D-1หรือ4:2:2 Component Digitalเป็น มาตรฐานวิดีโอ ดิจิทัลสำหรับการบันทึกของ SMPTE ซึ่งเปิดตัวในปี 1986 จากความพยายามของ คณะกรรมการวิศวกรรม ของ SMPTEโดยเริ่มต้นจาก ผลิตภัณฑ์ของ SonyและBosch – BTS และเป็นรูปแบบ วิดีโอดิจิทัลระดับมืออาชีพหลักรูปแบบแรกSMPTE ได้กำหนดมาตรฐานรูปแบบนี้ไว้ในITU-R 601 (เดิมคือ CCIR-601) หรือที่รู้จักกันในชื่อRec. 601ซึ่งได้มาจากมาตรฐาน SMPTE 125M และ EBU 3246-E

D-1 หรือ 4:2:2 D-1 (1986) เป็นความสำเร็จครั้งสำคัญในการบันทึกวิดีโอดิจิทัลคุณภาพระดับออกอากาศแบบเรียลไทม์ โดยจะจัดเก็บวิดีโอคอมโพเนนต์ดิจิทัลที่ไม่ได้บีบอัดซึ่งเข้ารหัสที่Y'CbCr 4:2:2โดยใช้ รูปแบบแรสเตอร์ CCIR 601ที่มี 8 บิต^{[ 1 ] [ 2 ]}พร้อมกับแท ร็กเสียง PCMและไทม์โค้ด บนเทป วิดีโอคาส เซ็ต ขนาด 3/4 นิ้ว (19 มม.) (แต่ไม่ควรสับสนกับคาสเซ็ต U-Matic/U-Matic SP ขนาด 3/4 นิ้วที่พบได้ทั่วไป)  

วิดีโอคอมโพเนนต์ที่ไม่ได้บีบอัดใช้แบนด์วิดท์มหาศาลสำหรับยุคนั้น: 167  เมกะบิต/วินาที (อัตราบิต) ^{[ 3 ]}หนึ่งในเครื่องบันทึกวิดีโอ D-1 เครื่องแรกๆ คือ Sony DVR-1000 ต้องใช้โปรเซสเซอร์วิดีโอขนาดใหญ่แยกต่างหาก^{[ 4 ]}รุ่นต่อมาคือ DVR-2000 ได้รวมโปรเซสเซอร์ไว้ในตัวเครื่องเดียวกันกับเครื่องบันทึกวิดีโอ เวลาบันทึกสูงสุดบนเทป D-1 คือ 94 นาที เทปขนาดกลางสามารถบันทึกได้นานถึง 34 นาที และเทปขนาดเล็กนานถึง 6 นาที^{[ 5 ]}

รูปแบบนี้ใช้การสแกนแบบเกลียว โดยมีรูปแบบการพันแบบ M ซึ่งเทปจะพันรอบหัวดรัมทั้งด้านซ้ายและด้านขวา^{[ 6 ] [ 7 ]}หัวดรัมแบบสแกนเกลียวหมุนด้วยความเร็ว 10,800 รอบต่อนาทีสำหรับวิดีโอ NTSC หรือ 9,000 รอบต่อนาทีสำหรับ PAL มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 มม. และแทร็กเกลียวที่อ่านโดยหัววิดีโอที่ติดตั้งอยู่บนหัวดรัมมีความกว้าง 40 ไมครอน^{[ 1 ]}ความเร็วในการเขียนที่หัวอ่านคือ 33.63 ม./วินาที ความเร็วของเทปเชิงเส้นคือ 286.588 มม./วินาทีสำหรับ NTSC และ 286.875 มม./วินาทีสำหรับ PAL ^{[ 4 ]}

เนื่องจากคุณภาพของภาพที่ไม่มีใครเทียบได้ การประมวลผลส่วนประกอบ และการบันทึกแบบไม่บีบอัด ทำให้ D-1 ได้รับความนิยมอย่างมากในการผลิตกราฟิกและแอนิเมชั่นระดับสูง ซึ่งก่อนหน้านี้การซ้อนภาพหลายชั้นทำได้ในเวลาอันสั้นผ่านฮาร์ดไดรฟ์ ( Quantel Harry, Henry, Harriet, Hal หรือ Abekas DDR) หรือผ่านเครื่องอนาล็อกหลายเครื่องที่ทำงานพร้อมกัน ฮาร์ดไดรฟ์ในยุค 1980 ที่จัดเก็บวิดีโอคุณภาพระดับออกอากาศโดยทั่วไปจะมีพื้นที่เพียง 30 วินาทีถึงไม่กี่นาทีเท่านั้น แต่ระบบที่ทำให้มันทำงานได้อาจมีราคาสูงถึง 500,000 ดอลลาร์ ในทางตรงกันข้าม เครื่อง D-1 ช่วยให้บันทึกได้ 94 นาทีบนเทปคาสเซ็ตราคา 200 ดอลลาร์

ความละเอียด D-1 คือ 720 (แนวนอน) × 486 (แนวตั้ง) สำหรับ ระบบ NTSCและ 720 × 576 สำหรับระบบPAL ความละเอียดเหล่านี้มาจาก Rec. 601 ^{[ 8 ]}

ต่อมาได้มีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยโดยการตัดบรรทัดบนสุด 6 บรรทัดออกเพื่อประหยัดพื้นที่ และทำให้เป็นที่นิยมในรูปแบบ DV/DVCAM/DVCPRO ขนาด 1/4 นิ้ว และสำหรับการออกอากาศดิจิทัล ซึ่งมีความละเอียด 720 x 480 พิกเซลสำหรับ NTSC และยังใช้ในDVD-Videoและโทรทัศน์ความละเอียดมาตรฐาน อีก ด้วย

หน่วย D1 ​​สามารถสลับระหว่าง NTSC และ PAL ได้ ความสว่าง (Luma) ถูกสุ่มตัวอย่างที่ 13.5  MHz และความเข้มสี (Chroma) ที่ 6.75  MHz โดยมีอัตราการส่งข้อมูลโดยรวม 27  MHz การสุ่มตัวอย่างที่ 13.5  MHz ถูกใช้เนื่องจากเป็นตัวคูณร่วมของอัตราสายสัญญาณ NTSC/PAL (6 x 2.5  MHz) อินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุตแรกเป็นสายเคเบิลขนาน 25 พิน (SMPTE 125M) และต่อมาได้รับการอัปเดตเป็นอินเทอร์เฟซดิจิทัลแบบอนุกรมบนสายเคเบิลโคแอกเชียล (SDI, SMPTE 259M, โคแอกเชียล 75Ω, 270  MHz) ข้อมูลเสริมสามารถใส่ในช่วงเวลาว่าง H/V ได้พื้นที่สีสำหรับ Y' B'-Y' R'-Y' ยังถูกกำหนดไว้ในมาตรฐาน ITU Rec. 601 หรือ Rec. 709 ด้วย

รูปแบบ D-5ของPanasonicมีคุณสมบัติคล้ายกัน แต่สุ่มตัวอย่างที่ 10 บิต ต่างจาก D-1 ที่ 8 บิต ข้อได้เปรียบของมันคือเวลาในการพัฒนา เนื่องจากออกวางจำหน่ายช้ากว่า D-1 ของ Sony มาก และหนึ่งปีหลังจากที่ รูปแบบ Digital Betacam ของ Sony เปิดตัว

ระบบD-2จาก Sony และ Ampex ตามมาในอีกสองปีต่อมา โดยใช้สัญญาณวิดีโอแบบคอมโพสิตเพื่อลดแบนด์วิดท์ที่ต้องการ ทำให้ราคาของ D-2 ลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของ D-1 เนื่องจาก D-2 เป็นดิจิทัลแบบคอมโพสิต ไม่ใช่แบบคอมโพเนนต์ จึงสามารถติดตั้งลงในพื้นที่และโครงสร้างพื้นฐานของเครื่องบันทึกอนาล็อกแบบคอมโพสิตที่ใช้กันอยู่ในขณะนั้นได้อย่างง่ายดาย (Quadruplex ขนาด 2 นิ้ว, Type C ขนาด 1 นิ้ว และ U-Matic ขนาด 3/4 นิ้ว) เนื่องจาก D-2 บันทึกข้อมูลได้น้อยกว่า D-1 ความเร็วของเทปจึงลดลงและบันทึกได้สูงสุด 208 นาที เทียบกับ 94 นาทีของ D-1 อย่างไรก็ตาม D-2 ก็ยังคงเป็นข้อจำกัดอยู่ดี เนื่องจากเป็นสัญญาณวิดีโอแบบคอมโพสิต

เมื่อสถานีโทรทัศน์เปลี่ยนจากระบบอนาล็อกเป็นระบบดิจิทัลในภายหลัง โครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลแบบคอมโพเนนต์จึงเป็นไปได้ เทป Digital Betacam แบบคอมโพเนนต์ยอดนิยมของ Sony สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงนี้โดยการแยกสีในพื้นที่ดิจิทัลแบบคอมโพเนนต์ (D1/D5) แทนที่จะรวมกันในพื้นที่คอมโพสิต (D2/D3) Digital Betacam สามารถเล่นเทป Betacam/Betacam SP แบบอนาล็อกรุ่นก่อนๆ ได้ ซึ่งในขณะนั้นได้สร้างคลังเก็บข้อมูลสำหรับสถานีโทรทัศน์โดยใช้รูปแบบเทปขนาด 1/2 นิ้ว (ตรงข้ามกับเทปคาสเซ็ต D1/D2 ขนาด 19 มม. ที่มีขนาดใหญ่กว่า) ดังนั้น Digital Betacam ขนาด 1/2 นิ้วจึงกลายเป็นมาตรฐานการตัดต่อ การส่ง และการเก็บรักษาข้อมูลการออกอากาศแบบความละเอียดมาตรฐานโดยปริยาย

แม้ว่าการออกอากาศและการส่งสัญญาณแบบ HD จะแพร่หลายมากขึ้นในสหรัฐอเมริกาหลังปี 2008-2010 แต่สถานีโทรทัศน์ต่างๆ มักต้องการสำเนาความละเอียดมาตรฐานบน Digital Betacam รายการโทรทัศน์อย่างเช่นThe Rachael Ray Show ของ CBS ยังคงถูกบันทึกและจัดเก็บไว้บน Digital Betacam จนถึงปี 2012

ระบบ D-1 นั้นมีราคาแพงมาก และอุปกรณ์จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานครั้งใหญ่ในสถานที่ที่อัปเกรดเป็น รูปแบบ การบันทึกดิจิทัล นี้ เนื่องจากเครื่องจักรเหล่านี้ไม่ยอมประนีประนอมในเรื่องคุณภาพ จึงกลับไปใช้การประมวลผลแบบแยกส่วน (โดยที่ข้อมูลความสว่างหรือขาวดำของภาพ) และสีหลัก ได้แก่ แดง เขียว และน้ำเงิน (RGB) จะถูกแยกออกจากกันในอัลกอริทึมการสุ่มตัวอย่างที่เรียกว่า 4:2:2 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องจักรหลายเครื่องจึงมีป้ายกำกับ "4:2:2" แทนที่จะเป็น "D-1"

การดำเนินงาน D-1 ในช่วงแรกประสบปัญหามากมาย แม้ว่ารูปแบบจะเสถียรขึ้นอย่างรวดเร็วและยังคงมีชื่อเสียงในด้านคุณภาพของภาพความละเอียดมาตรฐานที่ยอดเยี่ยม^{[ 9 ]}

D-1 เป็นรูปแบบเทปดิจิทัลคุณภาพระดับออกอากาศแบบเรียลไทม์รุ่นแรกสุด เครื่องบันทึกวิดีโอ DVR-1000 ของ Sony ที่เปิดตัวในปี 1986 มีราคาขายปลีกที่ผู้ผลิตแนะนำ (MSRP) ในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 160,000 ดอลลาร์สหรัฐ ไม่กี่ปีต่อมา วิศวกรของ Sony สามารถลดขนาดของเครื่องลงได้อย่างมากโดยการลดการประมวลผลทางอิเล็กทรอนิกส์ให้พอดีกับตัวเครื่องไดรฟ์เทปหลัก และตั้งชื่อว่า DVR-2000 ทำให้ราคาในสหรัฐอเมริกาลดลงเหลือ 120,000 ดอลลาร์สหรัฐ

ชุดอุปกรณ์ภายนอกแบบแร็คเดียวจะช่วยให้เครื่องสามารถบันทึกช่องสัญญาณคีย์ (matte) เพิ่มเติม (4:2:2:4) หรือเพิ่มความละเอียดแนวนอนเป็นสองเท่า (8:4:4) โดยการรวมเครื่องบันทึกวิดีโอสองเครื่องที่ทำงานพร้อมกัน

รุ่น "SP" และ "OS" รุ่นต่อมาทำงานใน โหมด Off - S Speed ​​ทำให้เหมาะสำหรับการแปลงฟิล์มเทเลซีน 24 เฟรมลงเทป D1 และช่วยให้เทปเพียงม้วนเดียวสามารถสร้างมาสเตอร์ทั้ง NTSC (525 เส้นแนวตั้ง) และ PAL (625 เส้น) ได้พร้อมกัน

ในขณะที่การทดลองโทรทัศน์สีในยุคแรกๆ ยังคงอยู่ในโดเมนส่วนประกอบ RGB แต่การออกอากาศและการผลิตหลังการถ่ายทำโทรทัศน์สีส่วนใหญ่ในทศวรรษ 1960 และ 1970 ได้ถูกลดทอนความซับซ้อนของโครงสร้างพื้นฐานและการส่งสัญญาณโดยการรวมสีและความสว่างเข้าด้วยกัน (คอมโพสิต) อย่างไรก็ตาม เมื่อข้อมูลสีและความสว่างถูกรวมเข้าด้วยกันแล้ว ก็ไม่สามารถแยกออกจากกันได้อย่างสะอาดหมดจดเหมือนเดิมอีกต่อไป

โดยปกติแล้ว วิดีโอแบบคอมโพเนนต์จะไม่ถูกประมวลผลผ่านระบบวิดีโอในรูปแบบ RGB เหมือนที่ใช้ในจอแสดงผลคอมพิวเตอร์ เนื่องจากมีข้อกำหนดทางประวัติศาสตร์ที่ต้องการรักษาสัญญาณขาวดำไว้ นอกจากนี้ เนื่องจากดวงตาของมนุษย์มีความไวต่อข้อมูลภาพขาวดำมากกว่าสี วิศวกรจึงคำนวณว่า ด้วยขนาดของหน้าจอโทรทัศน์บ้านที่ใหญ่ที่สุด เส้นวิดีโอสีจึงไม่จำเป็นต้องถูกสุ่มตัวอย่างสำหรับทุกพิกเซลดิจิทัลที่แปลงแล้ว

Betacam ซึ่งเป็นรูปแบบวิดีโอขนาด 1/2 นิ้วสำหรับบันทึกข่าวที่ Sony เปิดตัวในปี 1982 เป็นกล้องวิดีโอแบบผสมผสานรุ่นแรกที่ใช้รูปแบบนี้ โดย "Y" หมายถึงความสว่างหรือรายละเอียดของภาพวิดีโอในแบบขาวดำ มันมี "เฟรม" ซิงค์ที่จำเป็นต่อการสร้างภาพที่เสถียร หากเชื่อมต่อเฉพาะสาย "Y" จะได้ภาพขาวดำ แต่หากเชื่อมต่อเฉพาะช่องสัญญาณข้อมูลสีอีกสองช่อง จะเห็นภาพขาวดำ

"UV" คืออัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ของRY (สีแดงลบความสว่าง) และBY (สีน้ำเงินลบความสว่าง) ข้อมูลสีเขียวได้มาจากการหาผลต่าง (ดังนั้นYUVจึงเรียกว่าการประมวลผลความแตกต่างของสี) ตัวอย่างเช่น ถ้ามีตุ๊กตาหมีแพนด้าขาวดำห้าตัวอยู่ในกล่อง (Y) บวกกับแอปเปิ้ลสีแดงแปดลูก (RY) และบลูเบอร์รี่สองลูก (BY) และจำนวนสิ่งของทั้งหมดต้องเท่ากับ 20 เราสามารถคำนวณได้ง่ายๆ ว่าเหลือแอปเปิ้ลสีเขียวกี่ลูก เพราะ 20 ลบ 15 จะเหลือผลต่างห้า

เมื่อวิศวกรพยายามประมวลผลและบันทึกข้อมูลดิจิทัลจำนวนมหาศาลแบบเรียลไทม์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างรูปแบบเทปวิดีโอดิจิทัลรุ่นแรก การคงไว้ซึ่งอัลกอริทึม Y, RY, BY หรือ YUV ถือเป็นกุญแจสำคัญในการลดความซับซ้อนและลดปริมาณข้อมูลภาพเริ่มต้นที่สุ่มตัวอย่าง ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่อันมีค่าได้

4:2:2 คือ Y, RY และ BY ไม่ใช่ RGB มักมีการเข้าใจผิดว่า 4:2:2 หมายถึงสีแดง และเลข 2 ที่เหลือหมายถึงสีเขียวและสีน้ำเงิน หากเป็นเช่นนั้นจริง จะทำให้การบันทึกข้อมูลสีเขียวและสีน้ำเงินไม่สมดุลกับสีแดง

ในตัวอย่างภาพวิดีโอขนาดเล็กที่กำหนด เช่น พิกเซลสี่พิกเซลแรกที่เรียงตัวในแนวนอนบริเวณมุมบนซ้ายของหน้าจอ เลข "4" แรกหมายความว่ารายละเอียดความสว่าง/ภาพขาวดำที่สำคัญกว่านั้นถูกสุ่มตัวอย่างในทุกพิกเซลในตัวอย่าง 4 พิกเซลนั้น

เลข 2 สองตัวถัดไปหมายความว่า RY และ BY ถูกสุ่มตัวอย่างที่พิกเซลเว้นพิกเซลหนึ่ง โดยข้ามพิกเซลตรงกลางไป ดวงตาไม่ควรจะสามารถมองเห็นพิกเซลสองพิกเซลตรงกลางที่ไม่มีข้อมูลสีจริงที่กล้องต้นทางบันทึกไว้ได้ – พิกเซลสีที่อยู่ก่อนหน้าจะถูกทำซ้ำ ดังนั้นด้วยอัตราส่วน 4:2:2 สีทั้งหมด ทั้งแดง เขียว และน้ำเงิน จะถูกสุ่มตัวอย่างในอัตราครึ่งหนึ่งของรายละเอียดภาพขาวดำ (ความสว่าง) อาจกล่าวได้ว่าสีทั้งหมดถูกบันทึกไว้เพียง 50% – เพราะสำหรับหน้าจอทีวีแล้ว มันก็ดีพอสำหรับสายตาของมนุษย์

รูปแบบ DV/DVCAM/DVCPRO ขนาด 1/4 นิ้วที่ได้รับความนิยมในปี 1995/96 ใช้การสุ่มตัวอย่างดิจิทัล YUV แบบ 4:1:1 ซึ่งหมายความว่ามีเพียง 1 ใน 4 พิกเซล หรือ 25% ของสีเท่านั้นที่ถูกบันทึกจริง ทำให้สีดู "หมอง" และไม่สดใสเท่ากับการบันทึกแบบ 4:2:2 ส่งผลให้คุณภาพของฉากหลังสีเขียวลดลงในรูปแบบนี้ นอกจากนี้ รูปแบบ DV ยังบีบอัดข้อมูลดิจิทัลเพิ่มเติมที่อัตราส่วน 5:1 เพื่อให้ได้ข้อมูล 25 ล้านบิตต่อวินาทีลงบนเทปขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ บางครั้งอาจมองเห็นสิ่งผิดปกติจากการบีบอัดได้

เครื่องบันทึกวิดีโอความละเอียดสูงสมัยใหม่ เช่น รูปแบบ HDCAM-SR ของ Sony ซึ่ง SR ย่อมาจาก Superior Resolution (ความละเอียดที่เหนือกว่า) มีความสามารถในการสลับระหว่างการบันทึกแบบ 4:2:2 และ RGB เต็มรูปแบบ สำหรับงานภาพยนตร์บนจอขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงมีการสุ่มตัวอย่าง RGB ที่ทุกพิกเซลและเรียกชื่อว่า 4:4:4

• Grotticelli, Michael, บรรณาธิการ (2001). คู่มือการถ่ายทำภาพยนตร์อเมริกัน.สำนักพิมพ์ ASC, ฮอลลีวูด, แคลิฟอร์เนีย. ISBN 0-935578-14-5
• หน้าเว็บ Sony.com DVR-1000
• ประวัติของโซนี่: จุดเริ่มต้นของยุคดิจิทัล
• nfsa.gov.au หอจดหมายเหตุภาพยนตร์และเสียงแห่งชาติของออสเตรเลีย (โทรทัศน์)
• smpte.org, ข้อกำหนดของผู้ใช้สำหรับเครื่องบันทึกวิดีโอดิจิทัลแบบคอมโพเนนต์ 4:2:2 โดย William C. Nicholls
• การประมวลผลและการเข้ารหัสสัญญาณ ภาพ และวิดีโอแบบหลายมิติ หน้า 381 โดย จอห์น วิลเลียม วูด
• คู่มือผู้สร้างภาพยนตร์: คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับยุคดิจิทัล โดย สตีเวน แอสเชอร์ และ เอ็ดเวิร์ด พิงคัส
• tech.ebu.ch Rec 601 ที่มาของมาตรฐาน DTV 4:2:2
• TI CLC021 ตัวแปลงสัญญาณวิดีโอดิจิทัลเป็นอนุกรม SMPTE 259M พร้อมการสร้างและการแทรก EDH