Πώς ψηφιοποιούνται βίντεο για αποθήκευση;

Τα βίντεο ψηφιοποιούνται για αποθήκευση μέσω μιας διαδικασίας που περιλαμβάνει αρκετά βασικά βήματα:

1. Καταγραφή του αναλογικού σήματος (εάν είναι απαραίτητο):

* για αναλογικές πηγές (όπως ταινίες ή φιλμ): Μια συσκευή λήψης βίντεο μετατρέπει το αναλογικό σήμα βίντεο (συνεχή ηλεκτρικά κύματα που αντιπροσωπεύουν την εικόνα) σε ένα ψηφιακό σήμα (διακριτές αριθμητικές αναπαραστάσεις). Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση μιας κάρτας λήψης βίντεο ή ειδικής συσκευής που δείχνει το αναλογικό σήμα σε τακτά χρονικά διαστήματα.

* για ψηφιακές πηγές (όπως μια ψηφιακή κάμερα): Αυτό το βήμα παραλείπεται. Το βίντεο είναι ήδη σε ψηφιακή μορφή.

2. Δειγματοληψία:

* Το συνεχές αναλογικό σήμα (ή το ψηφιακό σήμα από μια πηγή ήδη σε αυτή τη μορφή) λαμβάνεται δειγματοληψία σε τακτά χρονικά διαστήματα. Ο ρυθμός δειγματοληψίας καθορίζει τη χρονική ανάλυση (πόσες φορές ανά δευτερόλεπτο η εικόνα συλλαμβάνεται) και σχετίζεται άμεσα με τον ρυθμό καρέ του βίντεο (π.χ. 24fps, 30fps, 60fps). Τα υψηλότερα ποσοστά δειγματοληψίας οδηγούν σε ομαλότερη κίνηση, αλλά μεγαλύτερα μεγέθη αρχείων.

3. Ποσοτισμός:

* Κάθε δείγμα κβαντοποιείται, που σημαίνει ότι το πλάτος του (επίπεδο φωτεινότητας) αποδίδεται μια αριθμητική τιμή μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος. Ο αριθμός των δυαδικών ψηφίων που χρησιμοποιούνται για την ποσοτικοποίηση καθορίζει το βάθος χρώματος (πόσα χρώματα μπορούν να αναπαρασταθούν) και επηρεάζει την ποιότητα της εικόνας. Περισσότερα bits ανά δείγμα (π.χ. 8-bit, 10-bit, 12-bit) σημαίνουν περισσότερη ακρίβεια χρώματος και λιγότερη ζώνη (ορατές μεταβάσεις μεταξύ χρωμάτων).

4. Συμπίεση:

* Τα ψηφιακά δεδομένα που προκύπτουν είναι συχνά τεράστια. Για να μειωθεί το μέγεθος του αρχείου για αποθήκευση και μετάδοση, εφαρμόζονται τεχνικές συμπίεσης βίντεο. Αυτές οι τεχνικές εκμεταλλεύονται την πλεονασμό και την άσχετη σημασία στα δεδομένα βίντεο για να μειώσουν την ποσότητα των απαιτούμενων δεδομένων χωρίς να επηρεάζουν σημαντικά την οπτική ποιότητα. Οι συνήθεις κωδικοποιητές (αλγόριθμοι συμπίεσης-αποκοπής) περιλαμβάνουν:

* MPEG-4 (AVC/Η.264): Χρησιμοποιείται ευρέως για δίσκους Blu-ray και online streaming βίντεο.

* HEVC (h.265): Ένας πιο αποτελεσματικός κωδικοποιητής που προσφέρει υψηλότερες αναλογίες συμπίεσης στο ίδιο επίπεδο ποιότητας ή καλύτερη ποιότητα στο ίδιο bitrate.

* VP9 (και VP10): Ο κωδικοποιητής της Google, που χρησιμοποιείται συχνά στο YouTube και σε άλλες διαδικτυακές πλατφόρμες βίντεο.

* av1: Ένας κωδικοποιητής χωρίς δικαιώματα που έχει σχεδιαστεί για να είναι πιο αποτελεσματική από το H.265.

5. Αποθήκευση:

* Τα συμπιεσμένα δεδομένα ψηφιακού βίντεο αποθηκεύονται σε ψηφιακό μέσο, όπως:

* Δίσκοι σκληρού δίσκου (HDDs)

* Μονάδες δίσκου στερεάς κατάστασης (SSDs)

* Αποθήκευση σύννεφων

* Οπτικά μέσα (DVDS, δίσκοι Blu-ray)

* Μνήμη flash (μονάδες USB, κάρτες μνήμης)

Συνοπτικά, η ψηφιοποίηση ενός βίντεο αφορά τη μετατροπή μιας συνεχούς οπτικής και ακουστικής αναπαράστασης σε μια διακριτή αριθμητική αναπαράσταση που μπορεί να επεξεργαστεί, να αποθηκευτεί και να μεταδοθεί ψηφιακά. Η ποιότητα του ψηφιοποιημένου βίντεο εξαρτάται από τον ρυθμό δειγματοληψίας, το βάθος της ποσοτικοποίησης και την αποτελεσματικότητα του χρησιμοποιούμενου κωδικοποιητή συμπίεσης.