Vídeo

Os métodos utilizados para a apresentação de imagens em movimento, onde estão incluídos o cinema, o vídeo difundido para a televisão e o vídeo digital para televisão ou computador, dependem da persistência da visão. Este fenómeno corresponde a um atraso natural que se verifica na resposta dos olhos humanos à presença de estímulos visuais resultantes na retenção de uma imagem quando na realidade esta já desapareceu.
O vídeo analógico ou digital é uma representação electrónica de uma sequência de imagens designada de fotogramas ou tramas (frames). O intervalo de tempo que decorre entre a apresentação de duas tramas sucessivas é constante, consequente mente o número de tramas que são apresentadas por segundo, ou frame rate, não varia.
Existem duas possibilidades para gerar vídeo digital:
1. Utilizar a câmara de vídeo para capturar uma sequência de tramas, gravando o movimento à medida que este ocorre no mundo real.
2. Criar cada trama individualmente, seja por síntese em computador, seja por captura de imagens individuais, e animar esta sequência.
A utilização de vídeo digital em aplicações multimédia tem as suas desvantagens: Por um lado, os níveis elevados de processamento, espaço de armazenamento e largura de banda consumidos pelo vídeo levam a que a sua reprodução se realize com defeitos que incluem a utilização de baixos frame rates e a utilização de janelas cujas dimensões são bastante menores do que os receptores típicos de televisão.
O vídeo digital resulta principalmente da digitalização de vídeo analógico e por isso para conhecer o seu significado e proveniência é necessário estudar as características do vídeo analógico.

Representação de vídeo analógico

O vídeo analógico é um sinal eléctrico que varia no tempo. A informação visual é codificada ou representada através de alterações na amplitude desse sinal.
Os vários formatos de vídeo, geralmente, especificam o modo como se estruturam os sinais eléctricos de vídeo analógico. Primeiramente, o sinal de vídeo encontrasse dividido em tramas, por sua vez uma trama é constituída por um conjunto fixo de linhas de varrimento horizontal. Os formatos de vídeo especificam também a forma como se representa o brilho, a cor e de que modo se realiza a inserção de informação de sincronização em relação a um sinal de referência.
O frame rate é uma das características mais importantes do vídeo. Desta forma o frame rate de uma sequência de vídeo determina o número de tramas que são apresentadas por segundo pelo sinal de vídeo. O formato PAL especifica um frame rate de 25 fps e o NTSC especifica 30 fps. Enquanto que os monitores de computador (RGB) o frame rate é de 75 fps.
Os formatos de vídeo analógico o de especificam o número de linha horizontais contidas em cada trama. A apresentação de cada trama de vídeo no ecrã é um processo que se realiza apresentando sucessivamente cada linha de varrimento horizontal à medida que se efectua o varrimento horizontal do ecrã, desde o topo até fundo. As fronteiras entre estas linhas são identificadas através de impulsos rectangulares de sincronização que ocorrem num sinal eléctrico em intervalos regulares. O formato PAL utiliza 625 linha de varrimento horizontal e o formato NTSC utiliza apenas 525 linhas.
O scan rate é uma característica que determina o número de linhas que são apresentadas no ecrã por segundo, isto é, determina o número de linhas “varridas” em cada segundo. Este valor é obtido através do produto do frame rate pelo número de linhas de varrimento horizontal.
O aspect ratio é a característica do vídeo que determina a razão entre a largura e altura das imagens de vídeo. Os formatos de difusão de vídeo PAL e NTSC utilizam um aspect ratio de 4:3. O formato PAL Plus já possui um aspect ratio de 16:9, o que significa que a imagem resultante possui 16 unidades de largura por cada 9 de altura.
A taxa de refrescamento do ecrã corresponde a frequência com que o ecrã é actualizado com informação, determina a velocidade com que a nova informação de imagem substitui a já existente no ecrã, de forma a dar a sensação de movimento. No formato PAL a taxa de refrescamento é de 50 Hz, enquanto que no NTSC é de 60 Hz, em televisão esta taxa pode ser de 100 Hz e nos monitores de computador pode ser de 75 Hz. Estas taxas foram definidas conforme a frequência da rede de distribuição eléctrica.
O entrelaçamento é um esquema de varrimento ou apresentação de informação visual no ecrã que foi desenvolvido para permitir respeitar a frequência de fusão característica do sistema visual humano.
O formato PAL assim como outros formatos utiliza um factor de entrelaçamento de 2:1, ou seja, determina a divisão de cada trama de vídeo em dois campos que contêm metade das linhas de cada trama. Esta divisão explica o facto da taxa de refrescamento do ecrã ser o dobro do frame rate do vídeo.
O formato RGB normalmente não possui entrelaçamento dado que o seu frame rate é idêntico a taxa de refrescamento do ecrã. Assim, o varrimento é progressivo uma vez que as linhas de cada frame são colocadas sequencialmente a partir do topo da imagem no buffer de memória de vídeo.
O sinal de vídeo, geralmente, pode ser de dois tipos: Vídeo composto ou vídeo por componentes. No primeiro os sinais de crominância e luminância surgem combinados num único sinal eléctrico, no segundo a crominância e a luminância correspondem a sinais independentes sendo este o que fornece melhor qualidade, no entanto, exige maior complexidade electrónica.
Existem quatro formas principais de vídeo por componentes: YUV, S-Video, Y/C Vídeo e RGB.
Os formatos de vídeo analógico mais comuns são os seguintes: NTSC, PAL, SECAM, RGB e HDTV Analógico. Sendo as três primeiras as principais normas de difusão de vídeo e definem formatos para sinais de vídeo composto. Estas três normas codificam o brilho do mesmo modo, no entanto, diferem na forma como codificam a cor.
O RGB é um formato para sinais de vídeo por componentes que utiliza três sinais separados, sendo um para cada componente do modelo de cor, formato este muito utilizado em monitores de computador.
A HDTV é uma norma mais recente para a difusão de vídeo distinta dos restantes formatos, uma vez que possui um aspect ratio mais largo (16:9) e um conjunto mais alargado de linhas de varrimento horizontal (1125 ou 1250).

Operações de vídeo analógico

As operações sobre sequências de vídeo analógico dividem-se em três categorias correspondentes as três fases de preparação de clips de vídeo analógico: Pré – Produção, produção e Pós – Produção. Do ponto de vista da produção multimédia, as operações de vídeo analógico mais relevantes são as que se realizam na terceira fase. As operações de Pós – Produção de vídeo analógico envolvem a utilização de: Fontes de vídeo, consumidores do vídeo, comutador de vídeo, controlador de edição, misturador de vídeo e equipamento de sincronização de vídeo. Durante esta fase, as operações mais comuns são: Armazenamento de vídeo analógico, recuperação de vídeo analógico, sincronização de vídeo analógico, edição de vídeo analógico, conversão de vídeo analógico e mistura de vídeo analógico.
O misturador de vídeo analógico é a principal fonte de muitos dos efeitos especiais realizados através da combinação de um ou mais sinais de vídeo analógico de entrada para a produção de um sinal de saída. As operações realizadas pelo misturador dividem-se em dois – transições e efeitos. Durante uma transição, o sinal de vídeo inicial vai progressivamente substituindo outro sinal. Durante um efeito, o misturador aplica uma dada transformação que permite a visualização simultânea de ambos os sinais de vídeo.

Operações de vídeo digital

A representação digital do vídeo oferece vantagens no que respeita à representação digital, que aumenta o leque de possibilidades de manipulação; possibilidade de armazenamento em sistema de ficheiro bem como em base de dados; transmissão de vídeo em redes de computadores; e duplicação de uma forma rápida e sem erros. Estas operações de vídeo digital incluem o armazenamento, reprodução, sincronização, edição, aplicação de efeitos especiais e conversão.



Fonte: Ribeiro, Nuno. Multimédia e Tecnologias Interactivas. 3ª Edição. FCA – Editora de Informática, Lda. 2007.