Search Google

Google

Konsep Video

By nomo
Video merupakan gabungan gambar-gambar mati yang dibaca berurutan dalam suatu waktu dengan kecepatan tertentu. Gambar-gambar yang digabung tersebut dinamakan frame dan kecepatan pembacaan gambar disebut dengan frame rate, dengan satuan fps (frame per second). Karena dimainkan dalam kecepatan yang tinggi maka tercipta ilusi gerakan yang halus, semakin besar nilai frame rate maka akan semakin halus pergerakan yang ditampilkan. Dalam video digital, pada dasarnya terdiri atas piksel-piksel yang tersusun menjadi array tiga dimensi. Dua dimensi menunjukkan gambar spasial (horisontal dan vertikal) dan satu dimensi lainnya merepresentasikan waktu atau jumlah gambar. Pada video digital, frame merupakan kumpulan piksel-piksel yang menunjukkan titik tertentu dalam satu waktu.

Video digital dikenalkan pertama kali pada tahun 1983 dengan format sony D-1, yang direkam dan didekompres menggunakan standar definition component video dengan sinyal yang sudah berbentuk digital. Karena faktor biaya yang tidak sedikit, format ini banyak digunakan hanya pada beberapa jaringan televisi. Tetapi seiring dengan perkembangan waktu, sistem tersebut tergantikan dengan sistem yang membutuhkan sedikit biaya dalam mendekompres data, yaitu dengan digital betacam milik sony, yang masih banyak digunakan sebagai media perekam oleh produser televisi profesional.



Gambar 1 Single frame yang dirangkai menjadi video.



Gambar 2 Berbagai format video dan perbedaan format frame rate.

Video digital untuk konsumen umum diperkenalkan pertama kali pada kisaran tahun 1990 dengan format quick time, yang menggunakan basis arsitektur komputer Apple. Format ini digunakan dalam aplikasi yang berbasis streaming data. Sebagai format yang pertama kali untuk kalangan konsumen umum, format ini masih kasar, membutuhkan sumber video analognya guna didigitalisasi agar dapat dibaca oleh komputer. Sehingga kualitas video untuk format ini masih rendah. Perkembangan kualitas video digital untuk konsumen umum cukup cepat, pertama kali muncul dengan kualitas yang lebih baik adalah dengan standard MPEG-1 dan juga MPEG-2, yang diadopsi untuk penggunaan transmisi televisi dan media DVD. Kemudian diikuti dengan munculnya format DV tape, yang dapat merekam langsung ke dalam data digital dan mempermudah proses pengolahan karena dalam format ini dapat mengedit video secara non linier seperti pada komputer .

Video Analog dan Digital
Video analog tersusun dari gelombang bersambung yang bervariasi, dengan kata lain nilai sinyal akan memiliki angka yang beragam tetapi terbatas pada batas maksimum dan minimum yang diijinkan. Sedangkan digital video ditransmisikan hanya berupa titik presisi yang dipilih pada interval dalam kurva. Tipe sinyal digital yang dapat dipakai oleh komputer adalah tipe binary. Data biner diwakilkan dengan angka 1 dan 0, angka 1 mewakilkan nilai maksimum dan angka 0 mewakilkan nilai minimum.

Video digital memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan video analog , diantaranya adalah:
1)Ketepatan yang tinggi dalam proses transmisi (high fidelity) dibandingkan dengan video analog. Pada sinyal analog, saat penerimaan akhir transmisi akan sulit membedakan antara sinyal asli dan noise yang terjadi selama transmisi. Dengan transmisi yang diulang-ulang maka akumulasi noise tidak dapat dihindari. Lain halnya dengan sinyal digital yang dapat membedakan antara sinyal asli dengan noise. Sinyal digital juga dapat ditransmisikan berulang-ulang sebanyak yang diinginkan tanpa mempengaruhi kualitasnya.
2)Mudah diolah, perbedaan antara video analog dan digital dapat dianalogikan dengan membandingkan antara mesin ketik dengan pengolah kata di komputer. Dalam video digital dapat juga memisahkan gambar dan suara tanpa saling mempengaruhi.
3)Penyimpanan data dalam video digital dapat dilakukan berulang-ulang tanpa ada informasi-informasi penting yang hilang. Sedangkan dengan sinyal analog, setelah melakukan beberapa kali transfer, informasi-informasi penting yang terkandung dalam media penyimpanan dapat hilang.
4)Mudah dienkripsi dan lebih baik dalam menghadapi noise kanal.
Dunia video kini telah mengalami perubahan dari analog ke digital. Perubahan ini terjadi pada setiap tingkatan industri. Pada konsumen perumahan dan perkantoran dapat menikmati kualitas video digital yang prima lewat hadirnya teknologi VCD dan DVD (Digital Versatile Disc), sedangkan dunia broadcasting kini lambat laun mengalihkan teknologinya ke arah DTV (Digital Television). Sebagian besar rumah tangga di Amerika Serikat telah menggunakan penerimaan sinyal kabel digital dan sinyal satelit digital untuk menikmati siaran televisi digital.

Frame rate
Ketika serangkaian gambar mati yang bersambung dimainkan dengan cepat dan dilihat oleh mata manusia, maka gambar-gambar tersebut akan terlihat seperti sebuah pergerakan yang halus. Jumlah gambar yang terlihat setiap detik disebut dengan frame rate. Diperlukan frame rate minimal sebesar 10 fps (frame per second) untuk menghasilkan pergerakan gambar yang halus. Film-film yang dilihat di gedung bioskop adalah film yang diproyeksikan dengan frame rate sebesar 24 fps, sedangkan video yang dilihat pada televisi memiliki frame rate sebesar 30 fps (tepatnya 29.97 fps). Frame rate digunakan sebagai format standar NTSC, PAL dan SECAM yang berlaku pada negara-negara didunia.

Pixel Aspect Ratio
Pixel aspect ratio menjelaskan tentang ratio atau perbandingan antara lebar dengan tinggi dari sebuah Pixel dalam sebuah gambar. Frame aspect ratio menggambarkan perbandingan lebar dengan tinggi pada dimensi frame dari sebuah gambar. Sebagai contoh, D1 NTSC memiliki pixel aspect ratio 0.9 (0.9 lebar dari 1 unit tinggi) dan memiliki pula pixel aspect ratio 4:3 (4 unit lebar dari 3 unit tinggi).

Beberapa format video menggunakan frame aspect ratio yang sama tetapi memakai pixel aspect ratio yang berbeda. Sebagai contoh, beberapa format NTSC digital menghasilkan sebuah 4:3 frame aspect ratio dengan square pixel (1.0 pixel aspect ratio) dan dengan resolusi 640 x 480. sedangkan D1 NTSC menghasilkan frame aspect ratio yang sama yaitu 4:3 tetapi menggunakan rectangular pixel (0.9 pixel aspect ratio) dengan resolusi 720 x 486. Pixel yang dihasilkan oleh format D1 akan selalu bersifat rectangular atau bidang persegi, akan berorientasi vertikal dalam format NTSC dan akan berorientasi horisontal dalam format PAL. Jika menampilkan rectangular pixel dalam sebuah monitor square pixel tanpa alterasi maka gambar yang bergerak akan berubah bentuk atau mengalami distorsi. Contohnya lingkaran akan berubah menjadi oval. Tetapi bagaimanapun juga apabila ditampilkan pada monitor broadcast, gambar gerak akan ditampilkan secara benar.

Resolusi Spasial dan Frame Size
Lebar dan tinggi frame video disebut dengan frame size, yang menggunakan satuan piksel, misalnya video dengan ukuran frame 640x480 piksel. Dalam dunia video digital, frame size disebut juga dengan resolusi. Semakin tinggi resolusi gambar maka semakin besar pula informasi yang dimuat, berarti akan semakin besar pula kebutuhan memory untuk membaca informasi tersebut. Misalnya untuk format PAL D1/DV berukuran 720x576 piksel, format NTSC DV 720x480 piksel dan format PAL VCD/VHS (MPEG-1) berukuran 352x288 piksel sedangkan format NTSC VCD berukuran 320x240 piksel.

Level Bit
Dalam dunia komputer, satuan bit merupakan unit terkecil dalam penyimpanan informasi. Level bit atau Bit depth menyatakan jumlah atau banyaknya bit yang disimpan untuk mendeskripsikan warna suatu piksel. Sebuah gambar yang memiliki 8 bit per piksel dapat menampilkan 256 warna, sedangkan gambar dengan 24 bit dapat menampilkan warna sebanyak 16 juta warna. Komputer (PC) menggunakan 24 bit RGB sedang sinyal video menggunakan standar 16 bit YUV sehingga memiliki jangkauan warna yang terbatas. Untuk itu perlu berhati-hati apabila membuat video untuk ditayangkan di TV, karena tampilan warna di layar monitor PC berbeda dengan tampilan di layar TV. Penentuan bit depth ini tergantung pada sudut pemisah antara gambar yang diterima oleh kedua mata. Sebagai contoh, pada layar datar, persepsi kedalaman suatu benda berdasarkan subyek benda yang tampak.

Laju Bit
Laju bit disebut juga dengan nama laju data. Laju bit menentukan jumlah data yang ditampilkan saat video dimainkan. Laju data ini dinyatakan dalam satuan bps (bit per second). Laju data berkaitan erat dengan pemakaian dan pemilihan codec (metode kompresi video). Beberapa codec menghendaki laju data tertentu, misalnya MPEG-2 yang digunakan dalam format DVD dapat menggunakan laju bit maksimum 9800 kbps atau 9,8 Mbps, sedangkan format VCD hanya mampu menggunakan laju bit 1,15 Mbps.

Kompresi Video Digital
Pada dasarnya, kompresi video dibutuhkan untuk pengkodean data video secara efisien dalam format file video dan streaming format video. Kompresi adalah sebuah konversi data ke suatu format lainnya yang lebih kecil, biasanya dilakukan sehingga data dapat disimpan atau disalurkan lebih efisien. Proses pengambilan data yang sudah dikecilkan disebut dengan proses dekompresi. Dan bila proses dekompresi menghasilkan data yang sama dengan data semula maka kompresi ini disebut dengan kompresi “lossless”. Sedangkan bila data hasil dekompresi tersebut tidak sama atau lebih kecil ukurannya dengan data semula, maka kompresi tersebut disebut dengan kompresi “lossy”. Kompresi video lossless meskipun mungkin dilakukan, namun dalam praktek jarang digunakan dan semua data video standar biasanya membuang sebagian data atau dengan kompresi lossy .

Sebagai contoh, ketika memakai sebuah digital camcoder dan video capture card lalu hasil video tersebut di-captured/di-digitized maka telah dilakukan proses kompresi video. Proses kompresi video sangat penting mengingat penanganan data digital video membutuhkan tempat penyimpanan data (harddisk) yang sangat besar. Jika frame membutuhkan 1 MB dan apabila menggunakan standar format NTSC (30 fps), maka dibutuhkan ruang penyimpanan sebesar 30 Mb untuk tiap detiknya dan sebesar 1,5 GB untuk tiap menitnya, apabila video digital tidak mengalami kompresi.

Kompresi digunakan untuk mereduksi atau mengurangi besarnya data video. Untuk mengatur kompresi digunakan codec (compressor-decompressor). Codec adalah program yang digunakan untuk menganalisa video dan membuang data yang tidak diperlukan, dengan memanfaatkan persepsi penglihatan manusia. Misalnya apabila di dalam video terdapat obyek yang muncul terus menerus maka informasi yang sama dapat diulang untuk memperkecil ukuran file. Berikut ini beberapa contoh format kompresi video digital yang sering dijumpai.

DV25
DV25 merupakan format standar kompresi video digital yang dipakai pada banyak camcoder pada kelas konsumen biasa (pengguna rumahan ataupun sebagai hobi) maupun konsumen profesional (pemakai profesional dan broadcasting). DV25 menggunakan ratio kompresi 5:1, dengan bit rate data video sebesar 25 Mbps. Untuk durasi satu jam, video dengan kompresi DV25 membutuhkan media penyimpanan sekitar 13 GB.

MPEG
MPEG merupakan singkatan dari Motion Picture Expert Group, yaitu sebuah organisasi para profesional dalam bidang film dan video yang menentukan peraturan standar industri dalam bidang ini. MPEG ini memiliki beberapa standar. Beberapa yang biasa dikenal seperti MPEG-1 yang biasa digunakan untuk format kompresi pada video CD maupun web video, MPEG-2 yang digunakan pada DVD dan SCVD, serta standar MPEG-4 yang diterapkan untuk format MP3 terbaru dan AAC.

Kompresi MPEG-1 merupakan metode kompresi yang diperuntukkan bagi distribusi video dan merupakan standar MPEG versi pertama. Kompresi ini memiliki ukuran frame 325x240 piksel. Selain itu, standar ini hanya mendukung scan video bertipe progressive. Sedangkan MPEG-2 merupakan standar versi kedua. MPEG-2 ini menyajikan video dengan kualitas yang tinggi, dengan dukungan kecepatan transfer lebih dari 8 Mbps. MPEG-2 ideal untuk DVD yang memiliki data rate sebesar 9,8 Mbps. Kompresi MPEG-2 ditujukan untuk distribusi video dan bukan untuk konsumsi pengolahan video. Jadi pada umumnya, dalam melakukan pengolahan video kompresi yang digunakan adalah DV25, untuk kemudian dikompresi menggunakan MPEG-2 untuk menghasilkan media DVD.

ASF (Advanced System Format)
Kompresi dalam format ini dibuat oleh Microsoft sebagai standar format audio/video streaming, sebagai bagian dari Windows Media Framework. Format ini tidak menspesifikasikan bagaimana video atau audio harus dikodekan, tetapi sebagai gantinya menspesifikasikan struktur video/ audio stream. Dengan kata lain, ASF dapat di-encode dengan codec apapun. Dengan kompresi format ini dapat memainkan video/audio dari streaming media server, HTTP server, maupun lokal. Beberapa contoh format ASF ini antara lain WMA dan WMV dari Microsoft. Isi dari metadata pada format ini seperti ID3 pada MP3.

MOV
MOV merupakan format kompresi yang dibuat oleh Apple. Format ini bersifat lintas platform, sehingga banyak dijumpai pada transmisi data di internet. Selain itu, format ini mempunyai beberapa segmen yang terdiri dari audio, video, gambar dan text, dan masing-masing segmen dapat terdiri dari file-file yang terpisah.