Kaj je prepletanje? Na oko gre za »napako«, kjer je med gibanjem kadra opaziti žagaste robove predmetov na sliki. Kaj pa je to v resnici? Razlaga ni mogoča brez vsaj malo tehničnega blebetanja.

Med tehničnimi podatki za kamero lahko najdete podatek, ki govori, da kamera snema s hitrostjo 25 slik na sekundo. Ali to pomeni, da za vsako sekundo filma posname 25 slik? Ne! Postopek je malce bolj zapleten. Magnetni zapis namreč ni podoben tistemu iz klasičnega celuloidnega filma, ko se je na trak posnelo sliko po sliko. Sodobne digitalne kamere so drugačne. Te posnamejo vsako sekundo kar 50 slik, s tem da po dve zaporedni prepletejo v eno in dajo vtis, da snemajo s hitrostjo 25 slik na sekundo.

Pri tem je pravzaprav treba nekoliko natančneje definirati terminologijo. Dve zaporedni sliki pravzaprav nista sliki, ampak nekaj, kar imenujejo polje (field). Tudi velikosti nista enake, kot je celotna slika, ampak sta polovične višine. Algoritem znotraj kamere vzame dve zaporedni polji, ju »razreže« na trakove in raztegne po višini tako, da sta videti kot glavnik, nato pa ju združi v eno. Pri tem so »zobci glavnika« nasedejo eden poleg drugega. S tem se slika po višini podvoji in iz polovične višine dobimo celotno sliko oziroma okvir (frame od tu enota frames per second − fps), ki bi lahko bil analogija eni sličici celuloidnega filma.


Postopek snemanja oziroma nastanek dveh zaporednih okvirjev (frame) je torej:

1. Posnemi polje 1
2. Posnemi polje 2
3. Prepleti (interlace) polji 1 in 2 in shrani okvir 1
4. Posnemi polje 3
5. Posnemi polje 4
6. Prepleti (interlace) polji 3 in 3 in shrani okvir 2

Nastanek slike v digitalni kameri

Tako snemajo digitalne kamere oziroma kamkorderji. Kaj pa analogni kamkorderji in videorekorderji? Tudi ti posnamejo 50 in ne 25 slik na sekundo, le da ti ne prepletajo posameznih polj ampak že snemajo tako, da najprej posnamejo 25 sodih, nato pa še 25 lihih slikovnih črt.


Postopek snemanja analogne kamere ali videorekorderja bi torej lahko opisali kot:

1. Posnemi polje 1 (= okvir 1) – lihe vrstice
2. Posnemi polje 2 (= okvir 2) – sode vrstice
3. Posnemi polje 3 (= okvir 3) – lihe vrstice
4. Posnemi polje 4 (= okvir 4) – sode vrstice

Zakaj kamere sploh snemajo na tak način? Zakaj ne delujejo enako kot stare celuloidne in film naredijo v obliki zaporedja fotografij? Ali ne bi bilo to lažje, predvsem pa bolj logično?

Razlogov je seveda več. Prvi je ta, da bi bilo pri snemanju, kjer bi se shranjevalo zaporedje fotografij, podatkov enostavno preveč in ni ga medija, ki bi lahko »požrl« takšno količino podatkov. Oglejmo si hipotetično situacijo, ki je v praksi ne najdemo, a je za predstavo, kaj bi pomenil sistem shranjevanja filma sliko po sliko, dovolj dobra. Vzemimo, da bi ena sličica filma zasedala 100 Kb. To je razmeroma malo in kakovost takšne fotografije ni ravno na ne vem kako visoki ravni. Če rečemo, da potrebujemo za kakovosten opis gibanja v filmu hitrost 25 slik na sekundo, bi to pomenilo okoli 2.5 megabajta za vsako sekundo filma. Minuta filma bi pomenila 150 megabajtov, ura pa 9 gigabajtov. In to pri slabi kakovosti slike. Če bi bila slika kakovostnejša in recimo primerljiva s tistimi iz digitalnih fotoaparatov, bi to pomenilo, da je ena slika velika najmanj 1 megabajt, kar količino podatkov iz našega hipotetičnega primera podeseteri. In zvoka pri vsem tem niti omenili nismo … Torej je vse skupaj res neuporabno.

A ne le to – vprašljiv je tudi postopek shranjevanja. Ta je namreč prepočasen in klasično stiskanje JPEG bi le bilo stežka sposobno dohajati zahteve po enakomernem gibanju, čeprav poznamo nekaj načinov kodiranja, ki temeljijo na JPEG. Še zlasti če bi stiskanje morala izvajati programska oprema znotraj kamere, za katero je jasno, da se ne more ponašati z ne vem kakšno procesorsko močjo. No, lahko bi uporabili kak drug način stiskanja slike, a rezultat ne bi bil nič boljši. Prepletanje je torej dokaj inovativen način zmanjševanja količine podatkov, potrebnih za prikaz gibanja v filmu.

Naslednja stvar, ki jo moramo vedeti, je, da 25 slik na sekundo ni dovolj za prikaz lepega, enakomernega gibanja objektov na filmu. Vsaj ne v primeru, ko imamo dejansko 25 slik. Stanje je mnogo boljše pri dvakrat večji hitrosti, torej 50 slik na sekundo. Jasno je, da shranjevanje celotnih slik tu nikakor ne pride v poštev. Spet pa lahko pomaga prepletanje. Ker se v eno »sličico« oziroma okvir združita dve sosednji polji, nosi en okvir tudi več informacij o gibanju, saj ima informacije o tem, kaj se je na filmu dogajalo v dveh zaporednih časovnih trenutkih. Torej je prepletanje tudi inovativen način zapisa informacij o gibanju znotraj kadra. In zato je lahko posamezen okvir videti dokaj zmedeno, kot je videti na povečani sliki našega primera, ko pa film teče, je slika povsem dostojna. Prepletanje je torej nekaj, kar je dobro. Zakaj nas pa potem moti?

Čar sodobne tehnologije je v tem, da lahko film obdelamo in ga prilagodimo svojim željam. In to delamo s pomočjo računalnika. Za to pa je treba film najprej prenesti na trdi disk. In ko to naredimo, ugotovimo, da slika ni več tako lepa, kot je bila. Pri predvajanju na računalniku so premiki kadrov nazobčani, in hitrejše je gibanje, bolj je ta nazobčanost očitna. Kaj je to?

Povečana slika, kjer vidimo obe polji, združeni v eno, hkrati pa težavo zaradi prepletanja – gibanje v kadru je bilo hitro in razlika med dvema zaporednima slikama je zelo opazna.

Pravzaprav smo nekako že navajeni, da ima v saka tehnologija dobre, pa tudi slabe lastnosti. Dobra lastnost digitalnega snemanja je v tem, da lahko na magnetni trak posnamemo sliko izredne jasnosti s kakovostnim zvokom, pri presnemavanju pa se kakovost slike in zvoka ohranja. A ima stvar tudi slabo lastnost, povezano prav s tem prepletanjem, za katero smo rekli, da je tako dobro. Rekli smo, da slika nastane tako, da se dve zaporedni sliki med seboj prepleteta v eno. To se sicer zgodi z veliko hitrostjo, saj v vsaki sekundi nastane 25 takšnih slik, kar je dovolj za predvajanje na običajnem televizorju, saj so frekvence sinhronizirane (50 slik, 50 Hz), ko pa je stvar enkrat na računalniku, pa se stvari spremenijo. Tu frekvenčna usklajenost predvajanja ne igra nobene vloge več. Vse skupaj zato »pade iz sinhronizacije« in imamo »štalo«. Kaj se zgodi? Če so gibi hitri, je tudi razlika med dvema zaporednima slikama velika. Tako velika, da je tudi prepletena slika dokaj kaotična, saj se na robovih objektov pojavi »žagica«. Rob je namreč na eni sliki ne enem mestu, na drugi pa se je premaknil in je zato na drugem mestu. Na povečani sliki se lepo vidi, da je kamera med snemanjem potovala navzdol oziroma navzgor in zato je slika dvojna v navpični smeri. Kaj lahko naredimo?


Deinterlace
Na trdem disku imamo torej film, za katerega je jasno, da je prepleten in da ga ni ravno lepo gledati. Kaj lahko naredimo? Lahko uporabimo orodje, s katerim prepletanje odstranimo. In katera so ta orodja? Pravzaprav ima funkcijo odstranjevanja prepletanja večina sodobnih programov, ki se na kakršen koli način ukvarjajo z videom. Prepletanje lahko odstranijo tako brezplačna orodja, kot je VirtualDub, pa tudi komercialna orodja. A pomembno je tudi, kako.
Obstaja več metod odpravljanja prepletanja (deinterlace). Eden od načinov, kako opisati postopke odstranjevanja prepletanje je, da jih ločimo glede na način, kako se odstranjevanja lotevajo.

1. Zlivanje, povprečje, sestavljanje: Metoda na različne načine združuje dve polji, ki sestavljata en okvir, v eno. Rezultat je dokaj ostra in lepa slika, če na njej ni gibanja. Pri gibanju, zlasti hitrem, je to nenaravno, hkrati pa gibajoči se objekti postanejo neostri.
2.Opuščanje: Pravzaprav najbolj logična metoda, pri kateri se vsako drugo polje enostavno opusti. Če uporabimo način opisa, kot smo ga pri prikazu načina snemanja digitalne kamere, lahko rečemo, da obdržimo le liha polja (odd fileds only), torej 1, 3, 5 … ali pa le soda (even fileds only), torej 2, 4, 6. Kot rezultat dobimo sliko polovične višine, ki jo nato z ustreznim algoritmom povečamo na normalno velikost. Metoda sicer deluje in je tudi izredno hitra, a hitra gibanja v kadrih so nenaravna in odsekana.
3. Bob – progresivni prikaz: Pri tej metodi se prikažejo vsa polja brez prepletanja, a s hitrostjo 50 fps. Pri tej metodi gre v bistvu za obratno metodo snemanju – prepleten okvir se razdruži v dve prej omenjeni polji polovične višine.
4. Bob + pametno tkanje (weave): Gre za progresivni prikaz, kjer pa se posamezna polja analizirajo in prepletanje odstranjuje le tam, kjer je to potrebno, okvirja pa sta polne velikosti. Metoda daje najboljše rezultate, kar zadeva kakovost slike.

Prepletenost opazimo pri gibajočih se objektih (levo). S filtri za odpravljanje prepletanja (deinterlace) lahko to nazobčanost kot posledico prepletanja odpravimo.

Katero metodo uporabiti, predvsem pa kako oziroma s katerim orodjem? Vsaka od naštetih metod ima dobre in slabe lastnosti. Prvi dve imata težave s kakovostjo, drugi dva pa z velikostjo datotek in procesorsko zahtevnostjo, saj je končni izdelek narejen s hitrostjo 50 fps, kar seveda za predvajanje zahteva več računske moči. Prav zato ni ravno veliko izdelkov, ki bi podpirali progresivno odstranjevanje prepletanja. Najpogosteje najdemo kakšne metode, ki temeljijo na eni od prvih dveh, le da so dodani še algoritmi, ki se spopadajo s pomanjkljivostmi teh metod.

Kaj pa orodje? Filter deinterlace lahko najdete v večini sodobnih orodij za obdelavo videa. Če ga v vašem morda ni ali pa ga ne najdete, lahko uporabite v tej rubriki že velikokrat omenjeni VirtualDub. Ta že vsebuje filter za odpravo prepletanja, ki temelji na metodi opuščanja. Če vam kakovostno ne ustreza, lahko v spletu poiščete dodatek, imenovan Deinterlace-Smooth, ga prekopirate v mapo Plugins imenika, kamor ste shranili VirtualDub, in uporabite tega.

Objavljeno: Moj mikro December 2007 | Zoran Banovič