Λύσεις ερωτήσεων ασκήσεων 25-27 (σελ. 145, 153, 158) – ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Εργαστήριο Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων ασκήσεων 25-27

Πλήρεις λύσεις και των έξι ερωτήσεων των ασκήσεων 25 έως 27 — η σχέση βαθμού συμπίεσης και ρυθμού μεταφοράς δεδομένων και η δυνατότητα σύλληψης βίντεο χωρίς ίχνος ήχου, η σημασία της συμπίεσης κατά την εισαγωγή στον υπολογιστή και η επίδραση του μεγέθους πλαισίου στο μέγεθος του αρχείου, καθώς και η διάκριση ανάμεσα σε βάση χρόνου και ταχύτητα πλαισίων και η ταύτιση ανάλυσης και μεγέθους πλαισίου.

Άσκηση 25η · Ερώτηση 1 — Σχέση βαθμού συμπίεσης και ρυθμού μεταφοράς δεδομένων

Ερώτηση: 1. Όταν αυξάνουμε το βαθμό συμπίεσης του βίντεο, που συλλαμβάνουμε, Ερωτήσεις αυξάνει και ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων (data rate) ή όχι; Αιτιολογήστε την απάντησή σας

Απάντηση:

• Η απάντηση: όχι — ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων μειώνεται. Τα δύο μεγέθη είναι αντιστρόφως ανάλογα.

  Η αιτιολόγηση (σελ. 147): η συμπίεση με τον τρόπο αυτό επιτρέπει χαμηλές ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και αρχεία με μικρότερο μέγεθος — η ίδια η λειτουργία της συμπίεσης είναι να περιγράψει την ίδια πληροφορία με λιγότερα bit, οπότε λιγότερα bit ανά δευτερόλεπτο χρειάζεται να γραφτούν στον δίσκο.

    ΒΑΘΜΟΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ↑   ⇒   DATA RATE ↓   ⇒   μέγεθος αρχείου ↓
                                            ⇒   ποιότητα εικόνας ↓
  
    Ασυμπίεστο PAL:  ≈ 22,1 MB/s  (σελ. 147)
    MPEG 1:          1,2 Mbps      (σελ. 148)
    MPEG 2:          4 έως 100 Mbps

  Η επιβεβαίωση από τις ίδιες τις ρυθμίσεις της άσκησης (σελ. 143): το λογισμικό παρουσιάζει τα δύο μεγέθη ως ένα και το αυτό — Ρυθμό δεδομένων / Βαθμό συμπίεσης, π.χ. 256kbit/s, 1.15Mbit/s, 2.4Mbit/s. Δηλαδή επιλέγοντας χαμηλότερο ρυθμό δεδομένων επιλέγουμε ταυτόχρονα μεγαλύτερο βαθμό συμπίεσης.

  Τι κερδίζουμε και τι χάνουμε (σελ. 147): Κερδίζουμε: αρχεία με μικρότερο μέγεθος και ταχύτητα μεταφοράς που ο υπολογιστής αντέχει — αλλιώς δημιουργούνται προβλήματα, όπως π.χ. πλαίσια, που χάνονται. Χάνουμε: υποβαθμίζεται η ποιότητα του σήματος, αφού οι αλγόριθμοι είναι απωλεστικοί.

  Ο κίνδυνος της υπερβολής και προς τις δύο κατευθύνσεις (σελ. 147): αν εφαρμόσουμε μικρή συμπίεση, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μπορεί να είναι πολύ υψηλή και ο υπολογιστής να μην μπορεί να την ανεχθεί… Ενώ, αν εφαρμόσουμε μεγάλη συμπίεση, θα μειωθεί σε μεγάλο βαθμό η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων και έτσι, αφ' ενός μεν δεν θα μπορούμε να εκμεταλλευθούμε τις δυνατότητες του υπολογιστή και αφ' ετέρου η ποιότητα της εικόνας μπορεί να μειωθεί χωρίς λόγο. Το κριτήριο επιλογής: ο βαθμός συμπίεσης πρέπει να είναι ο μικρότερος που ο σκληρός δίσκος αντέχει — για NTSC (σελ. 141) απαιτείται ρυθμός δεδομένων 3MB/s, άρα ο βαθμός συμπίεσης ρυθμίζεται ώστε το τελικό data rate να μην ξεπερνά αυτή την τιμή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, όταν αυξάνουμε τον βαθμό συμπίεσης ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων μειώνεται· τα δύο μεγέθη είναι αντιστρόφως ανάλογα. Η αιτιολόγηση βρίσκεται στην ίδια τη λειτουργία της συμπίεσης, η οποία περιγράφει την ίδια πληροφορία με λιγότερα bit, οπότε λιγότερα bit ανά δευτερόλεπτο χρειάζεται να γραφτούν στον δίσκο· το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι η απωλεστική συμπίεση επιτρέπει χαμηλές ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και αρχεία με μικρότερο μέγεθος. Το επιβεβαιώνουν και οι ίδιες οι ρυθμίσεις του λογισμικού σύλληψης, όπου ο ρυθμός δεδομένων και ο βαθμός συμπίεσης παρουσιάζονται ως ένα και το αυτό μέγεθος, με τιμές όπως διακόσια πενήντα έξι kilobit, ένα κόμμα δεκαπέντε megabit ή δύο κόμμα τέσσερα megabit ανά δευτερόλεπτο: επιλέγοντας χαμηλότερο ρυθμό δεδομένων επιλέγουμε μεγαλύτερη συμπίεση. Κερδίζουμε μικρότερα αρχεία και ταχύτητα που ο υπολογιστής αντέχει, χάνουμε όμως σε ποιότητα, αφού οι αλγόριθμοι είναι απωλεστικοί. Η επιλογή πρέπει να είναι ισορροπημένη: με πολύ μικρή συμπίεση ο υπολογιστής δεν προλαβαίνει και χάνονται πλαίσια, ενώ με πολύ μεγάλη η ποιότητα μειώνεται χωρίς λόγο. Πρακτικά επιλέγουμε τον μικρότερο βαθμό συμπίεσης που αντέχει ο σκληρός δίσκος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 25η · Ερώτηση 2 — Σύλληψη βίντεο χωρίς το ίχνος ήχου

Ερώτηση: 2. Μπορούμε να συλλάβουμε βίντεο σήμα χωρίς το ίχνος ήχου, που το συνοδεύει;

Απάντηση:

• Η απάντηση: ναι, μπορούμε — η εικόνα και ο ήχος αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστά ίχνη με ανεξάρτητες ρυθμίσεις.

  Η τεκμηρίωση από τις ρυθμίσεις της άσκησης (σελ. 143-144): το παράθυρο ρυθμίσεων ζητά χωριστά τα δύο σκέλη — πρώτα επιλέξτε ποιότητα σύλληψης του βίντεο σήματος, δηλαδή Μέγεθος πλαισίου… Ρυθμό δεδομένων / Βαθμό συμπίεσης… Ρυθμό πλαισίων και μετά επιλέξτε ποιότητα ήχου, δηλαδή Δειγματοληψία, π.χ. 22,05kHz, 44,1 kHz, Αριθμό ψηφίων κβάντισης, π.χ. 8, 16 bit, Αριθμό καναλιών, π.χ. Mono, Stereo. Και από το λογισμικό μοντάζ (σελ. 149): ενεργοποιείστε τη δυνατότητα σύλληψης βίντεο (Capture Video) κάνοντας κλικ στο τετραγωνάκι, για να εμφανισθεί το γράμμα X — υπάρχει δηλαδή ξεχωριστός διακόπτης για την εικόνα, και αντίστοιχος για τον ήχο, ώστε να ενεργοποιείται μόνο ό,τι θέλουμε.

    ΠΗΓΗ ──┬── ΙΧΝΟΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ──[Capture Video ✔]──► αρχείο
           └── ΙΧΝΟΣ ΗΧΟΥ    ──[Capture Audio ✘]──► (δεν γράφεται)

  Πότε το θέλουμε: Όταν ο ήχος θα αντικατασταθεί εξ ολοκλήρου — π.χ. με μουσική υπόκρουση ή με αφήγηση, όπως στο μοντάζ της άσκησης 27 (σελ. 161): επιλέξτε το αρχείο ήχου Music.aif στο παράθυρο του έργου και τοποθετείστε το στο κανάλι Audio 1. Όταν θέλουμε να εξοικονομήσουμε χώρο και ρυθμό δεδομένων — ο ήχος 44,1 kHz / 16 bit / stereo προσθέτει περίπου 1,4 Mbit/s. Όταν η πηγή δεν έχει καθόλου ήχο (π.χ. βουβό αρχειακό υλικό ή σήμα από κάμερα παρακολούθησης). Όταν ο ήχος θα ηχογραφηθεί ξεχωριστά, με καλύτερο μικρόφωνο και ανεξάρτητο καταγραφέα (πρακτική διπλού συστήματος).

  Η προϋπόθεση: η κάρτα σύλληψης και το λογισμικό πρέπει να επιτρέπουν την ανεξάρτητη επιλογή — κάτι που ισχύει στα προγράμματα της άσκησης, αφού ο ήχος έχει δικές του ρυθμίσεις δειγματοληψίας, κβάντισης και καναλιών. Το αντίστροφο ισχύει επίσης: μπορούμε να συλλάβουμε μόνο ήχο, όπως ακριβώς στις ασκήσεις 14 και 15 (σελ. 81-91), όπου ο ήχος εγγράφεται στον σκληρό δίσκο χωρίς καμία εικόνα. Σημείωση για τον συγχρονισμό: αν ο ήχος συλληφθεί χωριστά, πρέπει στη συνέχεια να συγχρονιστεί με την εικόνα στο μοντάζ — γι' αυτό στα επαγγελματικά γυρίσματα χρησιμοποιείται κλακέτα ή κώδικας χρόνου (Time code), όπως ο συγχρονιστής (Time code) που αναφέρεται ήδη στα υλικά της άσκησης 5 (σελ. 39).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, μπορούμε. Η εικόνα και ο ήχος αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστά ίχνη με ανεξάρτητες ρυθμίσεις, όπως φαίνεται από το ίδιο το παράθυρο ρυθμίσεων της άσκησης, το οποίο ζητά χωριστά την ποιότητα σύλληψης του βίντεο, δηλαδή μέγεθος πλαισίου, ρυθμό δεδομένων και ρυθμό πλαισίων, και χωριστά την ποιότητα του ήχου, δηλαδή δειγματοληψία, αριθμό ψηφίων κβάντισης και αριθμό καναλιών. Στο λογισμικό μοντάζ υπάρχει μάλιστα ξεχωριστό πλαίσιο ελέγχου για την ενεργοποίηση της σύλληψης βίντεο, με αντίστοιχο για τον ήχο, ώστε να ενεργοποιείται μόνο ό,τι θέλουμε. Η δυνατότητα αυτή χρησιμεύει όταν ο ήχος θα αντικατασταθεί εξ ολοκλήρου από μουσική υπόκρουση ή αφήγηση, όταν θέλουμε να εξοικονομήσουμε χώρο και ρυθμό δεδομένων, αφού ο στερεοφωνικός ήχος υψηλής ποιότητας προσθέτει περίπου ενάμιση megabit ανά δευτερόλεπτο, όταν η πηγή δεν έχει καθόλου ήχο, και όταν ο ήχος ηχογραφείται ξεχωριστά με καλύτερο μικρόφωνο. Το αντίστροφο ισχύει επίσης, δηλαδή μπορούμε να συλλάβουμε μόνο ήχο, όπως γίνεται στις ασκήσεις εγγραφής ήχου σε σκληρό δίσκο. Αν πάντως ο ήχος συλληφθεί χωριστά, πρέπει στη συνέχεια να συγχρονιστεί με την εικόνα, γι' αυτό χρησιμοποιείται κλακέτα ή κώδικας χρόνου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 26η · Ερώτηση 1 — Γιατί είναι σημαντική η συμπίεση κατά την εισαγωγή στον υπολογιστή

Ερώτηση: 1. Γιατί είναι σημαντική η συμπίεση του βίντεο σήματος κατά την εισαγωγή Ερωτήσεις του στον Η/Υ;

Απάντηση:

• Ο λόγος: το ασυμπίεστο ψηφιακό βίντεο έχει τεράστιο όγκο και ρυθμό δεδομένων, τα οποία ούτε ο σκληρός δίσκος ούτε ο δίαυλος του υπολογιστή μπορούν να ακολουθήσουν.

  Ο υπολογισμός του βιβλίου (σελ. 147): το βίντεο σήμα PAL με πλήρη οθόνη και κίνηση έχει ανάλυση 720 X 576 pixels και μεταδίδεται με 25 πλαίσια/sec. Για 1 δευτερόλεπτο ψηφιακού βίντεο σήματος τυποποίησης PAL, απαιτείται μνήμη αποθήκευσης 768 x 576 x 25 x 2 bytes = 22,1 MB. Αυτό σημαίνει, ότι 30 sec. ασυμπίεστου βίντεο σήματος τυποποίησης PAL, απαιτούν 660 MB, δηλαδή γεμίζουν έναν οπτικό δίσκο.

    768 × 576 pixels × 25 πλαίσια/s × 2 bytes/pixel ≈ 22,1 MB κάθε δευτερόλεπτο
  
     1 s   →   22,1 MB
    30 s   →  660 MB      = ένα ολόκληρο CD για μισό λεπτό!
     1 min → 1,3 GB
     1 h   →  ~78 GB

  Οι τρεις συνέπειες χωρίς συμπίεση: 1. Χώρος αποθήκευσης (σελ. 141): ο σκληρός δίσκος πρέπει να διαθέτει πολύ μεγάλο ελεύθερο χώρο αποθήκευσης, γιατί έστω και μικρής διάρκειας ψηφιακό βίντεο καταλαμβάνει μεγάλο χώρο αποθήκευσης. 2. Ταχύτητα εγγραφής (σελ. 141): πρέπει να είναι αρκετά γρήγορος, ώστε να μπορεί να αποθηκεύει τα δεδομένα του ψηφιακού βίντεο, που λαμβάνει, διαφορετικά θα έχουμε απώλεια πλαισίων (Frame). Ρυθμός 22,1 MB/s ξεπερνά κατά πολύ τα 3MB/s που ορίζει η άσκηση ως ελάχιστη απαίτηση. 3. Ικανότητα του υπολογιστή (σελ. 147): αν εφαρμόσουμε μικρή συμπίεση, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μπορεί να είναι πολύ υψηλή και ο υπολογιστής να μην μπορεί να την ανεχθεί, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται προβλήματα, όπως π.χ. πλαίσια, που χάνονται. Άλλωστε (σελ. 141) η Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), ο Δίαυλος μεταφοράς δεδομένων (DΑΤΑ BUS) και ο σκληρός δίσκος πρέπει να είναι υψηλών προδιαγραφών.

  Πού ακριβώς εφαρμόζεται (σελ. 147): η συμπίεση χρησιμοποιείται, κυρίως, κατά την εισαγωγή, εξαγωγή και αναπαραγωγή του βίντεο σήματος στον Ηλεκτρονικό υπολογιστή — δηλαδή σε κάθε στάδιο όπου το σήμα πρέπει να ρέει μέσα από τον υπολογιστή. Το όριο: η συμπίεση δεν πρέπει να είναι υπερβολική — αν εφαρμόσουμε μεγάλη συμπίεση… η ποιότητα της εικόνας μπορεί να μειωθεί χωρίς λόγο (σελ. 147). Σημείωση για τους αριθμούς του βιβλίου: το κείμενο δηλώνει ανάλυση 720 × 576 αλλά υπολογίζει με 768 × 576 — η τιμή 22,1 MB αντιστοιχεί στο δεύτερο· επίσης 22,1 × 30 = 663 MB, ενώ το βιβλίο στρογγυλοποιεί σε 660 MB. Το συμπέρασμα πάντως δεν αλλάζει.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η συμπίεση είναι σημαντική, γιατί το ασυμπίεστο ψηφιακό βίντεο έχει τεράστιο όγκο και ρυθμό δεδομένων, τα οποία ούτε ο σκληρός δίσκος ούτε ο δίαυλος του υπολογιστή μπορούν να ακολουθήσουν. Σύμφωνα με τον υπολογισμό του βιβλίου, ένα δευτερόλεπτο ασυμπίεστου βίντεο τυποποίησης PAL απαιτεί περίπου είκοσι δύο κόμμα ένα megabyte, οπότε μόλις τριάντα δευτερόλεπτα γεμίζουν έναν ολόκληρο οπτικό δίσκο. Οι συνέπειες χωρίς συμπίεση είναι τρεις. Πρώτον, ο απαιτούμενος χώρος αποθήκευσης γίνεται απαγορευτικός, αφού ακόμη και μικρής διάρκειας βίντεο καταλαμβάνει τεράστιο χώρο. Δεύτερον, ο δίσκος πρέπει να προλαβαίνει να γράφει τα δεδομένα, αλλιώς χάνονται πλαίσια· ρυθμός είκοσι δύο megabyte ανά δευτερόλεπτο ξεπερνά κατά πολύ τα τρία megabyte ανά δευτερόλεπτο που ορίζει η άσκηση ως ελάχιστη απαίτηση. Τρίτον, με πολύ μικρή συμπίεση η ταχύτητα μεταφοράς μπορεί να είναι τόσο υψηλή ώστε ο υπολογιστής να μην την ανέχεται, γι' αυτό και ο επεξεργαστής, ο δίαυλος και ο δίσκος πρέπει να είναι υψηλών προδιαγραφών. Η συμπίεση χρησιμοποιείται κυρίως κατά την εισαγωγή, την εξαγωγή και την αναπαραγωγή του σήματος, δεν πρέπει όμως να είναι υπερβολική, γιατί τότε η ποιότητα μειώνεται χωρίς λόγο. Σημειώνεται ότι το βιβλίο δηλώνει ανάλυση επτακόσια είκοσι επί πεντακόσια εβδομήντα έξι αλλά υπολογίζει με επτακόσια εξήντα οκτώ, και ότι το γινόμενο δίνει εξακόσια εξήντα τρία και όχι εξακόσια εξήντα megabyte.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 26η · Ερώτηση 2 — Επίδραση του μεγέθους πλαισίου στο μέγεθος του αρχείου

Ερώτηση: 2. Εάν αυξήσουμε το μέγεθος του ψηφιακού πλαισίου, αυξάνεται ή μειώνεται το μέγεθος του αρχείου σύλληψης;

Απάντηση:

• Η απάντηση: αυξάνεται — και μάλιστα ανάλογα με το εμβαδόν του πλαισίου, δηλαδή με το γινόμενο των δύο διαστάσεων.

  Η αιτιολόγηση από τον τύπο του βιβλίου (σελ. 147): 768 x 576 x 25 x 2 bytes = 22,1 MB — το μέγεθος είναι ευθέως ανάλογο του πλήθους των pixels κάθε πλαισίου:

    όγκος/δευτερόλεπτο = (πλάτος × ύψος) × ρυθμός πλαισίων × bytes ανά pixel
  
    352 × 288 = 101.376 pixels  →  αναφορά ×1
    704 × 576 = 405.504 pixels  →  ΤΕΤΡΑΠΛΑΣΙΟ αρχείο
  
    (διπλασιασμός ΚΑΘΕ διάστασης = τετραπλασιασμός των δεδομένων)

  Και η ρητή διατύπωση (σελ. 155): όταν χρησιμοποιούμε υψηλή ανάλυση, η ποιότητα της εικόνας είναι καλύτερη, αλλά ταυτόχρονα υπάρχει το μειονέκτημα ότι χρειαζόμαστε περισσότερη μνήμη αποθήκευσης.

  Οι επιλογές που δίνει το λογισμικό (σελ. 143): Μέγεθος πλαισίου, π.χ. 176x144, 352x240 pixels και (σελ. 142) 640x480pixels, 352x288pixels — από το μικρότερο στο μεγαλύτερο, το αρχείο μεγαλώνει αντίστοιχα.

  Πώς επιλέγεται στην πράξη (σελ. 155-156): η επιλογή της ανάλυσης πλαισίου γίνεται με βάση τη χρήση του παραγόμενου βίντεο. Για παράδειγμα, αν θα παράγουμε βίντεο για συστήματα PAL, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ανάλυση 786 x 576 pixels, για συστήματα NTSC ανάλυση 640 x 480 pixels, ενώ για το Διαδίκτυο 160 x 120 pixels — για το Διαδίκτυο επιλέγεται η μικρότερη ανάλυση ακριβώς επειδή το μέγεθος του αρχείου είναι εκεί ο κρίσιμος παράγοντας.

  Τα άλλα μεγέθη που επίσης πολλαπλασιάζουν το αρχείο: Ο ρυθμός πλαισίων (σελ. 143): 15fps, 25fps, 30fps — διπλασιασμός του ρυθμού διπλασιάζει τα δεδομένα. Το βάθος χρώματος — τα 2 bytes ανά pixel του τύπου. Ο βαθμός συμπίεσης — το μόνο μέγεθος που δρα αντίστροφα. Η διάρκεια — γραμμικά. Το συμπέρασμα: μεγαλύτερο πλαίσιο σημαίνει καλύτερη εικόνα αλλά μεγαλύτερο αρχείο και υψηλότερο ρυθμό δεδομένων· αν ο υπολογιστής ή ο δίσκος δεν αντέχουν, το τίμημα είναι πλαίσια, που χάνονται (σελ. 141, 147).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν αυξήσουμε το μέγεθος του ψηφιακού πλαισίου, το μέγεθος του αρχείου σύλληψης αυξάνεται, και μάλιστα ανάλογα με το εμβαδόν του πλαισίου, δηλαδή με το γινόμενο των δύο διαστάσεων. Αυτό προκύπτει από τον ίδιο τον τύπο του βιβλίου, όπου ο όγκος ανά δευτερόλεπτο ισούται με το πλήθος των pixels κάθε πλαισίου επί τον ρυθμό πλαισίων επί τα bytes ανά pixel· επομένως ο διπλασιασμός κάθε διάστασης τετραπλασιάζει τα δεδομένα. Το βιβλίο το διατυπώνει και ρητά: όταν χρησιμοποιούμε υψηλή ανάλυση, η ποιότητα της εικόνας είναι καλύτερη, αλλά χρειαζόμαστε περισσότερη μνήμη αποθήκευσης. Γι' αυτό και οι επιλογές του λογισμικού κλιμακώνονται από πολύ μικρά μεγέθη πλαισίου έως το πλήρες μέγεθος, ενώ η επιλογή γίνεται με βάση τη χρήση του παραγόμενου βίντεο: πλήρης ανάλυση για συστήματα PAL, μικρότερη για NTSC και πολύ μικρή για το Διαδίκτυο, όπου το μέγεθος του αρχείου είναι ο κρίσιμος παράγοντας. Ανάλογα δρουν και ο ρυθμός πλαισίων, το βάθος χρώματος και η διάρκεια, ενώ το μόνο μέγεθος που δρα αντίστροφα είναι ο βαθμός συμπίεσης. Το συμπέρασμα είναι ότι μεγαλύτερο πλαίσιο σημαίνει καλύτερη εικόνα αλλά μεγαλύτερο αρχείο και υψηλότερο ρυθμό δεδομένων, και αν ο υπολογιστής ή ο δίσκος δεν αντέχουν, χάνονται πλαίσια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 27η · Ερώτηση 1 — Διαφορά βάσης χρόνου και ταχύτητας πλαισίων

Ερώτηση: Eρωτήσεις 1. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ βάσης χρόνου και ταχύτητας πλαισίων;

Απάντηση:

• Η διαφορά: η βάση χρόνου είναι η μονάδα μέτρησης του χρόνου μέσα στο έργο του μοντάζ, ενώ η ταχύτητα πλαισίων είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα πλαίσια πραγματικά καταγράφονται και αναπαράγονται.

  Ο ορισμός της βάσης χρόνου (σελ. 156): η βάση χρόνου καθορίζει τον αριθμό των μονάδων, που διαιρείται το δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα, βάση χρόνου 25 σημαίνει, ότι κάθε δευτερόλεπτο διαιρείται σε 25 μονάδες. Συνήθως επιλέγουμε βάση χρόνου 25 για παραγωγή βίντεο τυποποίησης PAL και 29,97 για βίντεο τυποποίησης NTSC. Η ταχύτητα πλαισίων — στις ρυθμίσεις βίντεο (σελ. 157): Ταχύτητα πλαισίου (Frame Rate): 25 fps· και στη σύλληψη (σελ. 144): Ρυθμό πλαισίων, π.χ. 15fps, 25fps, 30fps.

  	Βάση χρόνου (Time base)	Ταχύτητα πλαισίων (Frame rate)
  Τι εκφράζει	σε πόσες μονάδες διαιρείται το δευτερόλεπτο	πόσα πλαίσια εμφανίζονται σε ένα δευτερόλεπτο
  Πού ρυθμίζεται	Γενικές ρυθμίσεις (General Settings), σελ. 156	Ρυθμίσεις βίντεο (Video Settings), σελ. 157
  Σε τι χρησιμεύει	στην ακρίβεια των κοπών και στον κώδικα χρόνου του μοντάζ	στην ομαλότητα της κίνησης και στον όγκο των δεδομένων
  Αλλάζει μετά;	όχι — καθορίζεται μία φορά για όλο το έργο	ναι — μπορεί να διαφέρει ανά κλιπ ή στην εξαγωγή

  Γιατί συνήθως ταυτίζονται: για να αντιστοιχεί κάθε μονάδα της γραμμής χρόνου σε ακριβώς ένα πλαίσιο, επιλέγουμε βάση χρόνου = ταχύτητα πλαισίων — γι' αυτό στην άσκηση και οι δύο τιμές είναι 25 για PAL. Πότε διαφέρουν: αν ένα κλιπ έχει συλληφθεί με 15 fps (σελ. 144) και τοποθετηθεί σε έργο με βάση χρόνου 25, το πρόγραμμα επαναλαμβάνει πλαίσια για να γεμίσει τις 25 μονάδες. Αντίστροφα, σε έργο NTSC με βάση χρόνου 29,97 και υλικό 30 fps εμφανίζεται η γνωστή απόκλιση του κώδικα χρόνου.

    ΓΡΑΜΜΗ ΧΡΟΝΟΥ (βάση χρόνου 25)
    |1|2|3|4|5|6|7|8|...|25|   ← 25 μονάδες = 1 δευτερόλεπτο
  
    ΥΛΙΚΟ 25 fps  → κάθε μονάδα = 1 πλαίσιο (ιδανικό)
    ΥΛΙΚΟ 15 fps  → κάποια πλαίσια επαναλαμβάνονται

  Η πρακτική σημασία (σελ. 156-157): η βάση χρόνου ορίζεται στο πρώτο παράθυρο του προγράμματος, πριν από οτιδήποτε άλλο — Επιλέξτε βάση χρόνου (Time base): 25 — γιατί καθορίζει ολόκληρο το χρονικό πλέγμα του έργου· τα σημεία αρχής και τέλους των κοπών (σελ. 160: μαρκάρετε το σημείο αρχής, κάνοντας κλικ στο πλήκτρο ({)) μπορούν να πέσουν μόνο σε αυτές τις μονάδες. Η επιλογή κατά τυποποίηση: 25 για PAL (Ευρώπη) και 29,97 για NTSC — το 29,97 αντί για 30 οφείλεται στην τυποποίηση του έγχρωμου NTSC και είναι ο λόγος για τον οποίο τα δύο μεγέθη δεν ταυτίζονται πάντοτε ούτε καν αριθμητικά.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η βάση χρόνου είναι η μονάδα μέτρησης του χρόνου μέσα στο έργο του μοντάζ, ενώ η ταχύτητα πλαισίων είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα πλαίσια πραγματικά καταγράφονται και αναπαράγονται. Σύμφωνα με το βιβλίο, η βάση χρόνου καθορίζει σε πόσες μονάδες διαιρείται το δευτερόλεπτο, για παράδειγμα βάση χρόνου είκοσι πέντε σημαίνει ότι κάθε δευτερόλεπτο διαιρείται σε είκοσι πέντε μονάδες, με τυπικές τιμές είκοσι πέντε για PAL και είκοσι εννέα κόμμα ενενήντα επτά για NTSC. Η ταχύτητα πλαισίων, αντίθετα, ρυθμίζεται στις ρυθμίσεις βίντεο και δηλώνει πόσα πλαίσια εμφανίζονται σε ένα δευτερόλεπτο, με τιμές όπως δεκαπέντε, είκοσι πέντε ή τριάντα. Η βάση χρόνου χρησιμεύει στην ακρίβεια των κοπών και στον κώδικα χρόνου και ορίζεται μία φορά για όλο το έργο, ενώ η ταχύτητα πλαισίων επηρεάζει την ομαλότητα της κίνησης και τον όγκο των δεδομένων και μπορεί να διαφέρει ανά κλιπ ή κατά την εξαγωγή. Συνήθως επιλέγονται ίσες, ώστε κάθε μονάδα της γραμμής χρόνου να αντιστοιχεί σε ακριβώς ένα πλαίσιο, γι' αυτό και στην άσκηση και οι δύο τιμές είναι είκοσι πέντε. Αν όμως ένα κλιπ έχει συλληφθεί με δεκαπέντε πλαίσια ανά δευτερόλεπτο και τοποθετηθεί σε έργο με βάση χρόνου είκοσι πέντε, το πρόγραμμα επαναλαμβάνει πλαίσια για να γεμίσει τις μονάδες. Πρακτικά, η βάση χρόνου ορίζεται πριν από οτιδήποτε άλλο, γιατί καθορίζει ολόκληρο το χρονικό πλέγμα του έργου και τα σημεία αρχής και τέλους των κοπών μπορούν να πέσουν μόνο πάνω στις μονάδες της.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άσκηση 27η · Ερώτηση 2 — Σχέση ανάλυσης πλαισίου και μεγέθους πλαισίου

Ερώτηση: 2. Τι σχέση έχει η ανάλυση πλαισίου με το μέγεθος πλαισίου;

Απάντηση:

• Η απάντηση: είναι το ίδιο πράγμα — δύο ονομασίες για το ίδιο μέγεθος.

  Η ρητή διατύπωση του βιβλίου (σελ. 155): Μέγεθος ψηφιακού πλαισίου ορίζεται η οριζόντια και η κατακόρυφη διάσταση του μετρούμενη σε pixels. Το μέγεθος πλαισίου ονομάζεται επίσης και ανάλυση.

    ΜΕΓΕΘΟΣ ΠΛΑΙΣΙΟΥ = ΑΝΑΛΥΣΗ = πλάτος × ύψος (σε pixels)
  
     768 × 576  →  PAL          (πλήρης οθόνη)
     640 × 480  →  NTSC
     352 × 288  →  ενδιάμεσο
     160 × 120  →  Διαδίκτυο

  Πώς συνδέονται τα δύο ονόματα: Ως «μέγεθος» εκφράζεται ο αριθμός των pixels, δηλαδή το πόσο μεγάλο είναι το πλαίσιο ως πίνακας δεδομένων — και αυτό καθορίζει τον όγκο του αρχείου (σελ. 147: 768 x 576 x 25 x 2 bytes = 22,1 MB). Ως «ανάλυση» εκφράζεται η λεπτομέρεια που μπορεί να αποδοθεί — όσο περισσότερα pixels, τόσο περισσότερη λεπτομέρεια χωρά στην εικόνα.

  Η κοινή τους συνέπεια (σελ. 155): όταν χρησιμοποιούμε υψηλή ανάλυση, η ποιότητα της εικόνας είναι καλύτερη, αλλά ταυτόχρονα υπάρχει το μειονέκτημα ότι χρειαζόμαστε περισσότερη μνήμη αποθήκευσης. Δηλαδή, ακριβώς επειδή πρόκειται για το ίδιο μέγεθος, δεν μπορούμε να αυξήσουμε την ανάλυση χωρίς να αυξήσουμε το αρχείο.

  Πώς επιλέγεται (σελ. 155-156): η επιλογή της ανάλυσης πλαισίου γίνεται με βάση τη χρήση του παραγόμενου βίντεο. Για παράδειγμα, αν θα παράγουμε βίντεο για συστήματα PAL, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ανάλυση 786 x 576 pixels, για συστήματα NTSC ανάλυση 640 x 480 pixels, ενώ για το Διαδίκτυο 160 x 120 pixels.

  Τι ΔΕΝ πρέπει να συγχέεται με αυτά: Ο λόγος πλευρών (Aspect) — 4:3 (σελ. 157): εκφράζει τη σχέση των δύο διαστάσεων, όχι το πλήθος των pixels. Δύο διαφορετικές αναλύσεις μπορούν να έχουν τον ίδιο λόγο πλευρών. Η ταχύτητα πλαισίων — αφορά τον χρόνο, όχι τον χώρο. Ο βαθμός συμπίεσης — μειώνει τα δεδομένα χωρίς να αλλάζει τον αριθμό των pixels.

  Σημείωση για τους αριθμούς του βιβλίου: στη σελ. 155 η ανάλυση PAL δίνεται ως 786 x 576 ενώ στη σελ. 147 και στις ρυθμίσεις της άσκησης (σελ. 157: Μέγεθος πλαισίου (Frame Size): 768x576 pixels) ως 768 x 576 — προφανές τυπογραφικό, σωστή είναι η τιμή 768.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ανάλυση πλαισίου και το μέγεθος πλαισίου είναι το ίδιο πράγμα, δύο ονομασίες για το ίδιο μέγεθος. Το βιβλίο το δηλώνει ρητά: μέγεθος ψηφιακού πλαισίου ορίζεται η οριζόντια και η κατακόρυφη διάστασή του μετρούμενη σε pixels, και το μέγεθος πλαισίου ονομάζεται επίσης και ανάλυση. Η διαφορά είναι μόνο στην οπτική γωνία: ως μέγεθος εκφράζεται ο αριθμός των pixels, δηλαδή πόσο μεγάλο είναι το πλαίσιο ως πίνακας δεδομένων, κάτι που καθορίζει τον όγκο του αρχείου, ενώ ως ανάλυση εκφράζεται η λεπτομέρεια που μπορεί να αποδοθεί. Ακριβώς επειδή πρόκειται για το ίδιο μέγεθος, δεν μπορούμε να αυξήσουμε την ανάλυση χωρίς να αυξήσουμε και το αρχείο· γι' αυτό το βιβλίο σημειώνει ότι η υψηλή ανάλυση δίνει καλύτερη ποιότητα αλλά απαιτεί περισσότερη μνήμη αποθήκευσης. Η επιλογή γίνεται με βάση τη χρήση του παραγόμενου βίντεο, με πλήρη ανάλυση για PAL, μικρότερη για NTSC και πολύ μικρή για το Διαδίκτυο. Δεν πρέπει πάντως να συγχέονται με αυτά ο λόγος πλευρών, που εκφράζει μόνο τη σχέση των δύο διαστάσεων και όχι το πλήθος των pixels, η ταχύτητα πλαισίων, που αφορά τον χρόνο και όχι τον χώρο, και ο βαθμός συμπίεσης, που μειώνει τα δεδομένα χωρίς να αλλάζει τον αριθμό των pixels.

Κριτήρια αξιολόγησης: