Overscan

Забегание развёртки (англ. Overscan) – выход развёртки за пределы полезной площади экрана. Данное обстоятельство существует, потому что с 1930-х по 1970-е гг. в телевизионных приемниках очень часто менялся принцип формирования изображения посредством электронно-лучевой трубки.

Причины забегания

В первых телевизорах отображаемая область варьировалась в связи с проблемами промышленных допусков, а также из-за процесса, который называется заплывание изображения, когда размер изображения слегка увеличивается при отображении яркой картинки, заполняющей весь экран. Поэтому производители ТВ не могли определить, где должен быть край видимого изображения. Для того чтобы справиться с этим, они обозначили границы трех областей: ^[1]

• Допустимая область титров (графики): область видеоизображения, в пределах которой текст и графика гарантированно будут отображаться без искажений и не будут выходить за края экрана;
• Сюжетно важная часть кадра: наибольшая область видеоизображения, которая определяет допустимую область для отображения всей необходимой зрителю информации. Может быть признана «границей» телевизионного экрана. Элементы изображения за пределами этой границы создают защитную зону по краям экрана;
• Область забегания: область полного изображения формируемого электронным сигналом.

Довольно много людей должны все-таки видеть часть нерабочей области экрана, так как в кадр могут попасть микрофоны, руки режиссера, ненужные предметы со съемочной площадки и другие отвлекающие моменты. Студийные мониторы и видоискатели камер могут быть установлены в режим показа этой области так, чтобы производители и режиссеры могли обеспечить отсутствие посторонних предметов в кадре. Этот режим называется underscan - сжатая развертка (Развертка на площади меньше полезной площади экрана).

Современные устройства отображения

Современные телевизоры основаны на новейших технологиях с фиксированными элементами изображения, таких как ЖК-дисплеи, и, по сравнению с ЭЛТ-телевизорами, имеют значительно меньшее смещение изображения, благодаря временным процессам ЖК, что позволяет получать идеальное изображение без смещения. Тем не менее, когда эти устройства используются в качестве телевизора, должно использоваться забегание развёртки изображения, чтобы старые программы были показаны так, как они задумывались. Даже устройства отображения ТВЧ используют забегание, несмотря на то, что это несколько противоречиво. Случается, что текст или логотип программы ТВЧ вылезает за пределы кадра ТВЧ дисплея. В связи с различным соотношением сторон видеоизображения, некоторые вещательные станции обрезают, увеличивают или растягивают оригинальное видео, способствуя искажению изображения, принимаемому ТВЧ телевизорами. .^[2]

Забегание развёртки в компьютерах

ЭЛТ-мониторы для компьютеров установлены в режим сжатой развертки (underscan) с регулируемыми черными полосами по краям экрана. На ЖК-мониторах, подключенных по цифровому сигналу (DVI), нет такой настройки, это необходимо, потому что все пиксели имеют фиксированное положение. Таким образом, все современные компьютеры могут обеспечивать отображение всех до единого элементов изображения. Однако, аналоговые видео сигналы, такие как VGA, подвергаются временным изменениям, и, даже если используется ЖК-монитор, он не имеет подобной точности. Когда видео или анимация создается для просмотра на компьютере (например, Flash ролики), нет никакой необходимости оставлять дополнительное содержимое за пределами крайних границ изображения. Если такой контент будет показан позже по телевидению, это может вызвать проблемы композиции.

Видеоигровые приставки разработаны с таким учетом, что сюжетно важная часть игры находится в допустимой области титров. Более старые системы делались с рамкой вокруг изображения, например, приставка Nintendo Entertainment System давала картинку с черными полосами по краям, видимыми на некоторых телевизорах. Более новые системы вписывают контент в рамку настолько, чтобы была видна сюжетно важная часть, заполняя при этом область забегания ненужными деталями.

В связи с широким разнообразием домашних компьютеров, которые выпускались в 1980-е и начало 1990-х, множество машин, такие как Sinclair Research Ltd ZX Spectrum или Commodore 64 (C64), имели рамку вокруг изображения их рабочей области. Некоторые другие компьютеры, такие как Commodore International Amiga, позволяли изменять видеосигнал для создания нерабочей области. В случае C64 и Atari ST была возможность убрать обязательную фиксированную рамку, используя специальное кодирование. Этот эффект назывался забеганием развёртки, или полноэкранный режим в 16-битном компьютере для демонстраций Atari, и позволил усовершенствовать технику ресурсоемкого перемещения изображения по вертикали, названную позже синхро-прокруткой (sync-scrolling).

Компьютерные ЭЛТ-мониторы обычно имеют черную рамку (если только они не настроены пользователем для ее устранения) – это можно увидеть в режимах видеокарты, которые имеют большее число линий, чем используется на рабочем столе компьютера. Когда представляют ЭЛТ-монитор как 17-дюймовый (16 дюймов видимого изображения), имеется в виду диагональ его трубки, помещенной в пластиковый корпус, а черная рамка занимает этот пропущенный дюйм (или более), когда установлена калибровка геометрии по умолчанию. В ЖК-мониторах с аналоговым входом необходима предварительная идентификация и отсечение этой части сигнала со всех 4-х сторон.

Передача служебной информации

Пример кадра с видимым кодом формата VITC синхронизации SMPTE/EBU

Нерабочая область в аналоговых телевизорах также может быть использована для передачи служебной информации. Это могут быть субтитры и телетекст, оба располагаются в интервале гашения обратного хода полевой развертки. Формат синхронизации SMPTE/EBU, точнее его разновидность VITC (Vertical Interval Time Code - полевой временной код). В VITC биты кодируются "квадратиками", которые мы иногда видим в верхней части изображения при плохо настроенном видеотракте.

Допуски забегания

Допуски забегания развёртки областей графики и сюжетной части для кадра с разным соотношением сторон

Для допусков забегания нет определенной технической спецификации. Некоторые говорят 5%, некоторые 10% и цифра должна быть удвоена для допустимой области титров, которая требует большего запаса по сравнению с сюжетно важной областью.

Различные видео и вещательные системы потребовали разного размера забегания. Большинство цифр представляют собой как рекомендации или типовые сводки, так и основные характеристики забегания, охватывающие изменчивые ограничения в старых технологиях, таких как ЭЛТ.

Однако, Европейский вещательный союз EBU имеет рекомендации допустимых областей относительно телепроизводства для широкоэкранного формата 16:9. ^[3].

Официальные предложения BBC ^[4] фактически указывают 3.5% / 5% на сторону. Сводные данные помещены в таблицу:

	Сюжетно важная область		Допустимая область титров
	Вертикальный	Горизонтальный	Вертикальный	Горизонтальный
4:3	3.5%	3.3%	5.0%	6.7%
16:9	3.5%	3.5%	5.0%	10.0%
14:9 (выведено на 16:9)	3.5%	10.0%	5.0%	15.0%
4:3 (выведено на 16:9)	3.5%	15.0%	5.0%	17.5%

Нормативы разработчиков игр Microsoft Xbox рекомендуют 85% ширины и высоты экрана ^[5] или область титров 7,5% на сторону.

Терминология

Русский термин «забег развёртки» появился из прямого перевода слова overscan, и впервые использовался для обозначения дополнительной функции видеоплат с ТВ-выходом. Эта функция позволяет выводить изображение на ТВ-экране в полном размере — без чёрных полос по краям экрана. Можно полноценно смотреть видео с компьютера на ЭЛТ-телевизоре. Существуют несколько вариантов перевода термина “overscan”, но официально признанной версии не существует. Варианты: растянутая развёртка, несканируемая область, заход развёртки за полезную площадь экрана.

Допустимая область титров (графики) (англ. title safe area, варианты: безопасная зона титров, рекомендуемое положение титров) — область, которая находится на некотором расстоянии от краёв экрана, что позволяет отображать текст без искажения. Если поместить текст за пределы этой области, то он может быть отображен не полностью на некоторых ЭЛТ-телевизорах (в худшем случае).

Сюжетно важная часть кадра (англ. action safe area варианты: безопасная зона действия, безопасная область экрана для видео) — область, в которой зритель, предположительно, увидит основное сюжетное действие. Однако, транслируемое видеоизображение может быть растянуто до границ кадра формата MPEG 720×576. Это требуется исключительно для телевидения, где изображение с приемлемым качеством может выходить за границы экрана. Такой же принцип используется для широкоэкранного кадрирования.

Захват видео

Платы видеозахвата, работающие в качестве HD (высокого разрешения) видео, не имеют эффекта забегания.

Видеоизображение, захваченное с разрешением 720x576 (соотношение сторон 4:3), в основном, необходимо кадрировать до 658x540, чтобы убрать края, как на ЭЛТ-телевизоре. Однако необходимо масштабировать изображение до 720x540 для восстановления отношения сторон 4:3 (с квадратными пикселям).

Ниже приведены правила захвата телевизионного изображения для последующего воспроизведения на ПК:

	4:3		16:9
	Кадрировать	Масштабировать	Кадрировать	Масштабировать
NTSC 720x480	660x450	600x450	660x450	800x450
PAL 720x576	658x540	720x540	658x540	960x540

Обычно HDTV не нуждается в кадрировании или масштабировании, если только нет черных полос по бокам изображения. Например при отображении изображения 4:3 на экране 16:9.

Минимальный размер последующего кадрирования может быть необходим для удаления небольших черных полос, видимых на видео с соотношением сторон 14:9, и может непредсказуемо изменяться в зависимости от содержания видео. Дополнительно к кадрированию, необходимо принимать во внимание и другие факторы включая гамма-коррекцию и частоту кадров.

Ссылки

1. ↑ Biggs, Billy Overscan and broadcast television. Проверено 1 января 2007.
2. ↑ ATI and NVIDIA: Quick Look at HDTV Overscan Compensation. Проверено 1 января 2007.
3. ↑ European Broadcasting Union - R95-2000 Television production for 16:9 widescreen: safe areas (02/12/08)
4. ↑ BBC Technical Standards for Network Television Delivery
5. ↑ GDC 2004: Cross-Platform User Interface Development on Gamasutra. Retrieved on 2008-11-19.

Внешние ссылки

• Синхронизация
• Text on TV screens
• Overscan, Masking and Cropping: Understanding your Source