В чем разница между 1080p и 1080i?

Дисплеи HDTV и мультимедийный контент HD имеют обозначения 1080p и 1080i, но что именно означает это обозначение и как оно влияет на ваши решения о покупке и просмотре?

Сегодняшняя сессия вопросов и ответов предоставлена ​​нам благодаря SuperUser - подразделению Stack Exchange, группы веб-сайтов вопросов и ответов, управляемой сообществом.

Вопрос

Читателю SuperUser, Авирку, интересно узнать, какие обозначения он видит на телевизорах высокой четкости и их содержимое, а также как они применяются к экранам компьютеров. Он пишет:

Я много раз видел разрешение 1080p, и я знаю, что это означает 1080 пикселей, но иногда я также видел вариант на HDTV 1080i. Итак, я хочу знать точную разницу между ними и доступно ли качество видео 1080i для ноутбука?

Я немного погуглил и получил некоторое время 1080P, а не 1080p, есть ли между ними какая-то разница или они представляют собой одно и то же?

Давайте углубимся в ответы участников SuperUser, чтобы разобраться в этом.

Ответ:

Участник SuperUser Rsp подробно объясняет различия между 1080p и 1080i, а также когда одно предпочтительнее другого. Он пишет:

Я вижу ряд проблем в ответах и ​​комментариях здесь (даже в некоторых ответах, получивших высокую оценку, которые в остальном предоставляют очень хорошую информацию), которые варьируются от незначительных недостатков, требующих объяснения, до некоторых серьезных неточностей, поэтому я думаю, что необходимы некоторые разъяснения.

Вопрос конкретно: в  чем разница между 1080p и 1080i?  Поэтому я начну с описания основных сходств и различий, добавлю несколько советов о том, как выбрать лучший формат, а затем перейду к объяснению проблем, которые я здесь обнаружил.

Некоторая информация, представленная ниже, адаптирована из моего ответа на вопрос о чересстрочной развертке на мониторе компьютера, но переписана, чтобы строго придерживаться темы разницы между 1080p и 1080i.

разрешение

И 1080p, и 1080i имеют 1080 горизонтальных строк с вертикальным разрешением, что при широкоэкранном соотношении сторон 16: 9 дает разрешение 1920 × 1080 пикселей (2,1 мегапикселя). Неправда, что 1080i имеет более низкое разрешение по вертикали, чем 1080p.

Рамки против полей

1080p - это видео с кадровой или прогрессивной разверткой, в котором вы имеете дело с кадрами. У вас есть частота кадров, и она выражается в кадрах в секунду.

1080i - это видео с полевой или чересстрочной или чередующейся разверткой, где вы имеете дело с полями. У вас есть скорость поля, и она выражается в полях в секунду.

Поле содержит половину строк кадра, будь то четные или нечетные строки, и если одно поле состоит из четных строк, то следующее будет состоять из нечетных строк и так далее.

Частоты

1080p имеет частоту кадров 25 кадров в секунду для телевидения в странах PAL, 30 / 1,001 кадров в секунду для телевидения в странах NTSC и 24 кадра в секунду для кинематографии.

1080i имеет скорость 50 полей в секунду для ТВ в странах PAL и 60 / 1,001 полей в секунду в странах NTSC.

(Обратите внимание, что для NTSC это не 30 кадров и 60 полей в секунду, а на самом деле 30 / 1,001 и 60 / 1,001, что составляет примерно 29,97 и 59,94, но разница важна. Прочтите о кодировке цветов NTSC в Википедии, чтобы понять, почему.)

Как думать об этом

1080p при 25 кадрах в секунду: представьте, что вы снимаете 25 изображений в секунду и сохраняете их как растровые изображения. Каждый кадр - это полное изображение с данного момента. Каждый пиксель в этом кадре был захвачен одновременно.

1080i при 50 полях в секунду: представьте, что вы снимаете 50 изображений в секунду, но каждый раз сохраняете только половину растровых изображений - иногда вы сохраняете нечетные строки, а иногда и четные. (Обратите внимание, что это не то же самое, что сохранение изображений с более низким разрешением по вертикали.) Каждое поле представляет собой половину полного изображения с данного момента. Все пиксели в этом поле были захвачены одновременно.

50 половинок ≠ 25 картинок

Вопреки некоторым комментариям, чересстрочное видео с частотой 50 Гц не означает, что отображается 25 полных изображений в секунду. Это означает, что  показано 50  половин изображения, но это половины 50 различных изображений, которые были сняты в 50 различных моментов времени каждую секунду. У вас не только нет 50 полных изображений в секунду - у вас вообще нет полных изображений.

Проблемы с 1080i

Переплетение вызывает множество проблем. Например, вам нелегко:

  • масштабировать видео
  • повернуть видео
  • сделать видео замедленное движение
  • сделать видео быстрое движение
  • приостановить видео
  • возьми фоторамку
  • воспроизвести видео в обратном порядке

без каких-либо уловок и потери качества. У вас нет ни одной из этих проблем с прогрессивным видео. Кроме того, кодирование видео сложнее, потому что кодек никогда не имеет полного кадра для работы.

Проблемы с 1080p

Недостатком является то, что 1080p, используемое в настоящее время, имеет частоту кадров, которая составляет лишь половину от частоты кадров 1080i, поэтому движение заметно менее плавное - фактически это ровно в два раза меньше плавности, что много. Вы можете увидеть это на больших плоских телевизорах, которые часто деинтерлейсируют видео, чтобы отобразить его на своих ЖК-экранах (которые, в отличие от ЭЛТ-дисплеев, имеют прогрессивный характер), что является причиной того, что они отображают изображение очень высокого разрешения, но с рывками. движение и некоторые артефакты деинтерлейсинга.

Другая проблема заключается в том, что для телевещания обычно требуется 1080i, а это означает, что 1080p просто исключен для некоторых приложений.

Лучшее из обоих миров

Использование прогрессивной развертки 1080p с 50 или 60 / 1,001 полных кадров в секунду в будущем может в конечном итоге решить вышеуказанные проблемы, но для этого потребуется совершенно новый набор студийного оборудования, включая камеры, системы хранения и монтажа, поэтому этого, вероятно, не произойдет. в любое время скоро. Широко используемый стандарт SDI для подключения видеооборудования HD не имеет достаточной полосы пропускания.

В настоящее время единственный способ добиться плавного движения с прогрессивной разверткой - это 720p с частотой кадров, которая в два раза выше, чем 1080p, но с разрешением всего 1280x720 пикселей (вместо 1920x1080 пикселей), что может быть или не быть проблема для некоторых приложений. Нет 720i.

Заключение

Здесь нет однозначного победителя.

Обновление:  вот несколько общих рекомендаций по выбору правильного формата:

  1. Это для телевидения высокой четкости? Используйте  1080i  или что угодно.
  2. Это для ТВ стандартной четкости? Используйте  720p,  а затем конвертируйте в 576i или 480i. *
  3. Разве это для Интернета и разрешение важнее плавного движения? Используйте  1080p .
  4. Неужели для интернета плавность движения важнее разрешения? Используйте  720p .

(Все это предполагает, что 1080p имеет частоту кадров 25 или 30 / 1.001 кадров / с, 1080i имеет частоту полей 50 или 60 / 1.001 полей / с, а 720p имеет частоту кадров 50 или 60 / 1.001 кадров / с как это так. Надеюсь, прогрессивный формат с высоким разрешением, например 1080p с частотой кадров 50 или 60 / 1,001 кадр / с или, возможно, даже выше, сделает эту рекомендацию устаревшей в будущем.)

*) Для номера 2 убедитесь, что ваш 720p имеет частоту кадров 50 кадров в секунду, если ваш целевой формат - PAL или SECAM, и 60 / 1.001, если ваш целевой формат - NTSC (к сожалению, это означает, что нет формата, который можно преобразовать в оба. PAL / SECAM и NTSC). Причина, по которой я рекомендую использовать для записи 720p, заключается в том, чтобы значительно упростить процесс редактирования, когда каждый кадр завершен без чередования (выбросить каждую вторую строку в конце проще, чем создавать недостающие строки, если они вам нужны), и у вас есть дополнительное разрешение для работы, чтобы вы могли, например, немного увеличить изображение, не делая результат размытым. (Если у кого-то есть плохой опыт использования 720p для подготовки материала для телевещания SD PAL или NTSC, прокомментируйте, чтобы я мог обновить эту рекомендацию.)

Объяснение проблем

Вот те части, которые я нашел здесь в ответах и ​​комментариях, которые, как мне кажется, нуждаются в пояснении:

Прогрессивное сканирование более желательно почти во всех случаях.

Я думаю, что прогрессивная развертка действительно лучше во всех отношениях, но если мы говорим теоретически не об идее чересстрочной развертки, а конкретно о стандартах 1080p и 1080i, которые используются сегодня, то следует принять во внимание тот факт, что 1080i часто требуется для Телетрансляция и преобразование 1080p в 1080i приведет к рывкам.

Я считаю, что в большинстве случаев P лучше, чем я, и это очень важный момент.

Опять же, да, прогрессивная развертка лучше, чем чересстрочная при прочих равных условиях, но прогрессивное видео с частотой кадров, которая в два раза меньше, чем частота поля чересстрочного видео (как в случае с 1080p и 1080i), - это нечто совсем другое, особенно если чересстрочное видео с высокой частотой кадров требуется для телевещания, и высокая частота кадров не может быть воспроизведена из прогрессивно записываемого материала с более низкой частотой кадров.

[В 1080i] отображаются все нечетные строки, за которыми следуют все четные строки. Это означает, что только 1/2 разрешения (540 строк или строк пикселей) отображается на экране в любой момент времени - другими словами, в любой момент времени отображается только 540 строк пикселей.

Нет. Для ЖК-дисплея всегда отображаются все 1080 строк, для ЭЛТ-дисплеев в любой момент времени отображается гораздо меньше половины строк, что в равной степени верно как для 1080i, так и для 1080p.

Фраза «в любой момент времени отображаются только строки 540 пикселей» вводит в заблуждение. Все 1080 строк пикселей обычно отображаются одновременно (и даже если бы их не было, они все равно казались бы человеческому глазу), но только половина из них будет обновлена ​​в любом заданном кадре. Фактически вдвое сокращается частота обновления, а не разрешение.

Хотя верно то, что фраза «в любой момент времени отображается только 540 строк пикселей» является крайне вводящей в заблуждение, неверно, что частота обновления уменьшается вдвое, потому что в 1080i частота обновления в два раза выше, чем в 1080p. так что на самом деле все наоборот.

1080i60 означает, что вы получаете 60 полукадров (чередующихся строк) в секунду, то есть только 30 полных кадров в секунду.

С 1080i60 вы фактически получаете менее 60 полей (или «половин кадров») в секунду, но это не означает, что вы получаете 30 (или почти 30) полных кадров в секунду. Фактически вы не получаете ни одного полного кадра в секунду.

Больше ресурсов

Это то, что я считаю лучшим ресурсом по теме полевого (также известного как чересстрочный или чередующийся) и покадрового (также известного как прогрессивная развертка) видео:

  • Все о видеополях Криса Пирацци
  • Руководство программиста по видеосистемам Криса Пирацци

См. Также следующие статьи в Википедии:

  • 1080p
  • 1080i
  • Кадр (видео)
  • Поле (видео)
  • Прогрессивная развертка
  • Чересстрочное видео
  • Деинтерлейсинг

Я надеюсь, что это несколько проясняет тему.

Есть что добавить к объяснению? Отключи в комментариях. Хотите узнать больше ответов от других технически подкованных пользователей Stack Exchange? Ознакомьтесь с полной веткой обсуждения здесь.