeaa. Tutumpi esimerkki anamorfoosista voisi
olla vaikkapa formularatojen viheralueilla maata myöten olevat
mainokset, jotka näkyvät "oikein" kaukaa kuvattuna, tai
bussikaistoille maalatut pystysuunnassa venytetyt "BUS" -tekstit.

Nyt päästään jo filmiin. Perinteisesti kamerassa suoraan edestä
kuvattu neliö kuvautuu myös filmille neliönä. Tämä on siis normaalia,
ei-anamorfista kuvausta. Jossain vaiheessa joku keksi haluta kuvata
sille samalle filmille, jossa ruutukoko siis säilyy samana,
laajakuvaisempaa materiaalia hukkaamatta filmiä tai erottelukykyä (ei
puhuta resoluutiosta, koska se on enemmän diskreetin maailman
asioita). Koska filmin rakeet tai filmi itse eivät osaa venyä eivätkä
vanua minnekään, tämä saadaan aikaan anamorfisella linssillä, joka
vääristää kuvaa siten, että se samainen reaalimaailman neliö
kuvautuukin filmiruudulle sivusuunnassa kapeampana. Projektorissa on
sitten vastaavanlainen linssi, joka venyttää kuvan ennalleen
luonnolliseksi. Meillä on siis anamorfinen teos siinä filmiruudulla,
sillä se kuvaa muunnettua ulkomaailmaa; tarkemmin siten, että
pystysuunnassa milli filmillä kuvautuu luonnossa erimittaiseksi
asiaksi kuin vaakasuuntainen milli filmillä.

Mukana vielä? Tässä vaiheessa siis "anamorfinen kuva" = "muussa kuin
median luonnollisessa kuvasuhteessa tallennettu kuva". Ihan siitä
riippumatta mitä se kuva sisältää, vaikka siinä sattuisi esimerkiksi
olemaan musta kaistale ylä- ja alareunoissa.

Nyt päästään siihen, mitä olen Antille yrittänyt ilmeisen huonolla
menestyksellä selittää. Televisiolähete on abstrakti asia, jolla ei
ole luonnollista kuvasuhdetta, johon voitaisiin vedota. Analogisessa
televisiossa ei edes ole vaakasuunnassa mitään pikseliresoluutiota,
koska kyseessä on jatkuva signaali, pystysuunta sen sijaan on
diskreetti (576 näkyvää juovaa täkäläisessä standardissa). Koska iät
ja ajat on käytetty tätä kuvaformaattia 4:3 -ruudussa, on nyt
sovittu, että se on tämä "median luonnollinen kuvasuhde".

Sitten tulee kuvaan digitaalitekniikka. Silloin on vaakasuunnallekin
sovittava joku resoluutio. Syistä, joihin en nyt harhaudu,
näytteistystaajuudeksi on sovittu 13.5 MHz, mistä tulee kuvan näkyvän
osan leveydeksi 720 pikseliä per juova. Saamme siis "luonnollisen"
4:3-kuvan resoluutioksi 720x576 (mm. DVB:ssä on muitakin mahdollisia
resoluutioita, mutta ei sotketa tätä asiaa enää sillä). Vaikka tästä
ei synnykään aivan neliönmuotoisia pikseleitä, sillä ei ole mitään
väliä ohjelmanvälityksen kannalta, vaan asian hoitaminen on täysin
kuvan muodostavan laitteen ja näyttölaitteen harteilla.

Siis: televisiokuvan luonnollinen kuvasuhde on tuo edellämainittu. Kun
4:3-kamera kuvaa normaalilla linssillä ja televisio lääppii tuotoksen
4:3-muotoiselle putkelle täyskokoisena em. resoluutiolla, neliö
on neliö.

Lopulta pääsemme siihen anamorfisuuteen television tapauksessa.
Anamorfinen lähete poikkeaa tuosta em. riippuvuudesta reaalimaailman
neliön ja pysty- ja vaakaresoluutioiden välillä (sivuhuomiona
digitaalisen televisiokuvan katselemisen osalta jo neliöpikselinen
näyttölaite on anamorfinen, koska se ei näytä neliötä neliönä).

Päämääränä oli siis saada tuota 4:3:sta laajakuvaisempaa tavaraa
siirrettyä olemassaolevissa laitteistoissa ja järjestelmissä
hukkaamatta resoluutiota. Täsmälleen samoin kuin sen aiemman
filmiruudun tapauksessa, tämä voidaan tehdä siten, että
pystyresoluutio käytetään kokonaan, mutta vaakasuuntaa "kutistetaan"
siten, että reaalimaailman 16:9-suhteinen viipale kuvautuu tuohon
4:3-ruutuun. Jälleen kerran reaalimaailman neliö kuvautuu sivusuunnassa
kavennettuna verrattuna "luonnolliseen" tapaukseen -> anamorfinen kuva.
Ja samoin jälleen kerran, tämän tapauksen anamorfisuus ei riipu
mitenkään siitä, mitä kuvan sisältö on: siinä voi olla esimerkiksi
mustat kaistaleet ylä- ja alareunassa.

> Perinteisesti näin. Vähänkään uudemmissa (<10v.) töllöissä luulisi olevan
> ominaisuus, jolla anamorfinen laajakuva puristetaan pystysuunnassa niin,
> että se näyttää 4:3 -ruudulla hyvältä.

Näin on. Ainoa syy lähettää enää mitään 16:9-ohjelmaa valmiiksi
letterboksattuna ovat juuri ne vanhat televisiot. Digipuolella näin ei
tarvitse tehdäkään, sillä digiboksi osaa tarvittaessa tehdä tuon
television puolesta. Lopputuloksen pystyresoluutio kärsii silloin,
mutta onpahan oikeanmuotoinen kuva. Lopputulemana siis laajakuvaohjelmat
(tarkoittaen tässä yhteydessä siis ei-4:3 -kuvasuhteella tehtyjä)
lähetetään lähes poikkeuksetta analogisilla kanavilla letterboksattuna
4:3-muotoon ja digikanavilla jo kiitettävän usein aitona, ANAMORFISENA
16:9:nä. Jälleen kerran aivan riippumatta siitä, onko alkuperäisen
materiaalin kuvasuhde juuri se 16:9, vai filmin tapauksessa jotain
vielä leveämpää, jolloin 16:9-töllössäkin joko näkyy mustat palkit
(letterboksattu kuva) tai vain sivusuunnassa osa alkup. filmiruudusta
(pan & scan). Puhtaassa televisiotuotannossa ei tehdä mitään muuta
kuin 4:3:a tai 16:9:ä, jolloin asia on vähän yksinkertaisempi; palkit
ovat joko pysty- tai vaakareunoissa tai ei kummassakaan, siitä
riippuen kumpi on lähetyksen kuvasuhde ja onko se sama kuin töllön.

(toivottavasti kenenkään ei tarvitse tähän väliin ryhtyä ainakaan
ääneen näsäviisastelemaan pätkistä, joissa mustia palkkeja käytetään
tehokeinona)

>> Eli oikeasti mustien palkkien olemassaolo ei välttämättä kerro mitään
>> kuvan anamorfisuudesta, vaan ainoastaan lähetteen kuvasuhteesta?

Joo ei. Tai siis tarkennettuna sen kuvan, jota lähetetään,
kuvasuhteesta. Jos esitettävän kuvan kuvasuhde on enemmän kuin
lähetteen, tulee palkit. Kotonakin tarvitaan sitten vielä
palkkien lisäys, jos esityslaitteen kuvasuhde on eri kuin lähetteen.
Näistä saisi tehtyä jonkin hienon matriisiesityksen...

Nyt minulta alkaa loppua eväät vielä selkeämpään asian esittämiseen,
joten toivottavasti edes joku sai tästä jotain irti :-)
--
http://www.hut.fi/u/iisakkil/           --Foo.

From: "Jukka Aho" 
Subject: Re: Laajakuvalähetyksen symbolinopeus
Newsgroups: sfnet.viestinta.tv.digi
Date: Wed, 5 Oct 2005 18:32:42 +0300
Organization: Saunalahti Customer

Mika Iisakkila wrote:

> näytteistystaajuudeksi on sovittu 13.5 MHz, mistä tulee kuvan
> näkyvän osan leveydeksi 720 pikseliä per juova. Saamme siis
> "luonnollisen" 4:3-kuvan resoluutioksi 720x576

Nitpick: 702×576 (52 µs.)

Digivideovehkeet kuitenkin tallentavat käytännön syistä hiukan
leveämmän kuva-alan kuin mikä olisi tasan jämpti 4:3 tai 16:9, ja
näitä leveämpiä kuva-aloja on vieläpä kaksi erilaista, jolloin
päästään sellaisiin monista yhteyksistä tuttuihin resoluutioihin kuin
704×576 ja 720×576.

--
znark

From: toke lahti 
Subject: Re: Laajakuvalähetyksen symbolinopeus
Newsgroups: sfnet.viestinta.tv.digi
Date: Thu, 06 Oct 2005 01:09:23 +0300
Organization: Saunalahti Customer

On 5.10.2005 18:32, Jukka Aho wrote:
> Mika Iisakkila wrote:
>> näytteistystaajuudeksi on sovittu 13.5 MHz, mistä tulee kuvan
>> näkyvän osan leveydeksi 720 pikseliä per juova. Saamme siis
>> "luonnollisen" 4:3-kuvan resoluutioksi 720x576
> Nitpick: 702×576 (52 µs.)
> Digivideovehkeet kuitenkin tallentavat käytännön syistä hiukan
> leveämmän kuva-alan kuin mikä olisi tasan jämpti 4:3 tai 16:9, ja
> näitä leveämpiä kuva-aloja on vieläpä kaksi erilaista, jolloin
> päästään sellaisiin monista yhteyksistä tuttuihin resoluutioihin
> kuin 704×576 ja 720×576.

Tällä lisäyksellä Mikan selitys on korkeaa FAQ-laatua.
Sen kun joku laittais esille jonnekin, niin siihen vois aina viitata.

Friikit voivat sitten jatkaa määrittelyä esim. uusien hd-kameroiden
non-sq-pixel-kennojen pohjalta.
Eli kun lähtökohta on non-sq, niin non-sq lopputulos, mitä
näyttölaitteelta katsotaan ei sitten olisikaan enää "anamorfinen" ;-O
Ja saman voi sitten johtaa ihan sd-tason pal-kameraankin eli
ei-neliömäinen pikseli ei aina tarkoita anamorfisuutta...

Anmorfinen televisiossa ?

Vanhat 1960-1980 luvun 4:3 vastaanottimet eivät kykene näyttämään anamorfista kuvaa oikeassa muodossa. Ihmisistä tulee langanlaihoja tikkuja.

Vain uusimmat 4:3 televisiot ja kaikki 16:9 televisiot osaavat esittää anamorfisen kuvan oikeassa muodossa.

1990-luvun 4:3 vastaanottimista vain kalleimmissa huippumalleissa on anamorfisen kuvan tuki.

Analogiset tv-lähetykset eivät käytä anamorfista kuvaa jotta yhteensopivuus 1960-1980 luvun vastaanottimiin malleihin säilyisi.

Onko eri kuvasuhteille selkeitä merkintöjä ?

16 indicates a widescreen picture (16:9) Letterboxed into a 12:9 (4:3) frame
12P16 - a 4:3 picture pillarboxed into a 16:9 frame
14L12 - 14:9 picture (probably cropped from 16:9) letterboxed into 4:3
14P16 - e.g. 4:3 news feeds cropped to 14:9 and shoved in a 16:9 frame
12F12 - full 4:3 frame
16F16 - full 16:9 frame

Nuo kun opettelee ja niitä johdonmukaisesti käyttää, niin ei tarvitse arvuutella, mistä toinen puhuu.

Palautetta tästä sivusta voi lähettää palautekaavakkeella.

Takaisin hakemistoon