Ünite 4: Yüksek Tanımlamalı Görüntü Yayıncılığının Tarihçesi

Giriş

Teknolojinin her geçen gün gelişmesi ve yenilenmesi sonucunda ortaya çıkan “Yüksek Tanımlamalı” (HD-High Definition) görüntü son yıllarda görüntü üretim tekniklerinin ve buna bağlı olarak da kitle iletişiminin vazgeçilmez standardı olmuştur. Artık fotoğraf ve televizyon kameralarının görüntü kalitesi, her bir resim karesinde kaç milyon benek (pixel) bulunduğu belirtilerek ifade edilmektedir. 20. Yüzyılın son çeyreğine kadar görüntü üretme teknikleri oldukça geri kalmış bir durumdaydı. Bu nedenle çözünürlüğü yüksek olan görüntü ancak film tekniği ile sağlanabilmekteydi. Elektronik görüntüdeki tanımlama ile bir resim karesindeki benek sayısı, 10-30 milyon arasında değişmekteydi. Filmlerin televizyon yayınları ile izleyicilere iletilebilmesi için de her film karesinin, telesine denilen cihazlarda elektronik görüntüye dönüştürülerek manyetik bantlara kaydedilmesi gerekiyordu. Filmdeki resim karesi standartları ile televizyondaki resim karesi standartları farklıydı. Film kareleri yüzey olarak televizyona göre daha fazlaydı. Ayrıca filmin çözünürlüğü de yine aynı şekilde televizyona göre fazlaydı. Bu ve buna benzer nedenlerden dolayı film telesine ile televizyon standardına dönüştürülürken hem resim alanı kayıpları hem de çözünürlük kayıpları olmaktaydı. Analog televizyonda enboy oranı 1.33:1 iken, sinemada 1.66:1 geniş ekran, 1.85:1 Standart geniş ekran ve 2.35:1 sinemaskop geniş ekran ölçütleri olarak tanımlanmıştır. Hem televizyon hem de film izleyicilerinin talepleri bu iki araç arasında yakınlaşmayı kaçınılmaz hale getirmiştir. Sonuç olarak yüksek tanımlamalı görüntü her alandaki görsel ortamda en çok sözü edilen konu olarak gündemdeki yerini korumuştur. Yüksek tanımlamalı görüntü, çözünürlüğü yüksek görüntü anlamına gelmektedir. Elektronik olarak oluşturulan bu görüntüler daha ayrıntılı ve kalitelidir. Bu kalitesinin cezp ediciliğinden dolayı 21. Yüzyılın başından beri her türlü görsel ortamda bu yüksek çözünürlük talep edilmeye başlanmıştır. Yüksek Tanımlamalı görüntü tanımı, ilk defa elektronik görüntü üzerine yapılan çalışmalarda gündeme gelmiştir. Önceleri üretilen görüntünün bir karesinde 50 satır bulunurken sonrasında bu sayı 250’ye çıkmıştır. Çözünürlüğü yüksek görüntü anlamına gelen yüksek tanımlamalı görüntü; sinema, TV, fotoğraf ve benzeri birçok alanda yaşantımızın ayrılmaz bir parçası hale gelmiştir. Yüksek tanımlamalı görüntünün kullanım alanlarına örnek olarak şunlar gösterilebilir:

  • Televizyon Yayınları: Karasal yayın, uydu yayını, kablolu yayın, mobil yayın
  • İnternet Üzerinden Yapılan Yayınlar: Televizyon yayınları, hareketli görüntü, resimler, animasyon, görüntülü konferans.
  • Elektronik Görüntü İşleme: Bilgisayarla animasyon, grafik ve poster hazırlama.
  • Sanal Müze Uygulamaları: Uzaktan veya yerinde müze ziyaretleri…
  • Kuramsal ve Uygulamalı Eğitim: Eğitimin her alanında görsel materyal kullanımları.
  • Sağlık Alanında: Hastalıkların belirlenmesinde ve eğitimde kullanımlar.
  • Basım ve Yayım Alanında: Her türlü basılı materyal hazırlanmasında kullanılır.
  • Fotoğraf Uygulamaları: Her türlü fotoğraf çekimi ve çoğaltılmasında kullanılır.

Televizyon Yayın Sistemleri

Yıllardır dünya genelinde, üç analog renkli televizyon sistemi kullanılmaktadır.

NTSC (National Television System Committee): ABD, Kanada, Japonya ve Güney Kore.

  1. PAL (Phase Alternating Line): Birçok Avrupa, Asya ve bazı Afrika ülkeleri ve Türkiye
  2. SECAM (Séquentiel Couleur a Mémoire, Sequential Color with Memory): Fransa, Rusya, bazı Asya ve Avrupa ülkeleri.

Bu sistemlerin kullanımında yayınlar; karasal, uydu ve kablo üzerinden yapılmaktadır. Avrupa Birliği’nin aldığı bir kararla, analog televizyon yayınları 2014’de Avrupa Birliğine üye ülkelerde sonlanmıştır. Çünkü gelişen sayısal iletişim teknikleri ve izleyici beklentileri karşısında analog televizyon sistemleri artık yeterli olamamaktadır. Analog yayın sisteminin kaldırılmasının 2 önemli nedeni vardır:

  1. Analog yayın sisteminin görüntü kalitesi yeterli değildir. Çözünürlük düşüktür.
  2. Çoğalan yayınlar nedeniyle kanal sayısı ihtiyacı artmıştır. Analog görüntü tekniği bu iki konuda da yetersiz kalmaktadır.

Analog NTSC, PAL ve SECAM Sistemlerinin Ortak Özellikleri

NTSC, PAL ve SECAM dünya genelinde kullanılan 3 televizyon yayın sistemidir. Bu üç sistemde başta verici ve alıcı teknikleri olmak üzere sistem olarak birbirinden farklıdır. Farklılıklarının yanında birbirlerine benzer özellikleri de bulunmaktadır. Benzer özellikleri şu şekilde sıralayabiliriz:

  • Bir resim karesinin eni 4 birim, yüksekliği 3 birimdir. Bu oran 4/3 (1.33) olarak ifade edilmektedir.
  • En ve boy birimleri birbirine yakın olduğu için ekrandaki görüntü 10 derecelik açı ile seyredilmektedir ve seyretme açısı dardır.
  • Ekrandaki görüntünün iyi algılanabilmesi için seyretme mesafesinin ekran yüksekliğinin 7 katı bir mesafe olması gerekmektedir.
  • Televizyon yayınında ses tek kanaldır. Stereo özelliğine sahip değildir.
  • NTSC sisteminin çözünürlüğü 0.35 Megapixel, PAL sisteminin çözünürlüğü 0.41 Megapixel dir.

Frekans spektrumu, televizyon, radyo ve uydu yayınları gibi yayınların hangi frekanstan yayın yapılacağı, uluslar arası kuruluşlarca standart hale getirilmiştir. Bu standartlar doğrultusunda yayınların frekans aralığı belirlenmiştir. Analog televizyon kanalından sadece bir TV yayını yapılabilmektedir ve analog yayın tekniğinin bu sorununun çözümü de olanaksızdır.

Yüksek Tanımlamalı Televizyon (High Definition Television)

Bir resim karesindeki satır sayısının artması, çözünürlüğün de artması demektir. Günümüzde HD görüntü çözünürlüğü 2.1 Megapixel’dir. Yüksek tanımlamalı Televizyon sisteminin özelliklerini şöyle sıralayabiliriz:

  1. Bir resim karesinin eni 16 birim, yüksekliği 9 birimdir. Bu oran 16/9 (1.78) dir ve geniş ekran olarak adlandırılmaktadır.
  2. Ekrandaki görüntü 30 derecelik açı ile seyredilmektedir.
  3. Ekrandaki görüntünün iyi algılanabilmesi için seyretme mesafesinin ekran yüksekliğinin 3 katı bir mesafede olması gerekmektedir.
  4. Televizyon yayınında ses, 5.1 altı kanal yani stereodur. Ekranın ortasında 1, sağında ve solunda 2, izleyicilerin arka yanlarına 2 ve ayrıca düşük frekanslı sesleri almak için 1 adet olmak üzere toplam 6 hoparlör yer alır.
  5. Çözünürlük 2.1 Megapixel dir.
  6. Resim kalitesi 35mm film kalitesine yakındır.

Yüksek Tanımlamalı Televizyonun Tarihçesi-Japonya

1964 yılında NHK Japon Yayın Kuruluşu, Bilim ve Teknik Araştırma Laboratuarları, geleceğin televizyon sistemleri için araştırmalar başlattı. 1975 yılında 1125 satır ve 60Hx’lik sistem ortaya çıktı. 1980’li yılların başında HDTV için gerekli kamera, kayıt, stüdyo ve izleme cihazları geliştirildi. Geliştirilen bu cihazlarla NHK 1983 yılında MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) yayın sistemini geliştirdi. Muse sistemi bir analog yayın sistemidir. NHK’nın geliştirdiği HDTV sistemine Hi-Vision adı verilmektedir. İletişim tekniklerinin gelişmesi ile birlikte HDTV sistemi sayısal özelliklere sahip olmaya başlamıştır. Sinyal işleme ve sıkıştırma tekniklerinin gelişmesi ile birlikte sistemler tamamen sayısal olmuştur. Son çalışmalar neticesinde geliştirilen Super Hi-Vision sisteminde satır ve benek sayıları dört katına çıktı ve çözünürlük baskı kalitesine ulaştı. Super Hi-Vision sisteminin özelliklerini şöyle sıralayabiliriz:

  1. Bir resim karesinin eni16, yüksekliği 9 (1.78) birimdir.
  2. Ekrandaki görüntü 100 derecelik açı ile seyredilmektedir ve seyretme açısı daha da genişlemiştir.
  3. Ekrandaki görüntünün daha iyi algılanabilmesi için seyretme mesafesinin, ekran yüksekliğinin 0.75 katı bir mesafede olması gerekmektedir.
  4. Televizyon yanında ses toplam 24 kanaldır.
  5. Çözünürlük 33.2 Megapixel’dir.
  6. Resim kalitesi 70mm filmin iki katıdır.

Yüksek Tanımlamalı Televizyonun TarihçesiAvrupa

Avrupa ülkeleri bir araya gelerek EUREKA-95 veya EU95 projesini başlattılar. 1986 yılında bu proje çerçevesinde yapılan çalışmalar sonucunda Avrupa HDTV sistemi geliştirildi.1980’li yılların sonuna gelindiğinde var olan NTSC, PAL/SECAM sistemi için üretilen analog görüntüler, sayısal görüntülere çevrilebiliyordu. Ayrıca sayısal görüntü alan, kaydeden ve üreten cihazlar da geliştirilmişti. Üretilen sayısal görüntüler SD (Standart Definition) yani Standart Tanımlamalı olarak ifade edilmiştir.

SD ve HD kalitesinde üretilen sayısal görüntülerin televizyon ile izleyicilere yayınlanabilmesi için bir yayın sistemi gerekmekteydi. Bu amaçla Avrupa’da MAC (Multiplexed Analogue Components) yayın ailesi geliştirildi. Bu aileye ait C-MAC, D-MAC ve D2-MAC, SD yayınları için, HD-MAC ise HD yayınları için uygun hale getirildi. MAC sistemleri, teknik, ticari ve programlama gibi çeşitli nedenlerden dolayı devam ettirilemedi.

PALplus; 1989 yılında Avrupa’da PAL sisteminden geliştirilen ve görüntü kalitesi iyileştirilmiş bir yayındır. Amaç, mevcut PAL vericileri üzerinden 16/9 geniş ekranlı yayın yapabilmektir. Bu yayınların yapılabilmesi amacıyla PALplus alıcılar geliştirilmiştir. Avrupa’da geliştirilen HDTV sisteminin yayınlanabilmesi için aynı zamanda yüksek güçlü iletişim uydularına da ihtiyaç vardı. Televizyon izleyicilerinin çoğunluğu karasal yayından yararlandığı için HD yayınların karasal olarak yayınlanması çalışmalarına başlandı. Bu çalışmaların sonucunda Avrupa’nın ilk sayısal dar bantlı HDTV sistemi “HD-DIVINE Sistemi” geliştirildi. Bu proje İskandinav Karasal HDTV projesi olarak tanımlanmaktadır ve İsveç’te geliştirilmiştir. İlk defa Amsterdam’da düzenlenen IBC’92 de tanıtılmıştır. Sistem 1250 satır, 50Hz ve 2/1 geçmeli tarama, 4X128 kbit/s ses ve 64 kbit/s veri iletme özelliklerine sahiptir. Görüntü ve ses karasal verici ile UHF bandından yayınlanmaktadır. Yayınlar UHF çatı anteni ile alınarak televizyon alıcılarından izlenebilmektedir.

Yüksek Tanımlamalı Televizyonun Tarihçesi-ABD

1989 yılında Amerika ve Amerika dışından 21 kuruluş, kendi geliştirdikleri televizyon sistemlerinin denenmesi için A.B.D.’deki ilgili otoritelere başvurdular. Önerilen bu 21 sistemin tamamı da analog yayıncılık sistemiydi. Bunların içinden beş tanesi denenmek üzere seçildi. Önerilen bu sistemler test edildi. 1990 Eylül ayında FCC (Federal Communication Committee) ilk raporunu yayınladı. Bu raporun özetini şu şekilde sıralayabiliriz:

  • HDTV yayını var olan televizyon kanalları kullanılarak yapılacaktır.
  • HDTV yayını var olan NTSC yayını ile eş zamanlı olarak yapılacaktır.
  • HDTV yayınları için 6MHz’lik bant genişliği kullanılacaktır.

A.B.D.’de ki çalışmalara devam edildi. Japonya ve Avrupa’da olduğu gibi değişik yayın standartları geliştirildi. Bu standartlardan bir tanesi de ATSC A/53 standardıdır. ATSC’nin (Advanced Television System Committee) belirlediği standartlar kitapta tablo 4.4 de verilmiştir.