مقایسه دقت 1080i و 1080p در فیلم ها و بازی ها؛ یکسان یا دو دنیای متفاوت؟

سیگنال 1080i که از گیرنده‌ی شما خارج می‌شود همان تعداد پیکسل‌هایی را دارد که تلویزیون 1080pپشتیبانی می‌کند. به نظر می‌رسد که برای خیلی‌ها هنوز مشخص نیست که چه فرقی بین 1080i و 1080p وجود دارد. هر دوی این رزولوشن‌ها، 1920×1080 پیکسل هستند و در مجموع 2,073,600 پیکسل دارند. از زاویه‌ای می‌توان گفت که 1080i بهتر از بلوری عمل می‌کند و شما نمی‌توانید با هیچ دستگاه دیگری به غیر از کامپیوتر شخصی، دوربین ویدیویی، یا دوربین‌های ثابتی که فیلم‌برداری می‌کنند تصاویری با کیفیت 1080p/60 بگیرید.

درست است که 1080i و 1080p یکسان نیستند اما رزولوشن یکسانی دارند. بگذارید این اختلاف نظر را حل کنیم.

1080i و 720p

چون دنیای تلویزیون‌ها در فرکانس 60 هرتز کار می‌کند و به دلیل محدودیتی که در میزان رزولوشن قابل انتقال از طریق امواج بی‌سیم وجود دارد (به دلیل پهنای باند و فشرده‌سازی MPEG)، دو گزینه‌ی اصلی برای رزولوشن‌های HDTV، فرمت‌های 1080i و 720p هستند. از آنجایی که درک آن آسان‌تر است بگذارید با 720p شروع کنیم.

رزولوشن 720p تعداد 1280×720 پیکسل دارد و با نرخ 60 فریم بر ثانیه کار می‌کند. این همان فرمتی است که شبکه‌های ABC, Fox و شبکه‌های دیگر وابسته به آن‌ها (از جمله ESPN) استفاده می‌کنند. در مقاله‌های دیگری بعضی از کاربران نظراتی با مضمون تمسخرآمیز برای این شبکه‌ها به دلیل استفاده از این رزولوشن «پایین» ارسال کرده‌اند، اما چنین نظری از دو جهت به هیچ وجه عادلانه نیست. اول از همه اینکه در اواخر دهه‌ی 90 که این قضایا شروع شد تلویزیون‌های 1080p وجود نداشتند. البته که همه می‌دانستند چنین تلویزیون‌هایی در راه‌اند اما هنوز سال‌ها زمان نیاز بود تا این تکنولوژی راه خود را به بازار باز کند (و الان تقریباً همه‌ی تلویزیون‌ها 1080p هستند). یکی دیگر از دلایل بزرگ این اتفاق گزارش‌های ورزشی بود. هر دو شبکه‌ي Fox و ABC بخش ورزشی بزرگی دارند و این بخش‌ها تاثیر مهمی در تصمیم‌گیری این شبکه‌ها برای انتخاب 720p داشته‌اند. این اتفاق نیز به این دلیل است که وقتی بخواهیم فرمت‌های مختلف را بررسی کنیم حرکات سریع در 60 فریم بر ثانیه بهتر دیده می‌شوند (در ادامه‌ی مقاله به این موضوع می‌پردازیم).

فرمت 1080i کمی متفاوت است. این فرمت 1920×1080 پیکسل دارد و با نرخ فریم 30 فریم بر ثانیه کار می‌کند. این همان فرمتی است که CBS, NBC و تقریباً تمام دیگر شبکه‌ها استفاده می‌کنند. تحلیل دلیل این اتفاق بسیار ساده است: 1080 در 30 فریم بر ثانیه دقیقاً همان مقدار داده‌ای است که 720 در 60 فریم بر ثانیه دارد (یا شاید بهتر باشد بگوییم در این بحث به اندازه‌ی کافی نزدیک به هم هستند).

ممکن است این سوال برایتان پیش بیاید که این فرمت 30 فریم بر ثانیه چگونه در تلویزیونی که برای 60 فریم بر ثانیه ساخته شده است کار می‌کند؟ با تکنولوژی‌های جدید پردازش فیلم، نرخ فریم اهمیت چندانی ندارد. اما کمی قبل‌تر در دهه‌ی 90 اوضاع کمی متفاوت بود. تصویری که در 1080 می‌بینیم در واقع «در هم آمیخته شده (interlaced)» است. حرف «i» نیز به همین دلیل در انتهای 1080 قرار می‌گیرد. این به آن معنی است که گرچه در هر ثانیه فقط 30 فریم وجود دارد، اما ویدیو‌ي مورد نظر در هر ثانیه در واقع شامل 60 فیلد است. هر فیلد 1920×540 پیکسل است و شامل یک شصتم هر ثانیه می‌شود. از این 1080 ردیف پیکسل‌ها، اولین فیلد شامل تمام ردیف‌های فرد و فیلد دوم شامل تمام ردیف‌های زوج می‌شود. تلویزیون شما تمام این فیلدها را در کنار هم می‌گذارد تا یک فریم ویدیویی بسازد.

1080p چطور؟

تلویزیون 1080p شما از رزولوشن‌های مختلفی پشتیبانی می‌کند و تمام آن‌ها را به 1920×1080 تبدیل می‌کند. برای بیشتر منابع ورودی دریافتی توسط تلویزیون این اتفاق در فرآیندی به اسم بزرگ‌نمایی می‌افتد.

اما وقتی که تلویزیون شما سیگنالی از نوع 1080i را قبول می‌کند اتفاق دیگری می‌افتد: خروج از در هم آمیختگی (deinterlacing). این همان فرآیندی است که در آن تلویزیون دو فیلد موجود را به یک فریم تبدیل می‌کند. اگر این فرآیند به درستی انجام شود، تلویزیون هر فریم ساخته شده را دوباره تکرار می‌کند تا از 30 فریم اصلی به 60 فریم بر ثانیه برسد.

اگر بنابر دلایلی امکان انجام درست این فرآیند وجود نداشته باشد، تلویزیون هر فیلد را انتخاب می‌کند و اطلاعات موجود در آن را ضرب در دو می‌کند، که به این ترتیب شما در واقع در حال دریافت تصویری با رزولوشن 1920×540 هستید. خیلی از تلویزیون‌های نسل‌های اول 1080p HDTV این کار را می‌کردند، اما می‌توان گفت که دیگر هیچ تلویزیون مدرنی این کار را نمی‌کند.

ای‌کاش همینقدر آسان بود

با این حال مشکلاتی نیز وجود دارد. بگذارید به مثال برنامه‌های ورزشی بازگردیم. شبکه‌های ABC و Fox کاملاً هوشیارانه این تصمیم را گرفتند که به جای 1080i سراغ 720p بروند. همانطور که پیش‌تر گفتیم این تصمیم به این دلیل نبود که محدودیتی از لحاظ تکنولوژیک یا بودجه برای این شبکه‌ها وجود دارد. دلیل این تصمیم این بود که کیفیت تصاویر 1080i در صحنه‌های با حرکات سریع بدتر از 720p است.

در 60 فریم بر ثانیه (720p) دوربین در هر یک شصتم ثانیه تصویری کامل از آنچه می‌بیند ثبت می‌کند. اما در 1080i در همان زمان تنها نصف آن‌چه توسط دوربین دیده می‌شود ثبت می‌شود (1920×540 در هر یک شصتم ثانیه). برای بیشتر صحنه‌ها این تفاوت اهمیت چندانی ندارد. تلویزیون شما دو فیلد موجود را ترکیب می‌کند و فریم‌ها را می‌بینید، همه چیز به خوبی جلو می‌رود.

اما بگذارید این مثال را در نظر بگیریم که یک ورزشکار در حال دویدن از سمت راست تصویر به سمت چپ است. دوربین یک فیلد از اون را ثبت می‌کند و یک شصتم ثانیه بعد فیلد دیگری را ثبت می‌کند. بله، این ورزشکار در این فاصله ثابت نمانده بود، پس حالا فیلد اول، او را در مکان اولش و فیلد دوم او را در مکانی کمی بیشتر به سمت چپ ثبت کرده است. اگر تلویزیون‌تان بخواهد این دو فیلد را همانطور که هستند با هم ترکیب کند نتیجه تصویری خواهد بود که انگار با شانه روی آن کشیده شده باشد.

بگذارید مثال دیگری را بررسی کنیم. این‌جا دو فریم از ویدیویی را می‌بینیم. بگذارید به او «فِرِد» بگوییم.

ببینید ترکیب بد فیلد‌ها چه بلایی سر «فِرِد» آورده است

البته واضح است که «فِرِد» نمی‌توانست به اندازه‌ی کافی سریع حرکت کند تا چنین ترکیبی بسازد اما احتمالاً این تصویر بتواند به شما ایده‌ای از آنچه تا اینجا توضیح داده‌ایم بدهد. به این ترتیب است که پردازنده‌ی مسئول بررسی در هم آمیختگی در تلویزیون شما باید حرکت را تشخیص دهد، بررسی کند که دو فیلد گرفته شده کجاها با یکدیگر جور در نمی‌آیند و آن‌ها را درست کند. معمولاً این کار با میانگین گرفتن از تفاوت‌ها انجام می‌شود که باعث می‌شود چنین لبه‌هایی در تصویر نداشته باشیم. در واقع تصویر را تغییر می‌دهد تا شاهد چنین صحنه‌هایی نباشیم و بتوانیم تصاویر را در رزولوشن کامل ببینیم. البته نیازی به نگرانی نیست، پردازنده‌های تلویزیون‌ها در این کار بسیار حرفه‌ای شده‌اند (و معمولاً کارهای بسیار بیشتری نسبت به فقط میانگین گرفتن انجام می‌دهند) که باعث می‌شود تصویر نهایی تقریباً بی‌نقص باشد.

این همانجایی است که بحث در مورد 1080p، 1080p واقعی، به میان می‌آید. یک ویدیوی 1080p با سرعت 60 فریم بر ثانیه به نظر شگفت انگیز می‌آید. نه به این دلیل که رزولوشن بالاتری نسبت به 1080i دارد بلکه به این دلیل که فریم‌های بیشتری نسبت به آن دارد (و نیازی به در هم آمیختگی ندارند)، پس حرکات با جزئیات بیشتری به نمایش گذاشته خواهند شد. با این حال احتمال بسیار کمی وجود دارد که کسی بتواند تفاوتی بین این دو فرمت تصویر ببیند. تکنیک‌های فشرده‌سازی و بهینه‌سازی لبه‌ها تاثیر بسیار بیشتری روی تصویر دارند. کم کردن هر کدام از این دو تکنیک می‌تواند تاثیر قابل مشاهده‌ای روی تصویر نهایی داشته باشد. پس به این ترتیب با 1080p افزایش جزئیات حرکت به احتمال زیاد به چشم نیاید و 1080p برای فیلم‌ها حتی از این هم ارزش کمتری دارد.

فیلم‌ها (و زیبایی 3:2)

فیلم‌ها در حال حاضر و در آینده‌ی نه چندان دور همچنان 24 فریم بر ثانیه خواهند بود. مطمئناً افرادی مانند James Cameron, Peter Jackson, Roger Ebert بخواهند نرخ فریم فیلم‌های خود را بالا ببرند اما چنین کاری مشکلات خودش را نیز در پی خواهد داشت. وقتی که سراغ چنین بحثی برویم اکثریتی از افراد آشنا، فیلم‌ها را با 24 فریم بر ثانیه خواهند شناخت و نرخ فریم‌های بالاتر را به تصویربرداری مربوط می‌دانند. تغییر نظر مردم نسبت به این قضیه بسیار سخت‌تر از چرخاندن یک پیچ تنظیم روی دوربین فیلم‌برداری است.

تقریباً تمام بلو-ری‌های موجود در بازار 1080p/24 هستند و همانطور که در موردش صحبت کردیم چنین ویدیویی اطلاعات کمتری نسبت به 1080i در خود دارد. و البته که به صورت عمومی تصاویر بلو-ری بهتر از تصاویر عمومی 1080i شبکه‌های تلویزیونی هستند. بیشتر اوقات چنین اتفاقی به دلیل تکنیک‌های فشرده‌سازی مورد استفاده است.

حال که بحث به اینجا کشیده است لازم است بگوییم بلو-ری توانایی ذخیره‌سازی 1080p/60 را ندارد. حداقل فعلاً چنین توانایی ندارد. حداکثر توانایی بلو-ری 1080i است. راه‌هایی برای ثبت تصاویر 1080p/60 وجود دارد، می‌توانید با استفاده از یک کامپیوتر شخصی این کار را انجام دهید یا از یک دوربین جدیدتر استفاده کنید اما حتی با این کارها نیز بعد از ثبت این تصاویر نمی‌توانید آن‌ها را برای پخش روی بلو-ری بریزید.

شاید برایتان این سوال پیش آمده باشد که چطور 24 فریم بر ثانیه را روی نمایشگری از نوع 60 فریم بر ثانیه نمایش می‌دهند؟

حیله‌ی چنین کاری استفاده از تکنیک 2:3 روی فریم‌ها است.

فریم‌های A, B, C, D, E از یک فیلم را در نظر داشته باشید. وقتی که چنین فیلمی در حال نمایش در تلویزیونی با فرکانش 60 هرتز است، فریم‌ها در الگویی به صورت 2:3، به این صورت مرتب می‌شوند:

AA, BBB, CC, DDD, EE

اولین فریم فیلم دو بار تکرار می‌شود، دومین فریم سه بار تکرار می‌شود، سومین فریم دو بار تکرار می‌شود و این روند برای همه‌ی فریم‌ها ادامه می‌یاید. با این که چنین کاری به این معنی است که تلویزیون‌های 60 هرتزی بدون تلاش زیادی موفق به پخش چنین تصاویری هستند، چنین کاری منجر به لرزشی عجیب در تصاویر به دلیل چند بار تکرار شدن فریم‌ها می‌شود. این اتفاق بیش از هر وقت دیگری در زمان گردش افقی تصویر اتفاق می‌افتد که به نظر می‌رسد بعضی از قسمت‌های تصویر جا می‌افتند.

در حالت ایده‌آل می‌توان تصاویر 24 فریم بر ثانیه را بدون تکنیک 3:2 به نمایش گذاشت. یکی از برتری‌های احتمالی LCD های 120 و 240 هرتزی توانایی آن‌ها در نمایش فیلم‌ها در نرخ فریم‌هایی از ضرایب 24 است: ضریب 5x و نمایش در 120 هرتز و ضریب 10x‌ و نمایش در 240 هرتز.  متاسفانه‌ی همه‌ی نمایشگرهای 120 و 240 هرتزی چنین قابلیتی ندارند.

همچنین تکنیکی به نام Soap Opera Effect نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد که توسط آن تلویزیون‌ها فریم‌هایی می‌سازند تا بین فریم‌های واقعی فیلم قرار دهند تا به 120 یا 240 هرتز برسند. چنین کاری سبب پدید آمدن محتوایی بسیار روان در ویدیو می‌شود. بعد از دیدن چنین تکنیکی می‌توان افراد را به دو دسته تقسیم کرد: افرادی که از آن متنفر می‌شوند و افرادی که دیوانه‌ی آن می‌شوند.

بازی‌های ویدیویی چطور؟

بیشتر بازی‌های ویدیویی رزولوشنی کمتر از آن‌چه ادعایش را می‌کنند دارند. بسیاری از این بازی‌ها در رزولوشن‌های پایینی ساخته می‌شوند و به رزولوشن‌های بالاتر تبدیل می‌شوند. اینجا می‌تواند بحثی شروع شود که دسته‌ای بگویند این بازی‌ها در واقع 1080p هستند چون به همین تعداد پیکسل از Xbox/PS برای نمایشگر ارسال می‌شود، اما دسته‌ای دیگر نیز بر این عقیده‌اند که رزولوشن اصلی بازی همان رزولوشنی است که بازی در آن رندر شده است. برای مثال بازی Gran Turismo 5 در رزولوشن 1280×1080 رندر شده است. این مقدار پیکسل تقریباً 50 درصد بیشتر از 720p است، اما به همین میزان نیز کمتر از 1080p واقعی است. تبدیل به رزولوشن بالاتر نه در فیلم‌ها و نه در بازی‌های ویدیویی باعث ایجاد روزولوشن واقعی نمی‌شود.

با این حال اگر بازی‌های ویدیویی خود را روی کامپیوتر انجام می‌دهید می‌توانید به 1080p/60 دست پیدا کنید. برای بیشتر سیستم‌ها، بازی‌های کامپیوتری روی رزولوشن خروجی کارت گرافیکی رندر گرفته می‌شوند.

سخن آخر

در حالی که 1080i و 1080p تعداد مشابهی پیکسل دارند، نرخ فریم آن‌ها متفاوت است (و یکی‌شان در هم آمیختگی دارد). در واقعیت به غیر از بازی‌های ویدیویی درکامپیوترهای شخصی هیچ ویدیوی واقعی 1080p به صورت تجاری در بازار موجود نیست. هر محتوایی یا 1080i است که توسط تلویزیون شما پردازش می‌شود یا 1080p/24 است و یا بازی ویدیویی با رزولوشن کمتر است که رزولوشن آن بالا برده می‌شود.

همه‌ی این‌ها به این معنی نیست که وجود 1080p/60 نمی‌تواند اتفاق بزرگی باشد، اما جزئیات حرکتی کمی بیشتری که چنین تصویری به شما ارائه می‌دهد تفاوت چندانی در تصویر نهایی ایجاد نمی‌کند. وقتی که می‌توانید تصاویری با فرمت 1080i ببینید در واقع در حال از دست دادن چیز خاصی نیستید.