VIDEON PERUSKURSSI PV 1


VIDEOTEKNIIKAN PERUSTEET:


Videotekniikan tärkein lenkki on IHMINEN, näkevä ja kuuleva eläin. Näin aloitti ensimmäinen video-opettajani Juha Hankkila ensimmäisen luentonsa, joka johdatti minut videon ihmeelliseen maailmaan vuonna 1986. Tällä hän tarkoitti sitä, että ihminen pystyy ymmärtämään ja jäsentämään aistihavaintonsa ja välittämään ne eteenpäin.

Informaatiosta ihminen saa 90% joko näkemällä (~75%) tai kuulemalla (~15%). Tunnetasolla vaikutuksen voisi sanoa olevan päinvastoin - kuulemamme äänet vaikuttavat hyvin paljon siihen miten käsittelemme näkemämme maailman. Tämän vuoksi äänimaailman merkitys esimerkiksi elokuvassa on hyvin suuri. Myös video-ohjelmissa äänellä on ensiarvoisen suuri merkitys: hyvällä äänimateriaalilla huonolaatuinen kuvamateriaali muuttuu eläväksi ja katsomiselämyksiä tuottavaksi ohjelmaksi.

Videojärjestelmään tästä näkökulmasta kuuluvat tekijä -> tekniikka -> katsoja. Tekijällä on joku tarkoitus, halu, jonka vuoksi hän tekee video-ohjelmansa. Tekniikkaan kuuluvat sekä teknologia että ilmaisu, jolla hän ohjelmansa toteuttaa.Tekniikan hallinta määrää sen, että tavoittaako tekijä katsojan ja saako hän välitettyä sen idean tai sanoman, joka on ollut ohjelman tekemisen lähtökohtana.

 


Miten video on syntynyt?

Videonauhoitus syntyi television tarpeisiin tallentamaan televisio-ohjelmia elektronisesti. Aikaisemmin niitä oli tallennettu elokuvafilmille kuvaamalla periaattessa suoraan television kuvaruudulta ulos lähetettävää ohjelmaa. Menetelmä oli kuitenkin liian hidas nopeatempoiseen televisiotyöhön, joten syntyi tarve kehittää studiokäyttöön sopivia laitteistoja, joilla mm. USA:ssa nauhoitettiin televisiosarjoja esitettäväksi eri aikavyöhykkeillä "samaan kellonaikaan".

1960-luvun lopussa Sony kehitti ensimmäisen kannettavan videokameran ja -nauhurin yhdistelmän, Sony "Portapak"in. Muiden muassa taiteilijat ottivat tämän edullisen kotitelevisiojärjestelmän välittömästi omakseen. He alkoivat tehdä nauhoituksia jotka eivät enää muistuttaneetkaan tavallisia tv-ohjelmia, vaan saivat vaikutteita 30-luvun avantgardistisista elokuvakokeiluista yhdistettynä television elektroniseen perinteeseen. Tällä oli suuri vaikutus erityisesti 1980-luvun videoilmiöön, joista näkyvin esimerkki on kenties MTV-musiikkikanava. Myöhemmin ilmaisu on siirtynyt edelleen multimedia (ja sitä kautta internet-) ilmaisuun.

Pääosiltaan videoilmaisu perustuu kuitenkin elokuvan perinteeseen sekä myös ns. elokuvan "esihistoriaan". Elokuvan esihistorialla takoitetaan niitä tekniikoita ja ilmaisutapoja, joihin puolestaan elokuva perustaa oman ilmiasunsa kuten esimerkiksi teatteri eri muodoissaan.

Nykyisin videota käytetään tiedotukseen, markkinointiin, viihteeseen ja koulutukseeen. Video on myös siirtynyt digitalisoitumisensa myötä pois television kuvaruudulta tietokoneen näytölle jossa sille on tullut uudenlaisia tehtäviä ja haasteita. Tämä on mahdollistanut myös entistä interaktiivisemman tavan tehdä video-ohjelmia: katsojalla on aktiivisesti mahdollisuus vaikuttaa ohjelman sisältöön ja esitystapahtumaan.

Video on vain yksi käytettävissä oleva media:

Jotta voitaisiin tehdä hyviä video-ohjelmia, tekijällä täytyy olla näkemys mediasta kokonaisuudessaan. Tätä kutsutaan multimedia-ajatteluksi.

Multimedia-ajattelu on hedelmällinen tapa lähestyä viestinnän tilannetta: se tunnustaa kaikki audiovisuaaliset mediat lähtökohdiltaan samanarvoisiksi ja sen avulla viestinnästä voidaan ottaa irti maksimaalinen hyöty. Näin oivallamme videon ulottuvuudet ja sen, missä muodossa sitä voidaan käyttää erilaisissa viestintätilanteissa. Esimerkiksi: millainen ohjelma soveltuu esitettäväksi elokuvateatterissa, millainen taas puhelimen kuvaruudulla? Mitä teknologioita voidaan tällöin käyttää? Miten se vaikuttaa ilmaisuun?

Miten video määritellään?

Video-sana tulee latinan nähdä-verbin muodosta. Samaa alkuperää on kuulemista tarkoittava audio ja viestintään liitetty media (yksikössä medium). Näistä sanoista syntyvätkin jo sitten nykyaikaisen viestinnän perussanastoa olevat audiovisuaalisuus ja multimedia.

Videolla voidaan tarkoittaa sitä sähköistä prosessia, jolla kuvasignaali muodostetaan, tallennetaan ja siirretään. Tällaista videojärjestelmää käytetään esimerkiksi televisiolähetysten tuottamiseen.

Video on myös väline jolla tallennetaan kuvaa ja ääntä - yleisimmin videonauhuri, mutta myös muita kuvatallentimia voidaan kutsua videonauhuriksi (miksi ei audiovideonauhuri ??!!).

Video on ohjelma joka on tuotettu em. välineillä.

Video on myös audiovisuaalinen tiedotusväline, esimerkiksi videokasetti, romppu tai DVD-levy, jolla video-ohjelma esitetään.

Ihmisen erityisominaisuudet, joita video-ohjelmien tekemisessä käytetään hyväksi:

Tiedon traditio - ihminen haluaa siirtää keräämäänsä tietoa yksilöltä toiselle ja sukupolvelta toiselle. Tarinoita on kerrottu aluksi suullisesti, mutta jo varhain kerrontaa on elävöitetty erilaisin kuvallisin keinoin (luolamaalaukset). Näin kokemuksen kautta opittuja asioita on voitu siirtää sukupolvelta toiselle, ei vain konkreettisena tietona (nuolenpääkirjoitus), vaan myös symbolisen ilmaisun avulla (spektaakkelit, monumentit).

Elävän kuvan käyttö onkin nuorta sanaan ja ääneen verrattuna. Taikalamput ja muut projektorityyppiset laitteet yleistyivät jo varhain 1600 - 1800-luvuilla, mutta elokuvamaisia piirteitä ne saivat vasta kun valokuvausfilmiä keksittiin käyttää kuvasarjojen esittämiseen. Näin varhaisemmista kerrontatekniikoista syntyi nopeasti uusi synteesi, elokuvan kieli, joka kehittyi yhdessä teknologian kehityksen kanssa.

Video-ohjelmaa tehtäessä onkin ponnisteltava perinteestä, käytetään hyväksi välineen koko ilmaisuasteikkoa ja kuvan kielioppia. Siksi on järkevää tuntea myös videon "esihistoria": elokuvan historia, television historia ja tietokoneiden historia. Tämän vuoksi olen liittänyt aikajanamaisesti etenevän mediahistoriikin kurssin materiaaliksi.

Myös ihmisen havaintomekanismeihin liittyviä ominaisuuksia tulisi osata käyttää hyväksi. Niiden avulla tekijä voi hallita katsojan katsomiskokemusta ja ohjata hänen tietoisia (esim. sommittelu) ja tiedostamattomia (esim. tarinan seuraamisen intesiteetti) reaktioitaan ohjelman sisältöön.

Elävän kuvan vaikutusmekanismeista ja perusaakkosista:

Lähtökohtana ovat toisaalta ihmisen fysiologiaan liittyvät asiat. Ne ovat vaikuttaneet siihen muotoon, jolla erityisesti tekniset laitteistot ovat kehittyneet: mikä kuvataajuus tarvitaan, että kuvasarja havaittaisiin jatkuvana liikkeenä? mikä on sopiva kuvan muoto ja etäisyys, jotta ihminen pystyy havainnoimaan koko kuva-alan? mikä on riittävä tekninen laatu, jotta se riittää välittämään halutun viestin?

Tarinankerronta nojautuu yleensä Aristoteleen runousoppiin, eli ns. kolmen näytöksen malliin. Tähän tarinankerrontatapaan tutustumme myöhemmässä vaiheessa kurssia. Lisäksi on muita kehittyneempiä tarinankerronnan malleja. Nämä pohjautuvat kuitenkin kolmen näytöksen malliin, joten keskitymme kurssillamme tähän. Samaa kerrontatekniikkaa voi myös soveltaa muuhun ilmaisuun.

Videotaiteen ja musiikkivideoiden kehittyminen itsenäiseksi ilmaisumuodoksi on vaikuttanut myös videoilmaisuun-> avantgarden perinteestä nouseva uusi ilmaisu pohjautuu paljolti välineen väärinkäyttöön - tehdään välineellä sellaisia asioita, joihin niitä ei ole tarkoitettu. Näin syntyy täysin uusia ilmaisutapoja, kuten esim. videoscratch, videokuvan looppaus ja muiden kuvallisten kikkojen käyttö vieraannuttamaan katsojaa perinteisestä kuvakerronnasta.

Video viestintävälineenä:

Viestintävälineenä video on television jälkeläinen. Videossa ei ole kysymys ainoastaan joukkotiedotuksesta vaan kehitys on vienyt sitä käytännössä kohti tehokkaampaa ja monipuolisempaa kohdeviestintää. Video näkyykin arjessamme yhä monimuotoisemmilla tavoilla:

Valvontakamerat ovat ehkä kaikkein yksinkertaisin muoto videon päivittäisestä hyväksikäytöstä. Valvontakameroita ei ole ainoastaan julkisilla paikoilla, vaan ne ovat yleistymässä myös kotikäytössä webcameina eli tietokoneeseen liitettyinä videokameroina. Näillä välineillä tehtyjä ohjelmia on esitetty ns. todellisuustelevisio-ohjelmissa. Myös internetissä on tuhansia elävää videokuvaa lähettäviä palvelimia.

Vuorovaikutteiset videojärjestelmät syntyivät ensin tietokoneohjattujen LaserDisc-levyjen ympärille. Julkisilla paikoilla on vieläkin virtuaalisia matkaoppaita jotka perustuvat tähän teknologiaan. Katsoja valitsi kosketusnäytöltä aiheen josta hän halusi lisätietoa, videolevyltä haettiin sitä koskeva ohjelma. Nykyinen DVD-käyttöliittymä pohjautuu pitkälti tämän kaltaisiin sovellutuksiin.

Laajakirjoinen ohjelmatuotanto on kehittynyt täyttämään uusia viestintäkanavia. Esimerkiksi puhelimen "tappajasovellukseksi" on kaavailtu elävien videokuvakkeiden välittämistä UTMS-verkon yli. Internet-TV-kanavat ovat jo arkipäivää laajakaistayhteyksien yleistyessä.

Vuorovaikutteisten videoiden käyttöliittymä toimii perusteena myös nykyaikaisille multimedia- ja internet-käyttöliittymille. Tietoverkkojen ja -koneiden nopeutuminen on mahdollistanut videoiden esittämisen myös näissä medioissa yhdistämällä eri medioita "ohjelmassa": kuvia, tekstejä, hypertekstilinkkejä, animaatioita.... Videon digitalisoituminen on muuttanut ratkaisevasti myös videon käyttöä viestintävälineenä. Digitaalisuus mahdollistaa saman materiaalin käyttämisen eri viestintävälineissä. Video ei ole enään sidoksissa videonauhureihin tai televisioruutuihin.

 


KUVAN MUODOSTUS VIDEOKAMERASSA:


VALOKUVAKAMERA (YKSIKENNOVIDEOKAMERA):


 
Kuva muodostetaan valoherkälle CCD-kennolle linssin avulla. Kuvassa linssinä toimii reikä paperilevyssä, jonka kautta kynttilästä heijastunut valo kulkee projisointipinnalle. Camera Obscurat ja neulanreikäkamerat toimivat tällä periaatteella. Kun projisointipinnan tilalle laitetaan jokin valoa tallentava pinta, valokuvapaperi (tallentaa kemiallisesti kuvan) tai CCD-kenno (tallentaa kuvan elektronisesti), syntyy kamera.

CCD-kenno toimii siis kuten mikä tahansa valoherkkä pinta esim. valokuvausfilmi kamerassa. Kennon pinnassa on pikselin kokoisia suodatinmaskeja, jotka tallentavat kuvan eri värikomponentit. Kehitteillä on myös kennoja jossa eri värit tunnistetaan valon tunkeutuessa CCD-kennon sisään - suodattimia ei tarvita. Näin voidaan tehdä yhä tarkempia ja pienikokoisempia videokameroita.

3-KENNOKAMERA:

Kuvassa: R=Red, G=Green, B=Blue

Kuva muodostetaan kameran linssin avulla kahden tai useamman prisman pinnoille. Prismojen avulla valo hajoitetaan kolmelle kuvakennolle. Jokaiselle värielementille piirtyy kuva värisuotimen lävitse. Syntyy kolme kuvasignaalia kolmelta valon aallonpituusalueelta: Punainen. Vihreä. Sininen. Rakenteensa vuoksi 3-kennokamerat ovat suurikokoisempia ja kalliimpia kuin yksikennokamerat, mutta toisaalta kuvanlaatu on huomattavasti parempi.

Valon luonteesta:

Erilaisissa kuvausolosuhteissa valon aallonpituusjakauma on valonlähteen luonteesta johtuen erilainen: hehkulampun valossa on suhteellisesti enemmän punaisia aallonpituuksia, auringonvalossa sinisiä. Tätä kutsutaan valon väritasapainoksi.

Ilmakehän aiheuttaman sironnan vuoksi myös eri vuorokauden aikana valon aallonpituusjakauma on erilainen. Vrt. "sininen hetki".

Väritasapainoa eri valaistusolosuhteissa korjataan muuttamalla värien R-, G- ja B-komponenttien suhdetta siten että G pysyy samana. Näin otetaan valkotasapaino, white balance. Tällä tavoin epäadaptiivinen kameran elektroniikka voidaan opettaa näkemään kuvan sävyt oikeanlaisina. Ihmisen silmähän pystyy reagoimaan sekunneissa automaattisesti valon luonteen muutoksiin.

Valkotasapaino otetaan kuvaamalla valkoista referenssipintaa vallitsevissa valaistusolosuhteissa. Valkoiseksi käsitettävässä pinnassa R,G ja B-komponentit ovat tasapainossa. Toisin sanoen kamera säätää kaikilta kuvakennoilta tulevan signaalin yhtä voimakkaaksi - valkoiseksi. Jos sininen B-signaali on liian voimakas suhteessa muihin elementteihin, kuvasta tulee sinertävä, ja jos sen on liian heikko, kuvasta tulee punertava.

Videokuvan tallennuksesta kamerassa:

Kuva luetaan CCD-kuvakennoilta lomittelumenetelmää hyväksikäyttäen. Tallennusmenetelmää voidaan havainnoida katsomalla television kuvapintaa läheltä, sillä CCD-kenno tallentaa kuvan samalla periaatteella kuin televisio sen jälleen esittää - kuva muodostuu juovista, jotka puolestaan koostuvat pienistä punaisista, vihreistä ja sinisistä pisteistä. Ne yhdessä muodostavat värikuvan samaan tapaan kuin filmillä olevat värirakeet muodostavat värivalokuvan.

Lomittelun vuoks: 2 kenttää (field) = 1 kuva (frame). Lomittelemalla kuva saadaan kuvataajuutta keinotekoisesti nostettua korkeammaksi. Näin liikkeessä näkyy vähemmän nykimistä ja kuvan liike näyttää luonnollisemmalta (ks. myöhemmin PAL-järjestelmä).

CCD-kennoon muodostuu varaus valon kirkkauden mukaan positiivikuvana aivan kuten diafilmille valokuvakamerassa. Kuvakennossa valoisuus muutetaan sähköimpulsseiksi, joka muunnetaan videotallennukseen sopivaksi signaaliksi (analoginen tai digitaalinen) ja talletetaan nauhalle.
 

Silmän tai korvan adaptaatio:

Adaptaatioksi kutsutaan ilmiötä, jossa organismi, kuten ihminen, sopeutuu ulkoisiin ärsykeolosuhteisiin. Videokamera on vain rajoitetusti adaptiivinen (himmennin, automaattinen äänitystasonsäätö), joten se mitä silmä näkee tai korva kuulee, ei ole sama minkä kamera tallentaa.

Tämän vuoksi kuvattaessa on tärkeää tarkkailla nauhoitettavaa kuvaa ja ääntä kameran etsimestä ja korvakuulokkeista. Tällöin voidaan nähdä häiritseekö voimakas kontrasti vastavaloon kuvatessa tai kuuluvatko läheisen rakennustyömaan äänet häiritsevästi dialogin päällä. Normaalisti ihminen sopeutuu tällaisiin häiriöääniin nopeasti. Monitoroimalla ikään kuin korvataan omat aistimet mekaanisilla: kameralla ja mikrofonilla.

Silmä pystyy erottamaan suuruusluokassa 1 000 000 sävytasoa, elokuvafilmi 10 000, mutta videokamera toistaiseksi vain noin 1000 sävytasoa. Kuvanlaadun optimoimiseksi tv-mainokset ja monet tv-sarjat kuvataankin elokuvafilmille. Sävyjen säilyttämiseksi filmimateriaali digitoidaan tietokoneen muistiin ja kuvaa manipuloidaan digitaalisessa muodossa. Vasta valmis ohjelma siirretään videonauhalle edelleen lähetettäväksi. Samoin äänituotannossa toimitaan studiotyöskentelyssä 96 kHz näytteenottotaajuudella ja 24 bittisellä tarkkuudella (24bit/96kHz) kunnes CD-levyä julkaistaessa tarkkuus tiputetaan 16bit/44.1kHz tarkkuuteen.

 

Lopuksi muistutus:

VIDEO ei ole ELOKUVAA

Ilmaisussa on samankaltaisuuksia, mutta eroja ja etuja aletaan vasta huomaamaan. Tätä muutosta on tutkinut mm.videotaide. Video ja elokuva ovat vahvassa vuorovaikutussuhteessa keskenään, mutta pelkästään elokuvan ilmaisukeinoja hyväksi käyttämällä ei synny hyvää video-ohjelmaa.



TV-JÄRJESTELMÄT:

Säännölliset mustavalkoiset televisiolähetykset alkoivat Englannissa 30-luvulla. Periaatteessa "joka kaupungissa" oli oma televisiostandardinsa - standardit vakiintuivat vasta 2. maailmansodan jälkeen. Tällöin syntyi kansallisia televisioratkaisuja, mm. Suomessa otettiin käyttöön vuonna 1956 saksalainen mustavalkoinen televisiojärjestelmä.
 

Väri-TV 1954 USA - JAPANI. Värijärjestelmä NTSC:

Kun väritelevisiojärjestelmä kehitettiin 1950-luvulla USA:ssa, tärkeä suunnittelukriteeri oli yhteensopivuuden säilyminen sen aikaisten mustavalkotelevisioiden kanssa. Näin syntyi nykyaikaisella mittapuulla erittäin häiriöaltis järjestelmä jonka resoluutio on heikko. Kuvataajuus on 30 kuvaa sekunnissa (sähköverkon taajuus 60 Hz) lomiteltuna kahdeksi kentäksi. Juovia kuvassa 525, mutta niistä ovat näkyviä vain 480 juovaa. Uusi digitaalinen ATV-järjestelmä tulee USA:ssa käyttöön vuoteen 2006 mennessä. Japanissa on ollut käytössä analoginen Hi-Vision järjestelmä jo 90-luvulta alkaen.

PAL-järjestelmä:

Ns. eurooppalainen värijärjestelmä: 25 kuvaa sekunnissa lomiteltuna kahdeksi kentäksi -> periaatteessa 50 Hz:n kuvataajuus (mm. elokuvassa 24 kuvaa). 625 juovaa / kuvassa syntyi kompromissina eurooppalaisten televisiojärjestelmien kesken - PAL-järjestelmä tuli käyttöön 1960-luvun lopussa. Tällöin Euroopassa korvautuivat erilaiset kansalliset televisiojärjestelmät, paitsi SECAMin osalta.

Euroopassa ollaan siirtymässä myös PAL-televisioihin perustuvaan digitaaliseen lähetysjärjestelmään, DVB-T -järjestelmään. Tämä mahdollistaa myös HDTV-lähetyksen, jossa vaaka- ja pystyerottelutarkkuus ovat kaksinkertaiset PAL-laatuun verrattuna.

SECAM:

1960-luvun kireässä poliittisessa tilanteessa ei lopulta päästy yksimielisyyteen yhteneväisestä yleiseurooppalaisesta väri-televisiojärjestelmästä. Ranskassa ja entisissä itä-blokin maissa päädyttin värikoodauksen osalta SECAM-järjestelmään. Se on siis yhteensopiva mv-kuvana PAL:n kanssa ja eroaa ainoastaan väri- ja äänimodulointinsa osalta. RGB- ja komponenttimuodossa se on identtinen PAL-järjestelmän kanssa. Tämän vuoksi videotuotanto tehdään PAL-laitteilla, mutta televisiolähetysformaatti on SECAM. Näin luultavasti haluttiin vaikeuttaa anglogermaanisten lähetysten seuraamista k.o. maissa.

 

Eri televisiojärjestelmät eivät ole yhteensopivia, mutta nykyisin ovat yleistyneet ns. moninorminauhurit ja -televisiot, joilla eri järjestelmien lähetyksiä ja nauhoituksia voidaan katsoa yksillä laittella. Nauhoitus on yleensä mahdollista vain siihen tarkoitukseen valmistetuilla erikoisnauhureilla. Videonauhurit tulevat korvautumaan erilaisiin datatallentimiin perustuviin nauhoittimiin. Digitaalisia televisiolähetyksiä voidaan katsoa myös internetin välityksellä - yleisiä tallennus- ja levitysformaatteja ovat mm. avi, wmv, quicktime, mpg ja realmedia.


VIDEONAUHOITUSJÄRJESTELMIEN LAATUKRITEERIT:


Videojärjestelmien laatutason mittarina esim. erotuskyky:

PAL järjestelmässä ns. broadcast-laatu on 700 - 1 000 pystyjuovaa, industrial-laatu 450 - 700 pystyjuovaa ja kotivideolaatu 250 - 400 pystyjuovaa (esim VHS-nauhurit). Huomaa että vaakasuuntaisten juovien määrä on määrätty PAL-standardissa 625-juovaksi (joista 576 on ns. näkyviä juovia).

Digitaalisessa muodossa tallennettavaa signaalia voidaan tehdä huomattavan erilaisilla tarkkuuksilla käyttötarkoituksesta riippuen (streamingvideosta elokuvaanimaatioihin). Yleensä PAL-videoformaattiin tehtävä digitaalinen materiaali tehdään 768x576 tarkkuudella 24-bittisellä värisyvyydellä.

Toinen mittari kopiointikestävyys:

Kopiointikestävyyttä mitataan käsitteellä "sukupolvi" joka tarkoittaa kopioitujen nauhasukupolvien määrää jotka voidaan ottaa ennen kuin aistinvaraisesti pystytään eroittamaan kuvan huonontuminen alkuperäisestä materiaalista näitä rinnakkain tarkasteltaessa.

VHS - yksi sukupolvi. S-VHS -3 sukupolvea.

Ammattikäytössä yleinen analoginen nauhoitusjärjestelmä Beta SP - 5 sukupolvea.

Uudemmista digitaalisissa nauhoitusjärjestelmissä kuten DV ja DVD kuvan pakkauksesta johtuen kopiointikestävyys on jopa vain noin 5 + sukupolvea.Suorassa kopioinnissa hävikkiä ei tapahdu, mutta jos videon pakkaus puretaan esimerkiksi tietokoneessa käsittelyä varten ja pakataan jälleen, kuvasignaalin laatu heikkenee kopiosukupolvien myötä riippuen käytetystä pakkausmetodista ja bitratesta (kuinka monta bittiä on käytettävissä videokuvan pakkaamiseen / sekunti).

Pakkaamattomissa digitaalisissa nauhoittimissa kuten D 1 voi kopio50< sukupolvea.

Demonstraatio jpg-kuvan pakkauksessa tapahtuvasta kuvanlaadun heikkenemisestä käsittelemättömässä kuvassa.


Copyright Pekka Ranta 2002

 Go back