为什么NTSC和PAL仍然与HDTV息息相关

数字电视和HDTV如何与模拟电视标准相关联

世界各地的许多电视观众认为,随着数字电视和高清晰度电视的引入和接受,通用视频标准的旧障碍已被消除。 但是,这是一个误导的假设。 尽管视频现在大部分是数字视频,但在模拟系统,帧频下存在的视频标准之间的根本区别仍然是数字电视和HDTV标准的基础。

什么帧速率

在视频中(包括模拟,高清甚至4K超高清 ),就像在电影中一样,您在电视或视频投影屏幕上看到的图像将显示为帧。 但是,尽管您看到的是完整的图像,但广播公司传输帧,通过流媒体或物理媒体传输和/或显示在电视屏幕上的方式存在差异。

线和像素

实时广播或录制的视频图像实际上由扫描线或像素行组成 。 然而,与整个图像一次投射到屏幕上的电影不同,视频图像中的线或像素行在屏幕顶部开始并且移动到底部的屏幕上显示。 这些行或像素行可以用两种方式显示。

显示图像的第一种方法是将行分成两个字段 ,其中首先显示所有奇数行或像素行,然后显示所有偶数行或像素行,实质上产生完整的帧。 这个过程称为隔行扫描或隔行扫描

用于LCD,等离子,DLP,OLED平板电视计算机显示器的显示图像的第二种方法称为逐行扫描 。 这意味着,不是在两个交替字段中显示行,而是逐行扫描允许按顺序显示行或像素行。 这意味着奇数和偶数行或像素行都以数字顺序显示。

NTSC和PAL

垂直线或像素行的数量决定了生成详细图像的能力,但故事还有更多。 在这一点上显而易见的是,垂直线或像素行的数量越大,图像越详细。 然而,在模拟视频领域内,垂直线或像素行的数量在系统内是固定的。 两种主要的模拟视频系统是NTSC和PAL

NTSC基于525行或像素行,60场/ 30帧/秒,60Hz系统传输和显示视频图像。 这是一种隔行扫描系统,每帧交替显示在262行或像素行的两个字段中。 这两个字段组合在一起,以便每个视频帧以525行或像素行显示。 NTSC在美国,加拿大,墨西哥,中南美某些地区,日本,台湾和韩国被指定为官方模拟视频标准。

PAL被指定为世界上用于模拟电视广播和模拟视频显示的主导格式。 基于625行或像素行的PAL,50场/每秒25帧,50Hz系统。 信号是交错的,如NTSC分成两个场,每场由312行或像素行组成。 由于每秒显示的帧数(25)较少,有时您可能会注意到图像中出现轻微闪烁,非常类似投影胶片上看到的闪烁。 但是,PAL提供了比NTSC更高的分辨率图像和更好的色彩稳定性。 PAL制度的根源包括英国,德国,西班牙,葡萄牙,意大利,中国,印度,澳大利亚,非洲大部分地区和中东地区。

有关PAL和NTSC模拟视频系统的更多背景信息(包括PAL和NTSC首字母缩略词实际代表的内容),请查看我们的配套文章: “全球视频标准概述”

数字电视/高清电视和NTSC / PAL帧速率

虽然增加分辨率功能,数字格式广播和高清视频软件内容标准对于消费者而言是一个进步,但在将HDTV与模拟NTSC和PAL标准进行比较时,两种系统的基本共同基础是帧速率。

就传统的视频内容而言,在基于NTSC的国家中,每秒显示30个独立帧(每1/30秒显示一个完整帧),而在基于PAL的国家,每秒显示25个独立帧(1每1/25秒显示完整的帧)。 这些帧可以使用隔行扫描方法(以480i或1080i表示)或逐行扫描方法(以720p或1080p表示)显示。

随着数字电视和高清晰度电视的实施,帧如何显示的基础仍然源于原始的NTSC和PAL模拟视频格式。 在即将成为NTSC制的国家中,数字和HDTV正在实现每秒30帧的帧速率,而即将成为PAL制式的国家正在实施25帧每秒的帧速率。

基于NTSC的数字电视/ HDTV帧速率

使用NTSC作为数字电视或HDTV的基础,如果帧以隔行扫描图像(1080i)传输,则每帧由两个字段组成,每个字段每60秒显示一次,每30帧显示一个完整帧秒,使用基于NTSC的每秒30帧的帧速率。 如果帧以逐行扫描格式(720p或1080p)传输,则每隔30秒显示一次。 在这两种情况下,前NTSC制国家每隔30秒就会显示一个独特的高清晰度画面。

基于PAL的数字电视/ HDTV帧速率

使用PAL作为数字电视或HDTV的基础,如果帧以隔行图像(1080i)传输,则每帧由两个字段组成,每个字段每隔50秒显示一次,每25帧显示一个完整帧一秒钟,使用基于PAL的每秒25帧的帧速率。 如果帧以逐行扫描格式( 720p或1080p )传输,则每隔25秒显示一次。 在这两种情况下,前PAL制式国家的电视机每隔25秒就会显示一个独特的高清晰度画面。

要更深入地了解视频帧速率以及刷新率(Refresh Rate),这是电视执行的附加功能,也影响图像在屏幕上的显示效果,请查看我们的配套文章: 视频帧速率与屏幕刷新率

底线

数字电视,高清电视和超高清电视虽然在电视或投影屏幕上实际看到的一个重大飞跃(特别是在分辨率和细节方面有所提高),但仍有60多年的模拟视频标准旧。 因此,在可预见的未来,将会出现和将会出现世界各地正在使用的数字电视和高清电视标准的差异,这加强了专业和消费者真正的全球视频标准的障碍。

另外,我们不要忘记,尽管模拟NTSC和PAL电视广播已经或正在越来越多的国家中断,因为转换继续向数字和HDTV唯一传输,但仍有许多基于NTSC和PAL的视频回放设备,如VCR,模拟摄像机,以及全球仍在使用的插入HDTV并在HDTV上观看的非HDMI配备的DVD播放器。

此外,即使是格式化,如蓝光光盘,也有一些情况下,即使电影或主视频内容可能采用HD格式,但某些补充视频功能仍可能采用标准分辨率NTSC或PAL格式。

同样重要的是,虽然4K内容现在可通过流媒体超高清蓝光光盘 广泛使用 ,但4K 电视广播标准仍处于实施的早期阶段,符合4K标准的视频显示设备(TV)仍需支持模拟视频格式只要有模拟视频传输和播放设备在使用。 另外, 8K流媒体和广播可能不会那么遥远。

虽然这一天将会到来(可能早于后期),在那里你可能不再能够使用像VCR这样的模拟视频设备,但是真正的通用视频标准的采用还没有到现在。