QUALI SONO I DETTAGLI
VIDEO?
Il DVD-Video è un utilizzo del DVD-ROM. Il DVD-Video è
un utilizzo anche dell'MPEG-2. Ciò significa che il formato
DVD definisce dei sottoinsiemi di questi standard per essere praticamente
applicati come DVD-Video. Il DVD-ROM può contenere qualsiasi
informazione digitale, ma il DVD-Video è limitato ad alcuni
tipi di dati progettati per la riproduzione televisiva.
Un disco ha una traccia (stream) video digitale compresso MPEG-2 a
velocità di trasferimento costante (CBR) o variabile (VBR).
Viene usata una versione ridotta dell'MPEG-2 Main Profile at Main
Level (MP@ML). E' supportato anche SP@ML. E' consentito anche l'uso
del video MPEG-1 CBR e VBR. I sistemi video 525/60 (NTSC, 29.97 fotogrammi/sec.
interlacciati) e 625/50 (PAL, 25 fotogrammi/sec. interlacciati) sono
espressamente supportati. La velocità di 24 fotogrammi/sec.
della pellicola, codificata col metodo progressive, i 25 fotogrammi/sec.
interlacciati del video PAL, e i 29,97 fotogrammi/sec. interlacciati
del video NTSC sono usuali. Non è consentito l'uso dell'MPEG-2
a sequenza progressiva, ma le sequenze interlacciate possono contenere
immagini progressive e macroblocks progressivi. Nel caso di una sorgente
a 24 fotogrammi/sec. il codificatore inserisce un "repeat_first_field
flag" MPEG-2 nel flusso video per permettere al decoder di eseguire
sia un pulldown 2-3 per schermi a 60 Hz 59.94)che un pulldown 2-2
(con il conseguente aumento di velocità del 4%) per schermi
a 50 Hz. In altre parole, il lettore non "sa" veramente
qual'è la velocità di codifica, ma segue semplicemente
le istruzioni del codificatore MPEG-2 per produrre la velocità
prestabilita di 25 o 29,97 fotogrammi/sec. (Pochissimi lettori attuali
effettuano una conversione da PAL a NTSC o viceversa.). E' interessante
notare che anche il video sorgente interlacciato viene spesso codificato
come immagini MPEG strutturate-progressivamente, con macroblocks field-encoded
interlacciati usati solo quando necessari per il movimento. Un computer
può per lo più ignorare i repeat_first_flag e re-interlacciare
(weave) i campi video in fotogrammi progressive a piena risoluzione,
operazione che funziona bene sopratutto a un refresh rate di 72 Hz
(3x24). I computer possono migliorare la qualità del video
sorgente raddoppiando le linee dei campi (bobbing) e mostrandoli come
fotogrammi progressivi al doppio della normale velocità. Molte
sorgenti provenienti da pellicola vengono codificate progressive (il
processo inverso telecine nel codificatore toglie i campi pulldown
2-3 duplicati dalle sorgenti video); molte sorgenti video vengono
codificate interlacciate. Queste possono essere miscelate sul solito
disco, come un logo interlacciato seguito da un film progressive.
Le massime dimensioni dell'immagine sono 720x480 (per l'immagine
NTSC 525/60) o 720x576 (per l'immagine PAL/SECAM 625/50). Le immagini
sono sottocampionate da 4:2:2 ITU-R BT.601 fino a 4:2:0, assegnando
una media di 12 bits/pixel nel formato Y'CbCr. (La profondità
del colore è a 24 bit, poichè il campionamento del
colore è distribuito su 4 pixel.) La sorgente non compressa
è 124.416 Mbps per il video (720x480x12x30 o 720x576x12x25),
o sia 99.533 che 119.439 Mbps per la pellicola (720x480x12x24 o
720x576x12x24). Usando la tradizionale (e piuttosto soggettiva)
dimensione televisiva basata sulle "linee di risoluzione orizzontale"
il DVD in teoria può generare 540 linee su una TV standard
(720/1.33) e 405 su una TV widescreen (720/1.78). In pratica, la
maggior parte dei lettori DVD forniscono circa 500 linee a causa
del filtraggio e della bassa qualità dei convertitori digitale/analogico.
Il VHS ha circa 230 linee (172 widescreen) e il laserdisc ne ha
circa 425 (318 widescreen). Notate che le linee di risoluzione orizzontale
(visivamente risolvibile moltiplicando le linee verticali per l'altezza
dell'immagine) non sono uguali al totale dei pixel orizzontali (720)
o alle linee di scansione orizzontali (480). In termini di uscita
analogica del segnale, la tipica risposta in frequenza del luma
mantiene piena ampiezza da 5.0 a 5.5 MHz. Ciò è sotto
la frequenza nativa di 6.75 MHz del segnale digitale MPEG-2 (in
altre parole, la maggioranza dei lettori sono insufficienti nel
riprodurre il DVD nella sua completa qualità). La risposta
in frequenza del chroma è la metà di quella luma.
Lettori differenti usano un differente numero di bit per il convertitore
video digitale a analogico. Gli attuali lettori ad alta qualità
usano 10 bit. Ciò non ha niente a che fare col processo di
decodifica MPEG, poichè ogni segnale componente originale
è limitato a 8 bit per campione. Un maggior numero di bit
nel lettore fornisce più "ampiezza" e più
alti livelli del segnale durante la conversione digitale-analogica,
e può contribuire a produrre un'immagine migliore.
La velocità massima di trasferimento video è di 9.8
Mbps. La velocità "media" è di 3.5 ma dipende
interamente dalla lunghezza, qualità, quantità audio
ecc. Questa è una riduzione di 36:1 dell'originale su video
non compresso a 124 Mbps (o di 28:1 rispetto ai 100 Mbps di un originale
su pellicola). Il canale dei dati raw viene letto dal disco a una
velocità costante di 26.16 Mbps. Dopo la demodulazione di
8/16 si riduce a 13.08 Mbps. La memoria buffer di traccia alimenta
l'uscita del flusso dei dati del sistema ad una velocità
variabile fino a 10.08 Mbps. Dopo il controllo del sistema, la velocità
massima dei flussi elementari combinati (audio + video + sottoimmagine)
è di 10.08. La velocità dell'MPEG-1 è limitata
a 1,856 Mbps con una velocità usuale di 1.15 Mbps.
Le immagini fisse (codificate come fotogrammi MPEG-2 I) sono supportate
e possono essere visualizzate per un determinato periodo o indefinitamente.
Vengono generalmente usate per i menu. Le immagini fisse possono
essere accompagnate dall'audio.
Un disco può avere anche fino a 32 flussi di sottoimmagine
che sovrimprimono il video per sottotitoli, scritte per non udenti,
scritte per bambini, karaoke, menu. semplici animazioni ecc. Queste
sono bitmap a pieno schermo run-lenght-encoded con due bits per
pixel, che danno quattro valori di colore e quattro valori di trasparenza.
Per ogni gruppo di sottoimmagini, vengono selezionati quattro colori
da una tavolozza di 16 (dalla gamma del YCbCr) e quattro valori
di contrasto, da un numero di 16 livelli da trasparente a opaco.
Le sequenze di comando di visualizzazione delle sottoimmagini possono
essere usate per creare effetti come lo scorrimento, il movimento,
color/highlight e dissolvenza. La velocità massima delle
sottoimmagini è di 3.36 Mbps, con una dimensione massima
per fotogramma di 53220 bytes.
In aggiunta ai sottotitoli nei flussi di sottoimmagini, il DVD
supporta anche NTSC Closed Caption. Il testo Closed Caption è
memorizzato nel flusso video come dati utente MPEG-2 (nelle intestazioni
del packet) ed è rigenerato dal lettore come forma d'onda
analogica linea-21 nel segnale video, la quale deve poi essere decodificata
da un decoder Closed Caption nel televisore. Sebbene le specifiche
DVD-Video menzionino solamente NTSC, non ci sono motivi tecnici
per i quali i lettori DVD PAL/SECAM non potrebbero essere costruiti
per l'uscita di testo Closed Caption in un formato World System
Teletext (WST); l'unico accorgimento è di occuparsi delle
differenza di velocità fotogramma. Nota sfavorevole: il formato
di memorizzazione DVD Closed Caption MPEG-2 è leggermente
diverso dal formato ATSC. Vedi la Closed Caption FAQ per maggiori
informazioni su Closed Captions.