Analogové vs. digitální úpravy

Velká část zmíněného zmatku pochází ze změťování dvou párů protikladů, které
ve skutečnosti nemají žádnou inherentní spojitost:analogové vs. digitální a lineární
vs. nelineární .

XX Analogový/digitální:je signál zaznamenáván nepřetržitou imitací (analogový)
nebo přerušovaným vzorkováním a kódováním (digitální)?

XX Lineární/nelineární:je každý bod v programovém materiálu dosažitelný pouze
v pořadí zaznamenaném (lineární) nebo lze k libovolnému bodu přistupovat náhodně (nelineární)?

Mnoho lidí si stále myslí, že analogové video musí být lineární a digitální
musí být nelineární.

Ale nemusí to tak nutně být! Video laserový disk nabízí náhodný (nelineární)
přístup k analogovému videosignálu a pásky v digitálních videokamerách jsou
tak lineární, jak jen můžete:abyste dosáhli posledního záběru na roli, musíte kliknout
přes každý požehnaný záběr před ním, jeden po druhém.

Zůstaňte naladěni, když útočíme na tento zmatek tím, že se podrobně podíváme na každý pár
protikladů, počínaje analogovým vs. digitálním záznamem. (Lineární vs. nelineární
je téma pro pozdější sloupec.)



Amber Waves of Gain

První věc, kterou si zapamatujte, je, že analogový signál kopíruje napodobováním.
Světlo z objektivu videokamery dopadá na snímač na zobrazovacím čipu a vytváří
elektrický náboj. Čím silnější je světlo, tím silnější je náboj,
což znamená, že elektrický signál napodobuje intenzitu světla,
které jej vytvořilo. Vynásobte tento podnět/odpověď několika stovkami tisíc
senzorů pokrývajících všechny tři základní barvy a máte celý optický
obraz imitovaný elektrickým signálem o rychle a plynule se měnícím
napětí.

Druhá věc, kterou je třeba si zapamatovat, je, že bez ohledu na systém záznamu
všechny video signály začínají takto, jako analogové vlny. Ano, vaše drahá
DV videokamera vytváří staromódní analogové video signály, stejně jako
nejskromnější stará VHS harampádí.

Vytváří je, ale nezaznamenává je, protože tam se analogové
a digitální video podílí na společnosti. V analogovém systému plynule se měnící
napětí magnetizuje částice pásky v plynule se měnícím vzoru
zrcadlení signálu. Při přehrávání částice pásky vytvářejí nepřetržitě
proměnný výstupní signál, který (překvapení!) nadále zrcadlí originál.
Každý přenos obrazové informace je imitací – nebo přesněji
napodobenina napodobeniny s důsledky, které brzy uvidíme.

Naproti tomu v digitálním systému se první věc, která se stane s původním
nepřetržitým signálem, je, že je přiváděn přes analogový/digitální převodní čip.
Tento čip sleduje signál stovky tisíce samostatných časů za
sekundu a každému diskrétnímu vzorkování přiřadí číselnou hodnotu, která odpovídá
intenzitě signálu v daném časovém okamžiku. Tato čísla,
spíše než samotný signál, se kopírují a překopírují během zbytku
procesu. To znamená, že digitální záznam se od analogového liší
ve dvou zásadních ohledech:



–informace číselně kóduje, nikoli elektricky napodobuje
a



–Zaznamenává pouze vzorky informací, nikoli všechny.

Tyto rozdíly mají své vlastní důsledky, jak se chystáme vysvětlit.



Ale na druhou stranu…

Pokud věříte všemu humbuku, digitální video musí být lepší než analogové
jako halogenové osvětlení je lepší než velrybí olej, že? Možná, možná ne, protože analogové
video má oproti svému novému rivalovi tři silné výhody:kompaktnost,
škálovatelnost a bezproblémovost.



Kompaktnost

Především lze informace v analogovém videu uložit velmi efektivně
a levně (až dvě a půl hodiny na jedné kazetě VHS 2 $ rychlostí SP).
Vysoce kvalitní digitální video vyžaduje obrovské množství úložného prostoru.
Například tyto luxusní nové videodisky, DVD (Digital Versatile Disks),
musí vtěsnat 4,7 gigabajtů dat na jednu stranu disku, aby
hodí se k celovečernímu filmu, a to s pořádnou dávkou komprese.

Ale DVD zatím není k dispozici v zapisovatelné formě, takže musíte místo toho použít počítač
úložiště nebo digitální videokameru. Při práci s počítačovým úložištěm mají moji
studenti problém umístit tři pětiminutové projekty na 4,2 gigabajtový
pevný disk.



Škálovatelnost

Všechno video, analogové i digitální, vypadá na menší
obrazovce ostřejší a jasnější; je to přirozený výsledek vtěsnání stejného množství vizuálních informací
do menšího prostoru. Všechna kromě nejkvalitnějšího digitálního videa však
na zvětšení značně trpí. Když například vyfouknete svůj digitalizovaný obraz
na velkou obrazovku domácího kina, všechny ty neviditelné
artefakty digitální komprese se stanou docela patrnými – rovné čáry se
stanou zubatými, křivky vypadají hranatě , atd. Analogové video je na druhou stranu mnohem
lepší při vyplňování větších obrazovek ostře vypadajícím obrazem.



Bezproblémovost

Ve světě audia se někteří puristé vrátili k analogovým (vinyl LP) nahrávkám
protože slyší skutečnost, že digitální nahrávky pouze vzorkují signál
v intervalech místo toho, aby to celé kopírovaly. CD jim zní dutě
a v důsledku toho křehce.

Dá se tvrdit, že digitální video trpí podobnou umělostí. Je to
těžké to popsat, ale podívejte se na extrémně ostrou ostrost silně digitalizovaných reklam
a podivně ostrý vzhled digitálního satelitního vysílání. O tom není
pochyby:digitální video má určitý vzhled, který se liší od analogového
videa.



Hlavní vítěz

Se vším, co bylo řečeno, musíme považovat digitální video za nejlepší záznam
systém ze tří silných důvodů:kvalita kopírování, osvobození od šumu a
kompatibilita s počítačem.



Kvalita kopírování

Ze starého zvyku mluvíme o „kopírování“ diskety nebo
digitálního video souboru, ale ve skutečnosti kopii vůbec nevytváříme. Namísto toho
provádíme přepis:přepisujeme informace místo jejich duplikování
.

Namísto kopírování video signálu digitální duplikace přepisuje
číselný kód, který tento signál popisuje. Pokud jej přepíšete přesně
(a počítače jsou v takových pracích vynikající), můžete
výsledek dekódovat na dceřiný signál, který je v podstatě nerozeznatelný od
rodičovského signálu.



Svoboda od hluku

Šum je jakékoli rušení elektrického proudu, které není součástí
signálu, a každý proud nese určité množství tohoto elektrického odpadu.

Vzhledem k tomu, že analogový dupe je napodobenina, šťastně kopíruje šum
společně s nadřazeným signálem, přičemž do procesu přidává nový šum. To
znamená, že v každé generaci se úroveň šumu vzhledem k signálu (poměr signálu k šumu
) zvyšuje a kvalita úměrně klesá.

Při digitálním záznamu není šum problémem, protože signál se skládá
zcela z aktuálních pulzů nesoucích informace jako Morseova abeceda:zapnutí
=1; power off =0. Pokud je úroveň napětí části "zapnuto"
signálu výrazně nad úrovní šumu, pak lze přepisovací (kopírovací)
systém nastavit tak, aby reagoval pouze na proud při tuto úroveň a zcela ignorujte
šum. Takže i když proces přidává malé množství vlastního šumu,
nikdy nekopíruje rodičovský hluk – ani nepřenáší svůj vlastní hluk na
vnoučata.

Výsledkem je, že digitální video lze kopírovat po mnoho generací
bez znatelné ztráty kvality. Jde o masivní zlepšení oproti analogovému
videu (a dokonce i oproti kinematografickému filmu, což je další analogové médium).



Kompatibilita s počítačem

Zdaleka největší výhodou digitálního videa je, že jej počítač dokáže zpracovat
a uložit. Počítače jsou úžasně výkonné, ale nedokážou pracovat
s obrázky, nebo přesněji, s neustále se měnícími tvary vln,
které je zaznamenávají. Než budete moci počítač zpracovat nebo dokonce rozpoznat
videovstup, musíte video digitalizovat.

Po mnoho let profesionálové digitalizovali video nejen proto, aby využili
bezztrátové duplikace, ale také pro zpracování obrazu. Zpracování obrázků
znamená vkládání názvů, skládání více obrázků a přidávání efektů
jako rozpouštění a stírání.

Při zpracování obrazu je digitální pomíjivý stav:analogový signál je
digitalizován, masírován maximálně po dobu několika mikrosekund a okamžitě přeměněn
na analogový.

Jak se však pevné disky zvětšovaly a zrychlovaly a techniky komprese obrazu
se zlepšovaly, bylo možné signál digitalizovat a poté jej v
uchovat v této formě po neomezenou dobu jeho uložením v počítači.

Digitální úložiště také vidělo zrod nelineárních úprav s téměř okamžitým
přístupem k jakémukoli záznamu kdekoli v počítači. Tato výhoda je tak velká,
že digitální video by pravděpodobně převážilo nad analogovým díky náhodnému (nelineárnímu)
samotnému přístupu.

Ale lineární/nelineární je ten další pár protikladů, pár, který je často
zapletený s analogovým/digitálním. Lineární a nelineární jsou natolik důležité pojmy,
že si zaslouží vlastní diskusi; a v pozdější sadě úprav jej
dostanou.

Jak jsme již řekli mnohem dříve, zůstaňte naladěni!