karakteristik video digital

Konsep Dasar Video

Video digital adalah sejenis sistem rakaman video yang berfungsi menggunakan sistem digital berbanding analog dari segi perwakilan video. Biasanya video digital direkodkan pada pita, kemudian diedarkan melalui cakera optik, seperti VCD dan DVD. Salah satu alat yang boleh digunakan untuk menghasilkan video digital adalah camcorder, yang digunakan untuk merakam imej video dan audio, supaya camcorder terdiri daripada kamera dan perakam.

Sebuah video terdiri dari beberapa element yang dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Frame Rate

Ketika serangkaian gambar mati yang bersambung dimainkan dengan cepat dan dilihat oleh mata manusia, maka gambar-gambar tersebut akan terlihat seperti sebuah pergerakan yang halus. Jumlah gambar yang terlihat setiap detik disebut dengan frame rate. Diperlukan frame rate minimal sebesar 10 fps (frame per second) untuk menghasilkan pergerakan gambar yang halus. Film-film yang dilihat di gedung bioskop adalah film yang diproyeksikan dengan frame rate sebesar 24 fps, sedangkan video yang dilihat pada televisi memiliki frame rate sebesar 30 fps (tepatnya 29.97 fps). Frame rate digunakan sebagai format standar NTSC, PAL dan SECAM yang berlaku pada negara-negara didunia.

2. Aspect Ratio

Pixel aspect ratio menjelaskan tentang ratio atau perbandingan antara lebar dengan tinggi dari sebuah Pixel dalam sebuah gambar. Frame aspect ratio menggambarkan perbandingan lebar dengan tinggi pada dimensi frame dari sebuah gambar. Sebagai contoh, D1 NTSC memiliki pixel aspect ratio 0.9 (0.9 lebar dari 1 unit tinggi) dan memiliki pula pixel aspect ratio 4:3 (4 unit lebar dari 3 unit tinggi). Beberapa format video menggunakan frame aspect ratio yang sama tetapi memakai pixel aspect ratio yang berbeda. Sebagai contoh, beberapa format NTSC digital menghasilkan sebuah 4:3 frame aspect ratio dengan square pixel (1.0 pixel aspect ratio) dan dengan resolusi 640 x 480. sedangkan D1 NTSC menghasilkan frame aspect ratio yang sama yaitu 4:3 tetapi menggunakan rectangular pixel (0.9 pixel aspect ratio) dengan resolusi 720 x 486. Pixel yang dihasilkan oleh format D1 akan selalu bersifat rectangular atau bidang persegi, akan berorientasi vertikal dalam format NTSC dan akan berorientasi horisontal dalam format PAL. Jika menampilkan rectangular pixel dalam sebuah monitor square pixel tanpa alterasi maka gambar yang bergerak akan berubah bentuk atau mengalami distorsi. Contohnya lingkaran akan berubah menjadi oval. Tetapi bagaimanapun juga apabila ditampilkan pada monitor broadcast, gambar gerak akan ditampilkan secara benar.

3. Resolusi Spasial dan Frame Size

Lebar dan tinggi frame video disebut dengan frame size, yang menggunakan satuan piksel, misalnya video dengan ukuran frame 640×480 piksel. Dalam dunia video digital, frame size disebut juga dengan resolusi. Semakin tinggi resolusi gambar maka semakin besar pula informasi yang dimuat, berarti akan semakin besar pula kebutuhan memory untuk membaca informasi tersebut. Misalnya untuk format PAL D1/DV berukuran 720×576 piksel, format NTSC DV 720×480 piksel dan format PAL VCD/VHS (MPEG-1) berukuran 352×288 piksel sedangkan format NTSC VCD berukuran 320×240 piksel.

4. Level Bit

Dalam dunia komputer, satuan bit merupakan unit terkecil dalam penyimpanan informasi. Level bit atau Bit depth menyatakan jumlah atau banyaknya bit yang disimpan untuk mendeskripsikan warna suatu piksel. Sebuah gambar yang memiliki 8 bit per piksel dapat menampilkan 256 warna, sedangkan gambar dengan 24 bit dapat menampilkan warna sebanyak 16 juta warna. Komputer (PC) menggunakan 24 bit RGB sedang sinyal video menggunakan standar 16 bit YUV sehingga memiliki jangkauan warna yang terbatas. Untuk itu perlu berhati-hati apabila membuat video untuk ditayangkan di TV, karena tampilan warna di layar monitor PC berbeda dengan tampilan di layar TV. Penentuan bit depth ini tergantung pada sudut pemisah antara gambar yang diterima oleh kedua mata. Sebagai contoh, pada layar datar, persepsi kedalaman suatu benda berdasarkan subyek benda yang tampak.

5. Laju Bit

Laju bit disebut juga dengan nama laju data. Laju bit menentukan jumlah data yang ditampilkan saat video dimainkan. Laju data ini dinyatakan dalam satuan bps (bit per second). Laju data berkaitan erat dengan pemakaian dan pemilihan codec (metode kompresi video). Beberapa codec menghendaki laju data tertentu, misalnya MPEG-2 yang digunakan dalam format DVD dapat menggunakan laju bit maksimum 9800 kbps atau 9,8 Mbps, sedangkan format VCD hanya mampu menggunakan laju bit 1,15 Mbps.

Sama halnya dengan file suara dan gambar, teknik kompresi dari video menghasilkan banyak format file video bermunculan. Berikut adalah formati file video yang lazim digunakan:

ASF (Advanced System Format)

Dibuat oleh Microsoft sebagai standar audio/video streaming format

Bagian dari Windows Media framework

Format ini tidak menspesifikasikan bagaimana video atau audio harus di encode, tetapi sebagai gantinya menspesifikasikan struktur video/audio stream. Berarti ASF dapat diencode dengan codec apapun.

Dapat memainkan audio/video dari streaming media server, HTTP server, maupun lokal.

Beberapa contoh format ASF lain adalah WMA dan WMV dari Microsoft.

Dapat berisi metadata seperti layaknya ID3 pada MP3

ASF memiliki MIME “type application/vnd.ms-asf” atau “video/x-ms-asf”.

Software : Windows Media Player

MOV (Quick Time)

Dibuat oleh Apple

Bersifat lintas platform.

Banyak digunakan untuk transmisi data di Internet.

Software: QuickTime

Memiliki beberapa track yang terdiri dari auido, video, images, dan text.

MPEG (Motion Picture Expert Group)

Merupakan file terkompresi lossy.

MPEG-1 untuk format VCD dengan audio berformat MP3.

MPEG-1 terdiri dari beberapa bagian:

Synchronization and multiplexing of video and audio.

Compression codec for non-interlaced video signals.

Compression codec for perceptual coding of audio signals.

MP1 or MPEG-1 Part 3 Layer 1 (MPEG-1 Audio Layer 1)

MP2 or MPEG-1 Part 3 Layer 2 (MPEG-1 Audio Layer 2)

MP3 or MPEG-1 Part 3 Layer 3 (MPEG-1 Audio Layer 3)

Procedures for testing conformance.

Reference software

MPEG-1 beresoluasi 352×240.

MPEG-1 hanya mensupport progressive scan video.

MPEG-2 digunakan untuk broadcast, siaran untuk direct-satelit dan cable tv.

MPEG-2 support interlaced format.

MPEG-2 digunakan dalam/pada HDTV dan DVD video disc.

MPEG-4 digunakan untuk streaming, CD distribution, videophone dan broadcast.

MPEG-4 mendukung digital rights management.

DivX

Salah satu video codec yang diciptakan oleh DivX Inc.

Terkenal dengan ukuran filenya yang kecil karena menggunakan

MPEG4 Part 2 compression.

Versi pertamanya yaitu versi 3.11 diberi nama “DivX ;-)”

DivX bersifat closed source sedangkan untuk versi open sourcenya adalah XviD yang mampu berjalan juga di Linux.

Windows Media Video (WMV)

Codec milik Microsoft yang berbasis pada MPEG4 part 2

Software: Windows Media Player, Mplayer, FFmpeg.

WMV merupakan gabungan dari AVI dan WMA yang terkompres, dapat berekstensi wmv, avi, atau asf.

Video adalah teknologi pemrosesan sinyal elektronik yang mewakilkan gambar bergerak. Video terdiri dari banyak gambar diam yang tersusun hingga jika gambar tersebut berganti-ganti dengan kecepatan tinggi dan dilihat oleh mata manusia akan tampak bergerak. Aplikasi penggunaan umum dari teknologi video adalah televisi (video lebih intensif digunakan di dunia penyiaran/broadcasting). Tetapi seiring dengan perkembangan teknologi, video dapat juga digunakan dalam aplikasi teknik, saintifik, film televisi, film layar lebar dan keamanan seperti kamera pengawas keamanan, atau pengawasan pengamatan sains dan sebagainya. Kata video berasal dari kata Latin, “Saya lihat”. Istilah video juga digunakan sebagai singkatan dari videotape (kaset/pita video), dan juga perekam video dan pemutar video. Video adalah rangkaian gambar yang berupa sinyal gambar elektromagnetik.

Pembuatan video diilhami dari konsep Motion Pictures Film (atau film gambar bergerak) yang sudah ada terlebih dulu (tahun 1889). Film macam ini dinamakan sebagai film seluloid. Gambar tertempel di dalam pitanya. Sementara video juga memiliki konsep yang sama dimana gambar dilekatkan ke dalam pita penyimpanan video. Hanya saja, gambar yang disimpan oleh kamera video berbeda dengan gambar yang disimpan oleh pita film seluloid. Di dalam pita video, gambar ditrasfer ke dalam bentuk gelombang-gelombang transfersal yang sering disebut dengan “sinyal video”. Perlu diingat juga, video ini tumbuh didasari dengan kebutuhan untuk siaran televisi (Television Broadcasting) yang telah ditemukan pada tahun 1936.

Sinyal video direkam dan disimpan ke dalam bentuk yang tampak secara fisik. Dilihat dari cara penyimpanannya dapat dibagi menjadi 2 bentuk:

Pita Elektromagnetic.

Sistem penyimpanan video ini disimpan diatas pita magnetik atau biasa kita sebut kaset video (Videotape). Ketika kaset diputar, maka pita magnetik akan bergerak. Gelombang-gelombang video tersebut dibaca dan diterjemahkan ke dalam bentuk gambar analog (atau yang kita lihat secara visual) oleh alat yang bernama Video Head. Alat ini berada di dalam pemutar video atau Video Player. Format dari pita video ini banyak sekali seiring dengan perkembangan jaman yang akan nanti kita bahas satu-per satu di bab selanjutnya.

Media Penyimpanan Digital (Digital Storage)

Sistem penyimpanan video berupa media digital seperti Compact Disc (CD), Digital Versetail Disc (DVD), Blue-Ray Disc, Multimedia Card (MMC), Compact Flash (CF) Card, Hard Disk, dan sebagainya. Video yang disimpan di dalam media penyimpanan digital disimpan dalam bentuk data-data biner. Apa itu biner? Sistem pendataan yang hanya merujuk angka 0 (=tidak) dan angka 1 (=ya). Sistem biner ini akan mereproduksi warna sesuai dengan kebutuhan. Untuk dapat membaca video yang berada dalam media penyimpanan digital, kita membutuhkan alat yang sering kita sebut processor (prosesor) yang menterjemahkan data biner ke dalam bentuk gambar analog (atau yang kita lihat secara visual).

Kemudian perlu diingat bahwa jika setiap orang punya 1 player video, bayangkan jika seluruh manusia di bumi punya player video dengan cara kerja yang berbeda. Produsen-produsen videopun banyak sekali. Pasti akan kerepotan memutar video yang satu dengan video yang lain. Melihat itu, mulailah muncul kesepakatan-kesepakatan untuk menyamakan konsep standar video. Serikat Industri Film & Broadcasting (SMPTE, Society of Motion Picture and Television Engineers) di dunia pada tahun 1939 mulai membuat standar penyiaran, yang juga digunakan sebagai standar sistem video:

NTSC (National Television System(s) Comitee)

Adalah kesepakatan sistem video serta sistem penyiaran milik Amerika Serikat. Kemudian sistim ini digunakan oleh beberapa negara bekas jajahan sekutu (Amerika Serikat), seperti Jepang dan Korea Selatan.

PAL (Phase Alternation by Line)

Merupakan penemuan orang Jerman bernama Walter Bruch yang bekerja di Telefunken GmBH. Pertama kali dikenalkan pada tahun 1967. Banyak digunakan oleh negara-negara Eropa, Asia dan Timur Tengah. Pada tahun 1962 TVRI muncul, standar inilah yang digunakan oleh Indonesia.

SECAM (Séquentiel Couleur Avec Mémoire)

Sistem ini tidak begitu populer. Digunakan di Brazil dan Perancis. Secara konsep mirip dengan sistem PAL. Karena memang SECAM adalah bawaan Hendry de France dari perusahaan RCA Technologies GmBH, Perancis yang membeli Telefunken.

Pada perkembangannya kemudian standar-standar diatas berkembang dengan sendirinya sesuai dengan perkembangan jaman pada wilayah (negara) masing-masing. PAL misalnya, berkembang menjadi 2 jenis : M/PAL, N/PAL dan PAL-PLUS. Untuk NTSC berkembang menjadi NTSC 3.58 dan NTSC 4.43. Sedangkan SECAM mengeluarkan format baru (untuk Uni Sovyet) yaitu MESECAM. Setiap jenis standar memiliki karakteristik yang berbeda sendiri-sendiri. Mulai dari banyaknya gambar di setiap detiknya, ukuran bingkai gambarnya, hingga penerapan jumlah warna berbeda antar standar.

Dalam praktiknya, unjuran cahaya pada set televisyen CRT (Catode Ray Tube) berfungsi dalam garis mendatar, cahaya tidak 'disembur' seperti projektor di skrin pawagam (sistem penyemburan seperti ini dikenali sebagai Progresif). Sekiranya ia diperlahankan oleh 1 / 10,000 saat, ia akan menunjukkan bahawa televisyen hanya memberi mata yang muncul secara bergantian dari sudut kiri atas televisyen untuk mengisi keseluruhan skrin. Bilangan garis mendatar yang mesti dilalui oleh titik sinar katod pada sistem televisyen PAL berjumlah 625 baris untuk 1/50 saat dan sistem NTSC berjumlah 525 garisan selama 1/60 saat. Berikut adalah senarai garis mendatar yang diperlukan oleh televisyen, mengikut piawaian televisyen yang dibuat.