Digitalna televizija

Seminarski rad

Marko Stepić Zagreb, 2000

Napomena: Seminarski rad je dostupan i u Powerpoint formatu

Sažetak

Digitalna televizija. Tehnički principi i ekonomski problemi.

1. Televizija kroz vrijeme

1.1 Povijest

Od 1939. i Svjetskog sajma na kojem je predstavljen prvi komercijalni TV prijemnik televizija polako zamjenjuje radio kao osnovni izvor informacija. 40-tih i 50-tih razvijaju se crno-bijeli TV standardi (Iconoscope,Image Orthicon,Vidicon, Plubicon), a revolucija se događa krajem 1950-tih pojavom televizije u boji i video vrpce. Razvoj tranzistora i integriranih krugova tijeko 70-tih omogućuje pretvorbu analognog u digitalni signal i počinju se javljati prve ideje o digitalnoj televiziji.

1.2 Danas

Polako prelazimo iz analognog u djelomično digitalni svijet razmjene i obrade informacija. S toga i televizija postaje sve "digitalnija". Proizvođači ulažu mnogo novca u razvoj novih televizijskih sustava, ali i diktiraju standarde za sve novopridošle u ovu granu industrije (npr.Panasonic, Sony, Hitachi,Philips...). Razmotrimo li Sony Future Display Trinitron kao tipičan primjer suvremenog hi-tech televizora uočavamo osnovne karakteristike današnjih televizora. Ravan širokoekranski (16:9) TV, PC ulazi, SmartLink (dvostrana komunikacija između TV i videa), Dolby Pro Logic i Sony Virtual Dolby surround sustavi, cijena 5000 DEM.
Potpuna konverzija u digitalnu televiziju očekuje se u idućih 5-10 godina.
Emitiranje programa vrši se preko Direct Broadcast Satelite (DBS)
  • potpuno digitalan sustav
  • video i audio kompresijski algoritmi
  • sustavi DSS (priključak na Internet 400 Kbps) i DISH koriste MPEG-2, Primestar svoj DigiChiper-1
    Krajem 1999. u SAD 55 DTV stanica stalno emitira program, 25 eksperimentalno, a 200 ima dozvolu za emitiranje.
    Kablovska TV također kreće digitalno (10 MBps).

    1.3 Budućnost

    Budućnost televizije je u Data broadcastingu (brzina 20 Mbps, na 6 MHz bandwidtha), odnosno dolazi do integracije TV i Interneta. Emitiranje će se vršiti vjerojatno putem streamova (download filmova, glazbe i informacija).
    Nestanak fizičkih mediji za zapis podataka, svi podaci će se nalaziti na mreži.
    Daljnje usavršavanje reproducirane slike 3D, hologrami ili "Zašto se zamarati s reprodukcijom slike, emitirajmo sliku direktno u mozak?"

    2. Karakteristike digitalne televizije

    2.1 Oligopoli na djelu

    DTV ima puno problema s standardizacijom,jer je uloženo puno novca u razvoj različitih standarda. Proizođači koji su taj novac uložili ne žele ga nepovratno izgubiti.
    Povijest razvoja DTV je dvadeset godina projektiranja, takmičenja oko standarda i zakonskih zavrzlama i otpora TV kuća (“Tko će platiti tu novu opremu?”). Sukob tehničkog zanosa i ekonomske realnosti s pitanjima tipa: zašto tolika ulaganja za istu količinu reklama (“Zašto ne podijelimo frekvenciju HDTV na četiri nova kanala i napravimo više mjesta za reklame?”).

    2.2 Principi rada

    Digitalna televizija ne donosi nikakvo novo tehničko riješenje, već je u DTV objedinjeno cjelokupno znanje o obradi i prijenosu digitelnih zapisa. Postoje mnogi standardi za snimanje, kompresiju, obradu i prijenos digitalnog zapisa. Više o njima moguće je naći na slijedećim kolegijima u okviru FER-a:
  • "Digitalna obrada signala”, dr.Babić
  • Audio , PVPRM
  • Pokretne slike , PVPRM
  • Kodiranje , PVPRM
    Ukratko: Nužno je kodiranje i kompresija audio i video zapisa (MPEG 1,2,3,4). Primjenjuju se transformacije signala wavelet (valići), fraktali i diskretna kosinus. Prijenos može biti pomoću ATM-a (Asynchronous Transfer Mode), etherneta, optičkog kanala, radiovalovi… Za sada prijem signala DTV je preko antene (zemaljske ili satelitske), jedino Time Warner ide preko kabla.

    2.3 Karakteristike zvuka i slike

    Oštrinom slike postiže se dojam trodimenzionalnosti (Standard Defintion TV, High Definition TV 1920x1080, Super High Definition TV 2048x2048).
    Trenutno se zvuk najčešće snima 16-bitno (težnja više od 24-bita jer je u tom slučaju digitalni zapis jednak analognom).
    Primjena dolby i surround sustava.
    Osnovni problem je standardizacija npr. ATSC (Advanced Television Systems Committee) standardizirala je ove formate slike:
    1920x1080, 16H:9V, square pixel, 24 frames per second, progressive scan (kao kompjuterski monitori)
    1920x1080, 16H:9V, square pixel, 30 frames per second, progressive scan
    1920x1080, 16H:9V, square pixel, 60 fields per second, interlace scan (naizmjenični scan, kao TV ekrani)
    1280x720, 16H:9V, square pixel, 24 frames per second, progressive scan
    1280x720, 16H:9V, square pixel, 30 frames per second, progressive scan
    1280x720, 16H:9V, square pixel, 60 frames per second, progressive scan
    704x480, 4H:3V, non-square pixel, 24 frames per second, progressive scan
    704x480, 4H:3V, non-square pixel, 30 frames per second, progressive scan
    704x480, 4H:3V, non-square pixel, 60 frames per second, progressive scan
    704x480, 4H:3V, non-square pixel, 60 fields per second, interlace scan
    704x480, 16H:9V, non-square pixel, 24 frames per second, progressive scan
    704x480, 16H:9V, non-square pixel, 30 frames per second, progressive scan
    704x480, 16H:9V, non-square pixel, 60 frames per second, progressive scan
    704x480, 16H:9V, non-square pixel, 60 fields per second, interlace scan
    640x480, 4H:3V, square pixel, 24 frames per second, progressive scan
    640x480, 4H:3V, square pixel, 30 frames per second, progressive scan
    640x480, 4H:3V, square pixel, 60 frames per second, progressive scan
    640x480, 4H:3V, square pixel, 60 fields per second, interlace scan
    x2 jer sve može biti u PAL ili NTSC formatu.
     Kao što vidimo nemoguće je dati referentne jednoznačne vrijednosti za kvalitetu zvuka i slike DTV.

    2.4 Tehničke karaketristike HDTV

    Osnove karakteristike HDTV-a, kao trenutno dostignute faze u razvoju DTV-a, su slijedeće:
  • Visoka rezolucija
    Analogna TV 300x525 (5-6 m udaljenost za ekran od 70 cm); HDTV 1920x1080 (2-3 m)
  • Široki ekran
    Analogna TV 4:3 (kut gledanja 20°); HDTV 16:9 (kut gledanja 60°)
  • “CD kvaliteta zvuka”
  • Nužnost kompresije podataka
    Kamera registrira milijardu bps, za prijenos do HDTV prijemnika to bi zahtijevalo 360 MHz bandwidtha (standardna širina za analognu TV je 6 MHz).
  • Kompatibilnost sa svim prijašnjim sustavima
  • Digitalni signal je “savršen” za obradu (nema šuma, kopija je jednaka orginalu…)
  • Cijena oko 6-12 000 USD

    2.5 Očekivanja

    Prema nekim optimističnim procjenama HDTV će postići 30% zasupljenosti u kućanstvima do 2006. godine. Osnovni ciljevi razvoja su riješiti problem kompatibilnosti sa starijim generacijama televizora i problem zaštite od neovlaštenog snimanja i gledanja (interesi filmske industrije),

    3. Zaključak

    DTV ili točnije DB (Data Broadcasting) je sigurna budućnost.Tehnički problemi su uglavnom riješeni i emitiranje je već počelo. Komercijalna upotreba ( i pad cijena DTV prijemnika) kreće kada to odluče “Veliki šefovi” (proizvođači i TV mreže).

    4. Literatura

    1. FYI - The Harris Magazine Of Technology At Work, Harris, 1997.
    2. Hi-Fi - Časopis o glazbi, audiu i videu, Zagreb, brojevi 13,18,19,20,23,25/26,28
    3. http://www.digitaltelevision.com

    Povratak