yagami1030
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#1 〔知識〕關於NTSC 的知識
時常會在DVD上或其他地方看見一個"NTSC" , NTSC-J ,NTSC-US等標籤
不過你知道它代表什麼意思嗎?
NTSC制式，又簡稱為N制，是1952年12月由美國國家電視標準委員會（National Television System Committee，縮寫為NTSC）制定的彩色電視廣播標準，兩大主要分支是NTSC-J與NTSC-US（又名NTSC-U/C）。
它屬於同時制，幀頻為每秒29.97fps，掃描線為525，逐行掃描，畫面比例為4：3，分辨率為720x480。
這種制式的色度信號調製包括了平衡調製和正交調製兩種，解決了彩色黑白電視廣播兼容問題，但存在相位容易失真、色彩不太穩定的缺點。
美國、加拿大、墨西哥等大部分美洲國家以及臺灣、日本、韓國、菲律賓等均採用這種制式。香港部份電視公司也採用NTSC制式廣播。
另外，有人戲稱NTSC為 Never The Same Color (不會出現一樣的色彩)、稱 PAL 為 Perfect At Last (終於達到了完美)、稱SECAM為 System Essentially Contrary to American Method(本質上有別與美國的系統)。
早期的電視是黑白的，所以只需要一種電子束，為了顯示整個影像，電子束必須掃射整個螢幕，而掃射的頻率就是所謂的更新頻率。更新頻率是根據電子系統的週期而決定：北美以及一部份的日本是使用60 Hz，歐洲、中東以及一部份的亞洲是使用50 Hz，因此就產生兩種不同的電視系統：
NTSC：國際電視標準委員會(National Television Standard Committee)，也被戲稱為「從未有相同的顏色(Never the same color)」，因為從來沒有兩張NTSC的畫面看起來是一樣的。NTSC系統有525條水平線，大約487條可以在螢幕上看到，而更新頻率為60 Hz交錯式(interlaced)
PAL：相位准線(Phase Alternating Line)。PAL系統有625條水平線，大約540條可在螢幕上看到，而更新頻率為50 Hz交錯式。
在電視剛問世時，能以每秒60或50次寫入525或625條線的技術仍然非常昂貴而不適合大眾市場，而減少更新頻率需要更複雜的電路，也是不太可行 - 再加上人類對於流暢畫面的標準也蠻高的。於是電視工程師想到了一個點子：如果在掃射的時候每兩條線只寫入一條，而另一半的線下一次掃射再寫入，這樣的話每秒只需要25或30張圖(表示需要較少的頻寬，所以同個頻帶上可以有較多的電視頻道)，而且仍然是人眼能接受的流暢畫面。這個將畫面分成兩個部分的點子就變成了所謂的交錯(interlacing)以及將畫面分成fields的概念。一個field看起來基本上就是每兩條線包含一條黑線 (或是白線)，以下的圖可以讓你更容易理解：
第一次掃射時upper field會先被寫入在螢幕上，就像你看到的1 3 5...條線。每掃完一條線後電子束會回到下一條線的左邊繼續掃射。
左圖的畫面像是梳子「刷過」一樣，就像是透過一個梳子看畫面，而當人們說到交錯的效果或是交錯式(interlaced)的圖片，大部分就是指這個。
當電子束掃射完所有的奇數線後，它會回到畫面的左上方繼續掃射偶數線，而經由人類眼睛視覺殘留的特性和螢光粉層的餘輝作用，我們會看到兩個field的組合 - 也就是原始的畫面。
之後電視演變成彩色之後，interlacing的技術仍然相同，但是需要的陰極射線管就更複雜了，需要發射三種顏色的電子束(紅、綠、藍)來產生彩色畫面。當你將兩個顏色的點緊密的放在一起，人類眼睛不會看到個別的點，只會看到一個點，而這個點的顏色就是兩個顏色合成的新顏色，下圖是彩色CRT的示意圖：
電視使用加色系統(additive color system)來顯示所有的顏色，要知道更多關於加色混和的資訊可以參考RGB World的
Color Info文章
。
在NTSC中，顏色的呈現還需要一個步驟：更新頻率必須從60 Hz稍微減少到59.97 Hz (也就是每秒29.97張圖)以調和顏色 - 這就是為什麼NTSC會使用這個奇怪的frame速率。
在我們看好萊塢電影是如何拍攝之前，先來看看電腦螢幕。傳統的電腦CRT螢幕跟電視是大不相同的。當個人電腦問世時，一次掃射整個螢幕的技術已經可行 - 也就是所謂的漸進式掃瞄(progressive scanning)(用scanning這個字是因為電子束從左到右「scan」每一條線)。早期的電腦螢幕仍然支援交錯模式(interlaced modes)，不過高對比和高亮度令人頭痛，因此現今的螢幕多半不再支援交錯模式。現在所有的電腦螢幕呈現影像的方式就像這樣：
最近也有電視開始支援漸進式掃瞄模式，不過還是屬極少數，因為你還需要給它不同於傳統的訊號才行，也就是錄影機、DVD播放機或是攝影機等都要支援漸進式影像輸出才行。而液晶螢幕及電漿螢幕只能顯示漸進式影像 - 如果你給它交錯式的影像就需要使用一些技術讓它合理的呈現畫面，這種技術就是所謂的去交錯(deinterlacing)
在繼續之前還有一些關於電視的事要說：你可能還記得舊電視的螢幕的弧度都很大，不像現在都做到全平面，這是因為離映像管中心越遠，呈現準確的畫面就越困難 (因為磷化螢光層的中心點是電子束能直接射到的地方，因此不會產生偏誤)，所以即使是今天你也不會看到完整的映像管螢幕，邊緣的部分是隱藏起來的，這也就是為什麼電視格式包含的線比你能看到的還多，看不到的線只是被隱藏起來而已。不過這些線仍然有被使用：電視頻道會利用這些線傳送文字，也可以包含一些訊號讓你錄影機的自動增益控制器(automatic gain controller)失靈(像是Macrovision的類比防拷系統)。
在介紹去交錯(deinterlacing)之前，你應該知道一些關於電影如何拍攝的知識。
大部分在電影院放映的電影都是使用與傳統攝影相同的材質拍攝，每秒拍攝24張畫面，所以理論上你也可以用你的照相機拍電影，只不過你可能1到1.5秒就要換一次底片 (而且照相機通常不支援每秒拍24張照片;)。我們在電影院看這些電影的時候每秒就會看到24張圖 (也就是frame)，不過當我們買了這些電影的錄影帶或是DVD在家裡的電視上看時，問題就來了。PAL的螢幕需要每秒25張圖，而且每張圖還要分成兩個field。因為25沒有比24多多少，所以使用PAL的國家一般都是將原本24 fps(每秒frame數, frames per second)的電影加快成25 fps播放。這表示聲音和音樂的聲調會比較高，而且電影也會比原來短，不過沒去認真比較是很難發現的。
在NTSC的部分，NTSC需要29.97fps，而加快播放速度造成的差異又太大，因此在這裡所做的是將frame分成field之後，重複某些field來提高frame速率。基本上4個frame會變成10個field，如下圖：
由圖可知，frame速率較高並不表示會有更流暢的畫面 - 相反的NTSC會比較不流暢，因為一些field會播放兩次(frame 2的第一個field以及frame 4的第二個field)
在電視上看基本上沒什麼問題，因為較差的品質使我們不會發覺到任何不對勁。但是當使用漸進式播放的時候，情形就不同了。
為了使用漸進式播放，你的顯示器或播放器必須將交錯的畫面還原成漸進式的畫面，最簡單方法就是將field合併。
在10個field中，先將前兩個field合併成frame 1，再將第三跟第四個field合併成frame 2，但是第五跟第六個field合起來既不是frame 2也不是frame 3，如果畫面沒什麼變化那倒還好，如果攝影機一移動，那麼你就會看到畫面有一些水平條紋，而且還可能更糟，想想看如果frame 2跟frame 3是完全不同的場景，而你將這兩個不同畫面的field合併，看起來就會很糟糕。所以利用合併field的方式不只是有很大的機會得到兩個糟糕的frame，而且影片仍然是29.97fps。現在，既然我們已經知道過程，那就反轉它就好了，也就是把重複的field丟掉，這個過程就稱為IVTC - InVerse TeleCine (而插入重複的field就叫做Telecine)。
參考資料:維基百科,GOOGLE
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