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原帖由 心灵手不巧 于 2010-11-1 19:50 发表 
数字化后60H不是问题,可笑的是当代数学摄像及显示设备有24P,有人还以为是什么先进功能呢
数字影像设备所标称的支持24P可不是那么简单的，里面还是有很多渊源的。下面这篇文章是我6年前在电视机论坛上发的原创帖，原帖已经被屏蔽掉了，相信这篇文章会对理解24P的内涵有所帮助。当然了，这篇文章也有时代局限性，没有考虑到24P对于大动态画面的表现所存在的硬伤。
困惑的HDTV——阴魂不散的隔行扫描
2004年10月
提起隔行扫描，似乎每一个对电视技术有所了解的人都能讲出一大堆毛病来，这也难怪，这几年来，无数电视厂家的宣传已经给大家义务普及了有关隔行扫描与逐行扫描的知识。看这架式，似乎要将不受欢迎的隔行扫描彻底斩尽杀绝，然而，在新的HDTV的标准中，我们又看到的隔行扫描的影子——1080I，这就让人感到困惑了，在全数字的HDTV系统中，为什么还会出现隔行扫描的呢？从理论上讲，在全数字的电视系统中，根本就不存在扫描的过程，那这个1080I中的“I”到底是什么东西呢？为什么隔行扫描的阴魂在当今的数字时代还是无法散尽呢？为了弄清楚这些问题，我们有必要追溯到隔行扫描的起源。
电视技术诞生在真空管电子时代，那时电子计算机还没有发明，也就根本不存在什么数字电路的概念，传送画面只能依靠纯模拟电路来实现。在电影系统中，画面的基本单位是帧，每一帧都是一个完整的画面，但模拟电路显然无法直接处理每帧画面中的二维图像，于是，人们将二维的图像分解为许多一维的行，用扫描的方式将每行中的明暗及色彩变化信息提取出来，并调制到载波上传送到远端的接收机上，由接收机再将信号解调还原成一行行的明暗及色彩变化信息，最后用扫描的方式一行行地将这些信息在屏幕上还原出来，于是接收机的屏幕上就再现出来了一帧完整的画面。
电视系统的目的是为了传送动态画面，所以就必须连续地传送一帧帧的画面，由于人眼的视觉暂留特性，只要单位时间内传送的画面够多，人就会感到画面是变化连续的了。电影胶片放映的速度是24帧/秒，我们用24P来表示，这时人眼已无法区分每一帧单独的画面了，看到的是连续的动态画面。电视系统也可以采用24P的方式来传送画面信号，这时在接收端同样也可以看到连续的动态画面，但存在一个很严重的问题，画面闪烁得非常厉害，以至于根本无法正常观看，那为什么电影的24P就不闪呢？实际上，电影放映机在放映每一帧画面时，要遮一次光，每帧画面在银幕上被重复放映了两次，也就是说，观众的眼睛所看到的银幕上的放映速度是48P，所以没有闪烁感。
其实上述问题只存在于CRT显示设备，对于像LCD、PDP、DLP等固定像素显示设备，由于它们本身根本就不存在闪烁的问题，所以可以直接显示24P的画面信号，在数字时代，要解决上面的问题非常容易，可以先将24P信号存入一个帧缓冲器中，再由显示驱动电路以任意所需的刷新频率（如72Hz等）将帧缓冲器中的画面信息显示到屏幕上即可。
当然了，半个多世纪前是不可能采用上面的解决方案的，一切都必须采用模拟电路来实现，最简单的办法就是借鉴电影放映机的做法，提高画面的传送速度，使其达到48P甚到是60P，但这种方法会导致信号带宽成倍地增加，而在当时这将最终导致整个电视系统成本的急骤增加，于是，人们想出了一个绝妙的办法，将一帧画面分为两场来扫描，第一场扫描奇数行，称为奇数场，第二场扫描偶数行，称为偶数场，这样在接收端每帧画面也就被分成了两场来显示，从而大幅度减少了屏幕上画面的闪烁感。采用这种方法，由于单位时间内扫描的行数并没有增加，所以信号带宽也就没有增加，于是，隔行扫描也就应运而生了。不难看出，隔行扫描对于模拟电视系统的作用可以说是功德无量。
电视刚发明的时候还没有录像机，电影胶片是电视非常重要的节目载体，按理说电视系统所采用的画面传送速度应该与电影一致，由24P衍生出48I，但为什么会出现当前的NTSC的60I和PAL的50I呢？也许细心的人会注意到，在使用NTSC的北美和日本，使用的都是110V@60Hz的交流电，而使用PAL的欧洲和中国，使用的都是220V@50Hz的交流电，这之间难道会存在某种联系吗？现在的电视机设计人员在设计电视机电路时，根本不用考虑交流电源中的交流信号对内部电路的干扰，因为现在的电源完全可以将这种干扰滤除掉，但在半个多世纪前，电视机的电源还做不到这一点，而采用与交流电频率一致的垂直扫描信号，可以在很大程度上减少交流信号对其的干扰，所以也就出现当今的60I和50I。
斗转星移，电视伴随着人类历史走过了半个多世纪，进入21世纪后，民用大屏幕显示设备蓬勃发展，原先隔行扫描在小屏幕电视机上并不明显的缺点在大屏幕显示设备上显得日益严重，行间闪烁、运动物体拖影等问题严重影响了人们的观看乐趣，于是，人们借助数字时代数字技术的威力来对隔行信号进行处理，倍线、倍频、I->P等等，各种令人眼花缭乱的所谓“精显”技术仿佛在一夜之间出现在了市场上。
DVD目前已经成为了重要的视频节目源，所以当前的各种精显技术均对DVD视频播放做了优化。DVD电影碟上的信号由于是通过3-2下拉（NTSC格式）或2-2下拉（PAL格式）方式从电影的24P信号中获取的，所以通过对应的3-2下拉恢复或2-2下拉恢复可以获得与24P一样具有完整画面的60P信号，所以目前的“精显”电视机播放DVD影碟时都可以获得很好的效果，甚至还能有电影的那种“菲林感”。但对于电视信号来说，问题就复杂了很多，由于目前的绝大多数电视摄像机都是使用隔行格式（目前的数字摄像机根本就不存在扫描的问题，所以只存在信号的格式）进行信号处理的，由于隔行信号中的奇数场与偶数场并不位于时间轴上的同一个点（除非是支持24P的摄像机采用24P方式拍摄），所以从理论是无法用奇数场与偶数场来合成一帧完整画面的，所以目前所有针对电视信号的“精显”技术都不得不在信号的处理过程加入一些本来并不存在的数据，这就是为什么目前所有的“精显”电视在收看电视时画面都或多或少存在“数码味”的根本原因。
DVD作为民用数字视频产品，本来完全可以直接记录电影的24P信号，但不幸的是，它仍然未能摆脱隔行扫描的阴影。DVD诞生的时候，民用电视机还是CRT独统天下的时代，而且也还没有逐行扫描的概念，其实，别说那时，就算现在都没有支持24P的民用显示设备，为了兼容当时只能支持隔行信号输入的电视机，DVD播放机必须能输出60I或50I的视频信号，如果DVD碟片上记录的是24P信号，那么播放时就必须进行格式转换，而当时的DVD播放机的成本还是非常高的，为了降低成本，就直接在DVD碟片上记录60I或50I格式的信号，从而使得DVD播放机省去了转换工作。同样是基于兼容的原因，由于电视台不可能将所有只支持60I或50I信号的设备一次性全部替换成支持24P信号的设备，所以就算当前电视台已实现了全数字化，隔行扫描格式的信号仍然存在，虽然除了CRT显示设备以外再也看不到一件存在扫描过程的设备了。
在当今数字时代的技术背景下，当初制约24P信号在电视系统中应用的因素早已不复存在，但由于历史遗留问题的制约，我们却还要为获得原始的24P信号而费尽周折。当今最理想的HDTV系统应该是这样的，节目源来自1920×1080@24P数字摄像机或数字电影信号，在整个节目的后期处理、制作、存储、播放、传输、接收过程中全部都使用数字24P信号，对于支持数字24P信号的固定像素显示设备，该信号可以直接用于显示，对于不支持24P或数字信号的显示设备，如目前广泛存在的CRT电视机以及不带数字视频接口的固定像素显示设备，可以通过机顶盒将数字24P转换为60I/60P或50I/50P的模拟视频信号，从而实现对所接收到的数字24P信号的显示，这样的话，当前那些各种各样的“精显”技术也就彻底将成为历史，电视最终将又返朴归真地回归到24P的时代。
[ 本帖最后由 黄夏留2 于 2010-11-2 17:04 编辑 ] |
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楼主: 空壳
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狗仔卡
发表于 2010-11-1 19:50
楼主
