Цифровое анаморфирование

Размеры разных частей кадра 576i в прямоугольных пикселях при передаче с цифровым анаморфированием. В центре показаны размеры изображения 4:3 и 14:9 без обрезки

Цифрово́е анаморфи́рование — технология видеозаписи или телетрансляции широкоэкранного изображения формата 16:9 с цифровым сжатием по горизонтали до соотношения сторон 4:3, принятого в телевидении стандартной четкости, и последующим растягиванием при воспроизведении. Применяется при современном мастеринге DVD дисков и в цифровом телевещании стандартной четкости. Технология является цифровым аналогом оптического анаморфирования, применяемого при съемке и демонстрации анаморфированных широкоэкранных кинофильмов с использованием цилиндрической оптики.

Основная статья: Оптическое анаморфирование

Поэтому, она также применяется в цифровом кинематографе при использовании анаморфотной оптики с цифровой кинокамерой.

Телевидение

Современное цифровое телевещание стандартной чёткости в большинстве стран использует технологию анаморфирования из-за повсеместного распространения широкоэкранных телевизоров и соглашений о постепенном переходе к вещанию высокой чёткости^[1]. Изображение формата 16:9 передается анаморфированным: в общепринятых стандартах разложения 576i и 480i, но с «прямоугольным пикселем». В этих стандартах, предусматривающих соотношение сторон экрана 4:3, количество элементов строки считается равным 720. Это результат международного соглашения, закреплённого в документе, получившем название 601-й рекомендации МККР^[2]. С учётом запаса гашения в стандарте 576i изображение занимает 702 пикселя, тогда как в американском 480i на полезное изображение отводится 704. При этом, из-за разного количества строк в разных стандартах, одинаковое число отсчётов в строке привело к небольшому отличию пикселя стандартного кадра 4:3 от квадратной формы^[3]. В случае использования анаморфирования, строка изображения содержит столько же пикселей, но более вытянутых по горизонтали и с другими пропорциями. Совершенно квадратный пиксель используется только в международном стандарте телевидения высокой чёткости 1920×1080, однако в цифровых форматах видеозаписи HDV и HDCAM пиксель также имеет прямоугольную форму при пониженной чёткости 1440×1080. Соотношение сторон пикселей разных стандартов с использованием анаморфирования и без него отражено в таблице.

Соотношение сторон пикселя разных стандартов с анаморфированием и без. Пунктиром обозначен размер пикселя 576i и 480i анаморфированного видео

Стандарт разложения	Соотношение сторон экрана	Размеры изображения в пикселях	Соотношение сторон пикселя		Ширина в квадратных пикселях
			МККР 601	Цифровое	МККР 601	Цифровое
576i	4:3	702×576	59:54	12:11	769	768
	анаморф. 16:9		118:81	16:11	1026	1024
480i	4:3	704×480	10:11		640
	анаморф. 16:9		40:33		853
1080i	анаморф. 16:9	1440×1080	4:3		1920

Телевизор автоматически распознаёт анаморфированный стандарт и после декодирования сигнала каждый переданный элемент отображается на экране не квадратным, а прямоугольным, растянутым по горизонтали. Благодаря этому изображение растягивается до исходного размера с соотношением 16:9, и на широкоэкранных телевизорах демонстрируется в нормальных пропорциях на весь экран. Телевизоры со стандартным экраном могут по выбору показывать передачу с леттербоксингом полностью (со сжатием по вертикали) или с пансканированием и потерей краев изображения.

DVD

Одно из обозначений анаморфированного DVD

Диски DVD-Video могут использовать такую же технологию цифрового анаморфирования, кодируя изображение с «прямоугольным пикселем», растянутым по горизонтали^[4]. За счёт этого горизонтальный масштаб записанного изображения отличается от вертикального. Вместе с изображением видеосигнал содержит флаг, сообщающий дисковому плееру об использованном соотношении сторон пикселя, поэтому при декодировании видеозаписи изображение растягивается обратно до своих оригинальных пропорций 16:9. При такой технологии горизонтальная чёткость получаемого изображения, ниже вертикальной, пропорционально «растягиванию» пикселя. Широкоэкранный телевизор отображает такое видео в нормальных пропорциях во весь экран. На аналоговом видеовыходе плеера формируется изображение сжатое по вертикали, чтобы на экране обычного телевизора получить правильные пропорции кадра с чёрными полями сверху и снизу. Это даёт возможность полнее использовать высоту кадра 4:3 телевидения стандартной чёткости при записи широкоэкранного кадра. Без анаморфирования кадр 16:9, передаваемый без обрезки, занимает лишь часть активных строк изображения: 432 из 576 в стандарте разложения 576i и ещё меньше в стандарте 480i.

Особенно эффективно сжатие пикселя при записи фильмов широкоэкранных форматов с леттербоксингом. В отличие от пансканирования это даёт не обрезанное изображение таких фильмов, но использует лишь небольшую часть вертикального пространства телекадра. В телевидении стандартной четкости с ограниченной разрешающей способностью это приводит к потере качества и детализации. Особенно это заметно при использовании американского стандарта разложения 480i, в котором широкоэкранный фильм с соотношением сторон 2,35:1 занимает не более 270 строк. При цифровом анаморфировании телевизионное поле используется полностью, повышая качество видеокопии. Причем, фильмы с соотношением сторон большим, чем 16:9 все равно показываются на широкоэкранном телевизоре с черными полями. Однако, в видеозаписи эти поля занимают значительно меньшую высоту кадра, увеличивая вертикальное разрешение конечного изображения при неизменном горизонтальном. Стандартного обозначения анаморфированной видеозаписи не существует, потому что различные релизеры обозначают такие диски по-своему. В России большинство таких DVD имеют обозначение «16:9» (на рисунке). Диски без анаморфирования обозначаются «4:3» и в случае, если содержат широкоэкранный фильм, на экране телевизора с экраном 16:9 он будет отображаться в технике Windowbox.

Blu Ray и HD DVD

Эти типы видеодисков используют стандарты разложения телевидения высокой четкости, изначально рассчитанные на соотношение сторон экрана 16:9 при квадратном пикселе. Поэтому, цифровое анаморфирование изображения на таких дисках не требуется. Однако, в случае использования обычных стандартов разложения, также поддерживаемых Dlu-Ray дисками, может быть использовано цифровое анаморфирование, аналогичное DVD.

Цифровой кинематограф

Современные кинофильмы, изготовленные по цифровой технологии, используют анаморфирование видеоданных при использовании анаморфотных киносъемочных объективов с цифровой кинокамерой. Это позволяет более полно использовать разрешающую способность матрицы формата Super-35 с классическим соотношением сторон кадра 1,33:1 при съемке широкоэкранных фильмов с соотношением экрана 2,39:1. При этом, анаморфированное (сжатое по горизонтали) изображение, даваемое съемочным объективом, заполняет всю площадь матрицы, максимально используя ее разрешающую способность. Этот процесс аналогичен съемке на кинопленку широкоэкранных анаморфированных фильмов. При дальнейшей обработке полученного цифрового видео производится его цифровая трансформация в формат 2,39:1 растягиванием изображения по горизонтали. В целом весь процесс является цифровым аналогом кинопленочных форматов CinemaScope или Panavision с той разницей, что вместо оптического дезанаморфирования при кинопроекции используется цифровая обработка, и цифровые кинопроекторы при демонстрации такого фильма используют стандартную сферическую оптику. Широкоэкранный цифровой кинофильм также может быть снят традиционным сферическим объективом меньшего фокусного расстояния. Однако, использование анаморфотных объективов, создающих характерный оптический рисунок, привносит «синемаскопический» вид изображения, который у зрителей ассоциируется с «голливудским» видением. Поэтому многие операторы-постановщики используют такую оптику в качестве изобразительного приема. Недостатком съемки с анаморфированием является большая стоимость аренды съемочной оптики и ее громоздкость. Светосила анаморфотных объективов ниже сферических, что требует более интенсивного освещения снимаемой сцены. Поэтому фильмы с небольшим бюджетом снимаются без использования анаморфирования.

См. также

• DVD
• Соотношение сторон экрана

Примечания

1. ↑ Области безопасности программ с широкоэкранным 16:9 и стандартным 4:3 форматами изображения  (рус.). РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ-R BT.1379-2. ITU. Проверено 2 декабря 2012.
2. ↑ Студийные параметры кодирования цифрового телевидения  (рус.). Рекомендация МСЭ-R BT. 601-7. ITU (март 2011). Проверено 2 декабря 2012.
3. ↑ Chris Pirazzi Square and Non-Square Pixels  (англ.). Lurker's guide to video. Проверено 2 декабря 2012.
4. ↑ Соотношение сторон (Aspect Ratio) и разрешение кадра  (рус.). ProVegas (9 августа 2009). Проверено 2 декабря 2012.