DVD现在已经算是个普及的东西了,一般的碟友对于DVD的各种技术细节也都能说个七七八八,比如视频采用MPEG-2编码啦、最高码率10.08M/s啦、最多容纳8条音轨啦等等。可是往往有些最基本的东西却没多少人能说清楚,就比如说画面分辨率吧。
形成目前DVD分辨率的原因 二
当时的模拟电视制式主要有PAL、SECAM以及NTSC,为了统一标准以及降低设备成本,人们需要制定一个统一的取样率标准对各种制式进行数字化。这个取样率被定为13.5 MHz。我们知道对于NTSC制式,可以认为是相当于每秒钟扫描29.97帧图像,每幅图像由525条扫描线组成。这样每条扫描线的时长就是1/(29.97*525)=63.5微秒。但是这63.5微秒并不能全部用来搭载图像信息,因为要有大约10微秒用于回扫和同步信号,实际可以搭载图像信息的时长只有约53.3微秒。对于13.5 MHz的取样率,这53.3微秒的取样数是多少呢?53.3*13.5约等于720,每条扫描线有720个取样,这就是水平分辨率720像素的由来(图4)。
那么垂直方向上是如何取样的呢?很简单,就是按照有效扫描线的数量来取样。NTSC制式虽然总共有525条扫描线,但用于显示图像的有效扫描线只有486条(其它的也是用于回扫和同步),所以垂直方向上应该就是486个取样。不过486这个数字不零不整,而MPEG-2对画面是按16*16像素的宏块来处理的,如果取样数能被16整除会很方便。因此在垂直方向上裁掉6个像素而只保留480个像素,这就得到了NTSC制式720*480的画面分辨率。
可是,前面说了NTSC制式的像素高宽比是11/10,720/1.1/480也并不等于4/3,还差了3%左右啊。的确是这样。首先,垂直方向上为了处理方便而截掉了6个像素,其次,在水平方向上,前面说过每条扫描线的时长为53.3微秒,可是这里面还有一些时间消耗在了信号的上升和消隐上,真正的有效时长是52又2/3微秒,所以每条扫描线的实际有效像素只有52又2/3*13.5 MHz=711个。剩下的9个像素可以用来搭载图像信息,不过在CRT电视上它们一般都放不出来。所以,假如有一部“理想电视”能把所有该有的扫描线都放出来(一般家用电视做不到这一点),它所显示的画面就是711*486像素。但因为技术规范规定了垂直方向只能有480个像素,所以为了保持比例正确,水平方向也只能用上704个像素(704/1.1/480=4:3)。也就是说,在技术规范所规定的720*480的画面中,应该只用中间这704*480的一块来显示画面,左右各8个像素用黑色补足(图5)。
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