[Tutorial] HDTV Generation

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Alta Definizione

HDTV

La televisione ad Alta Definizione non e’ uno standard è una tecnologia che utilizza un gruppo di standard che consentono di migliorare la qualita’ delle immagini e non solo.

La Tv ad Alta definizione:

• Rappresenta quanto di meglio (Top) la tecnologia attuale ci offre per la qualita’ video Televisiva.

• E’ lo stato dell’arte.

• Questa definizione ci consente di mantenere aperto un concetto di stato dell’arte applicato al campo tecnologico che non puo’ essere statico in considerazione del tumultuoso e rapido evolversi della tecnologia.


• All’epoca in cui Baird inventò il primo impianto meccanico televisivo l’alta definizione era rappresentata dalla sua scoperta e cosi per ogni epoca la massima qualita’ video delle immagini che si riusciva ad ottenere rappresentava Alta

Definizione Televisiva.


• Nel 1969, eravamo felici di vederel'atterraggio della luna in bianco e nero, per poi arrivare al colore e oggi alla tv digitale.

• Chi pensa con la sapienza della stupidita’ che la Tv digitale e’ l’Alta definizione possa essere regolata da valori e considerazioni tecniche statiche, istituite da comitati tecnici e da norme precise si illude.

• Fra 20-30 anni quando l’attuale Tv ad Alta definizione sara’ presente in ogni casa, probabilmente parlando di essa non ci si riferirà col termine di HDTV.

• A quel tempo l’attuale tecnologia sara’ superata dalla nuova Tv ad Hdtv, che non sara’ basata su linee di scansione e numeri digitali ma da una potenziale quanto innovativa tecnologia militare gia’ in sperimentazione oggi.

• La futura Tv HDTV utilizzerà principi fisici diversi basati su campi magnetici con schermi a levitazione magnetica tridimensionale che riprodurrà fedelmente un oggetto nelle tre dimensioni dello spazio spingendosi fino alla realizzazione di una realtà virtuale.

• E’ vero che per stato dell’arte di una tecnologia innovativa alcuni intendono il Top della tecnica presa di riferimento

• Mentre con HDTV il legislatore e i comitati tecnici dei principali governi, quali:

• Stati Uniti, Europa, Giappone intendono una tecnologia che rappresenti il Top ma che possieda costi e accessibilita’ adeguati per gli utenti.

• Ecco perche’ prima che tutti gli stati principali abbracciassero HDTV in tecnica digitale, sono stati tentati approcci intermedi con tecnologia in Alta Definizione su base Analogica come:

• Hdtv “Mac 7” Europeo e il “Muse” Giapponese.

L’Alta definizione puo’ essere:

• Analogica

• Digitale (scelta definitivamente adottata da tutti)

• A queste considerazioni bisogna aggiungere quanto stabilito dal consorzio Dvb:

• L’alta definizione non deve essere considerata solamente per la qualita’ video televisiva

• Ma anche per altri fattori quali algoritmi di compressione (MPEG).

• Suono Dolby (Ac3).

• E nuovi formati Tv .

L’Alta definizione comprende i seguenti formati :

• da 720 0 1080 linee, interfacciate o progressive.

• 720i, 720p.

• 1080i,1080p.

RISOLUZIONE

• 1.280 x 720 Pixel

• 1.920 x 1.080 Pixel

“i” e la “p” significano che le linee possono essere visualizzate nelle seguenti modalita’:

• A) Il metodo intrecciato: dove ogni cornice e’ generata in due campi con linee alternate, un campo per le linee dispari ed un campo per le pari.

• Mi spiego meglio se un immagine viene tracciata 50 0 60 volte al secondo, per risparmiare banda viene inviata a cicli alterni prima quello pari e poi il dispari, ognuna 30 volte al secondo. Nei monitor di grandi dimensione tale sistema puo’ produrre sfarfallio.

• B) Il metodo progressivo: genera la cornice come una singola immagine ed esplora tutte le linee in successione con tasso di esplorazione da 50hz/sec cioe’ i campi sono rinnovati 50 volte al secondo.

Le piu’ usate nell’Hdtv sono le:

• 1080 intrecciate

• 720 progressive.

• In generale possiamo considerare l’Alta risoluzione come una tecnica con un numero doppio di linee rispetto allo standard analogico.

• Che nel nostro paese e’ rappresentato dallo standard analogico Pal formato da 625 linee di cui soltanto 575 sono visibili sullo schermo a 50 hz).

• Attualmente in campo televisivo la migliore risoluzione per HDTV e di 1920x1080

• Tuttavia sarebbe riduttivo pensare o considerare che l’Alta Definizione e’ solamente un problema di linee e di pixel.

• Associato all’HDTV per la qualita’ video bisogna considerare altri fattori indispensabili, quali:

• La compressione dei dati in Hdtv è necessaria visto l’alto numero di dati:

• In questo caso ci viene in aiuto lo standard di compressione Mpeg 2 che consente d’apprezzare HDTV almeno con risoluzioni da 1280 per 1080.

• Anche l’Mpeg-4 avanza nella compressione audio e video, perche’ riduce ancora la larghezza di banda e permette di soddisfare i servizi con elevate esigenze come l’alta definizione.

I rapporti di compressione utilizzati nell’HDTV sono

• 60:1

• Perche’ consentono di mantenere l’informazione per l’ Alta definizione.

• Il segnale televisivo da 100 Mbit passa a circa 35 Mbit che e’ normalmente gestibile con questo metodo di compressione (Mpeg).

Altre caratteristiche necessarie per HDTV

• Un sonoro digitale Dolby AC3

• Formato Tv Widescreen 16:9 che rappresenta l’allungamento dell’immagine cioe’ come l’immagine che essere visualizzata sullo schermo.

• Assenza assoluta di disturbi o effetto neve, ombre o distorsioni o disturbi tipici del digitale quale l’effetto squadrettatura da ricezione.

• In conclusione Hdtv:

• Richiede linee di scansioni circa doppie rispetto agli standard attuali

• Un aumento di almeno 5 volte il numero di pixel.

• Frequenze di quadro da 25 a 50 o 60 al secondo.

• Esigenza di banda maggiore con inevitabile uso della compressione dati digitali su standard Mpeg.

• La velocita’ di trasmissione di 25 - 30 mbit/sec.

• Dolby Ac3

• Formato 16:9.

Situazione Mondiale

• L’America ha fatto dell’HDTV il campo di battaglia basandolo sulle trasmissioni digitali terrestre e satellitare.

• In Europa ed in Giappone si e tentati di fare un surrogato del Hdtv su tecnologia analogica mediante gli standard “Dtv Mac 7” di 1250 linee con rapporto di 16:9 e per il Giappone “Dtv Muse” con 1125 linee in realta’ tali soluzioni sono ormai superate.

Il caso Europeo

• In Europa attualmente c’e’ una sola televisione che trasmette in Alta definizione.

• Tutti i suoi programmi sono trasmessi in satellitare e si chiama : Euro 1080

• come vedrete i parametri tecnici che utilizza non sono espressamente quelli indicati come riferimento, proprio perche’ ognuno puo’ stabilire quale siano le caratteristiche per l’Alta Definizione entro certi limiti.

Il legislatore in Europa

• 1) ACT

• Council Decision 89/337/EEC of 27 April

1989 on high-definition television [Official Journal L 142 25.05.1989].

• 1) OBJECTIVE

• To develop a comprehensive strategy for the introduction of HDTV services in Europe.

• Rif. Import. 1250 linee e 50 frame secondo

• 2) ACT

• Council Decision 89/630/EEC of 7 December 1989 on the common action to be taken by the Member States with respect to the adoption of a single world-wide high-definition television production standard by the Plenary Assembly of the International Radio Consultative Committee (IRCC) in 1990 [Official Journal L 363 13.12.1989].

• 3) ACT

• Council Decision 93/424/EEC of 22 July 1993 on an action plan for the introduction of advanced television services in Europe [Official Journal L 196, 05.08.1993].

• 3) OBJECTIVE

• To ensure the accelerated development of the market for advanced television services in the 16:9 format, using 625 or 1250 lines to contribute to the market penetration of television receivers in the 16:9 format.

• 4) ACT

• European Parliament and Council Directive 95/47/EC of 24 October 1995 on the use of standards for the transmission of television signals [Official Journal L 281 23.11.1995].

• 4) SUMMARY

• This Directive calls on Member States to take all appropriate measures to promote and support the introduction of television services in the wide-screen 16:9 format and using 625 or 1250 lines:

• The 16:9 format applies to all television services transmitted to viewers, whether by cable, satellite or terrestrial means.

• Television services in wide-screen format using 625 lines which are not fully digital must use the D2-MAC system or a transmission system which is fully compatible with PAL

• COUNCIL DIRECTIVE 92/38/EECof 11 May 1992 on the adoption of standards for satellite broadcasting of television signals.

• Il settore Audiovisivo Europeo promuove e suggerisce per HDTV tali dati tecnici :

• 1250 linee e 50 frame al secondo

• 16:9 e 625 o 1250 linee.

• La disposizione 16:9 si riferisce a tutta la tv digitale terrestre, satellitare, cavo.

• Il 625 in Alta Definizione si riferisce al primo sistema denominato “dtv 7 Mac” non digitale ma analogico venduto comunque come Alta definizione.

Tecnologia Broadcaster Hdtv

• E’ chiaro che per avere HDTV devono esserci broadcaster che trasmettono programmi in qualita’ da Alta definizione e quindi con apparecchiature adatte.

Tali apparecchiature sono :

• Per Broadcaster:

• Telecamere, Mixer e Videoregistratori e sistemi di trasmissione satellitari HD già disponibili sul mercato.

• Per l’Utente: I decoder Digitali.

• Decoder: basati su un singolo chip che incorpora un doppio decoder HD MPEG-2, che puo' riprodurre contemporaneamente audio di alta qualita' e video per le trasmissioni digitali sia sul sub-screen che sullo schermo.

Riepilogo

• Attualmente, HDTV conosce due disposizioni: 1080-i e 720-p.

• Normalmente per Alta Definizione si intendono i formati composti da 720 o 1080 linee,interfacciate o progressive conosciute come 720i,720p,1080i,1080p

• Si raggiungono 720 1280x720 mentre con 1080 si raggiungono 1920x1080i

• Max risoluzione attuale 1920 per 1080 a 24P o 30P e 3 60 fotogrammi progressivi oppure interlacciate al secondo.

• Nesun disturbo analogico.

• Massima nitidezza dell’immagine.

• Immagini piu’ intense e piu’ vibranti.

• Sound Ac3

• Il futuro dei Tv Widescreen 16:9 con rapporto 1.78:1

• Widescreen e’ una immagine con aspetto ratio con grandezza simile a un 35 millimetri.

• Il ratio perlo standard da 35 millimeter e’ infatti around 1.37:1.

• Formati preferiti grandi Lcd

• compressione per ridurre ridondanza spaziale e ridondanza temporale mediante algoritmi specifici.

L’Alta definizione nel 2050.

• Sistema magnetico di visualizzazione di immagini basata con riproduzione oleografica tridimensionale dell’oggetto per colore e forma.

• Riproduzione a sospensione magnetica.

• Riproducibilità degli odori nell’ambiente circostante.

-Vantaggi

• Vantaggi tecnici e pratici qualitativamente elevati



-Svantaggi

• Costo Elevato

• Tempi di ricambio Tv elevati



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