Bildiğiniz gibi, belli bir hedefe ulaşmaya çalışarak geliştirilen her teknoloji, iş uygulamaya geldiğinde birçok engeli aşmak zorunda kalmıştır. Televizyondan çok daha önce keşfedilen ve görüntünün selüloit filmler üzerine kaydedilmesiyle elde edilen görüntüleri, bir elektronik kutuya aktarmayı başarmak da birçok engeli aşmayı gerektirmiştir.
Günümüzde kullanılan video ve yayın standartları da halen bu çözümlerin izlerini taşımaktadır. Bu sebeple doğrudan HD konusuna girmeden önce, analog yayın teknolojisinden başlayarak günümüzdeki HD teknolojisinin nasıl işlediği konusuna ve bu teknolojiler arasındaki çevrimin nasıl gerçekleştirildiğine değineceğiz.
Ayrıca ilerleyen sayfalarda, merak ettiğiniz video çevrim terimleri ve video standartlarından, HDTV'nizden tam verim almanızı sağlayacak ipuçlarına kadar birçok bilgiyi bulabilirsiniz...
Analog televizyonun işleyişi...
Halen kullanılmaya devam eden analog televizyon teknolojisi, günümüz teknolojisiyle kıyaslandığında basit görünebilir. Ancak arkasında gerçekten karmaşık ve dâhiyane bir fikrin olduğunu unutmamakta fayda var.
Televizyonun kitlelerin kullanımına sunulduğu dönemdeki kameralarla, saniyede 24 kare olarak kaydedilen görüntüleri bu elektronik kutuda göstermek, çeşitli engellerin aşılmasını gerektirmiştir. Her şeyden önce, CRT teknolojisi evlerimizde kullanılan elektrik dalgalarının frekansına bağlı olarak çalışıyordu. Bunun neticesinde, ABD ile Avrupa'daki farklı elektrik standartları, farklı görüntü standartlarının varlığını gerektirmiştir.
Elektrik frekansı 50 Hertz olan Avrupa'da ve ülkemizde PAL kodlama standardı kullanılmaktadır. PAL standardı saniyede 25 kareye, yani 50 Hertz olan elektrik frekansının yarısı kadar tam kareye sahiptir.
Bunun sebebiyse, CRT teknolojisinin çalışma mantığından başka bir şey değildir. CRT teknolojisi, tarama adı verilen ve her bir kareyi, yarım kare olarak iki taramada ekrana getiren mantıkla çalışmaktadır. Bu kareler ise satırlardan meydana gelmektedir. İlk yarım karede 1, 3, 5... şeklinde tek sayılarla numaralandırılan satırlar, ikinci yarım karede ise 2, 3, 6... şeklinde numaralandırılan çift satırlar yer alır. Her taramada bir satır atlanır ve görüntünün yarısı ekrana çizilir. Bu yönteme, interlaced (örgüsel) tarama adı verilir. Gerçekleştirilen iki örgüsel tarama sonucunda, tam bir görüntü karesi ekrana çizilmiş olur.
Yani saniyede gerçekleşen 50 tarama sonucunda, 25 tam karelik görüntü ekrana yansıtılmış olur. ABD ve bazı ülkelerde kullanılan elektrik frekansı ise 60 Hertz'dir ve kullanılan yayın standardı olan NTSC, benzer şekilde saniyede 30 tam kareye sahiptir.
Analog görüntü standartları...
Farklı kare sayılarıyla yapılan bir çekim sonucunda elde edilen görüntüleri, yayınlanacak video standardına çevirme işlemine telecine adı verilir. Televizyonun ortaya çıktığı dönemdeyse, selüloit bantlar kullanılarak saniyede 24 kare elde edilen çekim teknolojisi kullanılmaktaydı.
PAL video standardı için bu çevrim, çekilen görüntünün yüzde 4 hızlandırılarak saniyede 25 kare olarak gösterilmesiyle sağlanmaktadır. Ortaya çıkacak senkron sorununa karşı, ses de video ile eşit oranda hızlandırılmaktadır. Bu çevrim sonucunda 90 dakikalık bir film, 86,24 dakikada gösterilir ancak ortaya çıkan fark göz ardı edilebilecek boyuttadır.
NTSC standardı içinse fark göz ardı edilemeyecek kadar büyüktür. Bu sorunun üstesinden gelmek içinse, fazladan kare ekleme yoluna gidilmiştir. Bu işlemde, her dört karede bir, dördüncü kare kopyalanarak beşinci kare olarak videoya eklenir. Böylece videodaki kare sayısı artırılarak, saniyede 30 kare elde edilmesi sağlanır.
Elbette bu çevrim, filmlerin selüloit bantlara kaydedilmesi halinde geçerlidir. Modern dijital kameralarda ise istenilen kare sayısında çekim yapılabilmesi mümkündür. Çekilen bu görüntülerde ise yine kare sayıları eklenerek veya çıkarılarak, istenilen kare sayısına erişilmektedir.
Dijital görüntü standartları...
Interlaced (örgüsel) tarama yöntemi, bir yayın veya video standardı olmaktan ziyade, CRT yani tüplü tabir edilen görüntüleme cihazlarının çalışma mantığına dayanarak geliştirilmiş bir görüntüleme tekniğidir.
Interlaced tarama yöntemi günümüze kadar gelmiş ve halen çoğu CRT cihazda kullanılmaktadır. Bazı geliştirilmiş CRT cihazlarda ve günümüzde standart haline gelen LCD teknolojisinde ise progressive (ilerici) tarama yöntemi kullanılır.
Progressive tarama, her taramada görüntünün yarısının ekrana getirildiği interlaced taramanın aksine, tüm görüntüyü tek bir taramada ekrana getirir. Böylece daha net ve titreşimsiz bir görüntü elde edilir. Bu yöntem, spor karşılaşmaları gibi hareketli görüntülerin daha akıcı olmasını da sağlar.
Interlaced tarama standardına sahip görüntüyü, progressive tarama yöntemiyle çalışan bir cihazda görüntülemek için görüntünün dönüştürülmesi gerekir. Interlaced videoyu veya yayını, progressive biçime çevirme işlemine deinterlacing adı verilir. Analog girişten gelen video kaynağını, LCD ekranda ya da LCD TV'de görüntülemek için yapılması gereken bu işlemi, deinterlacing çipi yada video işlemcisi gerçekleştirir.
Bu şekilde progressive biçime dönüştürülen görüntünün kalitesi, doğal progressive görüntüden düşük olacaktır. Bu sebeple doğal progressive görüntü, kalite kaybına uğramaması için sayısal görüntü arayüzleri kullanılarak aktarılmalıdır (HDMI, DVI-D gibi).
Deinterlacing yöntemleri...
Interlaced (örgüsel) taramaya sahip görüntünün, progressive (ilerici) taramaya sahip görüntüye çevrilmesi işlemine, deinterlacing adı verildiğini söylemiştik. Bu işlem, interlaced görüntüdeki yarım kare halindeki iki görüntünün birleştirilerek, tek ve bütün kare haline dönüştürülmesidir. Oldukça basit görünen bu işlemin arkasında, kaliteyi artırmak amacıyla geliştirilen birçok karmaşık yöntem kullanılır.
Üç farklı temel deinterlace yöntemi vardır: alan birleştirme, alan uzatma ve harekete duyarlı deinterlacing.
İlk yöntem olan alan birleştirme yönteminde, iki yarım kare birleştirilerek tek ve bütün bir kare oluşturulur. Bu basit yöntemde, taraklanma adı verilen görüntü bozulmaları meydana geldiği için farklı geliştirme yöntemlerine başvurulur. Ancak taraklanmayı önleyen geliştirme yöntemleri de görüntünün keskinliğini kaybetmesine ve bulanık görünmesine sebep olur.
Alan uzatma yönteminde, yarım kareyi oluşturan satırlardan sadece tek satırlar kullanılır ve çift satırlara ait boş alanlar, alt ve üst alanların ortalamasını baz alan bir satırla doldurulur. Bu yöntemde taraklanma adı verilen görüntü sorunlarından kaçınılsa da, görüntü kalitesinden ve keskinliğinden feragat edilir. Bu sebeple bu yöntemde, kenar saptama ve keskinleştirme adı verilen geliştirme teknikleri kullanılmaktadır.
Harekete duyarlı deinterlace yöntemi, en gelişmiş ve en iyi görüntü kalitesi sunan tekniktir. Bu teknikte kullanılan algoritmalar birbiri ardına gelen kareler arasındaki hareketi tespit ederek hareketli görüntülerin daha akıcı olmasını ve taraklanma etkisinden kaçınılmasını sağlar. Hızlı hareket eden görüntüler için en uygun deinterlacing yöntemidir.
Çözünürlük standartları...
Yüksek çözünürlük standartlarının hayatımıza girmesiyle birlikte 720p, 1080p, HD Ready gibi tanımlamaları sıkça görür olduk. Peki, bu tanımların neyi ifade ettiğini biliyor musunuz?
Bu tanımlamalarda kullanılan rakamlar, görüntüdeki satır sayısını yani görüntünün yüksekliğini ifade eder. Harf ise videonun interlaced mi yoksa progressive mi olduğunu belirtir. Örneğin 1080i olarak tanımlanan 16:9 ölçeğine sahip bir video, 1920x1080 çözünürlüğe sahiptir ve interlaced tarama standardıyla kodlanmıştır. Bu standardı donanımsal olarak destekleyen televizyonlar, HD Ready olarak ifade edilirler ve yüksek çözünürlüklü kabul edilen 720p ile 1080i çözünürlüklerini desteklerler.
Full HD veya HD Ready 1080p olarak ifade edilen görüntü standardı ise kısaca 1080p olarak tanımlanır. 1080i'den farkı ise progressive olmasıdır. Yani 1080p olarak kodlanmış bir film, LCD monitörünüzde ya da modern televizyonunuzda (LCD TV, Plazma) izlediğiniz sırada, deinterlacing işleminden geçmeden ekrana gelir ve bu sayede daha net ve akıcı görüntüler elde edilmiş olur. Ayrıca görüntü yavaşlatma ve durdurma durumlarında da, daha net bir görüntü ile karşılaşılır.
Elbette televizyonunuzun yüksek çözünürlüğü desteklemesi, yüksek çözünürlüklü görüntüler alacağınız anlamına gelmez. Özellikle 720p ve 1080p gibi progressive taramaya sahip videoları, kayıpsız olarak ekrana taşımak için HDMI veya DVI-D gibi yüksek bant genişliğini destekleyen, sayısal görüntü arayüzlerini kullanmanız gereklidir. Analog görüntü arayüzlerinde ise, görüntü kaynağı progressive olsa bile interlaced olarak aktarılacak ve kalite kaybına uğrayacaktır.
Yukarı ölçekleme...
Yukarı ölçekleme ya da interpolasyon, kaynak görüntünün, sahip olduğu çözünürlükten daha yüksek bir çözünürlüğe çıkarılması işlemidir. Bazı DVD oynatıcılar dâhili olarak bu fonksiyona sahiptir ve örneğin PAL DVD'lerde standart olan 576p görüntüyü 720p olarak ölçekleyerek, HDTV'ler üzerindeki görüntü kalitesini iyileştirmeyi hedefler.
İnterpolasyon basitçe, komşu pikseller arasındaki geçişi hesaplayarak bu piksellerin arasına yeni ve tahmini bir ara piksel yerleştirilmesidir. Bu işlemde, çift doğrusal ve çift kübik interpolasyon olmak üzere iki temel yöntem kullanılmaktadır.
Çift doğrusal interpolasyon yöntemi, bir kareyi oluşturan 4 komşu pikseldeki renklerin ortalamasını alır ve bu ortalamayı kullanarak ortada yeni bir piksel oluşturur. Bu yöntem, keskin renk geçişlerinin çok fazla olduğu görüntülerde net bir görüntü vermez. Bundan sakınmak içinse, interpolasyon sırasında daha fazla piksel verisi kullanılmalıdır.
İşte tam da bu ihtiyacımıza cevap veren işleme çift kübik interpolasyon adı verilir. Bu yöntemde 4 komşu pikseli baz almak yerine 16 komşu piksel baz alınarak yeni bir piksel oluşturulur. 16 pikselin ortalamasının alınması sırasında yakın piksellerin etkisi büyükken, daha uzak piksellerin etkisi daha az olacak şekilde hesaplanır.
En iyi HD video deneyimi...
Yukarı ölçekleme işlemi görüntü çözünürlüğünü artırmayı amaçlar ve bunu yaparken çeşitli verilerden faydalanır. Bahsettiklerimiz dışında birçok yukarı ölçekleme yöntemi bulunmaktadır ve birçoğu patentli algoritmalardır.
Ne kadar gelişmiş olursa olsun, interpolasyon teknikleri ile yüksek çözünürlüğe ulaştırılmış bir görüntünün kalitesi, doğal HD görüntüyle kıyaslanamayacak derecede düşük olacaktır. Keza görüntüde artan her piksel, bir ayrıntı barındırır ancak yukarı ölçekleme teknikleri, kaynağın barındırmadığı bir detayı görüntüye ekleyemezler. İnterpolasyon yönteminin esas amacı, yukarı ölçeklenen görüntüde karelenme sorununun oluşmamasını sağlamaktır.
En iyi HD video deneyimi için, Bluray oynatıcılar ve Bluray filmler günümüzdeki en uygun çözümlerdendir. Bluray filmler, 1080p standardında görüntü kalitesi sunarlar.
Bunun dışında yüksek çözünürlüklü dijital TV alıcılar kullanarak, 1080i standardına sahip yüksek çözünürlüklü yayınları da HDTV'nizde izleyebilirsiniz. Bu cihazlardan tam performans almak için, TV veya monitör bağlantınızın, sayısal görüntü arayüzleri (DVI-D, HDMI) üzerinden yapılması gerektiğini de unutmayınız.