Technika: Zrozumieć 'Video' w komputerze PC 

Zrozumienie jak komputer PC może być wykorzystywany do odbierania sygnału telewizyjnego, nagrywania go i odtwarzania oznacza poznanie bardzo skomplikowanego procesu. Niestety większość dostępnej dokumentacji opisującej ten temat skupia się na niepotrzebnych technicznych i matematycznych szczegółach. Poniższy dokument prezentuje inne podejście niosąc wyjaśnienie mechanizmów i prezentując podstawowe informacje dotyczące współpracy wideo i komputera klasy PC.

Biorąc pod uwagę wysoki poziom sygnału, PC może być użyty do wykonania dwóch zadań w zakresie wideo:

1. Przechwytywania obrazu (nagrywanie sygnału telewizyjnego lub z innego źródła np.: kamery wideo).

2. Wyświetlanie obrazu (sygnału telewizyjnego, nagrania wideo, DVD lub streamowania obrazu prosto z sieci) na wyświetlaczu (np.: monitor PC, HDTV, itd.).

Oba z wymienionych powyżej zadań są tak naprawdę o wiele bardziej skomplikowane niż może się to wydawać i wymagają zarówno dedykowanego sprzętu jak i oprogramowania, aby mogły być przeprowadzone. Pierwsza połowa artykułu opisuje w jaki sposób przechwytywany jest obraz, natomiast druga poświęcona została jego wyświetlaniu.

Z racji tego, że pojęcia analogowy i cyfrowy są kluczowymi na drodze ku zrozumieniu czym jest obraz wideo, pomocne będzie krótkie przedstawienie co kryje się za nimi:

Analogowy - sygnał analogowy może być postrzegany jako proces lub wydarzenie o nieskończonej ilości szczegółów. Poniższy sygnał jest przykładem sygnału analogowego. Ten ciągły sygnał, przedstawiony jest jako nieskończona ilość punktów i ciągłych zmian w czasie.

Sygnały analogowe tworzy się stosunkowo łatwo, ale są one niestety bardzo podatne na zniekształcenia. Są nieodłączną cechą procesu przesyłania i znane są także jako szumy. W związku z tym, że sygnały analogowe są nieskończenie dokładne, pojawiające się zniekształcenia w znaczący sposób pogarszają jakość sygnału, aż do momentu, w którym dochodzi do jego zaniku, tak jak pokazuje to poniższa ilustracja.

Z tego też wynika potrzeba tworzenia sygnałów cyfrowych.

Cyfrowy - sygnał cyfrowy oferuje sposób opisywania procesu np.: sygnału audio lub wideo za pomocą predefiniowanej liczby informacji. Poniższy przykład sygnału cyfrowego może mieć dwie wartości (+4 lub -4) względem czasu.

W momencie, gdy analogowy sygnał poddawany jest digitalizacji, jest on opisywany za pomocą skończonej liczby wartości, podczas gdy poprzednio, jako sygnał analogowy, posiadał nieskończoną liczbę wartości. Im większa liczba użytych wartości, tym bardziej dokładne odwzorowanie oryginalnego analogowego sygnału. Integralną częścią wielu technologii jest tworzenie sygnału cyfrowego z analogowego źródła. Zarówno praca na sygnałach cyfrowych jak i ich transmisja jest o wiele łatwiejsza niż w przypadku sygnałów analogowych.

Płyta CD jest świetnym przykładem przekształcenia sygnału analogowego na cyfrowy. Oryginalna ścieżka analogowa jest samplowana (ok. 44000 razy na sekundę) aby stworzyć cyfrowe odwzorowanie oryginalnego sygnału. Dzięki temu, że płyta CD zapisana jest w formacie cyfrowym, o wiele trudniej jest zniekształcić jej sygnał niż w przypadku np. kaset lub nagrań, które zawierają zróżnicowany stopień zniekształceń.

Przechwytywanie obrazu można rozłożyć na następujące etapy:

1. Otrzymywanie i demodulacja sygnałów telewizyjnych.
2. Dekodowanie obrazu.
3. Wstępne przetwarzanie obrazu.
4. Kompresja obrazu.

Odbiornik sygnału telewizyjnego (tuner), który można znaleźć w każdej karcie graficznej ATI All-in-Wonder RADEON lub kartach ATI TV Wonder jest pierwszym koniecznym wymogiem do przechwytywania sygnału telewizyjnego. Tuner telewizyjny pozwala użytkownikowi na wybieranie różnych częstotliwości kanałów telewizyjnych. Aby w pełni zrozumieć cały proces odbierania sygnału telewizyjnego, opisane zostaną podstawy działania telewizji oraz natura sygnału telewizyjnego.

Najpierw przyjrzyjmy się jak telewizory wyświetlają obraz do ekranie. Aby wyświetlić obraz na całym ekranie odbiorniki telewizyjne rysują (skanują) linie światła na ekranie, od lewej do prawej i od góry do dołu. Istnieją dwa różne sposoby rysowania tych linii: międzyliniowa czyli z przeplotem i progresywna. Metoda z przeplotem działa na zasadzie rysowania alternatywnych pól parzystych i nieparzystych linii tj. pierwsze pole rysuje linie 1, 3, 5, ..., a drugie 2, 4, 6, .... W wyniku tego działania tylko połowa klatki rysowana jest za jednym razem. Płynność obrazu gwarantuje odpowiednia częstotliwość, z którą jest on wyświetlany. Niestety w wyniku tego, że obraz jest rysowany dzięki naprzemiennym parzystym i nieparzystym polom, powstają takie niedoskonałości jak np. mruganie. W przypadku progresywnej metody, cała klatka rysowana jest równocześnie (zarówno parzyste jak i nieparzyste pola) zwykle około 30 razy na sekundę. Progresywne sygnały zapewniają zatem wyższą jakość obrazu jako że nie występują tu pozostałości takie jak mruganie, spotykane przy wyświetlaniu z przeplotem. Poniższa ilustracja przedstawia różnicę pomiędzy skanowaniem progresywnym i z przeplotem.

Ważne jest także, aby rozumieć 2 typy nadawanych sygnałów telewizyjnych: analogowego i cyfrowego. Sygnał analogowy odnosi się do następujących formatów nadawania zawartości analogowej: NTSC w Ameryce Północnej i Japonii, PAL w pozostałych częściach świata i SECAM w Europie, głównie Francji.

Sygnały NTSC zawierają 520 linii, które wyświetlane są na zmianę (około 480 jest wyświetlanych, pozostałe zawierają informacje dotyczące synchronizacji, napisów kodowanych i inne pozwalające odbiornikowi na wyświetlanie pozostałych 480 linii) około 60 razy na sekundę.

PAL i SECAM rysują 625 linii (także z przeplotem) około 50 razy na sekundę. Analogowe odbiorniki o wyższej jakości są wstanie wyświetlać wszystkie 480 linii (odbiorniki, które są wstanie wyświetlać 480 linii, zarówno z przeplotem jak i progresywnie nazywane są odbiornikami SDTV lub standard definition TV), natomiast tańsze telewizory potrafią wyświetlić pomiędzy 200 a 300 liniami.

Cyfrowe sygnały telewizyjne wciąż nie są powszechne, ale sytuacja ta zmienia się bardzo szybko. Można się spodziewać, że w przeciągu następnych kilku lat wiele stacji telewizyjnych rozpocznie nadawanie wyłącznie cyfrowych sygnałów. Aby sygnał został zakwalifikowany jako cyfrowy musi zostać przypisany do jednej z następujących kategorii: 1080i, 720p, 480i, 480p. Łatwo wytłumaczyć co kryje się za oznaczeniami tych kategorii. Liczba określa liczbę linii (odnoszą się one do horyzontalnych linii tworzących obraz) wyświetlanych w danym momencie na ekranie cyfrowego telewizora. i oznacza, że sygnał telewizyjny jest z przeplotem, p natomiast, że sygnał jest progresywny. Wszystkie z powyższych formatów cyfrowego sygnału telewizyjnego mogą być wyświetlone przy 60, 30 lub 24 klatkach (klatkach w przypadku sygnału progresywnego), lub polach (w przypadku sygnału z przeplotem) na sekundę.

Najbardziej popularnym standardem telewizyjnym sygnału cyfrowego jest HDTV (high definition television) czyli telewizja wysokiej rozdzielczości. Klasyfikacja HDTV wymusza obsługę następujących sygnałów cyfrowych: 720p, 1080i. Oznacza to, że obraz musi składać się z 720 progresywnych linii, z których każda ma 1280 pikseli lub w drugim przypadku 1080 linii z przeplotem z 1920 pikselami w każdej linii.

Piksel to mała kropka na ekranie telewizora, która zawiera informację o kolorze. Wszystkie sygnały HDTV muszą mieć współczynnik kształtu obrazu 16:9 znany inaczej jako szeroko ekranowy format (wide screen). Współczynnik odnosi się do stosunku pomiędzy liczbą pikseli wyświetlanych w poziomie i pionie. Telewizory o standardowej rozdzielczości (standard definiton) odbiorą sygnał o 480 liniach z przeplotem z 704 lub 720 pikselami na linię, co daje współczynnik kształtu obrazu wynoszący 4:3. Telewizory o zwiększonej rozdzielczości (enhanced definition) korzystają z takiego samego trybu jak telewizory o standardowej rozdzielczości, z tym, że wyświetlają 480 linii progresywnie, a nie z przeplotem.

Po tym jak odebrany zostanie sygnał przez tuner telewizyjny, musi on zostać poddany demodulacji. Aby lepiej zrozumieć pojęcie demodulacji konieczne jest podanie kilku faktów na temat tego jak transmitowane i nadawane są sygnały np. telewizyjne i radiowe. Większość sygnałów takich jak telewizyjne, radiowe czy telefonii komórkowej nie jest transmitowana z wież telekomunikacyjnych jako takich, ale nakładana na określone sygnały o wysokiej częstotliwości nazywane sygnałami nośnymi - proces ten nazywany jest modulacją. Istnieją różne sposoby modulacji sygnału i fali nośnej np. Amplitude Modulation (AM), Frequency Modulation (FM), Pulse Modulation (PM), itd. Przykład modulacji, który szybko przedyskutujemy jest modulacją częstotliwości wykorzystywaną w sygnałach radiowych. W każdym odbiorniku radiowym wartość poprzedzająca FM, powiedzmy 92 FM, określa częstotliwość, w tym wypadku 92 MHz sygnału nośnego dla tej stacji radiowej. Oto przykład modulacji częstotliwości:

Sygnały modulowane są z kilku powodów. Po pierwsze ułatwia to ich przesyłanie i odbieranie (ma to związek z rozmiarem długości fali sygnału; im niższa częstotliwość tym większa długość fali, co utrudnia przysyłanie i odbieranie sygnału). Po drugie, jeśli sygnały nie byłyby modulowane przy pomocy unikatowych sygnałów nośnych, zakłócałyby się wzajemnie. Gdy sygnał już zostanie otrzymany, prawdziwy sygnał musi zostać odseparowany od sygnału nośnego. Proces ten nazywamy demodulacją.

W przypadku sygnałów telewizyjnych, demodulator musi demodulować z sygnału nośnego zarówno sygnały wideo jak i audio. Nowy demodulator ATI, Theater 550 PRO, jest wstanie bezbłędnie oddzielić dźwiękowe i wizualne składowe sygnału.

Po tym jak sygnał telewizyjny, zarówno dźwiękowy jak i wizualny zostaje oddzielony (zdemodulowany) od częstotliwości nadawania, musi zostać poddany procesowi dekodowania.

Aby w pełni zrozumieć ten proces, konieczne jest zapoznanie się z komponentami telewizyjnego sygnału wideo.

Istnieją dwa główne składniki telewizyjnego sygnału wideo, Luminance (Y) czyli luminancja lub jaskrawość i Chrominance (C) czyli chrominancja lub kolorowość. Luminancja (Y) określa zawartość czarnej i białej porcji sygnału wideo (używana jest ona w telewizorach czarno-białych). Chrominancja (C) określa porcję koloru sygnału telewizyjnego. Chrominancja może być rozłożona na dwa składniki, niebieski i czerwony, CbCr dla sygnału cyfrowego i PbPr dla analogowego. Powodem dla którego sygnały telewizyjne opisywane są w kategoriach luminancji i chrominancji jest oszczędność pasma podczas przesyłania sygnału. Im szersze jest wymagane pasmo tym droższe jest przesłanie sygnału. Ludzkie oko jest o wiele bardziej wrażliwe na zawartość luminancji (czarny i biały) w sygnale niż na składnik koloru, tak więc sygnały telewizyjne pozbawione są pewnej części informacji o kolorze, aby zredukować, wymaganą do przesłania sygnału, szerokość pasma.

Composite video, S-video i Component video to nazwy używane od określenia oddzielenia, lub jego braku, różnych komponentów sygnału wideo i zarazem nazwy rodzajów łącz, które mogą być podłączane do telewizorów. Jakość wizualna wyświetlanego sygnału wideo jako indywidualnego składnika jest znacznie wyższa niż sygnału wideo połączonych komponentów.

Composite video - określa sygnał, w którym luminancja (Y) i chrominancja (C) połączone są w jeden sygnał. Jest to najniższa jakość sygnału. W ten sposób przesyłane są analogowe sygnały telewizyjne.

S-video - odnosi się do sygnału jako dwóch oddzielonych składników, luminancji (Y) i chrominancji (C). Jest to ulepszona wersja composite video.

Component video - opisuje sygnał jako trzy oddzielne komponenty, luminancje (Y) i dwa składniki chrominancji (CbCr dla sygnałów cyfrowych lub PbPr dla sygnałów analogowych). Component video to najwyższa jakość obrazu.

Composite video

S-video

Component video

Nie należy być zdezorientowanym przez wieloraki sposób opisu formatu sygnału wideo. Określenia sygnału takie jak YPbPr, YCbCr i YUV są tylko drobnymi modyfikacjami w zapisie składników luminancji i chrominancji sygnału wideo.

Podczas określania komponentu sygnału wideo, powszechnym jest podawanie informacji dotyczącej liczby bitów użytych do opisania składnika. Sygnał wideo wszystkich płyt DVD zapisany jest w formie cyfrowego składnika (YCbCr) i przechowywany w formacie 4:2:0. Oznacza to, że składnik luminancji sygnału samplowany jest przy 8 bitach na piksel, a każdy z dwóch składników chrominancji Cb i Cr samplowany jest przy 2 bitach na piksel. Tak więc całkowity sygnał opisany jest jako 12 bitowy. Sygnał o najwyższej możliwej jakości to 4:4:4, co oznacza, że każdy składnik samplowany jest przy 8 bitach na piksel, co daje 24 bity na piksel. Ludzkie oko jest jednak o wiele mniej doskonałe jeżeli chodzi o rozpoznawanie kolorów, tak więc kompresja ta nie ma w zasadzie żadnego wpływu na jakość wideo DVD.

Innym sposobem opisywania sygnału wideo jest RGB. RGB to zupełnie inna metoda opisu sygnału wideo. Zamiast rozdzielać sygnał na luminancję i chrominancję, sygnał jest opisywany w kategoriach trzech różnych kolorów - czerwonego, zielonego i niebieskiego. Większość telewizorów w rzeczywistości konwertuje sygnały telewizyjne oparte o luminancję i chrominancję na sygnały RGB zanim zostaną one wyświetlone na ekranie.

Zatem rolą dekodera wideo jest podzielenie sygnału telewizyjnego na składniki luminancji i chrominancji. Faktyczną częścią dekodera zajmującą się tym zadaniem jest "Comb filter" (filtr grzebieniowy). Nowoczesne telewizory korzystają z dwóch rodzajów filtrów grzebieniowych: dwu i trój wymiarowych filtrów adaptacyjnych. Filtry grzebieniowe 2D używane są, gdy w klatce ma miejsce znaczny ruch. Działają one wykorzystując złożone linie skanowania (im więcej linii użytych w filtrze, tym wyższa jakość oddzielenia luminancji i chrominancji) i rysowane są na ekranie aby przefiltrować składniki luminancji i chrominancji sygnału wideo. Adaptacyjny filtr grzebieniowy 3D wykorzystuje linie skanowania z bieżącej i następnej klatki do oddzielenia składników luminancji i chrominancji w nieruchomej klatce.

Układ Theater 550 Pro ATI używa algorytmu per-pixel do określenia, który rodzaj filtra grzebieniowego powinien być zastosowany dla piksela. Algorytm ten zapewnia, że każdy piksel poddany jest właściwemu rodzajowi filtrowania, czego wynikiem jest najwyższa możliwa jakość. W tym momencie sygnał wideo jest sygnałem cyfrowym.

Kolejnym etapem procesu jest wstępne przetwarzanie obrazu. Gdy sygnał zostanie już przekonwerterowany na sygnał cyfrowy, cechuje go wciąż duża ilość szumów (każdy sygnał cyfrowy, który został utworzony z sygnału analogowego będzie posiadał pewną ilość szumów), której trzeba się pozbyć przed kompresją. Określenie szum generalnie odnosi się do białego szumu i innych wizualnych niedoskonałości.

Skuteczny algorytm deszumujący nie tylko zapewnia lepszą jakość obrazu, ale także poprawia wydajność kompresji kodera obrazu tworząc bardziej skompresowaną zawartość wideo. Efektem końcowym takiego zabiegu jest mniejsza szerokość pasma wymagana do przesłania sygnału wideo.

Skok o klatkę 3:2 jest techniką wstępnego przetwarzania obrazu stosowaną do konwertowania zawartości wideo z formatu 60 pól na sekundę (obraz z przeplotem) na progresywny format 24 klatek na sekundę. Skok o klatkę 3:2 konwertuje zestawy (o powtarzalnych wzorach trzech lub dwóch) pól na indywidualne klatki lub inaczej rozkłada poszczególne klatki na zestawy 3 lub 2 pól. Poniższa ilustracja pokazuje jak 24 progresywne klatki konwertowane są na 60 pól.

W tym przypadku skok o klatkę konwertuje każde 2 klatki na 5 pól. Pierwsza z nich rozłożona zostaje na 3 pola (jedno pole parzystych linii, jedno pole nieparzystych linii i powtórzone pole linii parzystych). Wzór ten powtórzony jest dla każdej klatki tak, że 24 klatki przekonwertowane zostają na 60 pól w każdej sekundzie.

Zawartość wideo jest teraz gotowa na kompresję za pomocą standardu MPEG (tak żeby mogła zmieścić się na nośnikach pamięci takich jak CD czy DVD; bez niej standardowy film wymagałby pojemności 30 płyt DVD).

MPEG (Motion picture experts group) odnosi się do metody kompresji obrazu wideo służącej dopasowaniu go do różnego rodzaju nośników. Istnieje kilka różnych wersji MPEG: MPEG-1, MPEG-2 i MPEG-4. MPEG-1 został pierwotnie zaprojektowany z myślą o wideo CD, MPEG-2 to z kolei format używany na płytach DVD. MPEG-4 jest nową, bardziej wydajną metodą kompresji zaprojektowaną z myślą o interaktywnej zawartości, m.in. o interaktywnych aplikacjach wideo i multimediach.

Kodowanie MPEG-2 wymaga intensywnych obliczeń i wielu zaawansowanych algorytmów, o których nie będziemy tutaj mówić. Kompresują one zawartość wideo wymagającą szerokości pasma na poziomie 160 Megabitów na sekundę do 4-8 Megabitów na sekundę, zachowując tę samą rozdzielczość i niosąc ze sobą tylko nieznaczne efekty uboczne.

Kodowanie MPEG-2 może być przeprowadzone w 100% przez oprogramowanie i jest bardzo powolnym i uciążliwym procesem. Aby uzyskać szybkie i wydajne kodowanie, konieczne jest użycie dedykowanego sprzętu np: chip Theater 550 Pro.

Gdy obraz zostanie zakodowany jako format MPEG-2, musi zostać albo zapisany na dysku twardym albo przesłany strumieniem do użytkownika, co wymaga przekazania obrazu wideo do RAMu.

Gdy obraz zostanie już skompresowany jako format MPEG-2, znaczący wysiłek musi zostać podjęty, aby odkodować lub zdekompresować go przed wyświetleniem na monitorze użytkownika. Zanim to nastąpi, przeprowadzone muszą zostać następujące etapy:

1. IDCT czyli odwrotna dyskretna transformata kosinusowa (Inverse discrete cosine transform).
2. Kompresja obrazów ruchomych (Motion Compensation)..
3. FULLSTREAM - oglądanie przesyłanego strumienia wideo.
4. De-interlacing czyli likwidowanie przeplotu.
5. Skalowanie.
6. Wybranie urządzenia wyświetlającego obraz

Podczas kodowania zastosowana jest matematyczna funkcja nazywana DCT, czyli dyskretna transformata kosinusowa, która ułatwia kompresję (usuwa te informacje, które nie wpływają na jakość wideo). Transformaty DCT przeprowadzane są na blokach pikseli o rozmiarze 8x8. Po transformacji danych kolej na następny poziom kodowania nazywany kodowaniem run-level, które usuwa zbędne informacje z pliku wideo.

Silnik odwrotnej dyskretnej transformaty kosinusowej znajdujący się we wszystkich nowoczesnych procesorach graficznych odwraca cały ten proces, blok po bloku, podczas dekodowania MPEG-2.

Gdy IDCT zakończy dekompresję surowego materiału wideo, przeprowadzana jest kompresja obrazów ruchomych, aby wygenerować końcowy, w pełni zdekodowany obraz wideo. Kompresja obrazu wykorzystuje koncept znany jako kodowanie predykcyjne, powszechnie używane w kompresji wideo. Tylko część obrazu zmienia się z klatki na klatkę, co sprawia, że łatwiej można odróżnić przyszłe klatki od poprzednich i przewidzieć jak będą one wyglądały. Kompresja obrazów ruchomych użyta jest jako część predykcyjnego procesu. Jeśli sekwencja obrazu zawiera ruchome obiekty, ich ruch w obrębie sceny może zostać zmierzony, a informacje wykorzystane do przewidzenia zawartości klatek w sekwencji. Bez poprawnego sprzętowego wsparcia kompresji obrazów ruchomych, łatwo dostrzec pozostałości lub prążkowanie w obszarach gdzie następują zmiany koloru.

Procesory RADEON dostarczają pełnego wspomagania kompresji obrazów ruchomych.

Niestety, podczas przesyłania strumienia wideo np. ze źródeł takich jak internet, w związku z ograniczoną przepustowością, mogą powstawać problemy z zachowaniem jego jakości - obrazek poniżej.

FULLSTREAM, technologia opracowana przez ATI, w znaczący sposób poprawia jakość w przypadku ograniczonej przepustowości. Bez wystarczającego pasma duże bloki pozostałości, będące wynikiem ograniczenia przesyłanych danych, mogą być widoczne podczas odtwarzania wideo. FULLSTREAM inteligentnie wykrywa krawędzie widocznych bloków artefaktów i wygładza je używając do tego zaawansowanej techniki filtrowania, w którą wyposażone są procesory RADEON.

Zasada działania FULLSTREAM polega na analizowaniu klatki wideo i określaniu, które bloki klatki są zniekształcone. Gdy zostaną już one wykryte, FULLSTREAM bada zniekształcone piksele i dostosowuje ich wartości koloru. Wideo FULLSTREAM jest dzięki temu w znaczący sposób poprawione.

Tak jak już wspominaliśmy, większość źródeł danych wideo jest nagrywana i przechowywana w formacie międzyliniowym. Format ten używany jest m.in. z historycznych powodów i zaprojektowany został z myślą o maksymalizacji wydajności transmitowanych danych. Dane z przeplotem są tak naprawdę dzielone na dwa pola, parzyste i nieparzyste, które, gdy połączone, dają jedną pełną klatkę.

Większość monitorów PC wykorzystuje skanowanie progresywne, które jak wcześniej wspomniano oznacza, że cały obraz wyświetlany jest od razu od góry do dołu i wymaga dwa razy więcej detali od obrazu z przeplotem. Efekt tego jest taki, że obraz z przeplotem musi zostać przekonwerterowany na progresywne klatki, aby mógł być wyświetlony na monitorze PC. Proces ten nazywany jest de-interlacing, czyli usuwaniem przeplotu.

Istnieją dwa proste rodzaje metod na usuwanie przeplotu: bob i weave. Usuwanie przeplotu metodą weave (metoda tkania) wykorzystuje linie z poprzedzającej i następnej klatki, aby uzupełnić brakujące pola. Funkcjonuje to bardzo dobrze w przypadku, gdy w połączonych ze sobą polach nie występuje ruch. Jeśli natomiast pojawiają się znaczące zmiany pomiędzy jednym a drugim polem, wówczas mamy do czynienia z zakłóceniem znanym jako rozmycie. Przy wykorzystaniu tej metody najgorsze efekty osiągniemy podczas wyświetlania szybko przewijanego tekstu.

Metoda usuwania przeplotu bob polega jedynie na wyświetlaniu aktualnego pola i interpolowaniu pomiędzy liniami, aby powstała pożądana klatka. Metoda ta sprawuje się świetnie, gdy obraz jest ruchomy. Może ona jednak powodować brak ostrości.

Sprzęt ATI wykorzystuje adaptacyjne likwidowanie przeplotu, które przygląda się każdemu pikselowi i decyduje, która metoda powinna zostać użyta. Wykrywa ono ewentualny ruch, a sprzęt sprawdza czy nie pojawia się rozmycie. Adaptacyjne likwidowanie przeplotu zapewnia najwyższą jakość obrazu.

Usuwanie przeplotu techniką weave

- Usuwanie przeplotu techniką bob

- Usuwanie przeplotu adaptacyjną techniką ATI

Podczas oglądania plików wideo, użytkownicy często chcą zmieniać rozmiar okna oglądanego pliku. Zmiana okna wyświetlanego obrazu za pomocą akceleracji sprzętowej znana jest jako skalowanie.

Skalowanie obrazu do dowolnego rozmiaru wymaga wysokiej jakości silnika skalowania, który będzie w stanie zapobiec aliasingowi (widzeniu poszarpanych linii na krawędziach) podczas zmniejszania i zachować ostrość podczas powiększania.

Poszarpane linie są wynikiem aliasingu

RADEON obsługuje sprzętowe skalowanie. Dzięki przykładowym blokom o rozmiarze 4x4 piksele, skaluje on zawartość wideo. Za pomocą wspomaganego sprzętowo skalowania użytkownicy mogą powiększać i zmniejszać obraz w stosunku 64:1. Skalowanie może być także wykorzystane do zmiany współczynnika kształtu obrazu z 4:3 do 16:4 i odwrotnie.

Istnieje wiele różnych urządzeń wyświetlających. Monitory LCD, wyświetlacze plazmowe, CRT, HDTV i SDTV. Wszystkie z wymienionych urządzeń mogą być podłączone do komputera PC za pomocą różnych typów złącz. Oto krótkie podsumowanie różnych rodzajów połączeń dostępnych na kartach.

DVI (digital video interface) - sygnały, które przechodzą przez łącze DVI są sygnałami cyfrowymi. Droższe monitory LCD i wyświetlacze plazmowe wyposażone są w złącza DVI, które można podłączyć do łącz DVI w kartach graficznych. Niektóre telewizory cyfrowe, zarówno HDTV jak i SDTV obsługują ten standard.

po lewej HDMI, po prawej DVI

HDMI (high definition multimedia interface) - sygnały przepływające przez HDMI są również sygnałami cyfrowymi. HDMI znane jest także jako druga generacja DVI, ponieważ obsługuje zarówno cyfrowy sygnał dźwięku jak i obrazu. Łącznik HDMI jest nieco mniejszy od DVI. Jest to nowa technologia, która prawdopodobnie w przeciągu najbliższego roku nie zyska jeszcze popularności. Istnieją przejściówki umożliwiające połączenie DVI z urządzeniami wyświetlającymi HDMI, wiąże się to jednak z pewną utratą sygnału. Dla dźwięku użyte muszą być osobne kable.

SCART (Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Téléviseurs) - syganły przekazywane przez SCART to sygnały analogowe. SCART łączy sygnały dźwiękowe i obrazu. Używane jest głównie w Europie, w szczególności we Francji.

SCART

VGA (video graphics adapter) - łącze to obsługuje sygnały analogowe. Większość monitorów CRT (cathode ray tube, czyli potocznie lampa kineskopowa) wyposażona jest w ten typ łącza. W tańszych monitorach LCD i wyświetlaczach plazmowych używa się łącza VGA do podłączenia ich do karty graficznej.

Composite - to łącze również obsługuje sygnały analogowe. Jak wspomniano już wcześniej, composite łączy zarówno luminancję i oba składniki chrominancji w jeden sygnał, co skutecznie obniża jego jakość. Do karty graficznej można podłączyć dowolny monitor za pomocą łącza composite. Takie połączenie umożliwia użytkownikowi zarówno przechwytywanie obrazu wideo z różnych źródeł takich jak kamera internetowa, konsola do gier, kamery lub analogowego sygnału telewizyjnego, a także korzystanie z analogowego telewizora jako monitora PC.

S-video - to kolejny przykład łącza analogowego. Łącze S-Video rozdziela na dwa komponenty sygnały luminancji i chrominancji, co daje mu przewagę nad jakością oferowaną przez sygnał composite. Większość analogowych telewizorów może łączyć się z kartą graficzną za pomocą łącza S-Video. Dzięki niemu użytkownicy mogą przechwytywać obraz wideo lub korzystać z analogowego telewizora jako urządzenia wyświetlającego obraz z PC.

Component - sygnały przepływające przez ten typ łącza są sygnałami analogowymi. Łącza typu component dzielą luminancję i chrominancję (podzieloną na dwa składniki) na trzy osobne sygnały, zapewniając tym samym bardzo wysoką jakość połączenia wideo. Wiele urządzeń HDTV i SDTV może zostać połączonych z kartą graficzną za pomocą tego typu łącznika.

Jak łatwo można zauważyć, proces przechwytywania oraz wyświetlania obrazu wideo jest dość skomplikowany i wymaga dedykowanego sprzętu oraz oprogramowania. Szczęśliwie dla użytkowników, ATI wzięło sprawy w swoje ręce - zobacz artykuł na temat technologii AVIVO - czyniąc z procesu przygotowania i wyświetlania telewizji lub innej zawartości wideo na komputerze bardzo prosty i przystępny proces.