Сегодня ТВ-вещание предлагает новейшие форматы воспроизведения, но все равно можно регулярно услышать о таких стандартах, как PAL или NTSC. Что лучше и в чем между ними различие? Чтобы разобраться в этом, необходимо получить представление о каждом из этих стандартов.
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 телевидения США 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.
Что такое формат PAL?
Прежде чем решить относительно выбора, что лучше – PAL или NTSC , необходимо разобраться, чем они отличаются друг от друга.
Формат PAL – это система кодирования цвета, используемая проигрывателями DVD и широковещательным телевидением в Европе, большей части Азии и Океании, Африки и отдельных частях Южной Америки.
Форматирование Phase Alternating Line или PAL, наряду со стандартом SECAM (ранее используемым в России и СНГ, изображение в этом методе транслируется как последовательный цвет с памятью), было разработано в конце 1950-х годов, чтобы обойти определенные недостатки системы NTSC.
Поскольку NTSC кодирует цвет, это означает, что сигнал может терять четкость в плохих условиях, поэтому ранние системы, созданные на этом формате, были уязвимы при плохой погоде, в больших зданиях, и под влиянием некоторых других факторов. Чтобы решить эту проблему, был создан формат видео PAL. Он работает следующим образом – при трансляции меняет каждую вторую строку в сигнале, эффективно устраняя ошибки.
В отличие от NTSC, PAL по-прежнему часто используется для эфирного вещания в регионах, в которых он был принят.
PAL или NTSC: что лучше использовать?
Многие программы редактирования видео, например, VideoStudio, позволяют выбирать, в каком формате сохранять результат работы при записи на DVD.
Какой формат вы должны использовать, в основном зависит от вашего местоположения. Если вы создаете видеоролики, которые будут отображаться по всему миру, NTSC по своему выбору является более безопасным и комфортным. Большинство проигрывателей DVD и прочих устройств, работающих с форматом PAL, могут воспроизводить видео NTSC, тогда как проигрыватели на формате NTSC обычно не поддерживают PAL.
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.
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.
Что это значит?
В плане эффекта это означает, что повреждение сигнала появляется как ошибка насыщения (уровень цвета), а не оттенок (оттенок цвета), как это было бы в видео NTSC. Это привело к более высокоточной картине исходного изображения. Вместе с тем, сигнал PAL теряет некоторое вертикальное цветовое разрешение, делая цвета на стыке линий немного размытыми, хотя этот эффект не виден невооруженному человеческому глазу. На современных DVD сигнал уже не закодирован на основе стыкующихся линий, поэтому разностей частот и фаз между этими двумя форматами не существует.
Единственная реальная разница – это разрешение и частота кадров, с которой воспроизводится видео.
Преобразование из NTSC в PAL и наоборот
Если видео в PAL преобразуется в ленту NTSC, необходимо добавить 5 дополнительных кадров в секунду. В противном случае изображение может показаться прерывистым. Для NTSC-фильма, преобразованного в PAL, действуют обратные правила. Пять кадров в секунду должны быть удалены, или же действие на экране может показаться неестественно медленным.
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 – 25 кадров 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 DVD-сигнале сигнал 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.
Несмотря на широкий ассортимент предлагаемого оборудования и разнообразие производителей, для простой системы видеонаблюдения вам будет достаточно купить видеокамеры, видеорегистратор, источник питания и кабель с разъемами.
Основные стандарты
Чтобы компоненты системы были совместимы между собой, в первую очередь определитесь со стандартом передачи видеосигнала. Строго говоря, этот показатель можно разделить на две большие группы: аналоговый и цифровой (или IP) сигнал.
Аналоговые системы видеонаблюдения
На рынке преобладают аналоговые стандарты видеонаблюдения. Среди них уходящие в историю NTSC и PAL, на смену которым пришло семейство HD стандартов: AHD, TVI, CVI и SDI. Друг с другом они не работают (хотя и используют схожий принцип обработки сигнала), поэтому, выбирая видеокамеры и регистратор, убедитесь, что бросили в корзину товары одного стандарта. Преимуществом аналоговых систем видеонаблюдения служит их простота в монтаже и настройке.
Системы IP видеонаблюдения
Такие системы передают сигнал в цифровом виде по компьютерным сетям, используя стандарты RTSP или Onvif. В рамках единого стандарта разные производители могут реализовать протоколы по-своему, поэтому оборудование может быть частично или полностью несовместимым. Для систем IP-видеонаблюдения рекомендуем подбирать компоненты одного бренда. Выбирая IP-видеонаблюдение, вы получите высокое качество изображения и широкий набор возможностей, однако такие системы дороже аналоговых моделей и сложнее в настройке.
Выбор видеокамер
Производители предлагают различные типы видеокамер, исходя из мест их использования: уличные для монтажа на улице, антивандальные для установки в подъезде или купольные для помещений. При необходимости записи звука используют модели со встроенным или выносным микрофоном.
Параметры видеокамер
Опорными характеристиками видеокамер являются: фокусное расстояние объектива, разрешение картинки и светочувствительность. Фокусное расстояние напрямую влияет на угол обзора объектива. Чем оно больше, тем меньший угол обзора будет у камеры. Как правило, широкий обзор необходим в помещениях — там используют видеокамеры с небольшим фокусным расстоянием (
2,8 мм). На улице все не так однозначно — выбор камеры зависит от расстояния до объекта видеонаблюдения. Можно рассчитать фокусное расстояние, построив примерный план расположения видеокамер и измерив углы обзора. А можно использовать модели с изменяемым фокусным расстоянием объектива — такой объектив называют вариофокальным. При установке задается оптимальное фокусное расстояние и больше оно не изменяется.
Разрешение картинки указывают, как правило, в телевизионных линиях (ТВЛ) или пикселах. Четче и качественнее будет картинка с бОльшим числом пикселов (или ТВЛ). Если в описании видеокамеры указано лишь одно число (например, 720 или 1080), — значит столько пикселов у картинки будет по вертикали. Такое обозначение зачастую используют в HD видеонаблюдении.
Светочувствительность измеряют в люксах. Низкое значение (от 0,1 лк и ниже) говорит о лучшей чувствительности камеры в условиях плохой освещенности. В темное время суток логично использовать подсветку. Производители встраивают в корпус некоторых видеокамер (в основном уличных) невидимую глазу инфракрасную подсветку. Такая подсветка однако не сделает из видеокамеры «всевидящее око», а позволит различить только те объекты, которые будут освещены. Старайтесь выбрать модель с большой дальностью подсветки, т.к. производители зачастую преувеличивают значение этого показателя.
Выбор видеорегистратора
Видеорегистратор — это устройство, которое обрабатывает и записывает на жесткий диск изображение с видеокамер. Число каналов обычно равно количеству видеокамер, но лучше брать с запасом, чтобы расширить систему в случае необходимости. Выбирайте видеорегистратор того же стандарта, что и видеокамеры или обратите внимание на гибридные модели — они поддерживают сразу несколько стандартов (например, Onvif, AHD и PAL).
Параметры видеорегистраторов
Запись по движению, которой оснащены все видеорегистраторы, значительно ускоряет поиск нужных событий и экономит драгоценное место в архиве. Среди полезных функций отметим также возможность подключения внешних устройств (например, сирены), а также оповещение по электронной почте в случае тревоги.
Чтобы подключить и настроить видеорегистратор понадобится монитор или телевизор с выходом HDMI или VGA. В дальнейшем управлять системой можно будет удаленно из браузера или через мобильное приложение. Если не хотите разбираться с настройкой удаленного доступа, обратите внимание на модели, которые поддерживают облачный сервис (p2p). Особенно актуален такой сервис для дачи, где нет доступа в интернет; кроме того, вам обязательно потребуется видеорегистратор с поддержкой 3G модемов или отдельный 3G роутер.
Выбор источника питания
Большинство камер питаются постоянным током напряжением 12 Вольт — это первый параметр, по которому нужно выбирать источник питания. Сложите потребляемый ток всех ваших камер, умножьте на полтора и вы получите другой параметр источника питания: максимальный ток. Ток измеряется в Амперах. Если источник питания будет выдавать больший ток, это не плохо, главное, чтобы не меньший. Некоторые IP видеокамеры поддерживают стандарт передачи питания PoE — это можно увидеть в характеристиках камер. Для их подключения необходимы PoE инжекторы или PoE коммутаторы. Для загородного дома, где возможны отключения электропитания, потребуется бесперебойный источник питания с аккумулятором. Не стоит сильно экономить на емкости аккумулятора — от нее зависит время работы системы при отключении электроэнергии. В комплект видеорегистратора входит источник питания. При резервировании питания не забудьте предусмотреть питание видеорегистратора. Хорошим, но дорогим решением являются многоканальные источники бесперебойного питания с отдельными выходами для питания камер и видеорегистратора.
Выбор кабеля и разъемов
Аналоговые видеокамеры подключаются к видеорегистратору коаксиальным кабелем по схеме «звезда»: от каждой камеры тянется отдельный кабель. Для подключения также понадобятся разъемы типа BNC. Цифровые системы видеонаблюдения могут быть подключены по любой топологии, передача сигнала в них ведется по Ethernet или WiFi.
Максимальная дальность передачи сигнала у стандарта HD: камеры могут быть подключены к регистратору кабелем длиной до 500 метров. Максимум остальных стандартов — 100 метров.
Питание камер происходит по стандартному двухжильному кабелю, при этом источник лучше расположить максимально близко к видеокамере. Если камеры в аналоговом комплекте расположены близко к видеорегистратору (до 50 метров), используйте комбинированный кабель для одновременной передачи питания и видеосигнала.
Выбор жесткого диска
Жесткие диски поставляются отдельно от видеорегистратора. Параметры жесткого диска указаны в инструкции к регистратору. Скорее всего, будет достаточно обычного 3,5” SATA 3 HDD емкостью от 500 Гб до 4 Тб. Пятисот гигабайт обычно хватает для записи недельного архива с 4 камер наблюдения. Далее архив будет циклически перезаписан. При высокой скорости и качестве съемки, цикл перезаписи может составить менее недели. Для большей надежности рекомендуется использовать специализированные жесткие диски, разработанные специально для систем безопасности.
Заключение
Фокусное расстояние — расстояние от фокуса объектива (точка на оптической оси, в которой сходятся лучи, параллельно входящие в объектив) до главной точки объектива (точка на оптической оси, которую пересекает главная плоскость; при прохождении этой плоскости параллельные лучи начинают сходиться в фокусе). От этого параметра зависит размер объекта в кадре, перспектива и угловое поле объектива. Фокусное расстояние указывается в миллиметрах.
Фокусное расстояние — расстояние от фокуса объектива (точка на оптической оси, в которой сходятся лучи, параллельно входящие в объектив) до главной точки объектива (точка на оптической оси, которую пересекает главная плоскость; при прохождении этой плоскости параллельные лучи начинают сходиться в фокусе). От этого параметра зависит размер объекта в кадре, перспектива и угловое поле объектива. Фокусное расстояние указывается в миллиметрах.
Устройство, которое предназначается для записи, хранения, а также воспроизведения видеосигналов и аудиосигналов.
Статья в глоссарии
NTSC (англ. National Television System Committee)
Cтандарт аналогового цветного телевидения (525 строк, 30 кадров в секунду). Принят в Северной Америке, Японии, части Южной Америки.
PAL (англ. Phase alternating line)
Cтандарт аналогового цветного телевидения (625 строк, 25 кадров в секунду). Принят в России, большинстве европейских стран, в Азии, Австралии, ряде стран Африки и Южной Америки.
AHD (англ. Analog High Definition)
Analog High Definition – это технология передачи HD/Full HD видеоизображения, звука и управляющих сигналов по обычному коаксиальному кабелю на расстояние 500 м без потерь качества и задержек.
Статья в глоссарии
RTSP (англ. Real time streaming protocol)
Прикладной протокол, в котором описаны команды для управления видеопотоком.
Статья в глоссарии
Отраслевая международная организация, которая занимается разработкой стандартизованных протоколов для взаимодействия различного оборудования и программных средств, входящих в состав систем безопасности (IP камер, IP кодеров, видеорегистраторов, контроллеров доступа и т.п.).
Статья в глоссарии
Светочувствительность — характеристика реакции регистрирующего устройства на оптическое излучение. Чем меньшее количество световой энергии необходимо для реакции, тем выше светочувствительность регистрирующего устройства.
Статья в глоссарии
Вариообъектив (вариофокальный) (англ. Zoom lens)
Вариообъектив – это панкратический объектив, позволяющий изменять фокусное расстояние и фокусировку в процессе монтажа камеры, поэтому при установке камеры за счёт регулировки фокусного расстояния можно настраивать охват зоны наблюдения и выбирать область фокусировки.
P2P (англ. peer-to-peer)
Технология передачи видеоданных по Интернету на основе технологии peer-to-peer (P2P). Данная технология основана на идентификации видеокамеры на удаленном сервере по ее уникальному номеру (UID).
Статья в глоссарии
PoE (англ. Power over Ethernet)
Устанавливая IP-камеру, вы вынуждены учитывать, где установлена ближайшая розетка, чтобы подключить к ней блок питания камеры — зачастую это ограничивает ваши возможности. Чтобы решить эту проблему, была создана технология, позволяющая передавать по сети Ethernet не только данные, но и электрический ток, который называется POE (Power Over Ethernet).
Коаксиальный (англ. coaxial)
Кабельно-разъёмный набор стандартов, в которых используется центральный проводник и токопроводящая оплётка.
Статья в глоссарии
BNC (англ. Bayonet Neill-Concelman)
BNC – это разъем для подключения на конце коаксиального кабеля с сечением до 8 мм в диаметре и волновым сопротивлением от 50 до 75 Ом.
PAL и NTSC – это стандарты аналогового цветного телевидения. Давайте рассмотрим терминологию, а потом поговорим о их различиях.
PAL – это система аналогового цветного телевидения, которая была разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и принятая в качестве стандарта телевизионного вещания в 1966 году в Германии, Великобритании и некоторых других странах Западной Европы.
NTSC – система аналогового цветного телевидения, разработанная в Соединённых штатах Америки. 18 декабря 1953 года начала применяться эта система. NTSC использовалась в качестве стандартной системы цветного телевидения в США, Канаде, Мексике, Японии, Южной Корее, Тайване, на Филиппинах и некоторых других странах Южной Америки.
Считается, что PAL была создана в качестве альтернативы NTSC, которая имела ряд недостатков, поэтому PAL – усовершенствовованная система.
Частота строчной развертки PAL составляет 625 строк, в то время, как у NTSC – 525 строк. Исходя из вышеописанного, можно сделать вывод о том, что разрешение у PAL выше. Визуальная разница также имеет место быть, NTSC способен к незначительному искажению картинки, чего нельзя сказать о PAL, где цвета более приближены к истинным.
NTSC имеет некоторые недостатки, связанные с высокой чувствительностью к амплитудно-фазовым искажениям, которые непосредственно влияют на насыщенность и цветовой тон картинки. Высокие требования к передаче сигнала и недешёвое оборудование заставили разработчиков создавать новые стандарты. В результате этого появились стандарты PAL и SECAM, которые лишены недостатков NTSC.
Недостатки PAL проявляются в технической сложности приёмника, чего не скажешь о NTSC.
