3. Wiedergabe und Speicherung

Vier gleichzeitig stattfindende Vorgänge:

• Dekompression der MPEG-Videodaten
• Dekompression der MPEG-Audiodaten
• Skalieren des MPEG-Wiedergabefensters
• Interpolieren benachbarter Pixel, um Mosaikeffekt beim Zoomen zu mildern

Bei Dekompression reicht meist Software aus, aber bei Vollbilddarstellung gibt es teilweise ruckelnde Bildsequenzen und es ist evtl. kein Weiterarbeiten möglich. Außerdem hat man ein Problem bei Software-Wiedergabe auf langsameren Rechnern (z.B. mit Intel Indeo): Die Datenraten sind immer noch ziemlich hoch (290-500 KB/s bei 320x200, 25 fps).

Neue Grafikkarten bieten hier einen Ausweg an: Sie beinhalten Chips für die MPEG-Beschleunigung, d.h. Chips, die die Videoskalierung und Pixelinterpolation übernehmen und damit die CPU entlasten. Trotzdem ist dann teilweise keine Weiterarbeit möglich, so dass man eine weitere Möglichkeit entwickelt hat: Wenn die Karte DCI (Display Control Interface) unterstützt, ist ein direkter Zugriff auf den Grafikspeicher möglich, was natürlich wesentlich schneller ist. Auf einem P133 ist so im Vollbildmodus ein MPEG-Film mit 15 fps ohne MPEG-Decoderkarte abspielbar.

MPEG-Decoderkarten übernehmen alle o.a. 4 Aufgaben, so dass die vorhandene Rechenleistung der CPU uninteressant wird.

JPEG-Karten:

• Vidcom Board mit dem CL-550A und CL-550B von C-Cube:
  Taktfrequenz: 27 MHz, 13,5 Mio. Pixel/s, Bewegtbild mit 30 fps möglich, Vollbild aber nicht mit CD-ROM, außerdem sehr viel Speicherplatz nötig
• Intel-Chipsatz i750 (ab B-Generation) unterstützt JPEG (DVI-ActionMedia-Board)
• MVideoPak mit dem L64735/45 von LSI Logic
• Zoran 031-Chipset mit dem ZR36020-DCT und dem ZR36031
• VP-JPEG von IIT + VP-Chip, der JPEG, CCITT Px64 und MPEG unterstützt

MPEG-Karten:

• seit 1991 Dekoderchip CL-950 von C-Cube (vor allem Forschungszwecke)
• seit 1992 Dekoderchip CL-450 von C-Cube (für Produkte der Unterhaltungselektronik):
  • dekodiert 352x240 bei 30 Hz und 352x288 bei 25 Hz in Echtzeit
  • unterstützt Datenrate von 1,2 bis 3 MBit/s
  • basiert auf RISC-Technologie
  • Microcode kann für spezielle Systeme umprogrammiert oder modifiziert werden, wenn eine Änderung des Standards eintritt
  • vor allem in CD-i-Systemen (CL-450i) eingesetzt
• Chips von Philips, Motorola und Texas Instruments
• Kodierungschips seit etwa 1993 (3. Generation von Intels i750-Chips für DVI)
• DVI (Digital Video Interactive) basiert auf i750 PB/DB:
  • anfänglich mit RTV (Real Time Video) und PLV (Presentation Level Video)
  • ab 1993 auch MPEG-Unterstützung (Offline- und Real-Time-MPEG)
  • enthält "Subbetriebssystem" AVK (Audio-Video-Kernel), das für Echtzeit-Aufgabenplanung verantwortlich ist
  • durch Pixelprozessor Intel 82750PB und Displayprozessor 82750DB realisiert
  • benötigt mindestens einen 386er, aber auch plattformübergreifend
• Grafikkarten mit MPEG-Decoder:
  • z.B. Mystique mit Modul "Rainbow Runner" von Matrox
  • besitzt Motion-JPEG-Codec und MPEG-Decoder-Chip
  • JPEG-Kompressor mit Video-Capturing von 50 Halbbildern/s bei Faktor 4

Analog Overlay:

• Bild im Monitor ins VGA-Signal eingeschleust
• Synchronisation der Signale von Grafik- und Overlaykarte mittels Feature Connector
• Vorteil: CPU nicht belastet, sehr gute Bildqualität
• Nachteil: komplizierte Installation (IRQ's, DMA's), nur bestimmte Auflösungen, bei Fensterverschiebung hinkt Videobild hinterher

Digital Overlay:

• direkt in VGA-Kartenspeicher übertragen --> direkter Bestandteil der Grafikdarstellung
• Grafikkarte übernimmt Bildskalierung und -interpolation
• Vorteil: keine Kopplungen nötig, alle Farbtiefen und Auflösungen, Video-Einblendungen problemlos übernehmbar (snapshot)

CD-ROM:

• CD 1982 "Red Book"-Spezifikation (Philips, Sony)
• CD-ROM 1985 "Yellow Book" (Philips, Sony)
• CD-ROM/XA 1989/1991 "Extended Yellow Book" (Philips, Microsoft, Sony) --> ähnlich wie CD-i
• durch ISO 9660 (basiert auf High Sierra Format) für viele Computertypen vereinheitlicht (standardisiert)
• eigentlich gedacht für 74 min Audiodaten, bei Video 10-faches an Daten
• MPEG-Decoderkarte benötigt, um Videos in hoher Qualität abspielen zu können

CD-i:

• 1987 "Green Book"-Spezifikation (Sony, Philips)
• 1991 MPEG-Erweiterung
• enthalten Prozessor Motorola 68070
• basiert auf Betriebssystem CD-RTOS (Weiterentwicklung von OS-9)
• multitaskingfähig, Echtzeitverarbeitung möglich
• Bild aus vier unterschiedlichen Bildebenen zusammengesetzt, die zusätzlich noch in sogenannte "Subscreens" unterteilt werden können
• drei verschiedene Auflösungsmodi: 384x280 (NTSC: 360x240), 768x280 (720x240) und 768x560 (720x480)
• verschiedene Kodierungsverfahren (z.B. RGB-555, DYUV) --> nicht alle in jeder Auflösung verwendbar
• CD-i-Player wird an HiFi-Anlage und Fernsehgerät angeschlossen
• CD-i Ready: enthält zusätzliche Computerdaten

Bridge Discs:

• sowohl mit CD-ROM/XA- als auch mit CD-i-System lesbar
• möglich durch prinzipiell gleichen Aufbau beider Formate

Magneto-Optische Discs:

• 1991 "Orange Book"-Spezifikation (Philips, Sony)
• beinhaltet CD-MO (rewritable) und CD-WO (write once)
• z.B. Mini Disc:
  • 1991 von Sony vorgestellt
  • vor allem für Audio-Aufzeichnung gedacht

DVD:

Ein Vergleich zwischen (analogem) VHS und (digitalem) MPEG fällt schwer, da ein direkter Vergleich zwischen analogem und digitalem Video kaum möglich ist. Man kann aber sagen, dass mit MPEG VHS-Qualität möglich ist, und zwar ab einer Datenrate von ungefähr 1 MBit/s. Sogar Laserdisc- oder S-VHS-Qualität kann für einige Videosequenzen mit niedrigen Bitraten erhalten werden, aber allgemein sind dann Bitraten von 3-6 MBit/s notwendig. Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass die Qualität von VHS relativ gut, von TV oder Laserdisc jedoch schwer erreicht wird. Aber schließlich ist die Entwicklung von MPEG noch nicht beendet und die Qualität wird immer besser.

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