Progressive Scan - TUTORIAL

[dragonando]

Progressive scan

(Por Eduardo Baptista

coluna Fique Ligado, revista Zoom Magazine)

Você já deve ter visto essa inscrição na lateral de alguma câmera de vídeo. Ou então ouvido falar sobre filmes como Xuxa e os Duendes e O Clone, que não utilizaram película e sim câmeras de vídeo captando vídeo progressivo a 24 quadros por segundo. Mas, afinal, o que é "progressive scan"? Vamos descobrir o que está por trás deste termo. Antes porém, um breve resumo sobre o processo básico de leitura e apresentação de imagens de vídeo. Como você já deve saber, a imagem do vídeo é formada por linhas horizontais (525, no padrão NTSC), que são lidas no sensor da câmera (CCD - Charged Coupled Device) ou desenhadas na tela do televisor da esquerda para a direita e de cima para baixo.

A cada 1/30 seg. todas as 525 linhas são lidas / desenhadas, formando um quadro completo da imagem, logo, tem-se 30 quadros por segundo. No final da década de 20, quando o sistema foi criado, a camada de fósforo que recobre internamente os aparelhos de TV possuía um tempo de resposta muito lento. Este fato, associado a outros tipos de limitações técnicas da época levou a criação de um sistema onde o desenho das linhas era dividido em duas etapas: na primeira, durante 1/60 seg., eram desenhadas todas as linhas ímpares, e na segunda, nos próximos 1/60 seg., as pares. Ao término de 1/30 seg. todas as linhas tinham sido desenhadas na tela e o processo reiniciava-se novamente. Cada conjunto desses de linhas (pares / ímpares) recebeu o nome de campo: dois campos formam um quadro do vídeo. E daí originou-se o nome interlaced para este tipo de sinal: o desenho das linhas é entrelaçado, ou seja, ímpares / pares / ímpares e assim por diante.

A imagem formada sobre os pixels sensíveis à luz no CCD é lida pela câmera de vídeo basicamente da mesma forma. Mas, aqui, existe um detalhe: o sinal obtido da leitura do CCD correspondente a uma determinada linha na realidade não é formado unicamente por esta linha: existe um truque utilizado para reduzir a cintilação da imagem, especialmente detalhes nas bordas de objetos e desenhos com linhas muito finas. O sinal de duas linhas adjacentes é somado para criar uma única linha. Assim, para formar o conjunto das linhas ímpares, são lidas e somadas as linhas (1) e (2) para formar assim a linha [1], as linhas (3) e (4) para formar a linha [3], as linhas (5) e (6) para formar a linha [5] e assim por diante, em um processo denominado Row-Pair Summation. Para formar o conjunto das linhas pares, as linhas (2) e (3) são lidas e somadas para formar a linha [2], as linhas (4) e (5) para formar a linha [4] e assim por diante.

(veja a ilustração aqui)

No modo tradicional de leitura do CCD, interlaced, no tempo de 1/60 seg. são formadas as linhas pares, através do processo Row-Pair Summation. Após este tempo, a leitura e o processo de formação de linhas se reinicia a partir do topo do CCD, agora para as linhas ímpares, também durante 1/60 seg..

Existe no entanto um outro processo de leitura (scan) do CCD: progressive scan (proscan, escaneamento progressivo da imagem). Neste processo, as linhas pares são formadas juntamente com as ímpares, de modo alternado (linha (1) + (2) forma linha [1], a seguir linha (2) + (3) forma linha [2], etc...) o que significa que o CCD é lido uniformemente de alto a baixo e não 'saltando-se' linhas. Como a quantidade de leituras torna-se o dobro, também o mesmo acontece com o tempo gasto para formar todas as linhas do quadro: 1/30 seg. e não mais 1/60 seg.

O quadro com todas as linhas (montado em 1/30 seg..) é armazenado em um buffer de memória. A seguir este buffer é descarregado, da seguinte forma: em 1/60 seg. são descarregadas uma a uma as linhas pares e nos próximos 1/60 seg. as ímpares. Com isto, o sinal armazenado na fita na câmera continua sendo interlaced (alternância de campos pares e ímpares), porque este é o padrão NTSC, assim a câmera deve gerar um sinal que seja compliance com o mesmo. Então, qual a vantagem do modo progressive scan? A vantagem está na diferença de tempo na captura das linhas da imagem: no modo interlace, entre uma linha a a seguinte existe uma diferença de 1/60 seg. no momento em que ocorre a captura. No modo progressive, este tempo é praticamente desprezível (tempo que apenas uma linha leva para ser lida).

Isto é percebido em imagens que contenham movimento: é aqui que está o ganho do proscan. Quando o vídeo gravado na fita é reproduzido (lembrar que na fita o sinal é interlaced) e uma determinada imagem é "congelada" na tela do monitor (tecla pause), situação de onde também são extraídos os stills para geração de fotos digitais, são mostrados ao mesmo tempo os 2 campos, par e ímpar, constantemente repetidos enquanto durar o "congelamento". Para imagens estáticas não há diferença se o modo utilizado na gravação foi interlaced ou progressive scan. No entanto, para imagens em movimento ocorrerá aumento visível de qualidade na imagem obtida se o modo utilizado na gravação foi progressive scan.

A diferença de tempo no registro dos campos é significativa. Por este motivo, a função progressive scan é bastante útil em câmeras de vídeo que possuem opção de gerar imagens estáticas (fotos, geralmente no formato JPEG) a partir do conteúdo gravado na fita.

O uso da função progressive scan acarreta como consequência um ligeiro aspecto strobe, percebido em pessoas/objetos em movimento na imagem. Isto porque cada trecho da imagem é novamente registrado somente após 1/30 seg. (no modo interlace, pedaços alternados - linhas pares/ímpares - da imagem são registrados a cada 1/60 seg. , o que confere um melhor aspecto de continuidade ao movimento). Esse aspecto strobe também é verificado no cinema, onde a velocidade utilizada, 1/24 seg. é próxima de 1/30 seg.

O uso de câmeras de vídeo no formato PAL com captação em progressive scan faz com que o estilo das imagens gravadas no vídeo aproxime-se ainda mais do estilo obtido em cinema, isto porque neste formato os tempos são 1/50 seg. e 1/25 seg. (ao invés de 1/60 seg. e 1/30 seg.). Existem no entanto câmeras que fazem a captação, em vídeo, a 24 quadros por segundo, no modo progressivo (1/24 seg. para cada quadro completo). São as câmeras digitais voltadas para cinema.

Estas câmeras geram diferentes tipos de sinais. No segmento semi-profissional, câmeras topo de linha com esta função efetuam a transferência do sinal captado nos CCDs para uma fita Mini-DV (o que acarreta compressão do sinal na fase de digitalização), no formato NTSC interlaced, utilizando o mesmo processo usado em telecine (transfer to tape). Na fase de edição, os quadros completos gravados em progressive podem opcionalmente ser recuperados e transferidos para película cinematográfica (blow-up). Existem câmeras que fazem um duplo papel: possuem essa função (que pode ser acionada opcionalmente) ou então gravam um sinal normal no formato DV.

Retirado de : (http://www.fazendovideo.com.br/vtart_004.asp)