HDTV นี่เองที่เป็นจุดเริ่มต้นความสนใจของผมในการเรียนรู้เรื่องระบบ DVB ( Digital Video Broadcasting ) จากเอกสารและบทความต่างๆที่กล่าวถึงรายละเอียดของการแสดงภาพบนจอโทรทัศน์และจอคอมพิวเตอร์ ( VGA ) ได้อธิบายลักษณะการแสดงภาพแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอลไว้ว่ามีลักษณะการแสดงภาพและอัตราส่วนของภาพที่แสดงบนหน้าจอ ที่อธิบายถึงแตกต่างกันไว้ และมีคุณสมบัติที่ต่างไปอย่างไร ผมจึงขอนำมากล่าวอธิบายเพื่อประกอบความเข้าใจในบทความเรื่องระบบ DVB นี้ ให้ท่านเรียนรู้อย่างถูกทิศ จะเข้าใจอย่างถูกทาง ไม่ว่าระบบดิจิตอลจะมีประโยชน์มากมายในหลายด้าน แต่คุณสมบัติหนึ่งที่เห็นได้เด่นชัดคือความคมชัดในการแสดงภาพ เป็นเป้าหมายหลักในการพัฒนาการส่งสัญญาณภาพระบบดิจิตอล

 

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 )

      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]

 

    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]