Кіріспе
Пикселдің ені мен биіктігі арасындағы қатынас Пикселдің өлшем қатынасы (көбінесе PAR деп қысқартылады) - пикселдің ені мен биіктігі санатты кескінде қалай салыстырылатынын сипаттайтын математикалық қатынас. Көптеген цифрлық бейнелеу жүйелері кескінді кішкентай, шаршы пиксельдер желісі ретінде көрсетеді. Алайда кейбір бейнелеу жүйелері, әсіресе стандартты анықтамадағы теледидарлық кинофильмдермен үйлесімді болуы керек, бейне төртбұрышты пиксельдер торшасы ретінде көрсетіледі, онда пиксельдің ені мен биіктігі әртүрлі. Пиксельдер аралығы осы айырмашылықты сипаттайды. Пиксельдік өлшемді қолдану көбінесе стандартты анықтамалы теледидарға және басқа ерекше жағдайларға қатысты суреттерді қамтиды. Басқа бейнелеу жүйелерінің көпшілігі, соның ішінде SMPTE стандарттары мен практикасына сәйкес келетіндері, шаршы пиксельдерді қолданады. PAR сонымен қатар үлгілік өлшем қатынасы және қысқартылған SAR ретінде белгілі, бірақ оны сақтау өлшем қатынасымен шатастыруға болады.
A Pixel aspect ratio (often abbreviated PAR) is a mathematical ratio that describes how the width of a pixel in a digital image compared to the height of that pixel. Most digital imaging systems display an image as a grid of tiny, square pixels. However, some imaging systems, especially those that must be compatible with standard definition television motion pictures, display an image as a grid of rectangular pixels, in which the pixel width and height are different. Pixel aspect ratio describes this difference. Use of pixel aspect ratio mostly involves pictures pertaining to standard definition television and some other exceptional cases. Most other imaging systems, including those that comply with SMPTE standards and practices, use square pixels. PAR is also known as sample aspect ratio and abbreviated SAR, though it can be confused with storage aspect ratio.
Кіріспе
Кескіннің ені мен биіктігінің арақатынасы көрініс арақатынасы деп аталады, немесе нақтырақ дисплейдің көрініс арақатынасы (DAR) бейнедің көрініс арақатынасы; теледидар үшін DAR дәстүрлі түрде 4:3 (толық экран), 16:9 (кең экран) қазір HDTV стандарты. Цифрлық кескіндерде пиксель өлшемдерінің арақатынасы болып табылатын сақтау өлшемінің арақатынасы (SAR) бар. Егер сурет шаршы пиксельдермен көрсетілсе, онда бұл қатынастар келіседі; егер жоқ болса, онда шаршы емес, "тұғын төрт бұрышты" пиксельдер қолданылады, ал бұл қатынастар келіспейді. Пиксельдердің өлшем қатынасы пиксель өлшем қатынасы (PAR) деп аталады. Квадрат пиксельдер үшін бұл 1:1 және олар сәйкестікпен байланысты: {"wikitable" class="wikitable" ████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████ Ал 720 × 576 D 1 PAL кескінінің SAR 720/576 = 5:4, бірақ 4:3 дисплейінде көрсетілсе (DAR = 4:3) PAR 4/3: 5/4 = 16:15 ≈ 1.066 . Бұл PAL кескінінің пиксельдері 4:3 дисплейіне сәйкес осы мөлшерде "сарықталуы" керек дегенді білдіреді. Фильм сияқты аналогты бейнелерде пиксель, SAR немесе PAR ұғымы жоқ, бірақ аналогты бейнелерді цифрландыруда алынған цифрлық бейнеде пиксельдер бар, сондықтан SAR (және тиісінше PAR, егер түпнұсқамен бірдей өлшем қатынасында көрсетілсе). Квадрат емес пиксельдер көбінесе бастапқы цифрлық теледидар стандарттарында пайда болады, олар аналогты теледидар сигналдарын цифрландырумен байланысты, олардың вертикальді және "нақты" көлденең ажыратылуы әртүрлі және сондықтан олар квадрат емес пиксельдермен жақсы сипатталады, сондай-ақ кейбір цифрлық видео камераларда және компьютерлік дисплей режимдерінде, мысалы Түсті графикалық адаптерде (CGA). Бүгінде олар әртүрлі SAR-мен қарарлар арасында транскодтау кезінде де пайда болады. Нақты дисплейлерде, әдетте, квадрат емес пиксельдер болмайды, бірақ цифрлық сенсорлар болуы мүмкін; олар шешімдер арасында түрлендіру үшін суреттерді қайта үлгілеуде қолданылатын математикалық абстракция. PAR түсінуде бірнеше күрделі факторлар бар, әсіресе аналогты бейнелерді цифрландыруға қатысты: Біріншіден, аналогты бейнеде пиксельдер жоқ, керісінше растрлық сканерлеу бар, сондықтан жақсы анықталған тік ажыратылуы бар (растрдың сызықтары), бірақ жақсы анықталмаған көлденең ажыратылуы жоқ, өйткені әр сызық аналогты сигнал болып табылады. Алайда, стандартталған сынама алу жылдамдығы арқылы тиімді көлденең ажыратылуын сынамалау теоремасымен анықтауға болады, ол төменде көрсетілгендей. Екінші, overscan-ға байланысты растрдың жоғарғы және төменгі жағындағы кейбір сызықтар көрінбейді, сол және оң жақтағы кейбір суреттер сияқты. Сонымен қатар, ажыратылуы дөңгелектенуі мүмкін (DV NTSC мүмкін болатын 486 емес, 480 жолды қолданады). Үшіншіден, аналогты бейнесигналдар өзара байланысады әрбір сурет (рамка) екі "дала" ретінде жіберіледі, әрқайсысы жартысы сызықтар. Осылайша пиксельдер өзара байланыспаған кездегіден екі есе биік болады немесе кескін араласқаннан ары...
{| class="wikitable"
|
| SAR × PAR = DAR
|}
Rearranging (solving for PAR) yields:
{| class="wikitable"
|
| PAR = DAR / SAR
|}
For example:
A 640 × 480 VGA image has a SAR of 640/480 = 4:3, and if displayed on a 4:3 display (DAR = 4:3) has square pixels, hence a PAR of 1:1. By contrast, a 720 × 576 D 1 PAL image has a SAR of 720/576 = 5:4, but if displayed on a 4:3 display (DAR = 4:3) the PAR is 4/3 : 5/4 = 16:15 ≈ 1.066. This means that the pixels of the PAL picture must be "stretched" by this amount to fit in the 4:3 display. In analog images such as film there is no notion of pixel, nor notion of SAR or PAR, but in the digitization of analog images the resulting digital image has pixels, hence SAR (and accordingly PAR, if displayed at the same aspect ratio as the original). Non square pixels arise often in early digital TV standards, related to digitalization of analog TV signals – whose vertical and "effective" horizontal resolutions differ and are thus best described by non square pixels – and also in some digital video cameras and computer display modes, such as Color Graphics Adapter (CGA). Today they arise also in transcoding between resolutions with different SARs. Actual displays do not generally have non square pixels, though digital sensors might; they are rather a mathematical abstraction used in resampling images to convert between resolutions. There are several complicating factors in understanding PAR, particularly as it pertains to digitization of analog video:
First, analog video does not have pixels, but rather a raster scan, and thus has a well defined vertical resolution (the lines of the raster), but not a well defined horizontal resolution, since each line is an analog signal. However, by a standardized sampling rate, the effective horizontal resolution can be determined by the sampling theorem, as is done below. Second, due to overscan, some of the lines at the top and bottom of the raster are not visible, as are some of the possible image on the left and right – see Overscan: Analog to digital resolution issues. Also, the resolution may be rounded (DV NTSC uses 480 lines, rather than the 486 that are possible). Third, analog video signals are interlaced – each image (frame) is sent as two "fields", each with half the lines. Thus either the pixels are twice as tall as they would be without interlacing, or the image is deinterlaced.
Өмірбаян
Видео кадрлар деп аталатын суреттердің бірізді сериясы ретінде ұсынылады. Тарихи тұрғыдан алғанда, бейнекадрлар аналогты түрде құрылып, жазылып отырды. Цифрлық дисплей технологиясы, цифрлық хабар тарату технологиясы және цифрлық бейне қысу жеке-жеке дамығандықтан, бұл пикселдік өлшем қатынасын пайдалану арқылы шешілуі керек бейне кадр айырмашылықтарына әкелді. Цифрлық бейне кадрлар әдетте әрбір ретті бейнелерді ұсыну үшін қолданылатын пиксельдер желісі ретінде анықталады. Көлденең компонент пиксельдермен (немесе үлгілермен) анықталады және бейне сызығы деп аталады. Вертикаль компонент, 480 жолдағыдай, жолдар санымен анықталады. Стандартты анықтамадағы теледидар стандарттары мен практикасы жер үсті теледидарларын тарату үшін әзірленген, сондықтан олар цифрлық бейне ұсыну үшін әзірленбеген. Мұндай стандарттар суретті жақсы анықталған көлденең "Сызықтар", жақсы анықталған тік "Сызық ұзақтығы" және жақсы анықталған сурет орталығы ретінде анықтайды. Алайда, бейне жиектерін дұрыс анықтайтын немесе бір жолға белгілі бір сандағы сурет элементтерін талап ететін стандартты анықтамалы теледидар стандарты жоқ. Сонымен қатар, NTSC 480i және PAL 576i сияқты аналогты бейне жүйелері, прогрессивті түрде көрсетілген кадрларды қолданудың орнына, жапсырылған түрде көрсетілген өрістерді немесе аралас жарты кадрларды пайдаланып, жылтырауды азайтады және тегіс қозғалыс үшін кескін жылдамдығын екі есе арттырады.
Пікселдер арасындағы өлшем қатынасының анықталмаған мәндері
Интернетте және басқа да түрлі басылымдарда әр түрлі бейне суреттер мен бейне жүйелерінің пиксельдік өлшем қатынастары ретінде әртүрлі және өте үйлесімсіз мәндерді енгізетін көптеген көздер кездеседі. (Қосымша көздер бөлімін қараңыз.) Бұл дереккөздердің дәлдігі мен/немесе тиімділігін бейтарап бағалау үшін, цифрлық кино дәстүрлі кинодан бірнеше жыл өткен соң ойлап табылғандықтан, стандартты анықтамадағы теледидар мен үйлесімді медиа үшін бағытталған барлық бейне суреттерде, цифрлық немесе басқада, стандартты анықтамадағы теледидарға үйлесімді спецификациялар бар (және болуы тиіс). Сондықтан, цифрлық бейне бейнелерінің пиксельдік өлшем қатынасы цифрлық бейнелердің емес, жалпы дәстүрлі жабдықтардың ерекшеліктеріне сүйене отырып есептелуі тиіс. Әйтпесе, цифрлық бейне көзінен есептелетін пикселдік өлшем қатынасы белгілі бір жағдайларда ғана сол видео көздері үшін қолданылады және оны кез келген стандартты анықтамадағы теледидар жүйесінің жалпы пикселдік өлшем қатынасы ретінде қарастыруға/қолдануға болмайды. Сонымен қатар, суреттің жақсы анықталған жиектері бар цифрлық видеодан айырмашылығы, дәстүрлі видео жүйелері суреттің жақсы анықталған жиектерін ешқашан стандарттаған емес. Сондықтан жалпы стандартты теледидар жүйелерінің пикселдік өлшем қатынасын суреттердің жиектері негізінде есептеу мүмкін емес. Мұндай есептелген өлшем қатынасы мүлдем дұрыс емес, бірақ оны белгілі бір бейне жүйесінің жалпы пикселдік өлшем қатынасы деп қарастыруға болмайды. Мұндай мәндерді пайдалану белгілі бір жағдайларда ғана шектеледі.
Қазіргі заманғы стандарттар мен тәжірибелер
Қазіргі заманғы цифрлық бейнелеу жүйелерінде және жоғары анықтықтықтағы телевизорларда, әсіресе SMPTE стандарттары мен практикасына сәйкес келетінінде, тек шаршы пиксельдер ғана хабар тарату және көрсету үшін қолданылады. Алайда, кейбір форматтар (мысалы, HDV, DVCPRO HD) бейнелерді сақтау үшін ішкі шаршы емес пиксельдерді пайдаланады, бұл өңделуі керек деректердің санын азайтудың жолы ретінде, осылайша қажетті беру жылдамдығын шектейді және қолданыстағы интерфейстермен үйлесімділікті сақтайды.
Квадрат емес пиксельдер мәселесі
Пикселдер арақатынасы әртүрлі құрылғыда белгілі бір пиксел арақатынасы бар кескінді тікелей карталау кескінді көлденең немесе тік бағытта табиғи емес созылып немесе қысылып көрінеді. Мысалы, компьютерлік дисплей үшін шаршы пиксельдермен жасалған шеңбер тік тік пикселдерді пайдаланатын стандартты NTSC теледидардағы тік эллипс сияқты көрінеді. Бұл мәселе кең экрандағы теледидарларда айқын көрінеді. Пикселдік өлшем қатынасы видео файлдарын квадрат емес пикселдермен өңдеуге арналған видео өңдеу бағдарламалық жасақтамалары өнімдерімен, әсіресе пикселдік өлшем қатынасы әр түрлі видео клиптерді араластырған кезде ескерілуі керек. Бұл әртүрлі бейне стандарттарын қолданатын әртүрлі камералардан видео монтаж жасау кезінде болады (салыстырмалы түрде сирек кездесетін жағдай). Арнайы эффекттер бағдарламалық жасақтамалары пикселдер аралығындағы аралықты да ескеруі керек, өйткені кейбір арнайы эффекттер белгілі бір нүктеден қашықтықты есептеуді қажет етеді, сондықтан олар визуалды түрде дұрыс көрінеді. Мұндай әсерлердің мысалы радиалды бұзылу, қозғалыс бұзылуы немесе тіпті қарапайым кескінді айналдыру.
Пикселдер аралығындағы өлшемді қолдану
Пиксельдік өлшем қатынасы негізінен цифрлық бейне бағдарламалық жасақтамада қолданылады, онда жылжымалы суреттерді түпнұсқадан басқа бейне жүйелерін пайдалану үшін түрлендіру немесе қалпына келтіру керек. Видео ойнатқыш бағдарламалық жасақтамасы экранға цифрлық бейнелерді дұрыс көрсету үшін пикселдік өлшемді пайдалана алады. Видео өңдеу бағдарламалық жасақтамасы видеоны жаңа форматта дұрыс масштабтауға және көрсету үшін пиксельдік өлшемді пайдаланады. Пиксельдік өлшем қатынасын қолдау 80-ші жылдары болған компьютерлік стандарттар мен бейне ойындарынан қалған цифрлық бейнелерді бұрмалаусыз көрсету үшін де қажет. Сол ұрпақта шаршы пикселдерді өндіру өте қымбат болатын, сондықтан SNES, CGA, EGA, Hercules, C64, MSX, PC 88, X68000 және т.б. сияқты машиналар мен бейне карталарында шаршы емес пикселдер болған.
Дисплейдің өлшем қатынасымен шатасу
Пиксельдік өлшем жиілігі әр түрлі кескін өлшемдерімен шатастырылады; кескіннің ені мен биіктігінің қатынасы. Стандартты анықтамадағы теледидардағы пикселдердің квадраттылығы болмағандықтан, мұндай көрініс қатынасының екі түрі бар: сақтау көрініс қатынасы (SAR) және дисплей көрініс қатынасы (қысқаша DAR, сондай-ақ бейне көрініс қатынасы және бейне көрініс қатынасы деп аталады). Сонымен қатар, пикселдік көрініс қатынасы (PAR) кейбір өнеркәсіптік стандарттарда (мысалы, H.264) және бағдарламалардың шығысында (мысалы, ffmpeg) үлгі көрініс қатынасы (қысқаша SAR) ретінде де белгілі. PAR және SAR қысқартуларының қайта қолданылуына назар аударыңыз. Бұл мақалада түсініксіздіктен аулақ болу үшін тек пиксельдік өлшем, дисплейлік өлшем және сақтау өлшемдері терминдері қолданылады. Сақтау өлшемі - бұл бейне файлынан оңай есептелетін пиксельдегі сурет енінің биіктігіне қатынасы. Дисплейдің өлшем қатынасы - экранға түсірілген кезде кескіннің ені мен биіктігінің (сантиметр немесе дюйм сияқты ұзындығы бірлігінде) арақатынасы, ол пиксельдер өлшем қатынасы мен сақтау өлшем қатынасының комбинациясынан есептеледі. Алайда, осы ұғымдардың анықтамасын білетін пайдаланушылар да шатасып кетуі мүмкін. Жаман жасалған пайдаланушы интерфейсі немесе нашар жазылған құжаттама оңай бұрмалауға әкелуі мүмкін: Кейбір видео өңдеу бағдарламалық жасақтамалары жиі пайдаланушылардан видео файлының "аспект қатынасын" көрсетуді сұрайды, оған "4:3" және "16:9" таңдауларын ұсынады. Кейде бұл таңдау "PAL 4:3", "NTSC 4:3", "PAL 16:9" және "NTSC 16:9" болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда бейне өңдеу бағдарламасы бейне файлының пайда болған бейне жүйесі туралы ақпаратты сұрату арқылы бейне файлының пикселдік өлшем қатынасын сұратып отырады. Бағдарлама пікселдер арасындағы өлшем қатынасының дұрыс мәнін анықтау үшін (төмендегіге ұқсас) кесте қолданады. Жалпы алғанда, түсініспеушілікті болдырмау үшін, бейне өңдеу өнімдері ешқашан сақтау өлшем қатынасын сұрамайды деп болжауға болады, өйткені олар оны тікелей алып немесе есептей алады. Квадрат пикселдерді білмейтін қолданбалар тек пикселдер ара қатынасын немесе дисплей ара қатынасын сұрауы керек, олардың кез келгенінен олар екіншісін есептей алады.
Жалпы видео форматтарының пиксельдік өлшем қатынастары
Жалпы стандартты анықтамалы бейне форматтары үшін пикселдік өлшем қатынасының мәндері төменде келтірілген. PAL бейне форматтары үшін екі түрлі пікселдік өлшем қатынасы мәндері келтірілген: Rec.601, Rec.601 талаптарына сәйкес келетін мән, ол осы типтегі стандартты анықтамадағы бейнелердің нақты пікселдік өлшем қатынасы болып саналады. Цифрлық, ол Rec.601 шамамен бірдей және Цифрлық видео өңдеу бағдарламалық жасақтамасында қолдануға қолайлы. Жалпы форматтар үшін PAR-ге көздер әртүрлі екенін ескеріңіз. Мысалы, 4:3 (DAR) -де көрсетілген 576 жол (PAL) 12:11 PAR-ге сәйкес келеді (егер 704 × 576, SAR = 11: 9), немесе 16:15 PAR-ге сәйкес келеді (егер 720 × 576, SAR = 5: 4). Екі дереккөзді де көрсететін дереккөздерді және SDTV: сақтау, көрсету және пиксельдер арақатынасы кестесі үшін қараңыз. Сонымен қатар, КРТ теледидарларында пиксельдер емес, сканлиндар бар екеніне назар аударыңыз. + Жалпы бейне форматтарының квадрат емес өлшемдері Видео жүйесі DAR (дисплей өлшемдері) Суреттің өлшемдері SAR (жинақтау өлшемдері) PAR (пиксель өлшемдері) PAR (пиксель өлшемдері) (децималды) Ені (пиксель) PAL түрі 1.0 769, 385 Rec.601 1. 768, 384 сандық 1.0 1. 1026, 513 Ескерту 601 1. 1024, 512 цифрлық 1.4 NTSC 0. 640, 320 1. 853, 427 HDV / HDCAM 1. Қалта құрылғысы 1920 + H.26x видеокодекстер тобындағы алдын ала белгіленген көрсеткіштермен үлгілік өлшем қатынастары Индекс Өлшем қатынасы 0 анықталмаған 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 255 кеңейтілген
Rec.601, a Rec.601 compliant value, which is considered the real pixel aspect ratio of standard definition video of that type. Digital, which is roughly equivalent to Rec.601 and is more suitable to use in Digital Video Editing software. Note that sources differ on PARs for common formats – for example, 576 lines (PAL) displayed at 4:3 (DAR) corresponds to either PAR of 12:11 (if 704×576, SAR = 11:9), or a PAR of 16:15 (if 720×576, SAR = 5:4). See references for sources giving both, and SDTV: Resolution for a table of storage, display and pixel aspect ratios. Also note that CRT televisions do not have pixels, but scanlines. + Non square aspect ratios of common video formats Video system DAR (Display Aspect Ratio) Picture dimensions SAR (Storage Aspect Ratio) PAR (Pixel Aspect Ratio) PAR (Pixel Aspect Ratio) (decimal) Width (px) Type PAL 1.0 769, 385 Rec.601 1. 768, 384 digital 1.0 1. 1026, 513 Rec.601 1. 1024, 512 digital 1.4 NTSC 0. 640, 320 1. 853, 427 HDV / HDCAM 1. 1920
+ Sample aspect ratios with predefined indicators in the H.26x family of video codecs Index Aspect ratio 0 unspecified 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 255 extended
Негізгі көздер
Алу күніне қарай ITU Онлайн кітап дүкеніне тегін мүшелік үш ITU R ұсыныстарын тегін жүктеуге мүмкіндік береді. Бұл стандарт HDMI-ге негіз болып табылады, ол 16:15 (1.0666) 4:3 576i/p пикселдер ара қатынасы ретінде және 8:9 (0.888) 4:3 480i/p пикселдер ара қатынасы ретінде анықтайды.