Medieninformatik (Fach) / Video (Lektion)

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• Geschichte Beispiele für jeweils bewegtes Bild, Kamera, Projektoren Die Anfänge mit bewegten Bild o   Thaumatrop-Wundscheiben (z.B Vogel im Käfig) o   Lebensrad. Scheibe mit sich verändernden Bilder o   Kineograph -Daumenkino Kameras o   Kinematograph (1891) o   Gleiches Funktionsprinzip wie heute: unbelichteter Film in Spule zum Filmkanal geleitetà belichtet, Blende deckt Film ab, zu 2.Spule geführt, Entwicklung Projektoren o   Laterna Magica (Zauberlaterne), Projektion auf Rauch Auf 35mm: Kineotope und Cinematograph
• Geschichte Film o   S-W, 1888 patentiert auf Zelluloidfilm o   24 Bilder pro Sekunde, 1000m =36min o   Farbe, handkoloriert, zuerst mit Farbfilter dann Aufspaltung mit Prisma auf drei Filme dass  Farbfilter wirkende Körner vor dem Film
• Tonfilm o   Phonograph- Nadelton-Verfahren (1877) Nadel schreibt und liest Schwingungen auf Walze o   Später dann Lichttonverfahren (Lichtdurchlässigkeit proportional zur Amplitude des Tonsignals) und Kombination mit Magnetton o   Heute: 4-Kanalton mit Matrixmethode in die Lichtkanäle moduliert, oder digital auf Filmperformation/ -Außenrand gespeichert
• 1.) Interaktive Filme 2.) Rendering Mehrere Perspektiven werden aufgenommen und interaktiv gespeichert  Einzelne Bilder werden berechnet und zum Film zsmgesetzt
• Welche Anforderungen an Video gibt es? zeitliche Auflösung Flüssige Bewegung  Ab ca. 20 Bilder/sek. – Filmfrequenz 24Hz
• Flimmern Durch Dunkelpausen zwischen Bildern wiederholter Erregung und Hemmung der Neuronen à unangenehmeres Flackern Filmverschmelzungsfrequenz ab ca 50Hz, steigt bei Bildhelligkeit
• Besonderheit Computermonitore §  Hohe Helligkeit, Aufmerksamkeit und großer horizontlaer Sehwinkel §  Muss größer sein 72Hz
• · Alaising o   wenn mehrere Samples durch den gleichen Wert dargestellt werden   z.B durch Unterabstastung, Abtastfrequenz zu niedrig o   bei unterschiedlichen Formate, bei nicht synchrone Übertragung o   Treppenstufen und Geisterfrequenzen   Zeitliches Alaising   Wagenrad was sich anscheinend rückwärts dreht (vllt. Neuronale Adaption)
• 1.) Progressiv 2.) Interlaced 1.  Vollbilder-Frames        Es entsteht typische Unschärfe (bei zu langsamen Auflösung) 2.   2 Halbilder- Fields in doppelter Frequenz  Typische Artifakte, stufige Absätze
• De-Interlancing Verfahren Weave-Gleichzeitige Darstellung der Halbbilder, Zwischenspeichert der Bilder Unschärfe-  Weave mit anschließendem Weichzeichenen Motion Compensation- Wie Weave, ungerade Zeilen werden jedoch an gereade Zeilen angepasst  Bobbing- Jede Zeile mit Nachbarinformationen füllen  Bild springt/dümpelt auf und ab, da erste und letzte zeile jeweils ohne Nachbar Blending-Wie Bobbing aber Mitteilung der Halbbilder zu einem Vollbild, das 2mal dargestellt wird
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• Weave Gleichzeitige Darstellung der Halbbilder, Zwischenspeichert der Bilder Bei TV zu unterschiedlichen Zeitpunkteà Kammeffekt
• Analoge Formate BAS- S-W, Mischung von Ton und Bild FBAS- gleiche Struktur wie BAS + Farbsignale werden überlagert Kompontenvideo- Getrennte Übertragung von 3Farbsignalen nach RGB, YUV oder YIQ Y/C Video-  Trennung von Helligkeit& Chrominanzsignalen  
• analoges TV Verbreitungswege DVB-S Satellitenfernsehen über Rundfunksatellit DVB-T Über terrestrische Senderketten, Funkübertragung durch Antennen, Europa-Asien DVB-C Kabelfernseh über Kabelnetze in Europa, weiten Teilen von Asien, sowie in Afrika, Australien und Südamerika  
• TV-Signale´, weltweit  PAL (Phase Altering Line System) o   Europäischer Standart o   Interlanced FBAS in YUV NTCS (National Televison Systems Commitee) o   US-Standart o   Interlanced FBAS in YIQ Secam (Sequential Coleur avec Memoire) o   Wie PAL nur mit anderer Bandbreite
• Digitales TV   „Containersystem“ o   Transportiert Video, Audio und Daten o   Programme verpacken auf unterschiedliche Formate o   Verteilung mittels Objektkarusell o   Digitalfernsehen DVB Auf MPEG2 basiert, Daten werden als Stream gesendet
• Digitale Formate Abtastrate o   Farbwahrnehmenunsbezogenes Chroma-Subsampling Y:Cr:Cb o   1 Zahl= Vielfaches von Abtastrate Y, 2te jeweils die Abtastrate für Cr,Cb o   3 Zahl deutet räumliche Position an
• 1.Audio Video Interleave 2. MPEG (motion Pictures Expert Group) 3. MJEG (Motion Joint Pictures Expert Group)  Container Format für beliebige Codecs Weit verbreitete Standard in verschiedenen Versionen basierte Kompression auf Halb/Vollbilder   Kein Standard, Probleme beim Austausch
• H.261 H.263 (1984-1990) Videokompression für Video-Telefonie über ISDN·   --> Anforderung: weniger als 150ms Verzögerung   Effizenzsteigerung durch weglassen unwichtiger Teile und Verringung der Bittiefe von Zusatzinformation Ergibt ungefähr halbe Datenrate
• MPEG 1 Zusätzlich zu I und P Frames werden B-Frames eingeführt, die bidirektional vorhergesagt werden  I-Frames -nach JEPEG Prinzip  P-Frames - werden aus Vorgänger I/P Frame wie bei H261 codiert --> dadurch Umsortierung notwendig B-Frames -Macroblockweise aus nächsten und vorigen I/P Frame vorhergesagt Differenz wieder per DCT und Huffman -Codierung  
• MPEG Datenstrom Audio Gleiderung in Frames, Audio Access Units und Slots1.       Audio Access Unit: kleinste für sich voll dekodierbare Einheit 2.       Frame: Folge von abtastwerten 3.       Slot: 1-4 Byte
• MPEG Datenstrom Video Aufbau in 6 Schichten1.       sequence layer 2.       Group of pictures layer (Abfolge der verschiedenen Bildtypen) 3.       Picture layer: kodierte Einzelbilder 4.       Slice layer: Ebenenen (Komponeten eines Bildes) 5.       Macroblock layer : Macroblöcke 6.       Block layer: Einzelblöcke
• MPEG 2 -Unterschiede zu MPEG 1 ·         Best Match -Suche nicht nur nach Frames sondern auch nach Fields ·         Marcoblöcke Farb-Subsampling von 4:2:2 oder 4:4:4 ·         Frame Größe bis zu 16.383*16.383Pixel ·         Nichtlineare Quantisierungstabelle ·         Verschiedene Profile,  in höheren Profilen ·         Räumliche Skalierbarkeit o   derselbe Datenstrom in vers. Auflösungen angezeigt werden kann ·         Zeitliche Skalierbarkeit o   Datenstrom der adaptiv auf Veränderungen der Bandbreite reagiert
• MPEG 4 ·         Beruht auf Kodierung von Szenen von Audio- Visuellen Objekten ·         Jedes Objekt wird mit einem dafür optimierten endoder kodiert ·         Compositor  des decoders platziert die Objekte in der Szene ·         Kombination natürlicher und synthetischer Medien-Objekte o   Video, Bilder, Textureno   Computer Graphiken und Animationeno   Natürliche und synthetische Sprache // - Soundo   Text ·         Prinzip unabhängig von der Bitrate (low bitrate bis lossles)
• Ziele der MPEG 4·         Digitales TV ·         Streaming Medium ·         Interaktives Web- basiertes Video ·         Virtuelle Spiele ·         3G kabellose System …  
• Multimodalität  MM Systeme benutzen mehr las einen Sinneskanal des Menschen zur Mensch-Computer Kommunikation, insbesondere audiovisuellen Kommunikation. Menschen nutzen die Sinnesorgane bei der Eingabe kombiniert z.B Sprache , Gesten, Mimik etc.
• Vorteile von Multimodalität o   Verbesserung der Intuition und Natürlichkeit von Interaktionen o   Erhöhen der Robustheit eines interaktiven Systems durch Bereitstellung von ergänzenden Informationen z.B Lippenbewegung o   Redundanz kommunizierter Information o   Kommunikation mit Menschen die herkömmliche Eingabegräte nicht nutzen können o   Z.B Blinde
• Multimodale Interaktion Force Ball, Joystick, Spac-Mouse Spracheingabe, Handschiftenerkennung Gestik, in VR- Welten Datenhandschuh, Sensorik über Glasfaserkabel oder leitfähige Flüssigkeit, Lageortung Kraftrückkopplung: Joystick, Handschuh, Handhabungskontroller
• Stereoskopische Ausgabetechniken ·         3D- Darstellungstechniken ·         Stereoskopische Verfahern: Shutter-Brillen, Head Mounted Display
• Head Mounted Displays O Kopfhörer zur Tonausgabe und Kopfmikrophon , dazu Spracherkennungssytem O Postionssensoren auf dem Helm liefert den Computer Daten über Lage und Blickrichtung
• Autostereoskopsiche Techniken z. B 3D LCD-Displas der TUD o herkömliche Farb-LCD-Disüplas, dazu Linesensystem, das durch Kopfbewegung mit Head-Tracking-System  nachgeführt wird (Brechwinkel der Prismen bedingen Betrachterabstand von ca. 70cm) o Objekte können vor und hinter der LCD-Fläche liegen
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• Polarisierte Lichtquellen für 3D ·         Statt Farbüberlagerung durch Farbfilter wir das Licht polarisiert ·         Je ein Auge sieht horizontal bzw. vertikal pol. Licht ·         3D Treiber steuern analog zu Interlacing welches Bild gezeigt wird ·         2010: 3D Blue Ray aus PSD
• Was ist STB? - Interaktiver Empfänger für digitales Fernsehen und das Internet ·         Bindeglied zwischen HIFI, TV, PC u.a Home devices und dem Breitbandnetz ·         Standards z.Z für APIs, Netzprotokolle und Medienformate ·         Unterschiedliche  Harwarekonzepte, prinzipell jedoch folgende Module: o   Tunermodul, Demodulator o   Prozessor, Hauptspeicher o   MPEG2- Decoder (Audio-Video) o   Demultiplexer, Backchanel-Controller
• HbbTV ·         Inhaltliche Verknüpfung von Rundfunk-Internetinhalte ·         Voraussetzung Internetverbindung ·         Ablauf beim Aussenden der Daten vom Sender: o   Rundfunksignal mit „rangehängter“ AI-Tabelle (application information) gesendet o   Vom Empfänger ausgelesen und enthält CE-URL o   führt zu einer HTML-Seite, wird beim Zuschauer aufgerufen o   DSCMCC Karussell, enthält Daten und löst Ereignisse aus o   Roter Knopf- aktiviert CE-HTML

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