DV

Formát DV je prvním plně digitálním komerčním (opakuji komerčním, ne profesionálním) digitálním formátem ve spotřební elektronice, který umožňuje jak přehrávání, tak záznam. Ostatně to je jeho hlavní účel - použítí především v kamerách. Jedná se o zkratku Digital Video a byl přijat jako standard konzorciem 10 firem Matsushita (Panasonic), Sony, Victor Company of Japan (JVC), Philips Electronics, N.V., Sanyo, Hitachi, Sharp, Thomson Multimedia, Mitsubishi Electric a Toshiba. Další se přidali časem a dnes jich je přes 60.

Abychom překlenuli mezeru mezi analogovým a digitálním světem, podívejme se nejprve na rozlišení. To je v digitálním světě chápáno trochu jinak. V analogových systémech byl dán pouze počet řádek, horizontální rozlišení pak bylo určeno frekvenční šířkou pásma. Signál s vyšší frekvencí, než je šířka pásma, již nelze zobrazit (přenést, uložit). Frekvenční charakteristika také není rovná až do zlomové frekvence, takže signál blížící se této hranici ztrácí na intenzitě. Digitální obraz je proti tomu definován přesně, rozlišením v počtech bodů horizontálně a vertikálně, např. 320x240. Při převodu analogového videa na digitální pak záleží pouze na vzorkovací frekvenci, kolik bodů získáme. Takže informace o digitálním rozlišení analogového signálu je poměrně zavádějící.

Elektronici ale nejsou hlupácí a ví, že mezi digitálním a analogovým rozlišením je pevně definovaný vztah. U DV formátu se postupovalo (zjednodušeně) takto: Analogové sytémy používají v PAL 576 řádek, takže vertikální rozlišení je jasné. V horizontálním směru potřebujeme dosáhnout stejné rozlišení jako v analogových systémech, tedy asi 500 řádků. Při vzorkovánní bychom tedy (ze Shanonova teorému) potřebovali minimálně dvojnásobek vzorků. Protože ideální rozlišení TV s nízkým zkreslením je již zmíněných cca 330 řádků a videkamery stejně většinou nepoužívají jako zdroj analogový signál (digitální CCD čip, jehož rozlišení je předem definované a nemůže dojít k oversamplingu), bylo zvoleno jako kompromis 720 bodů, tedy rozlišení 720x576. To odpovídá vzorkování analogového videa frekvencí 13.5MHz. Počet snímků je také dán z analogového světa - 25 (stále prokládané 50 půlsnímků). V USA pak je rozlišení 720x480 při 29.97 sn/s. Barevná složka je opět vzorkována s nižší frekvencí, tentokrát 4x - 4:2:0 (poloviční vzorkování v horizontálním i vertikálním směru). Tak je zaručen snadný převod mezi staršími analogovými systémy a DV a prvně dosahuje komerční formát tzv. broadcast kvalitu, tedy hodící se i pro TV vysílání (reportáže apod.).

DV ale nedefinuje pouze rozlišení. Obraz není ukládán nekomprimovaně, používá se diskrétní kosinová transformace pro snížení šířky pásma, stejně jako (M)JPEG. DV ale obsahuje navíc algoritmy pro lokální optimalizace obrazu v závislosti na struktuře a tak dosahuje vyšší kvality. Dále je možno kombinovat tzv. interfield kompresi, tedy při stejných dvou půlsnímcích (nebo částech) se tyto zkompresují jako celek (popř. jen části), čímž se také zlepšuje kvalita. Nevyužívá se ale informace z předchozích nebo následujících snímků (jako u MPEGu), takže záznam je editovatelný snímek po snímku. Výsledný poměr komprimovaného a nekomprimovaného obrazu je 5:1 a je konstantní. Celý video tok má 25Mbps, pak se ale přidá zvuk (stereo 16bit/48kHz nebo 2x12bit/32kHz), kontrolní kódy pro detekci a opravu chyb a dodatečné informace jako čas, timecode apod. a celkem dostáváme 36Mbps.

DV dále definuje jak mají vypadat kazety pro záznam. Někdy se o DV mluví jako o formátu a miniDV popř. DVC (DV Cassette) se označují kazety, to ale není podstatné. Používá se metalový pásek o šířce 6.35mm, velikost kazety je 66x48x12.2mm, šířka stopy 10 mikrometrů pro SP záznam a poloviční pro LP. Dále také existují profesionální formáty DVCAM a DVCPRO. Jde o systémy od Sony resp. Panasonicu, které používají stejné kazety, šířka stopy je ale 15 resp. 18mikrometru. Tím je zajištěno spolehlivější uložení a tyto přístroje umí číst i komerční miniDV kazety (ale většinou ne v LP módu). DV formát použila Sony u svých Digital8 kamer, které pro záznam používají kazetu formátu Hi8 (nechtěla se vzdát strojů na výrobu mechanik, které jsou velmi drahé kvůli precisnosti) a jsou o něco levnější.

Hlavní výhodou DV kamer a zařízení je snadná a bezeztrátová přenositelnost dat. K propojení se používá rozhraní IEEE1394 (FireWire, iLink), které má patentovaná firma Apple. Video lze uložit do počítače, zde se edituje a přenáší zpět na pásku nebo ukládá na jiná média (CD, DVD, Betacam apod.). Celý proces je velmi efektivní a co je nejdůležitější - velmi kvalitní a bezeztrátový. Ještě porovnání s jinými formáty: