HDTV | أجهزة التلفاز عالية الدقة

عمركم فكرتوا عن تقنية الدقة العالية في أجهزة التلفاز؟ كيف تعمل التقنية؟ ما هي معاني الأرقام 720 و 1080؟ ما هي الفروقات بين تفاصيلها؟ في ها المقال سنتكلم عن أجهزة التلفاز عالية الدقة. مقالنا اليوم يكتبه ضيفنا أحمد العكر خبير تقنية معلومات. [ملاحظة المحرر: عندما نتكلم عن الشاشات في هذا المقال نعني الشاشات الجديدة المسطحة سواء كانت أجهزة تلفاز، كمبيوتر أو هواتف محمولة

وكالعادة لاتنسوا مساعدتنا بمشاركة هذا المقال عبر تويتر و فيسبوك

Have you ever wondered what HD actually means? How it works? What do the numbers 720 and 1080 mean? And what do the letters next to them mean? And full HD?! In this article we’re going to talk about HD displays. Today's article is written by Ahmad Okor, an IT expert. [Editor Note: Displays here mean new displays; flat screens, laptops, smart phones.. etc.]

As always, please help us by sharing this article on Twitter and Facebook.

Different Video Qualities | تقنيات الفيديو المختلفة

Different Video Qualities | تقنيات الفيديو المختلفة

First, we need to understand some basics about display technology. What is resolution in display and digital imaging devices? What are frames and frame rate in video technology?

Let’s start small, a pixel (short for picture element) is the smallest addressable element in a display device. The display resolution is the number of pixels in each dimension that could be displayed; usually, width x height. For example, 1024 x 768 means the width is 1024 pixels and the height is 768 pixels. This results in a grid of rows and columns of pixels which we see in our screens.

Digital Video Resolutions | دقات الفيديوهات الرقمية

Digital Video Resolutions | دقات الفيديوهات الرقمية

Next step is to turn these images into video. Simply, a video is a sequence of images displayed quickly one after the other; each image in this sequence is called a frame. The speed at which the frames are changing is called frame-rate. In modern displays, the frame-rate is 25-30 frames per second.

Technologically speaking, the way pixels are changed from one frame to the other is row by row. That is, a video image is painted on the screen by scanning/displaying each row of pixels. The two most common methods of scanning are interlaced and progressive. Both methods uses what is called fields. A field is a number of rows that are always displayed simultaneously.

HDTV Interlaced | طريقة الإنترليسد للفيديو عالي الدقة

HDTV Interlaced | طريقة الإنترليسد للفيديو عالي الدقة

Let’s start with interlaced scan technology (that’s where the i in 1080i comes from). The display screen numbers all the rows it can show and divides them into two fields (two subsets of rows); odd rows field and even rows field. The display screen only shows one field at a time. Meaning, at any one point, only half of the rows in the frame is displayed. The other half of rows is left blank. In the following frame, the fields alternate; what was blank is now displayed and what vice-versa. The screen keeps alternating rows very quickly such that a human eye cannot perceive that there is always a blank field of rows in the screen. In other words, only half of the resolution is available. This explains why interlaced videos become blurry when they’re paused.

The other method of displaying is progressive scan (where the p in 1080p comes from). Progressive video is different from interlaced video because progressive method doesn’t divide the rows into two fields. It takes every row and creates one full field; or a full frame. Which explains why pausing a progressive video wouldn’t create blurring. All the data is on display; no blank fields.

Initially, only interlaced scan technology was introduced into our lives. It took engineers years to make progressive scan videos available in the market. Moreover, interlaced scan is still used in most TV channels and Internet video. There is a very good reason for that. This leaves us with a question, why did engineers, for long time, only show us half of the data at any one time? We will leave you to answer the question in the comment section.

Understanding the difference between the two technologies is key to understanding High Definition. In HD videos, we often see these numbers and letters. 480/720p/1080i/1080p. We already explained the i and the p. The numbers are how many rows in a frame. 720p has 720 rows and is a progressive display.

Most commonly, there are two HD resolutions, 1080 and 720. Following what we have explained above, 720p resolution has 720 rows on the screen simultaneously. On the other hand, 1080i has 1080 virtual rows of resolution. That is to say, only 540 actual rows of resolution at any moment of time. If we try to convert 1080i to progressive we get 540p. In a way, 1080i is in fact less in resolution than the 720p.

Ultra HD is a new digital video format proposed by a Japanese company (NHK). These new formats are 4K UHD (2160p) with a resolution of 3840 × 2160 pixels. 4K UHD has four times the horizontal and vertical resolution of the 1080p HDTV format and four times as many pixels overall. The other format is 8K UHD (4320p) with a resolution of 7680 pixels x 4320 pixels. 8K UHD has sixteen times the resolution of the 1080p HDTV format. We can only imagine how clear and sharp videos would be when displayed in this format.

35 mm film | شريط فلم 35ميلليمتر

35 mm film | شريط فلم 35ميلليمتر

What about old movies? we have seen old movies (from 1960s) in 1080p. The answer is simple, most movies were shot in 35mm are between 2k UHD and 6k in resolution. This means that the 35mm film contains more details than the current best LCD screens can show. When the film is digitalized, it becomes a 2K resolution film; which is what we get in 1080p (1080p = 1,920 x 1,080). On the other hand, 70mm film is much higher (in some negatives you could get 18K!)

Don’t forget to answer the question posted in the comment section. Also, for more articles like that, please follow us on Twitter and Facebook.

Ahmad Okor is an IT guy who spent his childhood messing around computers. He wrote for us previously his article about Internet Security. With more than 10 years of professional experience, he’s currently working as the head of IT Infrastructure at DHL.

Sources:

المصادر

1) https://us.en.kb.sony.com/app/answers/detail/a_id/42932

2) http://broadcastengineering.com/infrastructure/broadcasting_horizontal_resolution_pixels

3) http://motion.kodak.com/motion/Hub/nRodriguez.htm

قبل أن ندخل في تفاصيل تقنيات الشاشات يجب علينا فهم بعض أساسيات الصور الرقمية. مثلا ماذا نعني عندما نقول الدقة؟ وما هو الإطار و ماهو معدل الإطارات في تقنيات الفيديو؟

لنبدأ بأصغر جزء لدينا، البكسل وهو أصغر عنصر يمكننا التحكم به في أي صورة رقمية. عادة ما نصف دقة الصور والشاشات بعدد البكسلات التي فيها. يكون عادة على شكل رقمين مضروبين في بعض (العرض × الارتفاع). مثلا 1024 × 768 تعني أن الصورة أو الشاشة عبارة عن مستطيل بعرض 1024 بكسل وارتفاع 768 بكسل. هذا المستطيل الناتج هو كل ما نراه في الشاشة أو الصورة

الخطوة التالية هو تحويل هذه الصور الثابتة إلى مقاطع فيديو. بكل بساطة، أي مقطع فيديو ما هو إلا عبارة عن مجموعة صور متتالية تظهر بترتيب معين بسرعة معينة؛ كل صورة في هذا التسلسل تسمى إطار. السرعة التي تظهر فيها هذه الإطارات تسمى معدل الإطارات. في كثير من الأجهزة الحديثة معدل الإطار يكون 25-30 إطار في الثانية

Definitions of TV up to full HDTV | دقات التلفاز من أقلها دقة إلى الدقة العالية

Definitions of TV up to full HDTV | دقات التلفاز من أقلها دقة إلى الدقة العالية

من ناحية هندسية تقنية، يتم تغيير البكسلات من إطار لآخر بتغيير كل صف من البكسلات على حدة (أي يتم إظهار الفيديو بتغيير كل بكسلات الصف الواحد سوية بعيدا عن الصفوف الأخرى). أكثر طريقتين يتم استخدامها في تقنيات الشاشات هي طريقة الإنترليسد وطريقة البروغريسيف. الطريقتين تستخدم ما يسمى بالمجال. المجال هو عدد من الصفوف مستقلة عن بعضها البعض ولكنها تتغير في نفس اللحظة

لنبدأ بطريقة الإنترليسد. نعرف أن الفيديو أو الشاشة تستخدم هذه الطريقة عند ظهور الحرف اللاتيني آي بجانب الرقم. تقوم الشاشة بترقيم كل صف من صفوف البكسلات ويتم تقسيمها إلى مجالين: مجال للصفوف ذات الأرقام الفردية ومجال آخر للصفوف الزوجية. وعندما تعمل الشاشة فهي تقوم بإظهار أحد المجالين في إطار وتترك المجال الآخر فارغا. وفي الإطار التالي يتم إظهار المجال الآخر وإبقاء المجال الأول فارغا. وهكذا دواليك: يتم استبدال المجالات من إطار لآخر. يظهر واحد ويختفي الآخر. تتم هذه العملية بسرعة كافية بحيث لا يمكن للعين البشرية ملاحظة عدم وجود أحد المجالين في الشاشة. بمعنى آخر تستخدم طريقة الإنترليسد نصف الدقة الموجودة في الفيديو. وهذا ما يفسر لماذا تفقد الفيديوهات المستخدمة لهذه الطريقة وضوحها عند إيقافها في منتصفها

HDTV Progressive | طريقة البروغريسيف للفيديو عالي الدقة

HDTV Progressive | طريقة البروغريسيف للفيديو عالي الدقة

الطريقة الأخرى هي طريقة البروغريسيف. نعرف أن الفيديو أو الشاشة تستخدم هذه الطريقة بوجود حرف البي اللاتيني بجانب الرقم. الفرق بين البروغريسيف والإنترليسد هو أن البروغريسيف لا يتم فصل صفوف البكسلات إلى مجالين مختلفين. بل تعتبر أن جميع الصفوف ما هي إلى مجال واحد.. أو مجالها كامل وإطرها كاملة. وهذا مي يفسر عدم فقدان هذه الفيديوهات لوضوحها عند إيقافها. بمعنى آخر؛ كل التفاصيل التي في الصورة موجودة ولا يوجد صفوف فارغة

في بادئ الأمر، كانت كل الفيديوهات والشاشات تستخدم طريقة الإنترليسد. ولم يستطع مهندسي تقنيات الفيديو من استخدام طريقة البروغريسيف لعدة سنوات. وإلى يومنا هذا معظم قنوات التلفزيون والفيديوهات الموجودة على شبكة الإنترنت تستخدم طريقة الإانترليسد. وهناك سبب وجيه لهذه الحقيقة. مما يتركنا مع السؤال الواضح: لماذا يظهر لنا مهندسي التقنيات نصف تفاصيل الفيديو في أي لحظة من لحظاته؟ سنترك لكم البحث والإجابة عن هذا السؤال في قسم التعليقات بالأسفل

Progressive Scan in HDTV | طريقة البروغريسيف

Progressive Scan in HDTV | طريقة البروغريسيف

فهمنا لطريقتي إظهار الفيديوهات في الشاشات هو مفتاح لنا لفهم ما هي الدقة العالية. في فيديوهات الدقة العالية نرى أرقام بجانبها أحد الحرفين اللاتينيين بي أو آي. نرى 480/720/1080 وأرقام أخرى. شرحنا فكرة الحرفين مسبقا ويبقى لنا أن نشرح معنى الأرقام. ما ترمز له الأرقام ما هو إلى عدد صفوف البكسلات في الشاشة أو الفيديو. 720 يعني أن الفيديو يحتوي على 720 صف

أكثر رقمين موجودين في شاشات التلفاز هما 720 و 1080. ونظرا لوجود طريقتين لإظهار الفيديوهات فإن الدقة تختلف. مثلا إذا كانت لديك شاشة تظهر 720 صف بطريقة بروغريسيف فهذا يعني أنه يظهر أمامك 720 صف من البكسلات في كل إطار وفي كل لحظة من الفيديو. ولكن إذا كان لديك شاشة من 1080 صف بطريقة الإنترليسد فإنه في أي لحظة من لحظات الفيديو يظهر أمامك نصف هذا العدد من الصفوف فقط (أي 540 صف). من هذا المنطلق يمكننا اعتبار شاشات 720بروغريسيف أعلى دقة من شاشات 1080إنترليسد

Ultra High Definition | دقات فائقة

Ultra High Definition | دقات فائقة

مؤخرا، قامت شركة يابانية باقتراح أنظمة شاشات بدقات فائقة (دقة أعلى حتى من الدقة العالية). هذه الشاشات لديها دقات 2160 بروغريسيف (أربعة أضعاف أعلى رقم موجود في الشاشات الأكثر انتشارا حاليا: 1080 أو 2ك بنظام هذه الشركة) ويرمز لها ب4ك. دقة هذه الشاشات هي 3840 × 2160 بكسل. الشاشات الأعلى دقة في نظام هذه الشركة يرمز لها ب8ك أو 4320بروغريسيف بدقة 7680 × 4320 بكسل. بمعنى آخر ستة عشر ضعف الدقة الموجودة في 1080بروغريسيف. النتيجة النهائية، بطبيعة الحال، فيديوهات بوضوح بطريقة شبه خيالية

يبقى لنا طرح فكرة واحدة أخيرة. كيف تقوم شركات الأفلام بإعادة انتاج الأفلام القديمة (من الستينات والسبعينات الميلادية) بأنظمة عالية الدقة؟ الإجابة بسيطة، هي أنه تم تصوير هذه الأفلام بتقنيات 35 ميلليمتر و70 ميلليمتر (حجم شريط الفيلم المستخدم). شرائط الأفلام 35ميلليمتر تحتوي على دقات بين 2ك و 6ك. مما يعني شريط ال35 ميلليمتر يحتوي على دقة أعلى من أفضل الشاشات المنتشرة حاليا. عندما يتم تحويل الشريط إلى تقنية رقمية يصبح الفيديو بدقة 2ك أو بمعنى آخر تثبت دقته لتكون 1080بروغريسيف. أما شرائط 70ميلليمتر تستطيع إظهار دقات فائقة جدا.. 18ك في بعض الحالات

لا تنسوا أن تجيبوا على السؤال في قسم التعليقات. وللمزيد من هذه المقالات تابعونا على تويتر و فيسبوك

أحمد العكر ، أخصائي تقنية معلومات ومهووس بالحاسب الآلي منذ الصغر. مختص بالشبكات والأمن. كتب لنا سابقا مقالة عن الأمان على الإنترنت. يعمل حالياً كرئيس البنى التحتية لتكنولوجيا المعلومات في شركة الشحن العالمية

DHL

  • معاذ الغضية

    لا اعرف بصراحة للسؤال لكن لابد من التنويه ان هناك فرق بين دقة
    HD p و HD i
    مثال
    HD 1080p, HD 720p و HD 1080i و HD 720i

    • http://t3rfde.com/ amrush

      معاذ يا صديقي .. حاولنا ايضاح الفرق بين ولكن للأسف ووردبرس يعطي ترتيب غريب عند وضع احرف لاتينية في وسط الكلام العربي

      فتجنبنا وضعها مباشرة .. ولكن حاولنا الإشارة المباشرة لها

      وهي واضحة تماما في الجزء الانجليزي من المقال

  • Muna

    because interlaced scan prevents the consumption of the extra bandwidth frequencies.

    • http://t3rfde.com/ amrush

      You are absolutely right, Muna! The idea of inventing interlaced video is that at any point of time it has half the data progressive video has. This makes data transfer faster and easier.

  • ياسر غنيم

    العين لا تميز ما هو أقل من 25 هيرتز. عندما تعرض ضوء للعين وتطفئ الضوء، يستغرق العقل ما يقارب 40 جزء من الثانية حتى يستوعب إختفاء الضوء. لهذا السبب من الأفضل استخدام تردد أعلى بقليل من 25 هيرتز حتى لا نهدر الطاقة الكهربائية. لي تجارب مع Persistent Of Vision والتي تثبت صحة ما ذكرت في الأعلى. والله يعطيكم العافية على المقال المميز

    • http://t3rfde.com/ amrush

      أهلين أستاذ ياسر .. تردد التيار لا يؤثر على الطاقة المستهلكة.. بمعنى آخر معدل الطاقة المستهلكة بين 50 هيرتز و 60 هيرتز ليس أحد معايير اختيار التردد.

      الفريم ريت، أو معدل الإطارات المذكور ليس له علاقة مباشرة بتردد الطاقة الكهربائية ..على حسب علمي
      https://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency

      وهذا المقال على ويكيبيديا يدعم كلامي

      على أية حال .. الكلام عن العين صحيح وهي لا تستوعب سرعات معينة.. ولهذا تظهر إطارات السيارة كأنها تدور بالعكس أحيانا

  • http://t3rfde.com/ amrush

    كلام عظيم! كدا أنا اتفق معك

    المعذرة على عدم فهمي لك في المرة الأولى.. صحيح الفريم ريت حتما سيستهلك طاقة أكثر.. سأطلع على الروابط

    في الواقع الإجابة هنا جيدة وقد تنمي عن نقاش آخر ولكن ليست هي الإجابة الصحيحة لسؤالنا في المقال

    شكرا لك

    سأتواصل معك عبر الايميل