Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in posts
Search in pages
">
Film i fotografia, Wszystkie wpisy

Co wpływa na jakość video?
Czas czytania: 6 minut

Czym jest bitrate? Co to jest głębia bitowa? Czy 8 bit, a 10 to już duża różnica? Czym jest chroma subsampling? Obraz z przeplotem, czy progresywny? Zobacz jakie jeszcze parametry wpływają na jakość video!

Oglądając różne filmy – głównie w internecie, jesteśmy w stanie rozróżnić te, które są nagrane w lepszej lub gorszej jakości. Zadanie jest ułatwione, gdy dodatkowo mamy jakiś punkt odniesienia – na przykład inne video. Co składa się na tą jakość?

W pierwszej kolejności prawdopodobnie intuicyjnie stwierdzisz, że kluczowa jest rozdzielczość. I masz rację, chociaż jest to jeden w wielu parametrów, który odgrywa istotną rolę w odbiorze nagranego materiału. Jeśli jeszcze nie czytałeś, to serdecznie zapraszam Cię do artykułu “Rozdzielczości nagrywania filmów”, który szerzej i dokładniej opisuje to zagadnienie.

1. Rozdzielczość

Im wyższa rozdzielczość nagrywanego filmu, tym więcej pikseli w poziomie oraz w pionie składa się na cały obraz. Zaletą nagrywania w wysokich rozdzielczościach takich jak np. 4K, 6K czy 8K jest fakt, iż taki obraz można bez straty na jakości cropować (potocznie przybliżać) i stabilizować przy późniejszym renderze do niższych rozdzielczości. W przypadku  4K jest to, aż 200% bezstratne przybliżenie w renderze do Full HD 1080p.

Zeskalowany obraz, czyli taki, który został nagrany w wyższej rozdzielczości a wyrenderowany do niższej, jest bardziej ostry ze względu na większą gęstość pikseli. A zatem (pomijając na chwilę pozostałe parametry) można przyjąć, że obraz w rozdzielczości 4K wyrenderowany do Full HD będzie miał lepszą jakość video od obrazu nagranego od razu w Full HD. Zabieg ten nazywany jest downscalingiem

2. Bitrate


Bitrate, a w języku polskim przepływność, to parametr mówiący o tym ile danych może zostać zapisanych przez aparat lub kamerę w ciągu sekundy. Intuicyjnie – im wyższa ilość danych rejestrowanych w tym czasie (tzw. średnia prędkość bitowa), tym wyższa jakość obrazu. Przepływność podawana jest najczęściej w megabitach na sekundę oznaczanych Mb/s.

Wykorzystywany przez kamerę bitrate wiąże się także z wagą nagrywanego materiału. Im wyżej ustawiona przepływność – tym mniej materiału zmieści się na tym samym nośniku (dysku lub karcie pamięci). Bitrate to ważny parametr wpływający na jakość video. Obraz zarejestrowany kamerą A w rozdzielczości 4K i bitrate 500Mb/s będzie lepszej jakości od nagrania z kamery B przy tej samej rozdzielczości, framerate i kodeku, ale przy bitrate 120Mb/s.

3. Głębia bitowa

Matryca aparatu lub kamery składa się z wielu światłoczułych elementów – pikseli, które zbierają informacje o występujących kolorach oraz ich intensywności w rejestrowanym obrazie. Mówiąc prostym językiem – im większą głębie bitową posiada nasz sprzęt – tym więcej kolorów jest w stanie rozróżnić i zapisać. Więcej informacji o kolorach to większe możliwości w postprodukcji filmu podczas korekcji kolorów oraz color gradingu. 

Popularne głębie bitowe w dzisiejszych kamerach oraz aparatach wynoszą 8bit, 10bit czy 12bit. Na pierwszy rzut oka może sie wydawać, że różnica jest znikoma. Jak mawiał klasyk – nic bardziej mylnego! Za pomocą 8bitowej skali matryca potrafi zapisać 2 do potęgi 8 kolorów czyli ponad 16 mln. Przy skali 10bitowej jest to 2 do potęgi 10, co daje nam już ponad 1 miliard kolorów. Dla 12 bitów tych rozróżnianych kolorów jest już 68 miliardów!

Jednym słowem – im więcej bitów w głębi bitowej aparatu lub kamery, tym większe możliwości przy kolorowaniu materiału. Filmy nagrane w 10 czy 12 bitach dają niesamowite, a czasem niemal nieograniczone możliwości postprodukcyjne, dla których jedynym hamulcem jest wyobraźnia kolorysty.

4. Obraz progresywny lub z przeplotem

źródło: www.pavtube.com

O różnicach pomiędzy obrazem progresywnym, a z przeplotem możesz przeczytać więcej we wcześniej wspomnianym artykule o rozdzielczościach. To, co warto zapamiętać to fakt, że nagrywanie z przeplotem (interlaced) nie ma konkretnego uzasadnienia w dzisiejszych czasach. Jest to stara technologia służąca w erze kineskopowych odbiorników telewizyjnych. Jeśli tylko to możliwe – nagrywaj zawsze w trybie progressive, czyli bez przeplotu.

Kompresja ALL-I oraz IPB

źródło: www.canon.com.hk

W sprzęcie od Canona istnieje do wyboru opcja nagrywania w trybie ALL-I lub IPB. Nie chodzi tu dokładnie o przeplot, ale można przyjąć, że pierwszy tryb jest odpowiednikiem nagrywania progresywnego, a drugi – interlaced. Przy kompresji ALL-I każda klatka jest traktowana jako oddzielny, pojedynczy obraz – spójrz na grafikę powyżej. Natomiast w trybie IPB, procesor potocznie mówiąc wykrywa i przewiduje różnice pomiędzy klatkami. Przykładowo: w trakcie statycznego wywiadu na jednolitym tle, otoczenie pozostaje w kadrze niezmienne, a tylko wypowiadająca osoba się porusza. 

źródło: www.canon.com.hk

Nagrywanie w trybie IPB wiąże się z bardzo dużą kompresją materiału, a co za tym idzie – małą ilością informacji, pociągającą za sobą słabą jakość nagrania. Jeśli jednak nie zależy Ci na jakości, to zaletą kompresji IPB jest znacznie mniejsza waga plików (około 3 krotnie) w porównaniu do opcji ALL-I.

5. Subsampling

Pojęcie chroma subsampling nie mówi za wiele. Jego polskie tłumaczenie – podpróbkowanie chrominancji też może przyprawić o zawrót głowy. Przyjrzyjmy się temu zatem z prostej i użytkowej strony.

Jak już wiesz – sygnał cyfrowy zawiera mnóstwo danych i informacji, które zajmują określoną ilość miejsca i potrzebują pewnej ilości czasu na transmisję. Im większa rozdzielczość, bitrate i głębia bitowa – tym więcej informacji do przetworzenia. Aby nieco zmniejszyć rozmiar plików i skrócić czas ich przesyłania stosuje się kompresję obrazu. Jedną z metod takiej kompresji jest właśnie podpróbkowanie kolorów.

Używanie subsamplingu to takie sprytne oszukiwanie biologii człowieka, wykorzystujące fakt, iż ludzki wzrok wykazuje większą wrażliwość na jasność (luminancję), niż kolor (chrominancję). A zatem można “zaoszczędzić” trochę danych na kolorach, których i tak specjalnie nie odróżnimy. Człowiek posiada w oku dużo więcej pręcików analizujących jasność, niż czopków odpowiedzialnych za rozróżnianie barw. Dowód? W nocy trudniej rozpoznawać nam kolory, niż w ciągu dnia.  

Trzy cyfry oddzielone dwukropkami informują o sposobie próbkowania chrominancji. Pierwsza cyfra (najczęściej 4) to ilość próbek luminancji, do których odnosimy wartości chrominancji. Druga cyfra to liczba próbek chrominancji w pierwszym rzędzie obszaru próbkowania. A trzecia cyfra dotyczy drugiego rzędu. Intuicyjnie można zauważyć, że najwięcej informacji posiada próbkowanie 4:4:4. Takie kodowanie wykorzystywane jest w kosztownych kamerach wysokiej klasy.

Najczęściej stosowane podpróbkowanie 4:2:2 zapewnia dobrą jakość, ale mniejszą szczegółowość od poprzednika. Górny rząd w obszarze próbkowania zawiera 2 razy mniej informacji o kolorze niż o jasności. W próbkowaniu 4:2:0 jak możesz zauważyć na grafice – dolny rząd w ogóle nie ma informacji o kolorze, a jedynie “dziedziczy” informację z rzędu wyżej. Takie próbkowanie używane jest np. w programach telewizyjnych czy filmach na DVD, Blu-Ray.

6. Kodek i format

Kolejnym elementem wpływającym na jakość video jest używany kodek (od słów koder – dekoder).  Najpopularniejszym używanym powszechnie kodekiem video jest H.264. Jest on wykorzystywany w internecie (np. na YouTube), urządzeniach Blu-ray, nadawaniu obrazu w jakości HD, kamerach cyfrowych czy urządzeniach mobilnych. Inne, nieco mniej znane kodeki to na przykład AVCHD, MPEG-2 czy Apple ProResHQ.

Kodeki posiadają swoje opakowania, tzw. kontenery, którymi są formaty plików – czyli rozszerzenia. Najpopularniejszymi formatami video są m.in. MP4, MOV, WMV oraz AVI. O kodekach oraz różnicach pomiędzy poszczególnymi formatami video przeczytasz więcej w osobnym artykule, gdyż jest to temat warty szczególnego rozwinięcia.

7. Czystość obiektywu oraz matrycy

Wymieniając składniki wpływające na jakość video, nie sposób pominąć takiego elementu jak czysty obiektyw oraz matryca. Wszelkie paprochy, drobinki kurzu, piasku i inne zanieczyszczenia znajdujące się na drodze światła do matrycy wpływają negatywnie na jakość nagrywanych ujęć oraz wykonywanych zdjęć.

Z pomocą utrzymania tych elementów w czystości przychodzą ściereczki, bibułki, szpatułki do czyszczenia soczewek, specjalne płyny do matryc i tym podobne akcesoria. Warto regularnie dbać o higienę sprzętu foto-video, bo tak jak w przypadku ludzi – lepiej zapobiegać, niż później leczyć.


Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny? Podziel się swoją opinią w komentarzu poniżej! Serdecznie zapraszam Cię do polubienia mojego profilu na facebooku, aby być zawsze na bieżąco! 

Zobacz także:

Film i fotografia

Czym jest pełna klatka? Podstawy foto-video
Czas czytania: 4 minut

Dlaczego “pełna klatka” jest uważana za profesjonalną? Jakie ma wymiary? Czym różni się od pozostałych matryc? Dlaczego full frame jest droższy od APS-C?

Na początkującego fotografa i filmowca czeka sporo zagadnień, które powinien poznać na początku swojej przygody. Jeśli jeszcze nie do końca wiesz, czym jest ekspozycja – zapraszam Cię do artykułu “Co to jest ekspozycja? Podstawy foto-video”. A teraz poznajmy bliżej termin, który w środowisku fotografów jest chlebem powszednim. Artykuł kieruję do osób początkujących, dlatego też upraszczam niektóre terminy i stosuję niekiedy mowę potoczną.

Pełna klatka (z ang. FF – Full Frame)

Pełną klatką nazywamy aparaty fotograficzne posiadające matrycę o wymiarach 36×24 mm – wielkości klatki 35mm. Skąd nazwa pełna klatka ? Wynika to z procesu ewolucji fotografii cyfrowej. Starsze aparaty cyfrowe posiadały mniejsze matryce, a wraz z rozwojem fotografii – tworzono (i wciąż udoskonala się) większe i bardziej zaawansowane technicznie przetworniki. Określenie pełna używane jest po prostu dla odróżnienia większego formatu. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele aparatów fotograficznych zarówno pełnoklatkowych jak i z mniejszymi przetwornikami światłoczułymi: APS-C, APS-H, Mikro 4/3 i innymi.

MrNeo at pl.wikipedia / Public domain

Dlaczego pełna klatka ma wymiary akurat 36 × 24 mm? Jest to nawiązanie do czasów analogowych, kiedy materiałem światłoczułym w aparatach nie była matryca, a perforowany na brzegach film o szerokości 35mm – takiej samej jak w przemyśle filmowym. 

Co to jest crop factor?

Spójrz na ilustrację powyżej. Jest ona jedynie podglądowa, stworzyłem ją, aby lepiej wyjaśnić, czym jest tzw. mnożnik ogniskowej – czyli crop factor

Jak się zapewne domyślasz –  im większa matryca, tym większa powierzchnia światłoczuła. W zależności od wielkości matrycy otrzymasz też różne “szerokości kadru” na tej samej ogniskowej obiektywu. Co to oznacza w praktyce? Jeśli do aparatu pełnoklatkowego (np. Canon EOS 5D Mark IV) przypniesz obiektyw 50 mm, otrzymasz kąt dokładnie odpowiadający ogniskowej 50 mm – cała szerokość powyższego zdjęcia.

Jeśli będziesz stał w dokładnie tym samym miejscu i skorzystasz z tego samego obiektywu pełnoklatkowego 50 mm, ale na aparacie z matrycą APS-C (np. Canon EOS 80D) otrzymasz kadr o mniej-więcej szerokości żółtego prostokąta na ilustracji. Tu pojawia się pojęcie crop factor – mnożnik ogniskowej. Dla matrycy APS-C stosowanej w aparatach Canon jest to najczęściej 1,6.  Oznacza to, że obraz z ogniskowej 50 mm obiektywu pełnoklatkowego na matrycy APS-C wygląda jak obraz z ogniskowej (50mm x 1,6 =) 80 mm na matrycy full frame.

Idąc dalej – 50 mm na aparacie z matrycą Mikro 4/3 (np. w Panasonic Lumix GH5) da zaledwie mały wycinek całego obrazu (niebieski prostokąt na ilustracji), ponieważ crop dla tej matrycy wynosi 2, czyli 50 mm x 2 = 100mm

Mnożnik ogniskowej

Może to się wydawać skomplikowane, ale gdyby chwilę się zastanowić to nie mnożymy ogniskowych (chociaż jest to intuicyjne), a kąty widzenia. Ogniskowa jest parametrem fizycznym obiektywu i nie może się zmienić z 50 mm na 80 mm jedynie poprzez podpięcie go do innego body. Zmienia się kąt widzenia pod wpływem wykorzystywanej aktualnie matrycy. Dla wygody w powszechnym użyciu mówi się jednak o “mnożniku ogniskowej”.

Dlaczego używamy mnożnika ogniskowej? Gdyż pełna klatka jest “wzornikiem”. Światło wpadające przez obiektyw do wnętrza aparatu może pokryć całą powierzchnię matrycy pełnej klatki. Jeśli jednak dany aparat posiada mniejszą matrycę (spójrz jeszcze raz na ilustrację np. na żółty obszar) – w naturalny sposób światło pokrywa cały jej obszar, a pozostałe światło (wszystko na zewnątrz tego prostokąta) – rzutuje poza nią, więc na zdjęciu nie widzimy więcej. 

Warto również wspomnieć, że produkowane są obiektywy zarówno pełnoklatkowe jak i APS-C, ale i tak posługujemy się w obu przypadkach mnożnikiem. 

Więcej o lustrzankach możesz przeczytać w artykule “Co to jest lustrzanka i dlaczego tak się nazywa?”. Serdecznie Cię zapraszam!

Dlaczego pełna klatka jest “sexy”?

Jak w każdej dziedzinie – poszczególne rozwiązania mają swoje wady i zalety, wszystko zależy od zastosowania. Skupmy się jednak na tym, dlaczego pełna klatka jest tak pożądana w fotograficznym świecie i w czym wyprzedza swoich mniejszych kolegów (APS-C, APS-H, Mikro 4/3 i pozostałe mniejsze formaty).

  • Większa powierzchnia sensorów, przekładająca się na większą ilość przetwarzanych informacji o obrazie
  • lepsze odwzorowanie kolorów
  • mniejsze szumy przy wysokich wartościach ISO
  • większa rozpiętość tonalna – szerszy zakres możliwości edycji (szczególnie w przypadku fotografii RAW)
  • lepsze rozmycie tła na fotografiach (matryce mniejsze od pełnej klatki potrzebują więcej światła (np. jaśniejszych obiektywów).

Dlaczego płacimy więcej za lustrzankę z pełną klatką?

To pytanie wiąże się także z drugim. Skoro pełna klatka jest tak dobra, dlaczego wciąż w 2020 roku nie jest ona powszednie dostępnym standardem? Wynika to m.in. z kosztów jej produkcji, które mają wpływ na cenę detaliczną. Produkcja jednej matrycy full frame jest kilkukrotnie droższa od produkcji sensora APS-C. Po aparaty z pełną klatką sięgają najczęściej profesjonaliści. Dla amatorów nieustannie prężnie rozwijają się gałęzie, chociażby ogólnodostępnej fotografii mobilnej. Rozwijana jest także technologia w półprofesjonalnych aparatach bezlusterkowych z pełną klatką (np. Canon EOS R, Sony A7S II).


Jeśli ten artykuł Ci pomógł – daj znać w komentarzu! O jakich innych podstawach foto-video chciał(a)byś przeczytać na tym blogu? Odpowiem na każdą wiadomość!


Zobacz także: