עמוד הבית -> וידאו דיגיטלי

ההגדרה הפשוטה ביותר לוידאו דיגיטלי היא ייצוג או קידוד של סיגנל וידאו אנלוגי לביטים דיגיטליים לשם שמירה, העברה והצגה. כל אדם שגלש באינטרנט בוודאי צפה בקבצי וידאו דיגיטלי. הדוגמאות כוללות קליפים חדשותיים של CNN, פרסומות לסרטים ואפילו הסרטון המוכר והידוע של התינוק המרקד. הוידאו הדיגיטלי חדר לתוך עולם הטלוויזיה האנלוגית וסרטי 70 המ"מ. רוב האפקטים המיוחדים, כמו גודזילה הרומסת בניין או אדם הגומע משקה קל בפרסומות, נעשו ע"י עריכה של קבצי וידאו דיגיטלי. אם שכרת סרט בוידאו, צפית בסרט דרך מכשיר ה-DVD או שסתם שיחקת במשחק וידאו - סביר להניח שחזית בוידאו דיגיטלי בעזרת מכשיר הטלוויזיה שלך.

דוגמא לוידאו דיגיטלי:

העולם התלת ממדי נצפה ע"י עדשות עיני האדם דרך הרשתית, אשר לה תאי פוטורצפטור (איבר הקולט גילויי אור), אשר מגיבים לגלי אור הנמצאים בטווח של 700-400mm. במערכת הדמיה נבנית מצלמה עם עדשות ורכיב הרגיש לאור, על מנת לחקות את פעולת העין. אעפ"י שצורת הרשתית היא כמו חלק מכדור, טופולוגית, צורתה היא בשני ממדים. במצלמה, מסיבות מסוימות, מפעילים דמות מישורית שטוחה במקום משטח של דמות כדורית. התיאוריה במערכת הדמיה מתייחסת לניתוח של חלוקה רציפה של כוח, אשר משולב במישור הדמות.

למצלמת צילום יש במישור הדמות סרט, אשר חשוף לשינוי כימי הנגרם כתוצאה מחשיפה לאור. המרכיב האקטיבי בסרט צילום מצוי בתוך שכבה דקה של חלקיקים בתבנית ללא מבנה עקבי. אם החלקיקים מספיק צפופים, ניתן ליצור תמונה שיש לה מספיק מידע, כדי שצופה אנושי יוכל לחוש מה היה המראה המקורי. ככל שהחלקיקים מסודרים בצורה עדינה וצפופה בתווך של הסרט, כך תהיה היכולת של הסרט לתפוס פרט מרחבי, יותר טובה.

סיגנלים מן העולם הפיזיקלי מתורגמים לצורה דיגיטלית בעזרת ספרור (הפיכת נתונים אנלוגיים לספרתיים (דיגיטליים). תהליך זה מורכב משני תהליכים:דגימה וכימוי. כאשר סיגנל אודיו (קול) נדגם, ממד הזמן נפרס לרווחים לא רציפים. כאשר תמונה נדגמת, שני ממדי מרחב מופרדים לתחומים לא רציפים וקטנים. בתהליך הכימוי מוסיפים ערך שלם למשרעת (אמפליטודה) של הסיגנל בכל רווח או תחום. סיגנל שהוא רציף בזמן, כמו למשל סיגנל קול, נדגם תוך יצירה של סדרת ערכים בלתי רציפים, שכל אחד מהם מייצג את הסיגנל ברגע נתון. דגימה קבועה, שבה מרווחי הזמן הם באורך קבוע, נמצאת בכל מקום. סיגנל, שהינו רציף בשני ממדי המרחב, נדגם ע"י הוספת ערך, שהוא פונקציה של החלוקה של כמות האור הנפלטת על אזור קטן במרחב, לכל אלמנט של הדגימה. לדגימה אסור להיות דיגיטלית: מצלמת CCD מיסודה נדגמת, אך היא לא עוברת כימוי. וידאו אנלוגי אינו נדגם אופקית אך הוא נדגם אנכית ע"י תירה.

תמונה דיגיטלית מיוצגת ע"י מטריצה של ערכים, כאשר כל ערך הוא פונקציה של מידע המקיף את הנקודה המקבילה בדמות. לאלמנט יחיד במטריצת התמונה קוראים פיקסל. במערכת צבע פיקסל מכיל מידע עבור כל רכיבי הצבע. נוח להשתמש בחישוב בדגימה רשתית, שבה יש מספר תווים באינצ'ים שווה גם אופקית וגם אנכית. ובכל זאת הרבה מערכות וידאו משתמשות בדגימה רשתית שבה מספר התווים לכל אינץ' אינו שווה אופקית ואנכית. במערכות וידאו דיגיטלי נהוג לדגום את מטריצת התמונה באותה דרך שבה המידע מסודר. במערכות של וידאו אנלוגי - קודם דוגמים את השורה העליונה (משמאל לימין), אח"כ את השורה הבאה וכך הלאה.

תמונה של וידאו דיגיטלי נדגמת בציר אופקי, אנכי וזמני. תיאוריית דגימה חד ממדית מיושמת לגבי כל אחד מן הצירים. לא ניתן להפריד כמה פעולות מרחביות לצדדים אנכיים ואופקיים. בד"כ נהוג לייצג פיקסלים של גווני צבעים ע"י בית אחד של 8 סיביות. כמו כן נהוג לייצג פיקסל של צבע אמיתי בעזרת רכיבים בגודל 8 סיביות של אדום, ירוק וכחול (RGB), כך שבסה"כ ישנם 3 בתים - 24 סיביות - לכל פיקסל.

למרות זאת, וידאו הוא יותר מסתם צבע. וידאו דורש תמונות רבות, המכילות מידע רב ושינויים קלים, על מנת ליצור את האשליה של תנועה לאורך הזמן והמרחב. ככל שיש יותר מידע בין התמונות, כך השינוי בין תמונה (מסגרת) אחת לבאה אחריה קטן יותר, וכך האשליה של תנועה חלקה ומתמשכת טובה יותר. אלגוריתמים של קידוד וידאו משתמשים בעובדה זו לשם דחיסה של וידאו. בתהליך הספרור כל מסגרת חייבת להיות מומרת לצורה דיגיטלית. בנוסף, הפסקול, שמלווה את הוידאו הדיגיטלי, חייב להיות מסופרר ומסונכרן עם הוידאו לשם הצגת הוידאו. הדחיסה מקטינה את המידע העודף, כך שרק גודל הקובץ מוקטן ואין פגיעה בתוכן. כאשר שוכרים סרט וידאו בבית מלון, מה שרואים זה גרסה דחוסה של הסרט, שניתן היה לראותו בקולנוע כמה חודשים לפני כן בגרסה שאינה דחוסה. ברגע שהוידאו נוצר, הוא נשמר ואז הוא מוכן להצגה. ניתן לשמור, לפתוח ולראות וידאו דיגיטלי, אשר נוצר במחשב, בדיוק כמו כל מסמך וורד אשר ניתן לקרוא, לערוך ולהדפיס.

בשרת מחשבים, בד"כ ניתן לשמור ולחלוק וידאו דרך הרשת, בין אם מדובר ברשת LAN בקמפוס ובין אם מדובר באינטרנט. שירותים דיגיטליים כוללים אפשרות לשידור ישיר והורדת קבצים ישירות לשולחן העבודה במחשב. שירותי וידאו יכולים להיות "אחד לרבים", כלומר וידאו אחד משרת כמה לקוחות שצופים, או "אחד לאחד", כלומר וידאו אחד המשרת רק לקוח אחד שצופה.

לקבצי וידאו יש משמעות רק אם נשמרת ההתקדמות קדימה, המספקת המשכיות של המידע. זאב ערבות בסרט מצוייר אינו יכול לברוח מצוק בתמונה אחת ולעמוד בקצה הצוק בתמונה הבאה, אם סרט הוידאו אמור להיות הגיוני לצופים. הזאב אינו יכול גם לרוץ במהירות אל עבר הצוק בתמונה אחת ובתמונה הבאה לנוע באיטיות. המידע של הוידאו חייב להיות מוצג בסדר הנכון ובצורה חלקה והמשכית, אחרת מידע חיוני יאבד.

כאשר ישנו קובץ וידאו המוכן להצגה, יש לזהות תחילה את סוגו, בעזרת מידע המצוי בכותרת הקובץ. ההצגה עצמה כוללת אפשרויות כגון, הרצה קדימה ואחורה, עצירת ההצגה, המשך ההצגה, הקפאת ההצגה, הגדלת חלון התצוגה, הגברת והחלשת הווליום וכו'. אם מבקרים באתר אינטרנט שבו וידאו, בד"כ המשתמש מתבקש להתקין תוכנות צפייה, כגון QuickTime או AVI Player. בעבר היו קיימות תוכנות שונות לתצורות קבצים שונים. כיום רוב התוכנות הרחיבו את היכולות שלהן לזהות סטנדרטים רבים של קבצי וידאו, כמו למשל, MPEG-1, AVI, QuickTime וכו'.

הצעד הראשון והחשוב בתהליך של וידאו דיגיטלי הוא המעבר מוידאו אנלוגי לדיגיטלי. דבר זה דורש כאמור דחיסה של חלק מן המידע על מנת ליצור קובץ דיגיטלי שניתן לשימוש. ישנן טכנולוגיות דחיסה אשר יוצרות קבצים דיגיטליים, שניתן לשמרם, להפעילם ולהציגם ע"י מחשב PC. התקנים הבינלאומיים היחידים, אשר פותחו ואושרו בהתאם לנהלים המפורסמים ע"י הלשכה המורשה לתחזוקה, הם אלו אשר הופיעו בועדות של קבוצת המומחים המשותפת לסרטונים (Moving Pictures Expert Groups), שהם MPEG-1, MPEG-2 ו-4-MPEG .