VIDEO-Medientechnik Flashcards
Erklären Sie den Begriff Sample-Rate (-Frequenz)
Die Abtastrate oder Abtastfrequenz, auch Samplingrate, Samplerate oder Samplingfrequenz, ist in der Signalverarbeitung die Häufigkeit, mit der ein Analogsignal, auch zeitkontinuierliches Signal genannt, in einer vorgegebenen Zeit, meistens einer Sekunde, abgetastet, das heißt gemessen und in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt wird. Obwohl die eigentliche Abtastung lediglich im Rahmen der Digitalisierung stattfindet, nennt man diese Kenngröße auch bei der weiteren Verarbeitung bis hin zur Rückumwandlung in ein analoges Signal Abtastrate.
Erklären Sie den Begriff Sample-Tiefe
Die Samplingtiefe, auch Bittiefe genannt, gibt die Anzahl der Bits an, die bei der Quantisierung eines analogen Signals pro Abtastwert (=Sample) verwendet werden. Sie bestimmt, in wie vielen Abstufungen die Amplitude repräsentiert werden kann. Die Samplingtiefe ist neben der Samplingrate der zweite Parameter, durch den der Digitalisierungsvorgang beschrieben wird.
Erklären Sie den Begriff Amplitude
Mit der Amplitude wird die Auslenkung
der Lichtwelle beschrieben. Je größer
die Amplitude, desto heller erscheint die Farbe.
Bleibt die Wellenlänge unverändert, dann ändert sich nur die Helligkeit, nicht der Farbton des Lichts.
Erklären Sie den Begriff Hertz
Hertz ist die Einheit für die Frequenz. Abgekürzt wird sie mit dem Zeichen Hz. Mit dem Begriff Frequenz bezeichnet man die Anzahl von Schwingungen pro Sekunde. Das Wort stammt vom lateinischen “frequentia” und bedeutet übersetzt “Häufigkeit.
Der Kammerton A hat eine Frequenz von 440 Hertz
Erklären Sie den Begriff Dezibel
Dezibel gibt einen Unterschied von zwei Größen an. z.B. die Verstärkung oder Dämpfung eines Lichtwellenleiters
Dezibel ist keine Einheit, wie Volt, Ampere oder Watt, sondern eine Verhältniszahl. Bei Zahlen mit der Einheit dB wurde also im Vorfeld zwei anderen Zahlen zueinander ins Verhältnis gesetzt. Es handelt sich dabei grundsätzlich um eine mathematische Angabe, die allein nicht aussagekräftig ist. Deshalb muss bei der dB-Angabe auch dabeistehen, was sie angibt. Mit der Bezeichnung Bel wurde der Physiker Alexander Graham Bell geehrt.
Das Dezibel (dB) ist der zehnte Teil eines Bel (B). Genauso, wie ein Dezimeter der zehnte Teil eines Meters ist.
Nennen Sie typische Tonabtastraten
41 kHz = Audio-CD
48 kHz = Video
96 - 192 kHz = Studio (wegen des benötigten Headrooms)
Nennen Sie Bildformate, mit denen Sie Bilder freigestellt in ein Schnittprogramm wie
Premiere Pro importieren können
GIF
Erklären Sie den Begriff Framerate (Bilderrate) und nennen Sie einige typische Beispiele
fps = frames per second = Bilder pro Sekunde
die Frequenzen unterscheiden sich kontinental nach dem Stromnetz
Europa (PAL) = 50 Hz daher p25 (progressiv = Vollbild) und i50 (interlaced = Halbbild)
Amerika/Asien (NTSC) = 60 Hz 29,97 fps
Kinofilme 24 fps
HFR (highframerate) 48 fps (für 3D)
Zusatzinformation (gut zum weiterquatschen!)
Durch die Unterschiede von PAL zu Kino ergibt sich im Fernsehen eine Laufzeitverkürzung von rund 4% (im Fernsehen läuft der Film „schneller“ als im Kino, weil er in einer Sekunde ein Bild mehr „reinquetscht“), das fällt in der Regel dem Auge nicht auf, aber wer bspw. Musik aus dem Film von anderen Quellen vorab kennt, kann eine Beschleunigung der Musik wahrnehmen
Beschreiben Sie den Unterschied zwischen analogem und digitalem Video
analog = Magnetband, unendliche Information kann gespeichert werden, Generationsverlust (kopieren)
digital = Speicherkarte, SSD, 1:1 kopiert
Die Aufzeichnungen sind analog besser, weil die unendlichen Informationen gespeichert werden können die innerhalb eines Frequenzbereiches möglich sind, Übertragung läuft allerdings nur in Echtzeit und es ist nur ein linearer Schnitt möglich (linear = es muss „von vorne“ begonnen werden wenn nachträglich bearbeitet wird)
Welche Vorteile hat digitales Video?
Digital ergibt sich der Vorteil, dass beim Kopieren kein Generationsverlust vorliegt, es kann 1:1 übertragen werden (immer und immer wieder), außerdem ergibt sich die Möglichkeit der Nachbearbeitung, der Speicherung auf viele Medien, die Übertragung ist Verbindungsabhängig (also schneller als Echtzeit) und es ist ein Non-linearer-Schnitt möglich.
Erklären Sie die Begriffe SDI HDMI. Welche Signale werden Hier übertragen?
SDI = serial digital interface, Schnittstelle, verwendet zum Anschluss BNC-Stecker, Unterschiede zu SD-SDI und HD-SDI sind die Übertragungsrate
HDMI = Stecker und Signal, gleiche Stärke wie SDI aber billigere Fertigung, digitales Komponenten-Signal
Was ist der Unterschied zwischen HD und SD/SDI?
SD-SDI = Standard Defintion, Übertragungsrate von 720 Mbit/s
HD-SDI = High Definition, Übertragungsraten von 1,5Gbit/s bis mittlerweile schon 3Gbit/s auch noch Ultra HD 4k = 6 Gbit/s
Normen: Wo wird PAL, NTSC, SECAM eingesetzt?
PAL = Europa
NTSC = Amerika, Asien (Japan)
SECAM = Frankreich, Osteuropa, Teile Russlands
unterschiedliche Farbübertragungen
Erklären Sie den Begriff Halbbild. Warum wird dieses Verfahren immer weniger angewandt?
Interlaced = Zeilenweise ausgelesen
kommt noch vom analogen Signal um Bandbreite zu sparen
PAL beginnt mit geraden Zahlen, NTSC mit ungeraden
wurden so schnell ausgelesen, dass das menschliche Auge es nicht wahrnahm, Katzen aber schon, konnten daher nicht fernsehen
Was bedeuten die Abkürzungen p bzw. i im Videobereich?
progressive = Vollbild
interlaced = Halbbild
Was beutet UHD gibt es einen Unterschied zu 4K?
UHD ist die vierfache Auflösung von Full HD. Das heißt, die Bildpunkte in der Breite und Höhe werden jeweils verdoppelt. So kommt die Auflösung von 3840 x 2160 zustande, die aktuelle UHD-Fernseher und Digicams, aber auch aktuelle Smartphones beim Filmen bieten.
4K beinhaltet auch UHD, oder zumindest fast. Die Bezeichnung 4K umfasst nämlich alle Auflösungen, die bei etwa 4000 x 2000 Bildpunkten liegen, deswegen wird auch manchmal von 4K2K gesprochen. So wird im Kino zum Beispiel meist das Format 4096 × 2160 Pixel verwendet – also etwas höher aufgelöst als UHD
Ultra HD ist das Format, während 4K eine Bezeichnung für eine bestimmte Auflösung ist. Neben 4K gibt es auch noch 8K (auch Super Hi-Vision genannt), das 16x so fein auflöst wie Full HD.
Ultra HD steht für Ultra High Definition und ist der Nachfolger des hochauflösenden Full-HD-Standards. Die Auflösung bei 4K ist rund viermal so hoch wie bei Full HD. Fernseher, Monitore oder Beamer, die den neuen Ultra-HD-Standard unterstützen, liefern also ein deutlich schärferes Bild als bisherige Fernseher.
Erklären Sie die Begriffe linearer Videoschnitt, non-linearer Videoschnitt
linearer Schnitt = analog, bei Fehlern oder Änderungen musste ab diesem Punkt wieder alles neu bearbeitet werden
non-linearer Schnitt = digital, Clips können unabhängig von einander zu jedem Zeitpunkt geschnitten und bearbeitet werden
Nennen Sie typische Videofilm-Seitenverhältnisse.
4: 3 = SD PAL und NTSC (Fernsehen)
5: 4 = DV Pal
3: 2 = DV NTSC
16: 9 = HDTV
2: 1 Kino (anamorphotisch)
Wie realisieren Sie eine 3D-Logoanimation die über einem Realvideo schweben soll?
Zwei Videospuren,
auf einer läuft das Video, auf der darüber liegenden die Animation mit dem notwendigen Codec (und Alpha-Kanal),
AppleProRes 4:4:4 unterstützt diesen, Größe, Bildfolge (i oder p) und Bildrate sind vor dem Rendern der Animation zu beachten
Nennen Sie Programme, mit denen Sie Animationen erstellen können, die als Film abgespeichert
werden können und ihre jeweiligen Einsatzgebiete
2D = Photoshop, After Effects (auch 3D), Motion (Apple) = Standard
Smoke, Flame, Nuke (auch 3d) = Highend
3D = Cinema 4D, Maja, Blender (Alrounder), 3D Studio Max
Erkläre die Funktion von CCD und CMOS Sensoren
CCD-Sensor = Charge Coupled Deviced, Lichtwellen, die auf die Pixel des Sensors treffen werden in elektrische Ladungen (Licht in Spannungen umsetzen = analog) umgewandelt und zu einem AD-Wandler weitergeleitet. Bestehen aus einer Matrix (Fläche) von Pixeln und werden im Global Shutter Verfahren ausgelesen. Je größer die Fläche der Pixel, desto höher die Lichtempfindlichkeit desto kleiner die Bildauflösung
CMOS-Sensor = ein APS (Active Pixel Sensor), ermöglicht weitere Funktionen in den Sensorchip zu integrieren: Belichtungskontrolle, Kontrastkorrektur und AD-Wandlung. Die bei der Belichtung gesammelten Elektronen werden nicht zu einem einzigen Ausleseverstärker verschoben (wie bei CCD) sondern in jedem einzelnen Bildelement ist ein Verstärker integriert
Global Shutter = alle Pixel werden als ganze Fläche ausgelesen
Rolling Shutter = Pixel werden Zeilenweise ausgelesen
Was ist ein CCD Sensor? Nenne 3 Nachteile gegenüber dem CMOS Sensor
Nachteile
Herstellung aufwendig,
Integration zusätzlicher Elektronik sehr kompliziert
höherer Stromverbrauch
anfällig für Überbelichtung (Folge = zwei Bildfehler, Blooming und Smear (vertikale Linie im Bild, unterhalb der Lichtquelle)
Welche Art von CCD’s werden in Profikameras verwendet?
3 CCDs also drei Sensoren für jede Farbe, 2/3“
somit ist die Größe (in Zoll) und die Anzahl der Sensoren wichtig
Warum gibt es beim analogen Schnitt einen Generationsverlust?
jede Kopie/Übertragung verschlechtert die Qualität, es erfolgt also eine „Abnutzung“ von Kopie zu Kopie (Generationsverlust) weil ein analoges Signal übertragen wird (unendliche Informationen) im Gegensatz zum digitalen (Zahlen) wo 1:1 übertragen wird
Was bedeutet NLE? Warum kann es nur digital realisiert werden?
non-linearer Schnitt, weil analog nur linear ausgeführt werden kann (keine beliebige Verschiebung, Bearbeitung möglich)
Was ist der Unterschied zwischen Composite und Component-Video?
Composite = Luminanz und Chrominanz wird in einem Signal übertragen
Component = Jede „Komponente“ des Bildes (Y/U, RGB) wird in einem eigenen Signal übertragen
Welche verschiedenen Arten von Component-Video gibt es?
YPbPr = analog (Luminanz/Chrominanz)
YCbCr = digital (s.o.)
RGB = Rot Grün Blau
Worin unterscheidet sich DVCPRO50 von den anderen DV Formaten?
Das digitale SD-Videobandformat DVCPRO50 ist eine weitere Evolutionsform des DV-Formats.
Es unterscheidet sich hauptsächlich durch die 4:2:2-Signalverarbeitung und die Videodatenrate von 50 Mbps von DVCPRO und den anderen DV-Formaten. DVCPRO50 arbeitet mit Intraframe-Kompression.
Wofür benötigt man ein Key Signal? Ist in 4:4:4:4 ein Key enthalten?
für Transparenz, nein, denn es entspräche einem vierten Wert
Erkläre den Begriff Chroma Subsampling
Farbkomprimierung/-reduktion,
4: 4:4 voller Farbumfang (jeder Pixel eine Farbe)
4: 2:2 Reduktion der Farben um die Hälfte (4: Referenzblock, 2: in der ersten Zeile teilen sich 2 Pixel eine Farbe, 2: in der zweiten Zeile teilen sich 2 Pixel eine Farbe)
4: 2:0 Reduktion der Farben auf 1/4 (4:Referenzblock, 2: in der ersten Zeile teilen sich 2 Pixel eine Farbe, 0: keine Farbe, die obere Zeile wird übernommen, also vier Pixel eine Farbe)
Gibt es einen Nachteil des Chromasubsamplings von 4:2:0 gegenüber 4:2:2?
Beim Farb-Subsampling von 4:2:2 wird bei jedem Pixel der Luminanzwert abgetastet, bei jedem zweiten Pixel die beiden Crominanzsignale. Das Helligkeitssignal wird mit 13,5 MHz und die Farbdifferenzsignale “U” und “V” mit 6,75 MHz abgetastet. Dieses Farb-Subsampling entspricht ITU-R 601.
Beim Subsampling von 4:2:0, erfolgt die Abtastung der Chrominanzsignale für jeweils vier quadratisch angeordnete nebeneinander liegende Pixel. Wie bei den anderen Subsampling-Verfahren auch, wird das Luminanzsignal bei jedem Pixel abgetastet. Im Prinzip handelt es sich um eine Kombination zweier Verfahren, die auf die geraden und ungeraden Zeilen angewendet werden: Die ungeraden Zeilen werden im Verhältnis von 4:2:2 abgetastet, die geraden im Verhältnis von 4:0:0. Die Datenreduktion liegt wie bei der 4:1:1-Abtastung bei 50 %. Das 4:2:0-Subsampling wird bei den meisten DV-Formaten beim PAL-Fernsehstandard eingesetzt.
Welches Chromasubsampling hat die Analog/Digital-Wandlung eines RGB-Signals
mit 13,5, 6,75 und 6,75 MHz?
…
