Ringkasan BAB 6 (Dasar-dasar Video Digital)Oleh: I Gede Yudhitya Suarbawa (12520249004 / G2)6.1 The Natural of Motion and Broadcast VideoDalam dunia alamiah, kita mempersepsikan gerakan sebagai aliran peristiwa dari kombinasi suara, visual dan waktu. Tiap peristiwa atau gambar disebut frame, kecepatan peristiwa disebut frame rate jika dalam detik disebut frame per second (fps). Dalam memahami standar video video, penting untuk mengetahui standar broadcast televisi analog seperti resolusi, ruang warna dan frame ratenya.6.1.1 Standar BroadcastStandar broadcast televisi analog dibedakan atas detail warna, frame rate dan garis scan per frame. Ada 3 standar yaitu NTSC, PAL dan SECAM. NTSC adalah National Television System Committee dari US. PAL adalah Phase Alternating Line untuk Eropa, Australia dan Asia. SECAM adalah Sequentiel Couleur Avec Memory digunakan di Prancis. Rusia dan Afrika. 6.1.2 Berikut perbedaan frame ratenya

6.1.2 Interlaced and Progressive ScanGambar dibentuk pada layar dengan pembentukan garis-garis disetiap frame. Fase pengisian garis per frame dilakukan dengan 2 langkah, scan pertama lalu scan kedua untuk mengisi jeda antar garis dari scan pertama. Garis-garis yang dihasilkan pada pass yang sama disebut field. Garis pada scan pertama disebut upper field, sedangkan garis lainnya disebut lower field. Metode pengisian field ganda disebut interlaced scan. Menampilkan semua garis pada sekali pass di layar disebut progressive pass.Jika dua field yang sedang ditampilkan bersamaan di freeze, maka gambar akan menjadi blur karena dicontinuitas dari interlaced (a & b). Agar hal ini tidak terjadi, maka ketika video di freeze, frame akan ditampilkan dengan salah satu field saja (lower atau upper)(c & d).

6.1.4 Overscan & Safe ZonesPada televisi umum, image kadang melebihi layar, area yg berlebih itu disebut overscan. Tetapi overscan menjadi penting pada tv digital, DVD atau perekaman siaran untuk ditampilkan lagi misalnya komputer karena ukuran aslinya akan kelihatan.Implikasi dari overscan adalah ketika kita membuat project dari video siaran tv. Bagaimana kita membatasi overscan agar konten penting tidak hilang karena di luar batas (edge). Ada dua panduan yaitu safe action area untuk fokus peristiwa dan safe action title untuk teks tertentu (judul atau subs). Kurang lebih 80% untuk safe action arean, dan tambahan 10% (90% dari pusat) untuk safe title area6.1.5 Color FormatFormat warna yang digunakan dalam video ada dua yaitu YUV (Sistem PAL) dan YIQ (NTSC). Komponen Y menunjukan kecerahan sementara UV dan IQ menunjukan warna. Image pada frame bisa saja masih menggunakan RGB. Konversinya sebagai berikut :

6.2 Sampling and Quantization of MotionVideo terdiri dari image-image. Image ini disampling dan dikuantisasi sama dengan image biasa. Selain sampling image, dilakukan juga sampling gambar terhadap waktu atau pengambilan frame. Semakin banyak frame per waktu, ukuran video semakin besar.6.3 Measuring Frame Size and Resolution of Digital VideoUkuran frame pada video disebut resolusi dalam ukuran pixel. Kerapatan pixel pada image frame tidak begitu penting, kecuali gambar akan di print. Sedangkan ketika video berjalan, kerapatan pixel tidak akan begitu terlihat karena motion antar frame. Atribut lain yang tak kalah penting adalah rasio pixel, yaitu perbandingan tinggi dan lebar suatu frame video.6.3.1 Frame SizeFrame size disimbolkan dengan dua nilai dikalikan. Dimana dua nilai itu adalah lebar kali tinggi misalnya : DV (640 X 480), HDV (1280 X 720), FHDV (1920 x 1080) dan terbaru QHDV (2560 x 1440)6.3.2 Frame Aspect RasioFrame aspect rasio juga merupakan dimensi tinggi dan lebar. Tetapi belum tentu ekivalen dengan frame size suatu video. Aspek rasio hanyalah suatu ukuran bagai video ditampilkan di layar.6.3.3 Pixel Aspect RasioAspek Rasio Pixel adalah nilai perbandingan yang mewakili image pada frame. Video harus ditampilkan pada sistem pada aspek rasio pixel yang sama, kalo tidak maka gambar yang ditamplkan akan terdistorsi. Contoh gambar-gambar berikut yang memiliki rasio aspek pixel yang berbeda-beda

6.4 Counting Time in Digital VideoPengolahan video perlu keakuran waktu yang sempurna. Satu frame hanya seper-sekian detik saja, sehingga satuan waktu biasa tidak cukup untuk menggambarkan suatu video. Perlu satu satuan lagi yaitu frame. Contohnya x jam : y menit : z detik : 5 frame. Ada dua jenis penggambaran waktu yaitu Drop-Frame Time Code (x;y;z;frame) dan Non-Drop-Frame Time Code (x:y:z:frame). Drop-Frame Time Code membulatkan frame, dengan menambahkan 2 frame di disetiap menit kecuali stiap 10 menit sampai tidak ada kelebihan frame. Sedangkan pada Non-Drop-Frame Time Code, frame tidak di apa-apakan, data apa adanya. Hal ini terlihat jika kedua time kode dibandingkan saat ditambah 1 frame saja. Kedua kode mengalami pertambahan waktu yang berbeda

Memang pada contoh di atas perbedaannya sangat kecil, tetapi hal ini sangat terlihat jika kita membuat video yang sangat besar. Selain itu, masalah sinkronisasi suara dan motion juga sangat penting jika jumlah frame dan kecepatan frame tidak akurat 6.5 Digital Video StandardsPeraturan format DV sering kali digunakan pada digital video termasuk metode pengkompressannya. Kompres ini dilakukan saat video dibuat. Misal DV25 meng-kompres hingga 25 Mb per detik, jika bersama dengan informasi tambahan lainnya menjadi 3,6 MB per detik. Kompresi disimbolkan dengan 3 nilai yang menunjukan grup pixel, komponen Y dan Chrominance Component.Pada televisi digital, video yang ditampilkan memiliki 2 jenis standar yaitu 12 format SDTV (Standard) dan 8 format HDTV (High). Kedua jenis ini memliki perbedaan dari segi frame size, aspek rasio, nilai progressive (p) dan interlaced (i). 6.6 File Types of Digital VideoAda macam-macam tipe file video digital, seperti berikut : .mov, .avi, .rm, .wmv, .mpg, dsb. Beberapa pertimbangan dalam memilih tipe file video yaitu : Batasan-batasan ukuran file (max min) Target pendengar / penonton video Penggunaan selanjutnya, contohnya : editing6.7 Digital Video File Size and OptimizationData video akan sangat besar jika tidak terjadi pengkompresan. Hal ini dikarenakan frame-framenya terdiri dari image dengan resolusi yang tinggi, sehingga semakin menumpuk, ukuran video semakin membesar dengan pesat. Belum lagi ditambah file audio dengan sampling yg tinggi. Hal penting dalam file video adalah data rate, atau banyaknya data yang diproses per detiknya. Data rate dan panjang video mempengaruhi ukuran file video (saling terkait). Media penyimpanan (misal CD) harus memiliki data rate yg mumpuni data rate video yang akan disimpan di dalamnya.Karena video merupakan kombinasi dari image dan suara, maka strategi mengurangi kualitas dua komponen itu cukup aplikatif untuk mengecilkan ukuran file video. Selain itu mengurangi ukuran data video diperoleh dengan memendekkan durasi dan mengurangi data rate. Namun yg cukup bisa lazim dilakukan adalah mengurangi data rate (video tidak utuh jika dipotong durasinya), dengan cara : Mengecilkan ukuran frame dari video Mengecilkan kecepatan proses load frame per detik dari video Mengurangi kualitas gambar dari video Mengurangi kedalaman warna Mengurangi Sampling Rate Suara6.7.1 General Concepts of Video File Compression StrategiesFile video yang terkompresi, harus ter-restore jika digunakan kembali di suatu aplikasi. Sehingga dalam penggunaanya perlu kompressor dan dekompressor. Ada strategi lossy compression, dimana beberapa data dibuang, dan beberapa masih ada dgn encoding khusus. Tetapi cara ini boleh jika file video adalah final (watch only), tidak untuk proses editing. Berikut cara-caranya : Spatial Compression Temporal Compression Lossless dan Lossy Compression Symmetrical dan Asymetrical Compression6.8 MPEG CompressionMPEG audio-video (Moving Picture Expert Group) dirancang pada tahun 1998 untuk standar audio video transmissionMPEG-1 Bertujuan membuat kualitas VHS pada VCD dengan ukuran 352 x 240 ditambah kualitas audio seperti CD Audio dengan kebutuhan bandwidth hanya 1,5 Mbits/secMPEG-2 Merupakan standar pada TV Digital yang dikhususkan untuk HDTV dan DVD MPEG-4 versi satu Dipublikasikan Oktober 1998 sedangkan versi 2 dipublikasikan Desember 1999.Digunakan untuk komunikasi bitrate yang sangat rendah (4,8 sampai 64 Kb/sec): video dengan bit rate 5 Kb/s s/d 10 Mb/s dan audio dengan bit rate 2 Kb/s s/d 64 Kb/s. Mpeg 4Sangat baik untuk audio/video dalam jaringan (streaming).Algoritma kompresi MPEG dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan akan gambar dengan kualitas yang lebih baik dan untuk meningkatkan fleksibilitas system yang diperlukan oleh system multimedia. Karena dikembangkan lebih akhir, MPEG dapat meningkatkan usaha dibalik pengembangan algoritma JPEG dan H.261. Sebagaimana H.261, MPEG standar hanya menggunakan pemisahan komponen warna YUV dengan sampling ratio 4:2:0. Tidak seperti H.261, ukuran frame tidak dibatasi, walaupun ukuran frame 352 x 240 biasa digunakan. MPEG mengadopsi macroblock dari H.261 (4 blok Y, 1 blok U, dan 1 blok V) sebagai unit dasar kompresi. Untuk mengkompres tiap macroblock, MPEG standar mengizinkan kompresor untuk memilih dari beberapa pilihan kompresi. Algoritma kompresi MPEG dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan akan gambar dengan kualitas yang lebih baik dan untuk meningkatkan fleksibilitas system yang diperlukan oleh system multimedia. Karena dikembangkan lebih akhir, MPEG dapat meningkatkan usaha dibalik pengembangan algoritma JPEG dan H.261. Sebagaimana H.261, MPEG standar hanya menggunakan pemisahan komponen warna YUV dengan sampling ratio 4:2:0. Tidak seperti H.261, ukuran frame tidak dibatasi, walaupun ukuran frame 352 x 240 biasa digunakan. MPEG mengadopsi macroblock dari H.261 (4 blok Y, 1 blok U, dan 1 blok V) sebagai unit dasar kompresi. Untuk mengkompres tiap macroblock, MPEG standar mengizinkan kompresor untuk memilih dari beberapa pilihan kompresi.

6.9 Streaming Video and Progressive DownloadAda dua cara dalam delivery-playing video : 1. Video dimainkan dan diload dari disk (CD, DVD dsb), 2. Video dimainkan dan dimainkan dari network atau internetVideo yang diload dari disk memiliki format sepert WMV, QuickTime, Real Video dsb. Sedangkan live streaming dari internet, menggunakan format minim yang sudah terkompresi dan disesuaikan dengan kecepatan internet user. Ada dua alternatif dalam video streaming yaitu progressive download dan pseudo streaming. Progressive download adalah dimana file video di download sampai selesai di cache browser lalu di play. Sedangkan pseudo streaming, video di load per frame dan langsung dimainkan pada satuan tertentu.