1080I和720P的比较

1080I和720P之一决雌雄作者：yekai写作时间：引子近日看到一篇文章《720p带你遨游数字新世界》，觉得文章观点有许多值得商榷的地方。在今年的第二期上我也有一篇文章专门介绍1080I和720P的相关内容：《彻底搞清“分辨率”/“清晰度”》，现在看到这篇关于720P的文章，才知道还有不少朋友对1080I和720P的优劣还有误解。特写此小文，希望可以让大家更明白地了解1080I和720P，以免在选购产品的时候为广告或者推销人员所左右。在那篇关于720P的文章中，对720P的赞美之词甚多，略为摘抄一二：1、据专家介绍，720p技术作为高清最顶尖的显示格式......2、720P格式的制定，高清电视第一次在大动态运动画面和高清晰静止画面两方面的显示都达到了完美的平衡......3、拥有720P/60Hz的扫描技术，才算是真正拥有了高清电视......720P真的如这篇文章所说而拥有对1080I的完全优势吗？还是文章的作者另有目的？1080I和720P的名词解释和背景资料只要你看和家电相关的杂志，就一定看到或听说过18种美国ATSC（AdvancedTelevisionSystemsCommittee）规定的数字电视格式，下面就是这18种ATSC规定的数字电视格式。表一、18种ATSC规定的数字电视格式图像区域扫描线图像区域水平象素屏幕比例帧/秒种类1080192016:960i,30p,24p3种720128016:960p,30p,24p3种48070416:9和4:360p,60i,30p,24p8种4806404:360p,60i,30p,24p4种我们来更多地了解在今天引起争议的1080I和720P。表二、1080I和720P的更详细资料制式总扫描线图像区域扫描线水平总象素图像区域水平象素采样频率1080I/60Hz112510802200192074.25MHz1080I/50Hz112510802640192074.25MHz720P/60Hz7507201650128074.25MHz720P/50Hz7507201980128074.25MHz50Hz，60Hz？1、PAL制和NTSC制的历史对电视技术有一些了解的朋友，大概知道现在PAL制和NTSC制的来历。撇开政治因素不谈，由于美国的电源供应是110V/60Hz的，为了避免电源带来不必要的干扰，美国的NTSC制采用和电源相同的频率：60Hz。在欧洲和我国制定标准的时候，我们选用了和电源相同的频率：50Hz。在现在的技术下，早已可以把电源的同频干扰消除得干干净净，50Hz和60Hz的电源供应造成的影响完全不必考虑了。由于技术的进步，早期的技术难题早已成为历史。表三、PAL制和NTSC制比较简介优点缺点PAL制视频带宽6MHz，水平扫描线625条，实际图像区域576条，场频50Hz。视频带宽宽，水平清晰度高，垂直清晰度高。系统复杂，成本稍高，大面积白色时的闪烁明显。NTSC制视频带宽4.5MHz，水平扫描线525条，实际图像区域480条，场频60Hz。场频高，在出现大面积白色图像时，更多的人看不到闪烁。电视解码系统简单，成本低。清晰度低，行间闪烁明显。相比而言，PAL制的性能更胜一筹。2、原PAL制国家的HDTV的两难事物总是螺旋式发展前进的。虽然原来采用NTSC制的国家忍受了几十年的NTSC制的毛病，然后风水轮流转，在进入HDTV时代后，不再有“清晰度低和行间闪烁明显”的问题，而采用60Hz则有效低避免了“大面积闪烁”的问题。现在轮到原PAL制国家为难了，为了和现有广播的PAL制节目兼容，看来不得不继续采用50Hz的高清晰度电视格式。然后如果采用50Hz的高清晰度电视格式，如表二中的数据：1080I/60Hz和1080I/50Hz都是74.25MHz的数据采样率，都是1920×1080个象素，然而在1080I/50Hz中有1/5的水平象素浪费在场消隐期间。这样，1080I/60Hz和1080I/50Hz的清晰度相同，而前者是每秒60幅图像，后者是每秒50幅图像，白白浪费了1/5的信息在场消隐期间，这真的是有苦说不出啊！虽然说这些不能作为图像的场消隐期间可以用来传输别的数字广播数据，但怎么说1080I/50Hz格式都在消费者最关心的图像性能上输给了1080I/60Hz。我个人觉得，实际上我国大部分的电视机都是多制式的，可以同时接收PAL制和NTSC制。而在数字HDTV广播之后，现有的模拟电视机用户必须购买机顶盒才能收看数字电视广播。其实我们不如一步到位，采用1080I/60Hz的格式。免得我们又得象美国用户忍受NTSC的缺点那样要一直忍耐到再一次的电视广播革命。如果我们采用1080I/60Hz的高清晰度电视格式，再模拟广播里仍然可以采用现有50Hz的PAL制，现有模拟电视机用户则可以利用数字电视机顶盒轻松将1080I/60Hz下变换成50Hz的PAL制信号。我认为采用1080I/60Hz会更有利于我们消费者。电视制式：1080I对决720P！第一回合：水平清晰度比拼从表二中可以很明显看出，1080I的水平清晰度是1920个象素，720P的水平清晰度是1280个象素，显然在这一比试中，1080I遥遥领先50%，1080I获胜！第二回合：有效利用率比拼1080I/60Hz的有效利用率＝(1080×1920)/(1125×2200)＝83.8%720P/60Hz的有效利用率＝(720×1280)/(750×1650)＝74.5%也就是说，720P消耗了过多的象素在行场消隐期间，而1080I则有更多象素用来表现图像。在此比试中，1080I的有效利用率更高，1080I获胜！（注：720P则有更多的时间来非图像内容的传输数字信息广播。）第三回合：静态图像垂直分辨率比拼这是最难懂也是最容易混肴的了。先来解释I和P。I＝interlace，隔行扫描。1080I是先扫描第1、3、5、...、1079行，在扫描第2、4、6、...、1080行。每次扫描540行，两次扫描的1080行组成一幅图像，每秒一共30幅图像。P＝Progressive，逐行扫描。720P是直接扫描第1、2、3、...、720行，一次扫描完720行组成一幅图像，每秒60幅图像。表四、1080I和720P的静态图像比拼（注：为方便比较，我们的示意图采用6I和4P的比较，1080I和720P是6I和4P的180倍。）1080I奇数场（3条白线，30场/秒）偶数场（3条白线，30场/秒）图像（6条白线组成）720P奇数场和偶数场完全相同（4条白线）图像（4条白线组成）很明显看出，对于静态图像来说，6I的图中由6条线来组成这个圆，而在4P中只有4条线。因此，在表现完全静止的画面内容时，1080I的垂直清晰度是720P的1.5倍，1080I获胜！第四回合：动态图像垂直分辨率比拼表五、1080I和720P的动态图像比拼（注：为方便比较，我们的示意图采用6I和4P的比较，1080I和720P是6I和4P的180倍。）1080I奇数场（3条白线，30场/秒）偶数场（3条白线，30场/秒）图像（6条白线组成）720P奇数场和偶数场完全相同（4条白线）图像（4条白线组成）对于动态图像来说，6I的图中由3条奇数线来组成第一个圆、三条偶数线组成第二个圆，而在4P中由4条线来组成每一个圆。因此，在表现动态的画面内容时，720P的垂直清晰度是1080I的1.33倍，720P获胜！第五回合：图像边缘如下图，在CCTV的台标下的这条水平白线，如果我们把它放大来看：在隔行扫描中，在白色线的上下边缘，总有一场有白线，而另一场没有，这样你看到的就是只有30Hz频率出现的白色线条。因此你会看到上下边缘是闪烁的。而在逐行扫描中，对于这样的静止图像来说，它会扫描60场完全相同的图像，你就看到的是非常稳定无闪烁的图像。这是隔行扫描的固有缺点，而是逐行扫描的天生优势。在此回合比拼中，720P获胜！第六回合、各电视台实际采用率比拼数据来源：美国消费电子联合会的统计数据。在2002年4月，在全美各地一共有62个台播送720P节目，130个台播送1080I节目。在2003年冬季，在全美各地一共有121个台播送720P节目，406个台播送1080I节目。（注：重复计算了各地播送的节目，比如甲地播A台，乙地也播A台，算两个台。意义：同时统计了节目覆盖率。）专注于体育节目的电视台更多的采用720P格式。而大多数的电视台采用的是1080I格式。总的来说，1080I节目的覆盖率远远超过720P。在此回合比试中，仍然是1080I获胜！第七回合：未来720P的最高再现格式就是720P了，没有进一步提高的必要和可能。然后1080I还有想象空间，还可以通过数字处理转换成1080P来显示。经过如此转换之后，1080I隔行扫描的特点就没有了，而优点依然存在。1080P拥有对720P无庸置疑的优点。在未来的高清晰度显示设备支持下，1080I获胜！小结：在以上电视制式共计七个回合的比拼中，1080I获胜5个，720P获胜2个。因此我们可以这样认为，以后在中国播送1080I节目的电视台更多。如果我们以最高分为10分，以我个人认为各项比拼的重要性来打分的话，这纯粹是我个人的意见。如表六：表六、电视制式：1080I对决720P项目1080I720P第一回合：水平清晰度比拼10分5分第二回合：有效利用率比拼10分8分第三回合：静态图像垂直分辨率比拼10分5分第四回合：动态图像垂直分辨率比拼7分10分第五回合：图像边缘5分10分第六回合、各电视台实际采用率比拼10分6分第七回合：未来10分5分总分62分49分换一个角度看，为什么1080I和720P各有优劣，而1080I更具优势呢？这要分不同的节目内容来说。1、电视节目、电影等特点：主要还是静态的画面多，画面的背景也是静态的。这样，在1080I中，在奇数场获得540行的静态信息，在偶数场获得540行的信息，再利用视觉暂留，获得1080行的图像静止清晰度。而在720P中，虽然明明知道静止的图像画面和背景是相同的或者高度相关的，还是还传输同样的信息。这就是讲，在高度相关的图像内容上，720P的冗余度远远高过1080I的冗余度。2、体育节目特点：关注的对象是运动目标；如果聚集在运动目标，则背景在快速运动；总之，画面中在变化的内容较多。在这样的画面中，前后两场的相关性就比较低，冗余度也低。720P就充分利用传输的信息，获得高质量的720行动态图像清晰度。而1080I则由于前后两场极大的不同，而只有540行的动态清晰度。因此，在表现普通电视节目、电影时，1080I更好；而在表现体育节目时，720P更优。这也就是为什么美国的专门体育频道ESPN要坚持采用720P的原因。当然，考虑到更多的节目是普通电视节目或者电影，更多的电视频道采用了1080I。显示方式：1080I对决720P！第一回合：显示现有PAL制信号比拼现有PAL制是576行有效图像，1080是576的1.875倍，720是576的1.25倍。因此在将576I转换成1080I的时候和原图更加接近，而720P将损失更多垂直方向的信息。此回合1080I获胜！第二回合：显示1080I信号当然是1080I的显示最原汁原味，720P的显示方式将大大减少静止图像清晰度。第三回合：显示720P信号当然是720P最好，1080I显示将降低动态图像清晰度。第四回合：和电脑的连接虽然我一直都不建议消费者将电视机接到电脑上，但是出于种种原因，总是有朋友用电视机来做电脑的显示设备。在这种情况下，720P设备可以只对信号进行最少的处理就可以做为电脑的XGA显示器，而且静态画面不闪烁，当然是720P获胜！在以上显示方式的4个回合比拼中，1080I和720P各胜两场，实在是难分伯仲。结论：1、相比现在的PAL制来说，无论是电视制式还是显示方式，1080I和720P都远远超过PAL制的要求。2、如果你只是把电视机当做电视机用，无论是在现在的PAL制广播信号下还是在将来的高清晰度电视下，1080I更好一些。3、如果你