ITU-R BT.601 und das PAR: Ist mein Wissen korrekt?

[Brother John]

Hi, Leute.

Im Zug vom letzten Encodingwissen-Update und (mal wieder) der Lektüre von A Quick Guide to Digital Video Resolution and Aspect Ratio Conversions gehen mir die Seitenverhältnisse nicht aus dem Kopf.

Ich bin mir nicht ganz sicher, obs das richtige Forum ist. Aber da eine DVD ja beim Playback korrekt entzerrt werden muss...

Ich habe inzwischen das Gefühl, einigermaßen durchzusteigen. Nur ein paar Fragen bleiben trotzdem noch. Ok. Erstmal die "Facts" nach meinem Wissensstand - mit den Werten nach ITU-R BT.601.


PAL

Damit das DAR passt, braucht PAL folgende Auflösungen:
4:3 -> 768x576
16:9 -> 1024x576

Der aktive Bereich einer DVD umfasst 702x576 Pixel. In diese 702 Pixel muss ich die ursprünglichen 768 bzw. 1024 Pixel reinquetschen. Und mit dieser Info kann ich den PAR berechnen.

4:3

      768   128
PAR = --- = --- = 1,094
      702   117

16:9

      1024   512
PAR = ---- = --- = 1,459
      702    351

Rechnerisch ergibt sich dann für die volle entzerrte DVD-Auflösung:
4:3 -> 787,69x576
16:9 -> 1050,26x576


NTSC

NTSC hat folgende Auflösungen:
4:3 -> 648x486
16:9 -> 864x486

Der aktive Bereich ist hier 710,85 Pixel breit. In der Praxis funktionieren natürlich nur 711 Pixel. Trotzdem: der rechnerisch exakte PAR:

4:3

      648      4320
PAR = ------ = ---- = 0,912
      710,85   4739

16:9

      864      5760
PAR = ------ = ---- = 1,215
      710,85   4739

Was für die entzerrte DVD folgendes bedeutet:
4:3 -> 656,34x480
16:9 -> 875,12x480


Soweit, so gut. Jetzt könnte man noch
- NTSC mit 711 anstatt 710,85 Pixeln durchrechnen.
- ITU ignorieren und damit die kompletten 720 Pixel als aktiv ansehen -> gleiche Rechnung mit überall 720 anstatt 702/710,85.

Insgesamt komme ich damit auf folgende PAR-Tabellen:

Rechnerischer PAR nach ITU-R BT.601

     | PAL       | NTSC      | NTSC (711)
-----+-----------+-----------+-----------
 4:3 | 128/117   | 4320/4739 | 72/79
-----+-----------+-----------+-----------
16:9 | 512/351   | 5760/4739 | 96/79


Üblicher "Praxis"-PAR nach ITU-R BT.601

     | PAL       | NTSC
-----+-----------+-----------
 4:3 | 12/11     | 10/11
-----+-----------+-----------
16:9 | 16/11     | 40/33


"Falscher" PAR ohne ITU-R BT.601

     | PAL       | NTSC
-----+-----------+-----------
 4:3 | 16/15     | 9/10
-----+-----------+-----------
16:9 | 64/45     | 6/5

So, und um das Ganze ein bisschen zu diskutieren:

• Habe ich grobe Denkfehler drin? Oder auch weniger grobe?
• Wann ist der "falsche PAR" möglicherweise doch richtig? Verkehrt gemasterte DVDs fallen mir ein. Noch mehr?
• An welche der ITU-Tabellen sollte man sich halten? Die "Praxis" kommt mir wie eine Faustformeltabelle vor, um sich die Werte besser merken zu können.
• Wo kommt die "Praxis"-Tabelle überhaupt her? In diesem Thread (und diesem) klingts nach MPEG-4-Specs. Kann das jemand bestätigen?
• Welche rechnerischen NTSC-Werte sind tatsächlich die richtigen? Immerhin sind 710,85 Pixel in der Realität schlicht und einfach nicht möglich. Der "Quick Guide" rechnet trotzdem damit - hat sogar von anfänglich 711 seine Konvertierungstabelle auf 710,85 geändert.
• Mein Gefühl sagt mir: Ob Computermonitor- oder TV-Wiedergabe ist egal. Für beide gilt ITU, nur dass der TV dank Overscan ein paar Pixel abschneidet. Könnte aus dieser Tatsache die "Falsche" Tabelle entstanden sein, die dann tatsächlich unsinnig wäre?
• Wie kommt man bei NTSC von 486 auf 480 vertikale Pixel? Ich habs so verstanden, dass die 6 Pixel zuviel einfach abgeschnitten werden (was den DAR natürlich leicht verändert). Richtig?

*seufz*
An dem Tag, an dem ich die PAR-DAR-ITU-Anamorphik wirklich 100% verstehe, geb ich ein Fass Bier aus!

Edit: P.S.: Ich habe das Ganze auch im Englischen Forum gepostet.

[katjarella]

Rechnerisch ergibt sich dann für die volle entzerrte DVD-Auflösung:
720x576 4:3 -> 787,69x576 == 1:1
720x576 16:9 -> 1050,26x576 == 1:1

Und so rechte ich auch und überall, und andersrum

[incredible]

Soweit, so gut. Jetzt könnte man noch
- NTSC mit 711 anstatt 710,85 Pixeln durchrechnen.

Was bringt dir das?

Es stimmt schon, dass die vollen NTSC pixel 648x486 sind und somit sich innerhalb der 711x486 befinden, aaaaber: a) nicht durch 16 teilbar und am Ende befinden sich die 8+6 zuvielen Pixel eh im Overscan, daher haben 640x480 ihre klare berechtigung.
Was xvid angeht. da könntest du ja eh die kompletten 720x480 nutzen, musst sie nur richtig resizen.

ITU ignorieren und damit die kompletten 720 Pixel als aktiv ansehen -> gleiche Rechnung mit überall 720 anstatt 702/710,85.

Ohhhhhhn neeee bitte nicht noch einer .... haben wir hier und im doom9 schon so oft durchgekaut:
http://forum.doom9.org/showthread.ph...032#post815032

mpeg2 ist nie lediglich allein für TV Ausgabe gedacht gewesen, daher auch die specs, die generic PARs vorsehen.
Nur die ganze anti-Itu Welt vergisst, dass unsere mpeg2 Sourcen auf DVD für TV produziert worden sind (so sollte es sein), denn alle vernünftigen DVD SAPs geben ITU PAR basiert aus. Habe 6 getestet und beim abspielen sprengen die 720 bei allen Geräten die 4:3 signifikant, weil die SAPs eben ITU techn. funktionieren und professionelle Studios demnach auch die DVDs produzieren. Anamorphe 720x576 entsprechen bei jenen richtigen DVDs auch nie 1024x576.
Es gibt immer ein paar Heinis welche kommerzielle DVDs mit generic PAR produzieren oder gar die volle Luma Bandbreite nutzen - alles schon gesehen.

[milas]

Hallo,

bisher dachte ich auch 720x576 (DVD anamorph) mit 1024x576 (auf einem Computerbildschirm mit quadratischen Pixeln) darzustellen sei korrekt. Dank dieses Artikels und der weiterführenden Links wurde ich nun eines besseren belehrt.
ABER: Warum in Gottes Namen macht es dann z.B. der Media Player Classic oder ffdshow standardmäßig trotzdem so, wenn ich z.B. von einer industriellen DVD abspiele? Kann es sein, dass die Kunde von korrekter ITU-Darstellung noch nicht bis zu Gabest und den anderen Entwicklern vorgedrungen ist? Und das trotz des Know-How's, dass diese Leute besitzen müssen? Oder kennt jemand einen bestimmten Grund dafür?

[Brother John]

Was bringt dir das?

Ich will halt die akademische Erkenntnis, was theoretisch exakt korrekt wäre. Praktisch ist es eh wurscht, weil man zum Schluss aufs nächste volle Pixel runden muss. Und das gleicht den minimalen PAR-Unterschied wieder aus.

Interessanter ist die Frage, welche PAR-Tabelle fürs DVD-Mastering tatsächlich normalerweise verwendet wird? Die rechnerisch exakte oder die praktische? Kannst du dazu vielleicht was sagen?

Ohhhhhhn neeee bitte nicht noch einer

Nein, nicht noch einer, da kann ich dich beruhigen. Ich habe die ITU noch bei keinem Film ignoriert und halte das i.d.R. auch für Blödsinn. Aber es könnte doch sein, dass es irgend einen obskuren - wahrscheinlich analogen - Fall gibt, in dem die ITU nicht greift, man sie also korrekterweise auch nicht anwenden sollte. Wäre ja vorstellbar. Wenn dem nicht so ist: um so besser.

Warum in Gottes Namen macht es dann z.B. der Media Player Classic oder ffdshow standardmäßig trotzdem so

MPC dürfte selber nicht eingreifen (wenn man dort an den AR-Einstellungen nicht spielt), es hängt also am Filter. Und ein entzerrtes 4:3-Bild nach ITU hat auf einem normalen 4:3-Computer oben und unten dünne schwarze Balken, weil 4:3 eben nicht ganz 4:3 ist. Da ist dann die Frage, was störender ist: eine leichte Verzerrung, die kaum jemand bemerkt, dafür aber keine Balken. Oder eben die schmalen Balken. Zumindest die kommerziellen Softwareplayer scheinen sich durch die Bank fürs falsche Resizing zu entscheiden.

[Bumsfalara]

Wissn ihr was ich als net raff.

Ich verfolge die Diskussion schon soooooo lange. Keiner weiß anscheinend alles, irgendwas is immer falsch.

Aber was ich immer noch net weiß: Welches Seitenverhältnis teile ich jetzt dem x264-encoder mit, bei 16:9 DVD-Ausgangsmaterial, wie man es zum Bleistift bei Filmen wie Star Wars findet und ich es aufm PC abspielen will.

Das hab ich noch nie so wirklich rauslesen können.

[incredible]

Die o.g. genannten Softwareplayers, sowie auch mplayer, VLC .... also eigentlich alle (Habe WinDVD und PowerDVD noch nicht getestet) gehen vom ISO mpeg2 Standard aus:

MPEG-2: ISO 13818-2 book 6.3.3
aspect_ratio_information either specifies that the “sample aspect ratio” (SAR) of the reconstructed frame is 1,0 (square samples) or alternatively it gives the “display aspect ratio” (DAR).

If sequence_display_extension() is present then the sample aspect ratio may be calculated as
follows:
SAR = DAR * display_ horizontal_ size / display_vertical _ size

Das bezieht sich auf ISO mpeg2 streams.
Nun gilt es aber bei der DVD Produktion zu berücksichtigen, dass eben jene Bilddaten via einem Hardware DVD Player an einen analogen Fernseher weitergegeben werden. Und solch ein Fernseher hat eine klares vorgegebenes PixelSeitenVerhältnis von 768/702 = 128/117 (größter gemeinsamer Teiler). Daher sind eben "nur" die 702 innerhalb der 720 oder 704 aktiv.
Somit muss dies bei der mpeg2/DVD produktion berücksichtigt werden, da die komerziellen DVD Player alle die 704 oder 720 mit 13.5Mhz weitergeben. Und das ist ITU. Und solange die Player dies so wiedergeben und demnach (hoffentlich) auch DVDs Player-AR-kompatibel produziert werden, sollte man die ITU in seinen Skalierungen von DVD nach mpeg1/2/4 etc etc etc berücksichtigen.

Wie im Doom9 Thread bereits erwähnt. Wenn ich auf dem HTPC oder dem PC Monitor via einem der o.g. Softwareplayer meine Streams abspiele, dann sollte ich tunlichst in 704xXXX kodieren. Hier ists egal, ob nun diese geradeaus zu 4:3 hin gestreckt werden, denn 2px machen den Braten nicht fett (mal von der TV Anzeige justage abgesehen).
Ob also 704xXXX via "ITU mit SAR = 128/117" oder "SAR = DAR * display_ horizontal_ size / display_vertical _ size" bearbeitet werden, bei beidem liegst du auf der sicheren Seite.

Kann es sein, dass die Kunde von korrekter ITU-Darstellung noch nicht bis zu Gabest und den anderen Entwicklern vorgedrungen ist?

Dann geh mal ins beinahe 1000€ teure Photoshop von Adobe (sowie auch After Effects) und gebe als Template DV-PAL ein. Da wird ebenso mit 1.0667 gerechnet, also eben 768/720 - generic PAR.

MPEG-2 ISO 13818-2 nutzt also die generic PAR, daher auch der Name.
DVD->SAP->TV nutzt die TV PAR, also ITU 128/117.

Und warum sich die Botschaft so wenig durchsetzt: Man muss auch sagen, das die Seite von Jukka Aho so ziemlich die einzige ist, welche das Verhältnis von Analog zu Digital Video sehr gut herüberbringt. Das PDF vom Karl zeigt dir die Rechnung sogar von Grund auf, also wie man die Mhz und µs hin zu digitalen Pixeln berechnet.

[incredible]

Welches Seitenverhältnis teile ich jetzt dem x264-encoder mit, bei 16:9 DVD-Ausgangsmaterial, wie man es zum Bleistift bei Filmen wie Star Wars findet und ich es aufm PC abspielen will.

StarWars (BoxSet - die anderen mag isch net ) ist bei mir mit exact eingehaltener TV-PAR vorhanden
Wenn du maximale Qualität willst, dann: nix resizen, sondern lediglich die Balken croppen und mit PAR

128___4___512
--- * - = ---
117___3___351

kodieren.

Der Decoder macht sodann aus 720x432 (cropped):
720*(512/351) x 432

= 1052 x 432 px

gehe hin und teste mal.
Und vor allem .... da da ja soooooo viel Planeten (Kugeln!!!) im Film zu sehen sind, machst du mal einen Screenshot von solch einem Frame, lädst ihn in Photoshop o.ä. ein und ziehst einen Kreis über jenen Planeten. Und es passt. --- selber schon ausprobiert, daher oben meine Aussage über TV-PAR bei dem Boxset.
Lediglich Kreise wie z.B. Verkehrschilder im Film gelten nicht, denn die werden je nach Kamerastellung perspekt. verzerrt. Lediglich runde 3D objekte wie kreisrunde Kugeln lassen sich zum testen nutzen, denn die kannst du aus jedem Betrachtungswinkel filmen ... sie bleiben rund.

[Bumsfalara]

StarWars (BoxSet - die anderen mag isch net ) ist bei mir mit exact eingehaltener TV-PAR vorhanden
Wenn du maximale Qualität willst, dann: nix resizen, sondern lediglich die Balken croppen und mit PAR

Natürlich, Resizen ist mit x264 Geschichte geworden, der Codec ist Leistungsfähig genug als das man dieses Relikt der alten Republik noch benutzen müsste

128___4___512
--- * - = ---
117___3___351

kodieren.

Der Decoder macht sodann aus 720x432 (cropped):
720*(512/351) x 432

= 1052 x 432 px

Hmhm.

Gutgut. Zurzeit regele ich das immer übers Matroskaflag und stell da 2.41 ein, was auch sehr sehr gut passt. Aber den Flag im x264 direkt wär halt schon geschickter.

gehe hin und teste mal.
Und vor allem .... da da ja soooooo viel Planeten (Kugeln!!!) im Film zu sehen sind, machst du mal einen Screenshot von solch einem Frame, lädst ihn in Photoshop o.ä. ein und ziehst einen Kreis über jenen Planeten. Und es passt. --- selber schon ausprobiert, daher oben meine Aussage über TV-PAR bei dem Boxset.
Lediglich Kreise wie z.B. Verkehrschilder im Film gelten nicht, denn die werden je nach Kamerastellung perspekt. verzerrt. Lediglich runde 3D objekte wie kreisrunde Kugeln lassen sich zum testen nutzen, denn die kannst du aus jedem Betrachtungswinkel filmen ... sie bleiben rund.

Gute Idee. Natürlich kann ich das net bei der Setbox machen, weil die halt geschützt sind, sowas wäre illegal und das ist böse.


Wenn ich noch ne Frage hab mach ich aber lieber nen eigenen Thread auf, weil das hier ja eigentlich nicht so reingehört und die Diskussion zerstört, trotzdem mal danke für die Hilfe.

[incredible]

Illegal? Hmmm

DVD in SAP legen, capturen -> Testen. Meine Karte sampled mit 704x576 korrekt. Somit sind die 704 aus den 720 ausgeschnitten und damit lässt sich gut arbeiten/testen. Der digitale Kopierschutz ist nicht geknackt.

Was dein Matroska Flag angeht:

(720*(128/117) ) / 0.75= 1050,256/432 = 2,431, wäre korrekt .. ist ganz einfach nachzurechnen.
Bei 2,41 kommen 1041 am Ende bei raus