Введение

Формат хранения или передачи изображения, в котором каждая строка считывается последовательно. Прогрессивная развертка (также известная как нечередующаяся развертка) — это формат отображения, хранения или передачи движущихся изображений, при котором все строки каждого кадра выводятся последовательно. Это отличается от строчной развертки, используемой в традиционных аналоговых телевизионных системах, где сначала выводятся нечётные строки, а затем чётные строки каждого кадра (каждое изображение называется видеополем) поочередно, что позволяет использовать только половину фактического количества кадров изображения для создания видео. Изначально система называлась "последовательной разверткой", когда она использовалась в телевизионных передачах Baird с 240 строками из Александры-Палас, Великобритания, в 1936 году. Она также использовалась в экспериментальных передачах Бэрда с 30 строками в 1920-х годах. Прогрессивная развертка получила повсеместное распространение на компьютерных экранах с начала XXI века.

Интерлайн твиттер

Эта грубая анимация сравнивает прогрессивное сканирование с разностной разверткой, а также демонстрирует эффект "дрожания" строк, связанный с разностной разверткой. Слева – два изображения, полученных прогрессивным сканированием. В середине – два изображения, полученных разностной разверткой, а справа – два изображения, обработанные удвоителем строк. Исходные разрешения указаны выше, а разрешения с пространственным сглаживанием – ниже. Изображения, полученные разностной разверткой, используют вдвое меньшую полосу пропускания, чем изображения, полученные прогрессивным сканированием. Изображения в центральной колонке точно воспроизводят пиксели изображений слева, но разностная развертка приводит к "дрожанию" деталей. Реальное видео, полученное разностной разверткой, размывает такие детали, чтобы предотвратить "дрожание", но, как видно на изображениях нижнего ряда, такое смягчение (или сглаживание) достигается за счет потери четкости изображения. Удвоитель строк, показанный на нижнем правом изображении, не может восстановить ранее обработанное разностной разверткой изображение в центре до полного качества изображения, полученного прогрессивным сканированием, показанного в верхнем левом углу. Примечание: Поскольку частота обновления замедлена в три раза, а разрешение меньше половины разрешения типичного видео, полученного разностной разверткой, мерцание в смоделированных участках, полученных разностной разверткой, а также видимость черных линий в этих примерах преувеличены. Кроме того, изображения выше основаны на том, как они будут выглядеть на мониторе, не поддерживающем разностную развертку, например, на компьютерном мониторе или на ЖК- или плазменном телевизоре, при этом изображения, полученные разностной разверткой, отображаются в том же режиме, что и изображения, полученные прогрессивным сканированием.

Использование при хранении или передаче

Прогрессивная развертка используется для сканирования и хранения пленочных материалов на DVD, например, в форматах 480p24 или 576p25. Прогрессивная развертка была включена в технический стандарт Grand Alliance для HDTV в начале 1990-х годов. Было согласовано, что вся передача фильмов в HDTV будет осуществляться с использованием прогрессивной развертки в США. Даже если сигнал передается в разностной развертке, HDTV преобразует его в прогрессивную.

Использование в телевизорах, видеопроекторах и мониторах

Прогрессивное сканирование используется для большинства компьютерных мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), всех ЖК-мониторов и большинства HDTV, поскольку разрешения дисплея изначально прогрессивные. Другим типам ЭЛТ-дисплеев, таким как SDTV, требовалось использовать разностную развертку для достижения полного вертикального разрешения, но они могли отображать прогрессивное видео с потерей половины вертикального разрешения. До того, как HDTV стали широко распространены, некоторые телевизоры и видеопроекторы выпускались с одним или несколькими входами прогрессивного сканирования полного разрешения, что позволяло этим дисплеям поддерживать форматы, такие как PALPlus, DVD-плееры с прогрессивным сканированием и некоторые игровые консоли. HDTV поддерживают прогрессивные разрешения 480p и 720p. Дисплеи 1080p обычно дороже сопоставимых моделей HDTV с более низким разрешением. С появлением UHD-телевизоров на потребительском рынке в 2010-х годах также стали использоваться прогрессивные разрешения, но они обычно продавались по очень высоким ценам (4K HDTV) или находились на стадии прототипа (8K HDTV). Цены на 4K HDTV для потребительского рынка впоследствии снизились и стали более доступными, что увеличило их популярность среди потребителей. Компьютерные мониторы могут использовать еще более высокие разрешения. Недостатком прогрессивного сканирования является то, что оно требует большей полосы пропускания, чем разностная развертка с тем же размером кадра и частотой вертикальной развертки. По этой причине 1080p не используется для вещания. Подробное описание причин первоначального использования разностной развертки можно найти в статье о разностной развертке. Для углубленного объяснения принципов, преимуществ и недостатков преобразования разностного видео в прогрессивный формат обратитесь к статье о деинтерлейсинге.

Преимущества

Главное преимущество прогрессивного сканирования заключается в том, что движение выглядит более плавным и реалистичным. Отсутствуют визуальные артефакты, характерные для видео с раздельным полем с той же частотой строк, такие как эффект мерцания между строк (интерлайн-твиттер). Кадры не содержат артефактов развертки и могут быть сохранены как неподвижные изображения. При прогрессивном сканировании нет необходимости в намеренном размытии (иногда называемом сглаживанием) для уменьшения эффекта мерцания между строк и снижения напряжения глаз. В большинстве случаев, например, с DVD-фильмами и видеоиграми, видео размывается уже на этапе создания контента, чтобы уменьшить эффект мерцания между строк при воспроизведении на дисплеях с раздельным полем. В результате, восстановить четкость исходного видео становится невозможно при просмотре в прогрессивном режиме. Интуитивно понятным решением является наличие у дисплейного оборудования и видеоигр опций для размытия видео по желанию или сохранения его исходной четкости. Это позволяет зрителю добиться желаемой четкости изображения как на дисплеях с раздельным полем, так и на дисплеях с прогрессивным сканированием. Примером видеоигр с такой функцией является серия Super Smash Bros., начиная с Melee, где присутствует опция "Deflicker". В идеале, её следует включать при игре на дисплее с раздельным полем для уменьшения эффекта мерцания между строк и отключать при игре на дисплее с прогрессивным сканированием для достижения максимальной четкости изображения. Прогрессивное сканирование также обеспечивает более четкое и быстрое масштабирование до более высоких разрешений по сравнению с эквивалентным видео с раздельным полем, например, при увеличении разрешения с 480p до 1080p на HDTV. HDTV, не использующие технологию ЭЛТ, не могут отображать видео с раздельным полем в его исходном формате, поэтому перед масштабированием и отображением видео с раздельным полем необходимо выполнить деинтерлейсинг. Деинтерлейсинг может приводить к заметным визуальным артефактам и/или задержке ввода между источником видео и устройством отображения.