Technika: Zrozumieć 'Video' w komputerze PC

Zrozumienie jak komputer PC może być wykorzystywany do odbierania sygnału telewizyjnego, nagrywania go i odtwarzania oznacza poznanie bardzo skomplikowanego procesu. Niestety większość dostępnej dokumentacji opisującej ten temat skupia się na niepotrzebnych technicznych i matematycznych szczegółach. Poniższy dokument prezentuje inne podejście niosąc wyjaśnienie mechanizmów i prezentując podstawowe informacje dotyczące współpracy wideo i komputera klasy PC.

Biorąc pod uwagę wysoki poziom sygnału, PC może być użyty do wykonania dwóch zadań w zakresie wideo:

1. Przechwytywania obrazu (nagrywanie sygnału telewizyjnego lub z innego źródła np.: kamery wideo).

2. Wyświetlanie obrazu (sygnału telewizyjnego, nagrania wideo, DVD lub streamowania obrazu prosto z sieci) na wyświetlaczu (np.: monitor PC, HDTV, itd.).

Oba z wymienionych powyżej zadań są tak naprawdę o wiele bardziej skomplikowane niż może się to wydawać i wymagają zarówno dedykowanego sprzętu jak i oprogramowania, aby mogły być przeprowadzone. Pierwsza połowa artykułu opisuje w jaki sposób przechwytywany jest obraz, natomiast druga poświęcona została jego wyświetlaniu.

Z racji tego, że pojęcia analogowy i cyfrowy są kluczowymi na drodze ku zrozumieniu czym jest obraz wideo, pomocne będzie krótkie przedstawienie co kryje się za nimi:

Analogowy - sygnał analogowy może być postrzegany jako proces lub wydarzenie o nieskończonej ilości szczegółów. Poniższy sygnał jest przykładem sygnału analogowego. Ten ciągły sygnał, przedstawiony jest jako nieskończona ilość punktów i ciągłych zmian w czasie.

Sygnały analogowe tworzy się stosunkowo łatwo, ale są one niestety bardzo podatne na zniekształcenia. Są nieodłączną cechą procesu przesyłania i znane są także jako szumy. W związku z tym, że sygnały analogowe są nieskończenie dokładne, pojawiające się zniekształcenia w znaczący sposób pogarszają jakość sygnału, aż do momentu, w którym dochodzi do jego zaniku, tak jak pokazuje to poniższa ilustracja.

Z tego też wynika potrzeba tworzenia sygnałów cyfrowych.

Cyfrowy - sygnał cyfrowy oferuje sposób opisywania procesu np.: sygnału audio lub wideo za pomocą predefiniowanej liczby informacji. Poniższy przykład sygnału cyfrowego może mieć dwie wartości (+4 lub -4) względem czasu.

W momencie, gdy analogowy sygnał poddawany jest digitalizacji, jest on opisywany za pomocą skończonej liczby wartości, podczas gdy poprzednio, jako sygnał analogowy, posiadał nieskończoną liczbę wartości. Im większa liczba użytych wartości, tym bardziej dokładne odwzorowanie oryginalnego analogowego sygnału. Integralną częścią wielu technologii jest tworzenie sygnału cyfrowego z analogowego źródła. Zarówno praca na sygnałach cyfrowych jak i ich transmisja jest o wiele łatwiejsza niż w przypadku sygnałów analogowych.

Płyta CD jest świetnym przykładem przekształcenia sygnału analogowego na cyfrowy. Oryginalna ścieżka analogowa jest samplowana (ok. 44000 razy na sekundę) aby stworzyć cyfrowe odwzorowanie oryginalnego sygnału. Dzięki temu, że płyta CD zapisana jest w formacie cyfrowym, o wiele trudniej jest zniekształcić jej sygnał niż w przypadku np. kaset lub nagrań, które zawierają zróżnicowany stopień zniekształceń.