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Como Funcionam os DVDs - Parte 2

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O formato DVD vídeo

Apesar de sua capacidade de armazenamento ser enorme, os dados de vídeo de um filme de longa metragem sem compressão nunca caberiam em um DVD. Para que um filme caiba em um DVD, é necessário fazer a compressão de vídeo . Um grupo chamado Moving Picture Experts Group (MPEG, Grupo de Especialistas em Imagem) é quem estabelece os padrões para a compressão de filmes.

Quando os filmes são colocados em DVDs, eles são codificados no formato MPEG-2 e então armazenados no disco. Esse formato de compressão é um padrão internacional bastante aceito. Seu aparelho de DVD contém um decodificador de MPEG-2 que pode descomprimir os dados de um filme tão rapidamente quanto você o assiste.

 

Sobre o DVD

Se um típico filme em DVD não sofresse compressão, seu download por meio de uma linha telefônica normal demoraria cerca de seis meses.

O formato MPEG-2 e a redução de tamanho dos dados

Um filme geralmente é gravado em uma velocidade de 24 quadros por segundo. Isso significa que 24 imagens são exibidas na tela do cinema a cada segundo. As televisões americanas e japonesas usam um formato chamado NTSC, o qual exibe um total de 30 quadros por segundo. Entretanto, elas fazem isso em uma seqüência de 60 campos, cada um dos quais contém linhas alternadas da imagem. Outros países usam o formato PAL, que exibe 50 campos por segundo, porém com maior resolução. Por causa das diferenças na taxa de quadros e resolução, um filme em MPEG precisa ser formatado para o sistema NTSC ou PAL.

O codificador MPEG que cria o arquivo do filme comprimido analisa cada quadro e decide como codificá-lo. A compressão usa um pouco da mesma tecnologia ainda utilizada para a compressão de fotografias para eliminar dados redundantes ou irrelevantes. Ela também usa informações de outros quadros para reduzir o tamanho total do arquivo. Cada quadro pode ser codificado de uma das seguintes maneiras:

  • como um intraquadro - um intraquadro contém os dados da imagem completa para todo o quadro. Este método de codificação proporciona a menor compactação;
  • como um quadro predito - um quadro predito contém apenas as informações suficientes para informar o aparelho de DVD como exibir o quadro com base no intraquadro ou no quadro predito exibido mais recentemente. Isso significa que o quadro contém os dados relacionados somente às mudanças a partir do quadro anterior;
  • como um quadro bidirecional - para exibir este tipo de quadro, o aparelho deve possuir a informação proveniente do intraquadro ou quadros preditos circundantes. Utilizando os dados dos quadros circundantes mais próximos, ele usa a interpolação (algo como o cálculo da média) para estimar a posição e a cor de cada pixel.

Você sabia?

Os DVDs freqüentemente possuem recursos especiais ocultos no disco. Estes "ovos de Páscoa" podem ser trailers de outros filmes, um software de computador ou músicas. O site DVD Review (em inglês) possui uma lista de excelentes ovos de Páscoa que os espectadores encontraram em DVDs.

 
Dependendo do tipo de cena que é convertida, o codificador decidirá quais tipos de quadro usar. Se um noticiário estiver sendo convertido, ele poderá usar muito mais quadros preditos, porque a maioria das cenas permanece inalterada de um quadro para outro. Por outro lado, se for um filme de ação intensa, no qual as coisas mudam muito rápido de um quadro para outro, será necessário codificar mais intraquadros. O noticiário seria comprimido para um tamanho muito menor do que uma seqüência de ação.

Se tudo isso parece complicado, você está começando a entender o trabalho que seu aparelho de DVD tem para decodificar um filme em MPEG-2. É necessária uma grande potência de processamento: mesmo alguns computadores com DVD players não possuem a capacidade de processamento requerida para exibir um filme em DVD.

O formato DVD áudio

DVD áudio e DVD vídeo são formatos diferentes. Os discos e os aparelhos de DVD áudio são relativamente raros no momento, mas se tornarão mais comuns. A diferença na qualidade do som será notável. Para tirar vantagem da maior qualidade dos discos de DVD áudio, você precisará de um aparelho de DVD com um conversor digital para analógico ( DAC ) de 192 kHz/24 bits. A maioria dos aparelhos de DVD possui somente um conversor digital para analógico de 96 kHz/24 bits. Assim, se você quiser ouvir discos de DVD áudio, não deixe de procurar por um aparelho com um conversor digital para analógico de 192 kHz/24 bits .

As gravações em DVD áudio podem fornecer uma qualidade de som melhor que a dos CDs. A tabela abaixo relaciona a taxa de amostragem e a acurácia de gravações em CD e a taxa de amostragem e a acurácia máxima das gravações em DVD. Os CDs podem guardar 74 minutos de música. Os discos de DVD áudio podem guardar 74 minutos de música com seu nível de qualidade mais alto, áudio de 192 kHz/24 bits. Abaixando a taxa de amostragem ou a acurácia, os DVDs podem ser fabricados para guardar mais músicas. Um disco de DVD áudio pode armazenar até duas horas de música em 6 canais, a 96 kHz/24 bits, com qualidade superior à de um CD. Baixando ainda mais as especificações, um disco de DVD áudio pode guardar quase sete horas de áudio com mesma qualidade de um CD.

Especificação CD Áudio DVD Áudio
Taxa de amostragem 44,1 kHz 192 kHz
Amostras por segundo 44.100 192.000
Acurácia da amostragem 16 bits 24 bits
Número de níveis de saída possíveis 65.536 16.777.216

Em um CD ou DVD de áudio, cada bit representa um comando digital que informa ao DAC o nível de voltagem para a saída (veja Como funcionam as gravações analógica e digital para detalhes). Enquanto uma gravação ideal seguiria exatamente a forma de onda bruta, as gravações digitais fazem amostras do som em freqüências diferentes e, assim, perdem uma parte dos dados.


Comparação de um sinal de áudio bruto para a saída do CD áudio e DVD áudio

O gráfico acima mostra como um DVD áudio de mais alta qualidade se compara ao CD áudio. Você pode ver que o DVD segue o sinal com maior aproximação, mas ainda há um longo caminho para a perfeição.

Para obter a experiência completa do som Dolby Digital usado em muitos DVDs, você precisa de um sistema de home theater com cinco alto-falantes, um subwoofer e um receiver que seja do tipo "pronto para Dolby Digital" ou possua um decodificador Dolby Digital já embutido.

Se o seu receiver for do tipo pronto para Dolby Digital , então ele não terá um decodificador Dolby Digital e você precisará comprar um aparelho de DVD com decodificador Dolby Digital e canais de saída do tipo 5.1. Se quiser que seu sistema seja compatível com som DTS , então seu aparelho de DVD necessitará também de um decodificador DTS.

Você sabia?

Alguns DVDs contêm trilhas de comentários , nas quais o cineasta fala sobre o filme durante a exibição, o que pode ser muito empolgante para os verdadeiros fãs do filme. Os DVDs também podem conter cenas adicionais e inéditas ou conter a  versão do diretor -  o filme da maneira que ele pretendia fazer originalmente.

Se o seu receiver tiver seus próprios decodificadores Dolby Digital e DTS, você não precisará de um aparelho de DVD com saída de canal 5.1 e poderá economizar dinheiro nos cabos, utilizando saídas digitais.

 

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Fonte: www.howstuffworks.com

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