Kod czasowy SMPTE

Kod czasowy SMPTE na klapie

Kod czasowy SMPTE ( / kodem s ɪ m p t iː / lub / filmu s ɪ m t iː / ) to zestaw współpracujących standardów do oznaczania poszczególnych klatek wideo lub czasowym . System został zdefiniowany przez Stowarzyszenie Inżynierów Filmowych i Telewizyjnych w specyfikacji SMPTE 12M. SMPTE zrewidowało standard w 2008 roku, przekształcając go w dwuczęściowy dokument: SMPTE 12M-1 i SMPTE 12M-2, w tym nowe wyjaśnienia i objaśnienia.

Kody czasowe są dodawane do materiałów filmowych , wideo lub audio, a także zostały przystosowane do synchronizacji muzyki i produkcji teatralnej . Zapewniają odniesienie czasowe do edycji, synchronizacji i identyfikacji. Kod czasowy jest formą metadanych medialnych . Wynalezienie kodu czasowego umożliwiło nowoczesną edycję taśm wideo i ostatecznie doprowadziło do powstania nieliniowych systemów edycji .

Podstawowe koncepcje

Sygnał kodu czasowego SMPTE (A 1 jest wyrażone przez przejście w punkcie środkowym okresu. 0 jest wyrażone przez brak takiego przejścia.) w porównaniu z pozornie podobnym kodem Manchester (A 0 jest wyrażone przez wysoki do- niskie przejście, 1 przez przejście od niskiego do wysokiego w połowie okresu).

Kod czasowy SMPTE jest prezentowany w formacie godzina:minuta:sekunda:ramka i jest zwykle reprezentowany w postaci 32-bitowej przy użyciu dziesiętnego kodu binarnego . Istnieją również ramek opuszczanych i kolorowych oraz trzy dodatkowe bity flag grup binarnych używane do definiowania użycia bitów użytkownika. Formaty innych odmian kodu czasowego SMPTE wywodzą się z formatu liniowego kodu czasowego . Bardziej złożone kody czasowe, takie jak kod czasowy z interwałem pionowym, mogą również zawierać dodatkowe informacje w różnych kodowaniach.

Subsekundowe wartości czasu kodu czasowego są wyrażone w postaci ramek. Typowe obsługiwane liczby klatek na sekundę obejmują:

Ogólnie, informacja o częstotliwości ramek kodu czasowego SMPTE jest niejawna, znana z szybkości nadejścia kodu czasowego z medium. Może być również określony w innych metadanych zakodowanych w nośniku. Interpretacja kilku bitów, w tym ramek kolorów i bitów pominiętych ramek , zależy od bazowej szybkości transmisji danych. W szczególności bit odrzucania ramki jest ważny tylko dla 29,97 i 30 ramek/s.

Nieciągły kod czasowy i przetwarzanie koła zamachowego

Kody czasowe są generowane jako ciągły strumień kolejnych wartości danych. W niektórych aplikacjach czas zegara ściennego , w innych zakodowany czas jest czasem hipotetycznym z bardziej arbitralnym odniesieniem. Po wykonaniu serii nagrań lub po wstępnej edycji, nagrane kody czasowe mogą składać się z nieciągłych segmentów.

Ogólnie rzecz biorąc, nie jest możliwe poznanie liniowego kodu czasowego ( LTC ) bieżącej klatki, dopóki klatka już nie minie, kiedy to jest już za późno na edycję. Praktyczne systemy obserwują rosnącą sekwencję kodu czasowego i na tej podstawie wnioskują o czasie bieżącej klatki.

Ponieważ kody czasowe w systemach analogowych są podatne na błędy bitowe i zaniki, większość urządzeń przetwarzających kody czasowe sprawdza wewnętrzną spójność sekwencji wartości kodu czasowego i stosuje proste schematy korekcji błędów w celu skorygowania krótkich serii błędów. Zatem granica między nieciągłymi zakresami kodu czasowego nie może być dokładnie określona, ​​dopóki nie minie kilka kolejnych ramek.

Kod czasowy porzucanej klatki

Kod czasowy drop-frame wywodzi się z kompromisu wprowadzonego, gdy wynaleziono kolorowe wideo NTSC. Projektanci NTSC chcieli zachować kompatybilność z istniejącymi telewizorami monochromatycznymi. Aby zminimalizować widoczność podnośnej w odbiorniku monochromatycznym, konieczne było uczynienie kolorowej podnośnej nieparzystą wielokrotnością połowy częstotliwości skanowania linii; pierwotnie wybrana wielokrotność wynosiła 495. Przy szybkości klatek 30 Hz częstotliwość skanowania linii wynosi (30 × 525) = 15750 Hz. 495/2 więc częstotliwość podnośnej wynosiłaby × 15750 = 3,898125 MHz. Była to pierwotnie wybrana częstotliwość podnośnej, ale testy wykazały, że w niektórych odbiornikach monochromatycznych można było zobaczyć wzór interferencji spowodowany dudnieniem między podnośną koloru a międzynośną dźwięku 4,5 MHz. Widoczność tego wzorca można znacznie zmniejszyć, obniżając wielokrotność częstotliwości podnośnej do 455 (zwiększając w ten sposób częstotliwość dudnień z około 600 kHz do około 920 kHz) i czyniąc częstotliwość dudnień również równą nieparzystej wielokrotności połowy częstotliwości skanowania linii . Ta ostatnia zmiana mogła zostać osiągnięta poprzez podniesienie międzynośnej dźwięku o 0,1% do 4,5045 MHz, ale projektanci obawiając się, że może to powodować problemy z niektórymi istniejącymi odbiornikami, postanowili zamiast tego zmniejszyć częstotliwość podnośnej koloru, a tym samym zarówno częstotliwość skanowania linii i liczbę klatek na sekundę, zamiast tego o 0,1%. W ten sposób podnośna koloru NTSC zakończyła się jako 3,579 54 MHz ( 315 / 88 MHz), częstotliwość skanowania linii 15,734265 kHz ( 9 / 572 MHz), a częstotliwość klatek 29,970029 Hz ( 30 / 1,001 Hz).

Zmieniona liczba klatek na sekundę oznaczała, że ​​„godzina kodu czasowego” przy nominalnej szybkości klatek 29,97 klatek na sekundę była dłuższa niż godzina zegara ściennego o 3,6 sekundy (dla kodu czasowego 29,97 non-drop 01:00:00:00 kod czasowy porzuconej klatki to 01:00:03;18, a dla nie pominiętej klatki 00:59:56:12 porzucona klatka to 01:00:00;00), co prowadzi do błędu prawie półtorej minuty w ciągu dzień.

Aby temu zaradzić, wynaleziono kod czasowy SMPTE z opuszczaną ramką. Pomimo tego, co sugeruje nazwa, żadne klatki wideo nie są odrzucane ani pomijane podczas korzystania z kodu czasowego pominiętych klatek. Zamiast tego niektóre kody czasowe są odrzucane. Aby godzina kodu czasowego była zgodna z godziną na zegarze, kod czasowy z opuszczaną ramką pomija numery klatek 0 i 1 pierwszej sekundy każdej minuty, z wyjątkiem sytuacji, gdy liczba minut jest podzielna przez dziesięć. Powoduje to, że kod czasowy pomija 18 klatek co dziesięć minut (18 000 klatek przy 30 klatkach/s) i prawie idealnie kompensuje różnicę w szybkości (ale nadal gromadzi 1 klatkę co 9 godzin i 15 minut).

Na przykład sekwencja, w której liczba klatek jest odrzucana:

01:08:59:28
01:08:59:29
01:09:00:02
01:09:00:03

Za każdą dziesiątą minutę

01:09:59:28
01:09:59:29
01:10:00:00
01:10:00:01

Podczas gdy kod czasowy bez upuszczania jest wyświetlany z dwukropkami oddzielającymi pary cyfr — „HH: MM: SS: FF” — upuszczana ramka jest zwykle reprezentowana przez średnik (;) lub kropkę (.) jako separator między wszystkimi parami cyfr — „HH;MM;SS;FF”, „HH.MM.SS.FF” — lub tylko między sekundami a klatkami — „GG:MM:SS;FF” lub „GG:MM:SS.FF”. Kod czasowy z pominięciem klatki jest zwykle określany skrótem DF, a kod bez upuszczania jako NDF.

Kolorowe kadrowanie i kod czasowy

kadrowania koloru jest często używany do wskazania pola 1 kolorowej ramki, dzięki czemu sprzęt do edycji może upewnić się, że edytował tylko odpowiednie granice sekwencji ramek kolorów, aby zapobiec uszkodzeniu obrazu.

Operacje studyjne i zegary wzorcowe

W operacjach studia telewizyjnego podłużny kod czasowy jest generowany przez główny generator synchronizacji studia i rozprowadzany z centralnego punktu. Centralne generatory synchronizacji zwykle czerpią czas z zegara atomowego , korzystając z czasu sieciowego lub GPS . Studia zwykle obsługują wiele zegarów i automatycznie przełączają się, jeśli jeden zawiedzie.

Produkcja muzyczna

Podłużny kod czasowy SMPTE jest szeroko stosowany do synchronizacji muzyki. Częstotliwość klatek 30 klatek na sekundę jest często używana w przypadku dźwięku w Ameryce, Japonii i innych krajach, które opierają się na częstotliwości sieciowej 60 Hz i używają standardu telewizyjnego NTSC . Standardowa szybkość klatek Europejskiej Unii Nadawców wynosząca 25 klatek na sekundę jest stosowana w całej Europie, Australii i wszędzie tam, gdzie częstotliwość sieci wynosi 50 Hz i stosowane są standardy telewizji PAL lub SECAM .

Warianty

Kod czasowy może być dołączony do nośnika zapisu na wiele różnych sposobów.

  1. Liniowy kod czasowy , znany również jako „podłużny kod czasowy” i „LTC”: odpowiedni do nagrywania na kanale audio lub przenoszony przewodami audio w celu dystrybucji w studiu w celu synchronizacji rejestratorów i kamer. Aby odczytać LTC, nagranie musi się poruszać, co oznacza, że ​​LTC jest bezużyteczne, gdy nagranie jest nieruchome lub prawie nieruchome. Ta wada doprowadziła do rozwoju VITC.
  2. Kod czasowy interwału pionowego (VITC, wymawiane „vit-see”): rejestrowany w interwale wygaszania pionowego sygnału wideo na każdej klatce wideo. Zaletą VITC jest to, że ponieważ jest częścią odtwarzanego wideo, można go odczytać, gdy taśma jest nieruchoma.
  3. Wbudowany kod czasowy AES-EBU , kod czasowy SMPTE osadzony w cyfrowym połączeniu audio AES3.
  4. podłużny kod czasowy ścieżki kontrolnej (kod czasowy CTL): kod czasowy SMPTE osadzony w ścieżce kontrolnej taśmy wideo.
  5. Widoczny kod czasowy, znany również jako wypalony kod czasowy i BITC (wymawiane jako „bit-see”) — liczby są wypalane w obrazie wideo, dzięki czemu ludzie mogą łatwo odczytać kod czasowy. Taśmy wideo, które są zduplikowane z tymi numerami kodu czasowego „wypalonymi” w wideo, są znane jako dubbingi okien .
  6. Wytwórnie filmowe, takie jak Keykode .

Historia

Kod czasowy został opracowany w 1967 roku przez EECO, firmę elektroniczną, która opracowała magnetowidy, a później systemy do produkcji wideo. EECO przekazało swoją własność intelektualną, aby zezwolić na użytek publiczny. [ potrzebne źródło ]

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=SMPTE_timecode&oldid=1143753019 ”