為什麼NTSC和PAL仍然與HDTV息息相關

數字電視和HDTV如何與模擬電視標準相關聯

世界各地的許多電視觀眾認為,隨著數字電視和高清晰度電視的引入和接受,通用視頻標準的舊障礙已被消除。 但是,這是一個誤導的假設。 儘管視頻現在大部分是數字視頻,但在模擬系統,幀頻下存在的視頻標準之間的根本區別仍然是數字電視和HDTV標準的基礎。

什麼幀速率

在視頻中(包括模擬,高清甚至4K超高清 ),就像在電影中一樣,您在電視或視頻投影屏幕上看到的圖像將顯示為幀。 但是,儘管您看到的是完整的圖像,但廣播公司傳輸幀,通過流媒體或物理媒體傳輸和/或顯示在電視屏幕上的方式存在差異。

線和像素

實時廣播或錄製的視頻圖像實際上由掃描線或像素行組成 。 然而,與整個圖像一次投射到屏幕上的電影不同,視頻圖像中的線或像素行在屏幕頂部開始並且移動到底部的屏幕上顯示。 這些行或像素行可以用兩種方式顯示。

顯示圖像的第一種方法是將行分成兩個字段 ,其中首先顯示所有奇數行或像素行,然後顯示所有偶數行或像素行,實質上產生完整的幀。 這個過程稱為隔行掃描或隔行掃描

用於LCD,等離子,DLP,OLED平板電視計算機顯示器的顯示圖像的第二種方法稱為逐行掃描 。 這意味著,不是在兩個交替字段中顯示行,而是逐行掃描允許按順序顯示行或像素行。 這意味著奇數和偶數行或像素行都以數字順序顯示。

NTSC和PAL

垂直線或像素行的數量決定了生成詳細圖像的能力,但故事還有更多。 在這一點上顯而易見的是,垂直線或像素行的數量越大,圖像越詳細。 然而,在模擬視頻領域內,垂直線或像素行的數量在系統內是固定的。 兩種主要的模擬視頻系統是NTSC和PAL

NTSC基於525行或像素行,60場/ 30幀/秒,60Hz系統傳輸和顯示視頻圖像。 這是一種隔行掃描系統,每幀交替顯示在262行或像素行的兩個字段中。 這兩個字段組合在一起,以便每個視頻幀以525行或像素行顯示。 NTSC在美國,加拿大,墨西哥,中南美某些地區,日本,台灣和韓國被指定為官方模擬視頻標準。

PAL被指定為世界上用於模擬電視廣播和模擬視頻顯示的主導格式。 基於625行或像素行的PAL,50場/每秒25幀,50Hz系統。 信號是交錯的,如NTSC分成兩個場,每場由312行或像素行組成。 由於每秒顯示的幀數(25)較少,有時您可能會注意到圖像中出現輕微閃爍,非常類似投影膠片上看到的閃爍。 但是,PAL提供了比NTSC更高的分辨率圖像和更好的色彩穩定性。 PAL制度的根源包括英國,德國,西班牙,葡萄牙,意大利,中國,印度,澳大利亞,非洲大部分地區和中東地區。

有關PAL和NTSC模擬視頻系統的更多背景信息(包括PAL和NTSC首字母縮略詞實際代表的內容),請查看我們的配套文章: “全球視頻標準概述”

數字電視/高清電視和NTSC / PAL幀速率

雖然增加分辨率功能,數字格式廣播和高清視頻軟件內容標準對於消費者而言是一個進步,但在將HDTV與模擬NTSC和PAL標准進行比較時,兩種系統的基本共同基礎是幀速率。

就傳統的視頻內容而言,在基於NTSC的國家中,每秒顯示30個獨立幀(每1/30秒顯示一個完整幀),而在基於PAL的國家,每秒顯示25個獨立幀(1每1/25秒顯示完整的幀)。 這些幀可以使用隔行掃描方法(以480i或1080i表示)或逐行掃描方法(以720p或1080p表示)顯示。

隨著數字電視和高清晰度電視的實施,幀如何顯示的基礎仍然源於原始的NTSC和PAL模擬視頻格式。 在即將成為NTSC制的國家中,數字和HDTV正在實現每秒30幀的幀速率,而即將成為PAL制式的國家正在實施25幀每秒的幀速率。

基於NTSC的數字電視/ HDTV幀速率

使用NTSC作為數字電視或HDTV的基礎,如果幀以隔行掃描圖像(1080i)傳輸,則每幀由兩個字段組成,每個字段每60秒顯示一次,每30幀顯示一個完整幀秒,使用基於NTSC的每秒30幀的幀速率。 如果幀以逐行掃描格式(720p或1080p)傳輸,則每隔30秒顯示一次。 在這兩種情況下,前NTSC制國家每隔30秒就會顯示一個獨特的高清晰度畫面。

基於PAL的數字電視/ HDTV幀速率

使用PAL作為數字電視或HDTV的基礎,如果幀以隔行圖像(1080i)傳輸,則每幀由兩個字段組成,每個字段每隔50秒顯示一次,每25幀顯示一個完整幀一秒鐘,使用基於PAL的每秒25幀的幀速率。 如果幀以逐行掃描格式( 720p或1080p )傳輸,則每隔25秒顯示一次。 在這兩種情況下,前PAL制式國家的電視機每隔25秒就會顯示一個獨特的高清晰度畫面。

要更深入地了解視頻幀速率以及刷新率(Refresh Rate),這是電視執行的附加功能,也影響圖像在屏幕上的顯示效果,請查看我們的配套文章: 視頻幀速率與屏幕刷新率

底線

數字電視,高清電視和超高清電視雖然在電視或投影屏幕上實際看到的一個重大飛躍(特別是在分辨率和細節方面有所提高),但仍有60多年的模擬視頻標準舊。 因此,在可預見的未來,將會出現和將會出現世界各地正在使用的數字電視和高清電視標準的差異,這加強了專業和消費者真正的全球視頻標準的障礙。

另外,我們不要忘記,儘管模擬NTSC和PAL電視廣播已經或正在越來越多的國家中斷,因為轉換繼續向數字和HDTV唯一傳輸,但仍有許多基於NTSC和PAL的視頻回放設備,如VCR,模擬攝像機,以及全球仍在使用的插入HDTV並在HDTV上觀看的非HDMI配備的DVD播放器。

此外,即使是格式化,如藍光光盤,也有一些情況下,即使電影或主視頻內容可能採用HD格式,但某些補充視頻功能仍可能採用標準分辨率NTSC或PAL格式。

同樣重要的是,雖然4K內容現在可通過流媒體超高清藍光光盤 廣泛使用 ,但4K 電視廣播標準仍處於實施的早期階段,符合4K標準的視頻顯示設備(TV)仍需支持模擬視頻格式只要有模擬視頻傳輸和播放設備在使用。 另外, 8K流媒體和廣播可能不會那麼遙遠。

雖然這一天將會到來(可能早於後期),在那裡你可能不再能夠使用像VCR這樣的模擬視頻設備,但是真正的通用視頻標準的採用還沒有到現在。