HDTV ( High Definition Television ) มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า "โทรทัศน์ความคมชัดสูง" หรือ "โทรทัศน์รายละเอียดสูง" ศัพท์ทางเทคนิค(ชื่อทางช่าง) อาจเรียกง่ายๆว่า "ไฮ-เดฟ" ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นและเป็นเป้าหมายหลักของการพัฒนาสู่การแพร่กระจายคลื่นระบบดิจิตอลเลยก็ว่าได้ เพราะเป้าหมายหลักของ NHK ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งพัฒนาระบบดิจิตอลแบบ ISDN ขึ้นมาเพื่อต้องการปรับปรุงการส่งสัญญาณภาพให้ได้ความคมชัดสูง และที่อเมริกาเองก็ใช้ HDTV นี้เองเป็นแรงขับเคลื่อนในการพัฒนาระบบดิจิตอลแบบ ATSC ขึ้นมา เพื่อแข่งขันการพัฒนาระบบดิจิตอล
HDTV นี่เองที่เป็นจุดเริ่มต้นความสนใจของผมในการเรียนรู้เรื่องระบบ DVB ( Digital Video Broadcasting ) จากเอกสารและบทความต่างๆที่กล่าวถึงรายละเอียดของการแสดงภาพบนจอโทรทัศน์และจอคอมพิวเตอร์ ( VGA ) ได้อธิบายลักษณะการแสดงภาพแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอลไว้ว่ามีลักษณะการแสดงภาพและอัตราส่วนของภาพที่แสดงบนหน้าจอ ที่อธิบายถึงแตกต่างกันไว้ และมีคุณสมบัติที่ต่างไปอย่างไร ผมจึงขอนำมากล่าวอธิบายเพื่อประกอบความเข้าใจในบทความเรื่องระบบ DVB นี้ ให้ท่านเรียนรู้อย่างถูกทิศ จะเข้าใจอย่างถูกทาง ไม่ว่าระบบดิจิตอลจะมีประโยชน์มากมายในหลายด้าน แต่คุณสมบัติหนึ่งที่เห็นได้เด่นชัดคือความคมชัดในการแสดงภาพ เป็นเป้าหมายหลักในการพัฒนาการส่งสัญญาณภาพระบบดิจิตอล
คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง
HDTV ( High Definition Television ) โทรทัศน์ความคมชัดสูง แบบ 1080p เส้น และ 1080i เส้น EDTV ( Extended Definition Television ) โทรทัศน์ความคมชัดสูง แบบ 720p เส้น DTV ( Digital Television ) โทรทัศน์ระบบดิจิตอล SDTV ( Standard Definition Television ) โทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน
ความหมายของ 1080p เป็นคำสั้นๆ ที่แสดงให้เห็นถึงการแสดงภาพวิดีโอ โดยเลข 1080 หมายถึง จำนวนความละเอียดของเส้นในแนวนอน 1,080 เส้น และตัวอักษร p ย่อมาจาก Progressive Scan หรือ non-interlaced ในขณะที่ i ย่อมาจาก interlaced ปัจจุบันทั้ง 1080i และ 1080p เป็นฟอร์แมตความ ละเอียดสูงสุดที่ใช้กันทั่วไปในการแพร่ภาพและการเก็บภาพวิดีโอ ดังนั้น 1080p จึงเป็นสัญญาณภาพแบบ HDTV โดยมีการรับส่งสัญญาณภาพในแบบจอกว้างหรือไวด์สกรีน ( Widescreen ) อัตราส่วน 16:9 นั่นหมายความว่า ความละเอียดของการแสดงจะผลอยู่ที่ 1920 จุดในแนวนอนและมี ความละเอียดเท่ากับ 1920 × 1080 หรือเท่ากับ 2,073,600 พิกเซล ( 2 M pixel )
|
|
โทรทัศน์ระบบอนาล็อกเดิม มีการแสดงภาพอยู่ 3 ประเภท คือ NTSC, PAL, SECAM ซึ่งการส่งภาพโทรทัศน์นี้เราเรียกว่า SD หรือ SDTV ( Standard Definition Television ) เรียกชื่ออย่างเป็นทางการว่า "โทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน" เรามาวิเคราะห์ที่การแสดงผลบนหน้าจอโทรทัศน์กันก่อน
- NTSC (National Television System Committee)_____60 Field/second , 30 Frame/second , 525 Line/Frame
- PAL (Phase Alternate Line)______________________50 Field/second , 25 Frame/second , 625 Line/Frame
- SECAM (Sequential Color and Memory)___________50 Field/second , 25 Frame/second , 625 Line/Frame
กล่าวคือระบบ NTSC จะถูกบันทึกภาพมีรายละเอียดทางแนวนอน 858 จุด (Pels) และใช้เส้นสแกนภาพทางแนวตั้ง 525 เส้น เสมือนมีจุดภาพทางแนวตั้งเท่ากับ 525 จุด แต่ในการแสดงภาพจริงที่หน้าจอ ( Active Area ) ให้รายละเอียดของภาพทางแนวนอน 720 จุด และทางแนวตั้งเพียง 480 จุดเท่านั้น จะให้รายละเอียดภาพรวม ( 720 x 480 ) เท่ากับ 345,600 จุด มีอัตราส่วนของการแสดงภาพ 1.5:1 ( 3:2 )
แต่ระบบ PAL และ SECAM มีการแสดงภาพจริงที่หน้าจอให้รายละเอียดของภาพทางแนวนอน 720 จุด ( มีเครื่องรับโทรทัศน์บางยี่ห้อแสดงรายละเอียดได้ 768 จุด ) และแสดงรายละเอียดของภาพทางแนวตั้ง 576 จุด ให้รายละเอียดภาพรวม ( 720 x 576 ) เท่ากับ 414,720 จุด ( หรือ 768 x 576 = 442,368 จุด ) มีอัตราส่วนของการแสดงภาพใกล้เคียงมาตรฐาน 4:3
อัตราส่วนของการแสดงภาพ ( Accept Ratio ) ที่มีมาตรฐาน 4:3 ( 1.33:1 ) จริงๆก็คืออัตราการแสดงผลที่หน้าจอของคอมพิวเตอร์ มีอัตราส่วนอยู่ที่ 640x480, 800x600, 1024x768 ซึ่งเราจะพบเห็นได้บ่อยๆ และอัตราส่วนของภาพนี้ไม่สามารถบอกได้ว่าภาพมีความคมชัดเท่าใด แต่ความละเอียด ( Resolution ) ต่างหากจะเป็นตัววัดความคมชัดของการแสดงภาพ
* ความละเอียด ( Resolution ) คือจำนวนจุดทางแนวตั้งต่อจำนวนจุดทางแนวนอนที่ใช้ในการแสดงผล  : [2]
|
|
ภาพเปรียบเทียบการแสดงผลแบบ SD (ระบบอนาล็อก) อัตราส่วน 4:3 ( 720 x 480 จุด )
และการแสดงผลแบบ HD อัตราส่วน 16:9 ( 1920 x 1080 จุด )
แม้เครื่องรับโทรทัศน์จะพัฒนาให้มีภาพที่ใหญ่ขึ้น เป็น 29" , 30" , 32" , 42" แต่การส่งสัญญาณภาพยังเป็นแบบอนาล็อก 525 เส้น(NTSC - 60Hz.) หรือ 625 เส้น(PAL - 50Hz.) เท่าเดิม แม้จะมีการปรับปรุงที่เครื่องรับให้เพิ่มความถี่ในการแสดงภาพเป็น 100 Hz. หรือปรับปรุงการสแกนภาพเป็นแบบก้าวหน้า ( Progressive Scan ) ก็ยังไม่ทำให้ภาพชัดเจนเท่าที่ควร เมื่อเพิ่มขนาดจอภาพที่ใหญ่ขึ้น ยิ่งทำให้เห็นจุดบกพร่องของภาพที่ขาดรายละเอียดมากขึ้น ซึ่งการแก้ไขความบกพร่องของการแสดงผลเป็นเพียงการสร้างภาพเทียมขึ้นมาที่เครื่องรับปลายทางเท่านั้น และเพื่อให้ได้คุณภาพของการแสดงผลที่สมบูรณ์ จึงจำเป็นต้องมีการแก้ไขปรับปรุงที่ต้นทาง ซึ่งคือการปรับปรุงที่กระบวนการส่งสัญญาณภาพนั่นเอง  : [3]
|
|
Resolution คือ ค่าความละเอียดของภาพ ๆ หนึ่งซี่งกำหนดเป็นจำนวนเม็ดสี (pixels) ต่อหนึ่งหน่อยความยาวของภาพ ตัวอย่างเช่น หากภาพนั้นมีค่า Resolution = 150 pixels/inches แสดงว่าในพื้นที่ 1 ตารางนิ้วของภาพนั้นประกอบไปด้วยเม็ดสีจำนวน 150 สี (Pixels) เป็นต้น
ซึ่งหน่วยของ Resolutionที่ใช้กันอยู่ 2 แบบคือ - pixels/inch - จำนวนหรือปริมาณของเม็ดสี ในพื้นที่ 1 ตารางนิ้ว - pixels/cm - จำนวนหรือปริมาณของเม็ดสี ในพื้นที่ 1 ตารางเซ็นติเมตร
ค่า Resolution ที่เรานิยมใช้คือ จำนวนพิเซลต่อนิ้ว หรือ pixels/inch ( ppi ) นั่นเอง
 : [4]
|
|
เปรียบเทียบ Resolution ของรูปภาพ - ภาพบน ขนาด 1024x768 Resolution = 300 ppi ขนาดไฟล์ 2.87M เมื่อขยาย 200 เท่า - ภาพล่าง ขนาด 1024x768 Resolution = 72 ppi ขนาดไฟล์ 169 k เมื่อขยาย 200 เท่า
แสดงให้เห็นว่าภาพบน มีรายละเอียด Resolution มากกว่าภาพล่าง  : [5]
|
|
HDTV เป็นคุณลักษณะของโทรทัศน์ที่มีความคมชัดสูง ทั้งนี้เพราะใช้เทคโนโลยีที่สามารถนำเสนอภาพรายการโทรทัศน์ทีมีความละเอียด และมีความชัดเจนขึ้นบนจอที่มีขนาดกว้าง HDTV โดยทั่วไปจะเป็นระบบดิจิตอล ปัจจุบันนี้โทรทัศน์ระบบอนาล็อกทั่วไปมีความละเอียดตามเส้นภาพแนวนอน 525 เส้น ในระบบ NTSC และ 626 เส้น ในระบบ PAL ส่วนภาพจาก HDTV จะมีความละเอียดตามเส้นภาพแนวนอนได้ถึง 1080 เส้น จอรับภาพของ HDTV ก็จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีขนาด 16 : 9 หน่วย ในขณะที่จอภาพของโทรทัศน์ปัจจุบันจะมีขนาด 4 : 3 เท่านั้น  : [6]
|
|
ตารางเปรียบเทียบมาตรฐานโทรทัศน์ระบบ NTSC และ HDTV Standards  : [7]
|
|
ตารางเปรียบเทียบระหว่างมาตรฐานต่างๆ
จุดกำเนิดของ HDTV HDTV เริ่มต้นขึ้นในยุคทศวรรษที่ 1960 โดย NHK (Nipppon Housou Kyouka หรือ Japan Broadcasting Corporation) ซึ่งเป็นเครือข่ายสถานีโทรทัศน์สาธารณะของญี่ปุ่น เป็นผู้นำในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี ได้พยายามคิดค้นหาระบบออกอากาศที่มีคุณสมบัติดีกว่าระบบมาตรฐาน NTSC (National Television Standards Committee) ของสหรัฐอเมริกา จนกระทั่งในช่วงปลายทศวรรษที่ 1970 NHK ก็สามารถนำเสนอระบบ HDTV ผ่านดาวเทียมได้สำเร็จเป็นครั้งแรกด้วยระบบอนาล็อก โดยการใช้เทคนิคบีบอัดสัญญาณดิจิตอล เรียกว่าระบบ MUSE ด้วยจำนวนเส้นภาพในแนวนอนสูงถึง 1125 เส้น HDTV ของ NHK นี้รู้จักกันอีกชื่อหนึ่งว่า Hi-Vision Television ซึ่งในเวลาต่อมา NHK ได้เผยแพร่มาตรฐาน HDTV ไปทั่วโลก ทำให้บริษัทเอกชนด้านโทรทัศน์ในประเทศสหรัฐอเมริกาหวั่นเกรงว่าจะก้าวไม่ทันเทคโนโลยีสมัยใหม่ ดังนั้นในปี พ.ศ. 2530 จึงได้ร้องขอให้คณะกรรมการสื่อสารของชาติ (FCC : Federal Communications Commission) กำหนดกฎเกณฑ์สำหรับมาตรฐาน HDTV ขึ้น และในปี พ.ศ. 2531 ประเทศในทวีปยุโรปก็ได้ร่วมมือกันนำเสนอโทรทัศน์ระบบ HDTV ของตนเองเช่นกัน
ในช่วงปี พ.ศ. 2531 เป็นต้นมา FCC มีบทบาทในเรื่องมาตรฐาน HDTV มาโดยตลอด จนกระทั่งถึงปี พ.ศ. 2536 จึงได้มีการจัดตั้งกลุ่มพันธมิตรเรียกว่า "Grand Alliance" ขึ้น ประกอบไปด้วยบริษัทผู้นำด้านเทคโนโลยีในประเทศสหรัฐอมริกาจำนวน 7 บริษัท เพื่อนำคุณสมบัติที่ดีที่สุดตามมาตรฐานโทรทัศน์ของตนมาพัฒนาให้เป็นมาตรฐาน HDTV ใหม่ร่วมกัน และในที่สุดก็ได้ระบบ HDTV ที่มีคุณสมบัติดังนี้...... 1. เป็นมาตรฐานดิจิตอลทั้งหมด ออกอากาศในระบบ "Switched Packet System" 2. สนับสนุนการออกอากาศรายการได้หลากหลายรูปแบบ (Multi Format) 3. สามารถใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ได้
 : [8]
|
|
ตารางเปรียบเทียบระหว่างมาตรฐานต่างๆ  : [9]
|
|
 : [10]
|
|
 : [11]
|
|
 : [12]
|
|
 : [13]
|
|
 : [14]
|
|
 : [15]
|
|
 : [16]
|
|
เปรียบขนาดภาพ HD กับมาตรฐานอื่นๆ  : [17]
|
|
 : [18]
|
|
 : [19]
|
|
เปรียบเทียบอัตราส่วนภาพ ระหว่าง Full HD, HD, SD, 3G
Full HD มีขนาด 1,920 x 1,080p
HD มีขนาด 1,280 x 720p ( 720p เทียบได้กับ 1,080i )
SD มีขนาด 720 x 480
3G มีขนาด 176 x 144  : [20]
|
|
|