Чем отличается формат PAL от NTSC

Сравнение PAL и NTSC

Собственно, разница между PAL и NTSC исключительно в специфике технологий. Большинство моделей видеотехники всеядны: способны принимать сигнал и воспроизводить изображение любого из трех стандартов без искажения

В первую очередь стоит обратить внимание на частоту строчной развертки: для PAL 625 строк, для NTSC — 525. Соответственно, разрешение получается у европейской системы повыше

А вот частота кадров — наоборот, 30 Гц против 25 Гц.
На глаз отличия между PAL и NTSC заметны по качеству цветопередачи. Технически более сложный NTSC допускает искажения цветности, тогда как PAL дает картинку, приближенную к естественной. NTSC чувствителен к фазовым искажениям сигнала и амплитудным колебаниям, потому и преобладание красного, например, или замена цвета для него — дело обычное. В PAL, появившемся позже, эти недостатки устранили, правда, получилось это сделать за счет четкости полученного изображения. К тому же приемник PAL более сложный по конфигурации, в нем присутствует линия задержки, соответственно, себестоимость сборки выше.
Стандарт PAL на сегодняшний день существует во множестве разновидностей, разных по специфике. NTSC же представлен тремя, один из которых, NTSC N, соответствует PAL N, почти ничем не отличаясь, так что названия оказались взаимозаменяемы. В Японии действует собственный формат NTSC J.
Это все о телевидении. Однако аббревиатуры очень хорошо знакомы и геймерам, причем они-то пристрастно относятся к этому вопросу. Или относились, поскольку актуальность явление утратило. Некоторое количество лет назад производители игровых приставок и разработчики игр учитывали регион продаж, выпуская контент либо в PAL, либо в NTSC формате. Приставки признавали только свой родной, отказываясь работать с чужими. Поэтому игра локализовалась не только посредством перевода, но и кодированием в соответствии со стандартом. Иногда попутно в ней что-то изменяли или вырезали, так что один и тот же релиз в Европе и США мог отличаться, и существенно. Те, кто мог выбирать (а потом уже и владельцы консолей без региональной привязки), часто выбирали PAL — ибо разрешение и качество цветопередачи немного выше. Зато игры могли слегка притормаживать. Естественно, единодушия в этом вопросе не наблюдалось. На сегодняшний день разделение по регионам все еще актуально для некоторых моделей игровых приставок, но с чиповкой (спасибо умельцам) и кроссплатформенностью проблемы не составляет.

Что такое NTSC

Итак, многие американские носители видеозаписей имеют формат NTSC. Что это такое? Сегодня это система кодирования цвета, используемая проигрывателями DVD. До недавнего времени он применялся широковещательным телевидением в Северной Америке, Японии и большей части Южной Америки.

По мере того как цветные телевизоры начали заменять черно-белые, разработчики стали использовать несколько разных методов кодирования цвета для трансляции. Однако эти способы противоречили друг другу и старым черно-белым телевизорам, которые не могли интерпретировать передаваемые им цветовые сигналы. В 1953 году Национальный комитет систем принял стандарт NTSC, который был разработан и внедрен как единый. С этого момента его стало можно использовать по всей стране, так как он стал совместимым с большим количеством различных телевизоров. В настоящее время все еще можно встретить NTSC. Что это значит? Несмотря на то современные ТВ больше не используют этот формат, они по-прежнему могут принимать и различать его.

PAL и NTSC на телевизорах высокой четкости

Для телевидения существует широкая аналоговая система, поэтому, несмотря на то, что цифровые сигналы и высокая четкость (HD) становятся универсальным стандартом, их вариации остаются. Первичная визуальная разница между системами NTSC и PAL для HDTV заключается в частоте обновления. NTSC обновляет экран 30 раз в секунду, а системы PAL — в секунду. Для некоторых типов контента, особенно изображений с высоким разрешением (например, генерируемых 3D-анимацией), телевизоры высокой четкости, использующие систему PAL, могут проявлять небольшую тенденцию «мерцания». Однако качество изображения равно NTSC, и большинство людей не заметят никаких проблем.

На не кодируется на основе несущей волны, поэтому разностей частот и фаз между двумя форматами не существует. Единственное реальное различие — это разрешение и частота кадров (25 или 30), с которой воспроизводится видео.

Держу пари, многие слышали такие термины как PAL, SECAM и NTSC. Телевизоры и ТВ-тюнеры в процессе настройки каналов, часто грешат вопросами о выборе одного из них. Ситуация усугубляется, когда дополнительно на выбор предлагает несколько подвидов любого из трёх форматов. И, что же выбрать? А главное, чем же все эти форматы друг от друга отличаются? Во всём этом мы сейчас и будем разбираться.

В мире существует три системы аналогового
цветного телевидения — NTSC
, PAL
и SECAM
, во многом похожих, и в тоже время, различающихся по целому ряду параметров. Такое положение зачастую требует использования специальных декодеров для преобразования видеозаписей из одного стандарта в другой.

Телевизионная картинка состоит из последовательно отображаемых на экране строк (линий). Подобный метод формирования изображения называют строчной разверткой
, а цикл полной смены изображения (кадра) — кадровой разверткой
. Чем больше строк на экране, тем лучше вертикальная чёткость изображения, а повышенная кадровая частота устраняет возможный эффект мерцания.

На рисунке показано преимущественное использование стандартов цветного ТВ по регионам.

Основные параметры телесигналов

Из-за ограниченной пропускной способности каналов связи каждый кадр во всех ТВ-стандартах передается в два приема или, как говорят, состоит из двух полей. Первоначально (в первом поле) отображаются четные строки, затем нечетные. Такая развертка называется чересстрочной и, в отличие от строчной, она несколько ухудшает качество изображения, но позволяет вместить телесигнал в стандартную полосу частот каналов связи.

Частотный спектр полного телесигнала цветного ТВ показан на рисунке, откуда видно, что телесигнал состоит из яркостного, цветового и звукового сигналов, передаваемых по каналам связи с помощью отдельных несущих частот. Основные различия между стандартами заключаются в способах кодирования цвета на основе модуляции несущей частоты цветового сигнала.

При отображении принятого телесигнала цветовая составляющая накладывается яркостную. Поэтому при использовании аппаратуры, не поддерживающей тот или иной стандарт, обычно удаётся получать хотя бы чёрно-белую картинку. Звуковая несущая частота может быть разной даже в вариантах одного и того же стандарта, что и служит иногда причиной отсутствия звука при нормальном воспроизведении видео.

NTSC

Этот стандарт цветного телевидения (NTSC
) разработан в США. Первая версия появилась еще в 1941 году, а регулярные телетрансляции начались в 1954 г. В разработке NTSC
принимали участие крупнейшие, в то время, электронные компании, входившие в национальный комитет по системам телевидения (англ. National Television System Committee
(NTSC)). В настоящее время стандарт NTSC
используется на большей части американского континента, а также в Японии, Южной Корее, на Тайване и Филиппинах.

Широко применяются два варианта NTSC
, обозначаемых буквенными индексами M и N. Исторически первым был, и сейчас наиболее распространенный вариант, NTSC M. Затем появился NTSC N (называемый иногда PAL N), сегодня используется в некоторых странах Южной Америки. Правда, в Японии работает еще и NTSC J, но этот вариант незначительно отличается от основного — NTSC M.

NTSC в СССР

До появления системы цветного телевидения SECAM в СССР на кафедре телевидения ЛЭИС была разработана адаптированная система «ОСКМ» (Одновременная совместимая система с квадратурной модуляцией) на основе NTSC. С 14 января 1960 года из экспериментальной студии МОСЦТ на Шаболовке велось регулярное вещание по этой системе, принимаемое телевизорами «Темп-22», «Радуга» с отечественным масочным кинескопом 53ЛК4Ц, и проекционными телевизорами «Изумруд» с двумя размерами экрана, оснащёнными тремя кинескопами с люминофорами разных цветов. Всего было выпущено около 4000 таких телевизоров всех четырёх моделей, в том числе, проекционных около 600, продававшихся по распределению.
Опытное вещание выявило требовательность системы NTSC к качеству линий связи при передаче на дальние расстояния. Это поставило под сомнение её пригодность для использования в советских условиях.

Некоторые из телевизоров «Темп-22» были позже переделаны их владельцами для приёма сигналов в стандарте SECAM, причём использовалась схема без линии задержки, вызывавшая снижение цветовой разрешающей способности — цветовосприятие обеспечивалось пространственным усреднением, за счёт особенностей зрения, а на ярко-окрашенных объектах была заметна полосатая структура. Тем не менее, журнал «Радио» опубликовал статью об этой переделке, озаглавленную «Любительский цветной телевизор», так как модель «Темп-22» в открытую продажу не поступала.

Технические особенности

Спектр телевизионного сигнала NTSC M

Базовая система NTSC, применявшаяся в США (т. н. NTSC-M), основана на использовании предыдущего стандарта чёрно-белого телевидения, принятого в 1941 году, со стандартом разложения 525/60. Для обеспечения совместимости вместо непосредственной передачи сигналов основных цветов используется передача сигнала яркости Y, соответствующего чёрно-белому изображению, и двух цветоразностных сигналов R-Y и B-Y, несущих информацию о красном и синем цветах соответственно.

Недостающая информация о зелёном цвете G восстанавливается в приёмнике вычитанием суммы цветоразностных сигналов из яркостного.
В случае просмотра программы на чёрно-белом телевизоре используется только сигнал яркости, ничем не отличающийся от видеосигнала чёрно-белого телевидения. Сигнал цветности, который содержит информацию о цветоразностных сигналах, чёрно-белыми телевизорами игнорируется.
Его передача осуществляется в спектре яркостного сигнала на вспомогательной частоте (поднесущей) 3 579 545,5 Гц (3,58 МГц), которая принимается блоком цветности цветных телевизоров. Два цветоразностных сигнала ER-Y и EB-Y передаются с помощью квадратурной модуляции поднесущей.

Цветоразностные сигналы подаются на балансный модулятор, на котором они модулируются по амплитуде с подавлением поднесущей. Модулированные цветоразностные сигналы красного ER-Y и синего EB-Y сдвинуты относительно друг друга по фазе на 90°. При суммировании они образуют новый сигнал — сигнал цветности. Таким образом:

U=ER−Y2+EB−Y2{\displaystyle U={\sqrt {E_{R-Y}^{2}+E_{B-Y}^{2}}}}
ϕ=arctan⁡ER−YEB−Y{\displaystyle \phi =\arctan {\frac {E_{R-Y}}{E_{B-Y}}}}

Таким образом, изменение фазы свидетельствует об изменении тона, а модуль вектора определяет насыщенность. При этом, на неокрашенных или слабо окрашенных участках изображения помехи нет, так как поднесущая подавлена.

Применение амплитудной модуляции с подавленной поднесущей порождает трудности при приёме

При детектировании важно чтобы совпадали фазы и частоты гетеродина и поднесущей. Для этого после каждого строчного синхроимпульса на площадке строчного гасящего импульса передаётся особый импульс-вспышка — англ. Colorburst — он содержит 8—10 периодов колебаний опорного генератора.

Частота поднесущей выбрана таким образом, чтобы как можно меньше влиять на приёмники чёрно-белого телевидения.

Помеха от поднесущей. 1-й кадр

Помеха от поднесущей. 2-й кадр

При этом, в интервале строки размещается нечётное число полупериодов поднесущей (точно — 455), поэтому рисунок от помехи имеет вид шахматного поля. Такая структура менее заметная, чем вертикальные полосы.

Полярность поднесущей в смежных кадрах изменяется на противоположную, таким образом, тёмные участки чередуются со светлыми. За счёт временно́й взаимной компенсации, помеха становится ещё менее заметной.

Особенностью системы NTSC является то, что информация о цветности передается не в системе координат ER-Y и EB-Y, а в системе EI и EQ, развернутой относительно ER-Y и EB-Y на 33°. Одновременно с этим применяется компрессия по амплитуде для повышения совместимости с чёрно-белым телевидением. Уменьшая размах амплитуды, компрессия обеспечивает отсутствие поднесущей на неокрашенных участках.

EI=α1ER−Ycos⁡33−α2EB−Ycos⁡57;{\displaystyle E_{I}=\alpha _{1}E_{R-Y}\cos 33-\alpha _{2}E_{B-Y}\cos 57;}EQ=α1ER−Ycos⁡57+α2EB−Ycos⁡33;{\displaystyle E_{Q}=\alpha _{1}E_{R-Y}\cos 57+\alpha _{2}E_{B-Y}\cos 33;}

α1=,877;α2=,493;{\displaystyle \alpha _{1}=0,877;\alpha _{2}=0,493;}

EI=,74ER−Y−,27EB−Y;{\displaystyle E_{I}=0,74E_{R-Y}-0,27E_{B-Y};}EQ=,48ER−Y+,41EB−Y.{\displaystyle E_{Q}=0,48E_{R-Y}+0,41E_{B-Y}.}

Кроме того, полосы пропускания для сигналов EI и EQ выбраны различными — таким образом разработчиками учитывается тот факт, что человеческий глаз различает мелкие сине-зелёные детали лучше, чем красные. Для сигнала EI ширина полосы пропускания — 1,3 МГц, для EQ — 0,5 МГц.

Значения частот строк и полей, в чёрно-белом стандарте 525/60 составлявшие 15750 и 60 Гц, были изменены, для того, чтобы поднесущая звука стала точной 286-й гармоникой частоты строк. Это пришлось сделать потому, что иначе биения между поднесущими звука (4,5 МГц) и цвета (3,58 МГц) создавали крупноструктурную хорошо видимую помеху в виде перемещавшихся по экрану тёмных и светлых «волн». После коррекции строчная составляет приблизительно 15734 Гц, а кадровая — 59,94 Гц, не требуя переделки генераторов развёрток чёрно-белых телевизоров. «Волны» от этого не исчезли, но стали неподвижными и практически незаметны.

Читайте на этом сайте

О формате Mini DVПопулярно о диафрагме (Iris) в видеокамерахНастройки режимов автоэкспозицииВсе о системах NTSC, PAL и SECAMПринцип работы матрицыПопулярно о затворе видеокамерЧто такое видеомонтаж?Цветовые искажения при видеосъемкиЖидко-кристаллический экранО максимальных размерах фотоснимков для печатиСтабилизатор изображения в камерах miniDVКамкодер, т.е. видеокамераОптическое и цифровое приближениеО ручных настройкахЧто такое «баланс белого»Полезные советы по эксплуатации кассет miniDVOдна матрица — хорошо, а три — лучшеМинимальная освещённостьФормат DV (mini-DV) vs DVCAMПопулярно об устройстве объективаМонтаж домашнего видеоПопулярно о ПЗС (ССD) в камерах MiniDVО фотоснимках видеокамерой MiniDVО качестве фотографий в камерах MiniDVКоличество ПЗС в камерах MiniDVПереход с автоматического на ручной режимTрехматричные vs одноматричныхПопулярно о цифровом увеличении в камерах MiniDVОшибочное мнение всех начинающихРазмер матрицы и чувствительность в камерах MiniDV…Дополнительные аксессуары к камере MiniDVО габаритах и весе камер MiniDVНесколько слов о хорошей оптики в камерах MiniDVО чувствительности в камерах MiniDVЭлектронный и оптический стабилизатор — в чем разн…О вхождения в «клуб любителей цифрового видео»Популярно о формате MiniDV

Учимся снимать видео — советы начинающимЦифровые форматы видеозаписиАналоговые форматы видеозаписиРегулировка диафрагмыРучная или автоматическая установка баланса белого…

Полезные советы по видеомонтажуЧто такое видеомонтаж?Внутрикадровый монтажДвижение камеры: Америка vs EвропыО длине кадров, эпизодах и клипахА.А.Тарковский о монтаже в кинорежиссуреЧто такое футажи?О горизонтальной композиция кадраНаплывы и панорамыМонтаж в рамках традиций или монтаж как ремеслоВсе о монтажных кадрахЛинейный и нелинейный монтажПсихологический монтажИнтеллектуальный монтажАссоциативный монтажСтроящийся монтажПараллельный монтажПоследовательный монтаж

Светотехнические советы операторуОсвещенность — базовые понятияОсвещение — базовые понятияЛюкс — единица измерения освещённостиЦветность чернотельного излученияЦветовая температураКлассический набор источников светаОсветительные приборыОсвещение как составляющая видеосъемкиО естественном освещенииОсновное правило светотехникиИзбыток освещения при видеосъемкеНедостаток освещения при видеосъмкеТрехпозиционное искусственное освещениеО видеосъемках в солнечный деньРасчёт eмкости аккумулятора для видеокамерыО проблеме емкости в видотехникеЛитий-полимерный аккумулятор (Li-pol)Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторыГрадация аккумуляторов по качествуЛитий-ионные (Li-Ion) аккумуляторыПопулярно о типах аккумуляторов

Форматы PAL, NTSC в чем разница с технической стороны

Телевизоры показывают свои изображения по строкам и создают иллюзию движения, отображая их слегка измененными, много раз в секунду. Широковещательный сигнал для черно-белого телевидения просто указывал уровень яркости в каждой точке вдоль линии, поэтому каждый кадр был просто сигналом с информацией о яркости для каждой строки.

Первоначально телевизоры отображали 30 кадров в секунду (FPS). Однако когда был добавлен цвет к широкоформатному вещанию, черно-белые ТВ не могли отличать информацию о цвете от информации о яркости, поэтому они пытались отобразить цветовой сигнал как часть изображения. В результате оно становилось бессмысленным, и появилась потребность ввести новый ТВ-стандарт.

Чтобы отобразить цвет без возникновения этой проблемы, для трансляции необходимо было добавить второй сигнал цветности между колебаниями сигнала яркости, который стал бы игнорироваться черно-белыми телевизорами, а цветные устройства стали бы искать его и отображать с помощью адаптера, называемого Colorplexer.

Поскольку этот дополнительный сигнал был добавлен между каждым обновлением кадра, он увеличил количество времени на их смену, и фактический FPS на дисплее был уменьшен. Поэтому NTSC TV воспроизводит 29,97 кадров в секунду вместо 30.

В свою очередь, сигнал PAL использует 625 линий, из которых 576 (известные как 576i-сигнал) отображаются в виде видимых линий на телевизоре, тогда как в форматированном сигнале NTSC используется 525 строк, из которых 480 кажутся видимыми (480i). В видео PAL каждая вторая строка имеет фазу изменения цветового сигнала, что приводит к тому, что они выравнивают частоту между линиями.

Почему эти форматы все еще используются

Основной ответ заключается в том, что сегодня они являются не такими, какими они были изначально созданы. Очевидно, что технические проблемы, для решения которых эти системы кодирования были созданы в 1950 годах, не применимы к современному миру. Тем не менее DVD-диски по-прежнему помечены как поддерживающие NTSC или PAL (что лучше приобретать и почему — читайте выше), а тайминги, разрешения и частоты обновления, установленные в этих системах, все еще используются в современных телевизорах и мониторах.

Основная причина этого — регионализация контента. Использование различных видеоформатов выступает в качестве слоя физической защиты для усиления национальных законов об авторском праве, и предотвращения распространения фильмов и телепрограмм в разных странах без разрешения. Фактически это использование форматов в качестве правового метода защиты авторских прав. Это явление настолько часто встречается, что области распространения для видеоигр и других интерактивных электронных носителей часто называются регионами NTSC и PAL, хотя такое программное обеспечение отлично работает на любом типе дисплея.

Литература

В. Е. Джакония. 12.1. Система цветного телевидения NTSC // Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 249—265. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.

Леонид Чирков. Мировой системе телевизионного разложения — 50 лет (рус.) // «625» : журнал. — 1998. — № 7. — ISSN 0869-7914. Архивировано 11 января 2012 года.

А.Е.Пескин, В.Ф.Труфанов. Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2004. — 308 с. — ISBN 5-93517-179-1. Архивная копия от 21 февраля 2014 на Wayback Machine

Борис Певзнер. Драма цветного телевидения (рус.) // «Broadcasting. Телевидение и радиовещание» : журнал. — 2007. — № 6.

Цветное телевидение / П. В. Шмаков. — М.,: «Связьиздат», 1957. — 122 с.

Выводы сайт

  1. PAL — стандарт для стран Европы, NTSC — для США, Японии и некоторых азиатских стран.
  2. Частота развертки для PAL — 625 строк, NTSC — 525.
  3. Частота кадров для PAL — 25 Гц, для NTSC — 30 Гц.
  4. NTSC допускает искажения при передачи цвета, у PAL ниже четкость изображения.
  5. Игры и игровые приставки различаются по региону продаж: NTSC для США, PAL для Европы.

2 года назад

PAL, SECAM и NTSC. Так называются телевизионные стандарты, то есть форматы. Стандарт SECAM — это телевизионный формат, которое нашел использование в России. Но не только. Его используют также в странах Восточной Европы и во Франции. Именно от французского «SEquential Couleur Avec Memoire» и происходит его название.

SECAM предусматривает разложение телевизионного кадра на 625 строк, частоту кадров 50 Гц. Поскольку частота кадров и количество строк соответствует стандарту PAL, то ничто не мешает в монохромном варианте просматривать видео в формате SECAM на видеоплеере PAL стандарта, как и наоборот.

Основной телевизионный стандарт в Европе — это PAL. Он также используется в Великобритании, Австралии и Южной Африке. Название происходит от «Phase Alternate Line».

Стандарт PAL использует метод, с помощью которого добавляется цвет к телевизионному сигналу черного и белого цвета. Он создает на экране 625 строк с частотой 25 кадров в секунду. Подобно системе NTSC использует чересстрочную развертку.

Стандарт NTSC — стандарт видеозаписи, телевещания. Нашел применение в США, Японии и других странах. Спецификация на стандарт NTSC определена в 1952 году национальным комитетом стандартов в области телевидения, то есть National Television Standards Committee, что и стало в результате названием.

Стандарт определяет метод кодирования информации в композитный видеосигнал. Обеспечивается поддержка 16 миллионов разных цветов. Сегодня уже разрабатываются новые разновидности стандарта NTSC «Super NTSC» и «16х9». Они войдут в состав стандарта MPEG и стандарта разработки DVD.

Система SECAM — сегодня, как уже говорилось, основная система цветного аналогового телевидения в России. Основные параметры отечественного телевидения этого стандарта определяются в рамках ГОСТ 7845-92. После развала СССР в Восточной Европе систему SECAM постепенно стала вытеснять система PAL.

Видеооборудование стандарта SECAM сегодня, по сути, нигде на планете не производится. Всё видеопроизводство действует в системе PAL в европейском стандарте разложения, а в эфир после транскодирования поступает сигнал SECAM.

Когда российское вещание перейдет к системе PAL? Этот вопрос неоднократно поднимался специалистами, но телевизионных приемников стране, поддерживающих единственный стандарт SECAM, все еще полным-полно.

Сейчас в России эфирное аналоговое вещание телевизионных каналов ведётся в системе SECAM. В то же время в сетях кабельного вещания подавляющее большинство аналоговых телевизионных каналов. Среди них и те, которые представлены в открытом эфире. Они передаются в системе PAL, что означает невозможность их просмотра на старых советских телевизорах в цвете.

Добавить комментарий

Похожие записи