Super uhd 4k что это

Маркетинговая чепуха. Что стоит за «новыми технологиями» в телевизорах. Часть 2

Напомню, в прошлый раз я рассмотрел такие маркетинговые уловки, как откровенно завышенные контрастность и нереальная частота развертки, а также гипертрофированный цветовой охват. А сейчас мы перейдем к другой наиболее популярной теме: 4K-разрешению.

Первый коммерческий телевизор, поддерживающий разрешение Ultra HD, появился в российской рознице в 2012 году. Это был Sony BRAVIA KD-84X9005 — 84-дюймовая модель стоимостью 1 000 000 рублей. С тех пор производители телевизоров совершили приличный рывок. За три года в продаже появилось большое количество подобных устройств. В том числе и за вполне адекватную цену. Три года маркетинговая машина раскручивала свои виртуальные шестерни. Да так, что на второй план отошли такие «фишки», как поддержка 3D и наличие SmartTV.

Редакция Ferra.ru сама все больше и больше внимания уделяет решениям на основе разрешения Ultra HD. Так, на нашем сайте постоянно выходят обзоры 4K-телевизоров. Мощные игровые видеокарты тестируются в том числе и в разрешении 2160p. Очевидно, что эпоха Ultra HD рано или поздно, но вступит в свои права. Но это совершенно не означает, что сегодня, наслушавшись сладостных маркетинговых зазывалок, необходимо сразу же бежать в магазин за новым телевизором.

Маркетинговая чепуха. Что стоит за «новыми технологиями» в телевизорах. Часть 2

А был ли мальчик?

Что такое Ultra HD? Самое простое объяснение — это очень высокое разрешение размером 3840×2160 точек. Есть у Ultra HD два равноправных синонима: 4K и 2160p. Однако уже в самом определении понятия заложен маркетинг. Попробую наглядно объяснить.

Популярные форматы разрешений

22 октября 2012 года отраслевая организация Consumer Electronics Association (CEA) утвердила название и минимальные характеристики Ultra HD. Произошло это путем анонимного голосования совета рабочей группы. Согласно официальному документу, современные Ultra HD проекторы, мониторы и телевизоры должны иметь не менее 8 млн активных пикселей: не менее 3840 по горизонтали и не менее 2160 по вертикали. При этом соотношение сторон должно быть не меньше 16:9. Плюс у устройства должен быть хотя бы один цифровой вход, способный принять видеосигнал с разрешением 3840×2160 точек. То есть HDMI 1.4, HDMI 2.0 или DisplayPort. Такие телевизоры, проекторы и мониторы получают шильдик Ultra HD Ready.

Логотип, символизирующий о поддержке Ultra HD

Однако Ultra HD — это технология, а не только обозначенная выше характеристика разрешения экрана. Ее развитием уже приличное время занимается японская телевещательная компания NHK (Nippon Hōsō Kyōkai), по праву считающаяся первопроходцем в UHD-телевидении. Свои эксперименты с 4K японцы начали еще в 2003 году, но только в августе 2012 года (то есть до утверждения CEA названия и минимальных характеристик Ultra HD) Международный Союз Электросвязи (МСЭ), отметивший в этом году свое 150-летие, опираясь на данные NHK, опубликовал единый технический стандарт для телевидения формата Ultra HD, который получил название ITU-R Recommendation BT.2020 (Rec. 2020). Именно он на протяжении всего этого времени считается главным ориентиром не только для производителей оборудования, но и для телевещательных компаний. Для большей наглядности я привел основные характеристики Rec. 2020 в таблице ниже. Как видите, они значительно превосходят параметры нынешнего сертификата Rec. 709, принятого в далеком 1990 году и разработанного специально для HD-телевидения. Между двумя стандартами наблюдается огромная разница, прежде всего, в качестве сигнала.

Сравнение цветового охвата у популярных телевизионных форматов

А что же современные 4K-панели? Большинство из них работают с Rec. 709. Также в продаже существуют телевизоры, цветовой охват которых соответствует 98% DCI-P3 и 90% DCI-P3. Но не Rec. 2020. В прошлой части «чепухи» я уже рассказал, как производители хвастаются увеличенным цветовым охватом своих решений, реализуемым за счет аппаратных и программных алгоритмов. Однако на практике выясняется, что от него либо нет никакого толку, либо встроенная логика устройства подстраивает картинку, предоставляемую источником, под «вымышленную» палитру и заметно искажает цвета. Одновременно с оборудованием, поддерживающим Rec. 2020, должен появиться и соответствующий контент. Здесь должны постараться не только такие корпорации, как NHK, но и ведущие кинокомпании.

Ultra HD — это не просто разрешение 3840×2160 точек. Это целая технология и серьезные требования к качеству сигнала

Вот и получается, что современные 4K-телевизоры, с одной стороны, с согласия CEA имеют шильдик Ultra HD Ready, но при этом не в полной мере соответствуют более серьезному стандарту МСЭ. На мой взгляд, это самый обыкновенный маркетинг. Получается, что обычным HDTV-телевизорам элементарно добавили матрицу с более высоким разрешением. Устройства же с реальным Ultra HD (читай — с Rec. 2020) появятся лишь в обозримом будущем, хотя стоит признать, что уже есть сподвижки в этом направлении.

Panasonic TC-65CX850U — телевизор с цветовым охватом 98% от DCI-P3

И так сойдет

Продолжим разговор о том, что Ultra HD — это не только разрешение. Первые коммерческие 4K-телевизоры уже тогда имели некоторые проблемы, которые, тем не менее, не помешали маркетологам развернуть свою навязчивую кампанию. Дело в том, что в UHD-решениях тех лет использовался интерфейс HDMI 1.4, который умел передавать сигнал высокого разрешения лишь при развертке 30 Гц. Это сейчас многие современные модели оснащены портом HDMI 2.0, и проблема частично решена. Однако в продаже по-прежнему можно найти модели только с HDMI 1.4 (в том числе и линейки 2014 года). Если вы все же решились на покупку подобного устройства, то всенепременно берите модель с HDMI 2.0 — это залог того, что аппаратная часть «ящика» не устареет ближайшие несколько лет.

Телевизор с разрешением Ultra HD должен быть оснащен разъемом HDMI 2.0

Яркий тому пример — бюджетные 4K-телевизоры. Сразу же оговорюсь: под словом «бюджетные» в нынешних реалиях подразумеваются модели стоимостью 50-60 тысяч рублей. Например, Philips 49PUS7809. Этот «ящик» имеет лишь порты HDMI 1.4, а также не поддерживает работу с кодеком H.265/HEVC. Встроенный плеер не умеет работать с контентом 4K-качества. Наконец, по-умолчанию 49PUS7809 запускается с разрешением Full HD. Активировать заявленные 2160p можно в настройках, но даже после этого в ряде случаев 4K-разрешение не работает на должном уровне. Однако сам производитель почему-то об этом умалчивает, акцентируя внимание потенциального покупателя на, цитирую, «непревзойденном качестве изображения в высоком разрешении 4K Ultra HD.» Маркетинг? Маркетинг! Самое забавное в том, что за подобный ценник можно приобрести очень хороший и функциональный Full HD телевизор. Как следствие, не гнаться за псевдо-4K.

Пример недорогой модели телевизора Philips 49PUS7809. Посмотрите, какой высокий балл у нее на «Яндекс.Маркете». Правда, у этого 4K-телевизора нет поддержки ни HDMI 2.0, ни кодека H.265/HEVC

Старая песня о главном

Даже спустя три года можно говорить о том, что общедоступного контента 4K-качества очень мало, пусть и наблюдается небольшой прогресс. Все больше консьюмерсокого оборудования поддерживает, например, съемку видео в Ultra HD. Популярные зарубежные сервисы (NETFLIX, Amazon instant video, ASTRA, PlayMemories Online и Privilege Movies 4K) обозначают свое присутствие на этом рынке. Когда подобные онлайн-кинотеатры появятся в России — хороший вопрос. Маркетологов подобные нестыковки не волнуют. На презентациях демонстрируют великолепные, специально подготовленные видеоролики. На деле же художественных произведений в формате Ultra HD, как говорится, кот наплакал. Главное — повторять мантру о том, что «формат 4K позволяет рассмотреть в четыре раза больше деталей по сравнению с обычным форматом HD.»

«Посмотрите, как много замечательных фильмов уже доступно в формате 4K» — говорит нам Sony. Посмотрел, 68 фильмов за четыре года. Для сравнения: по версии «Кинопоиска» в октябре 2015 года в российском кинопрокате вышло 43 картины

Важную роль в продвижении 4K-контента должны сыграть внешние носители информации. Однако формат Ultra HD Blu-ray приняли лишь в этом году, 24 августа. Плюс первые коммерческие BD-плееры появятся только в 2016 году. Поэтому нашим соотечественникам в ближайшее время придется надеяться на апскейлинг видео более низкого разрешения до формата 4K.

Кто бы что ни говорил, но контента Ultra HD по-прежнему очень мало

Если обойтись несколькими словами, то апскейлинг — процесс «растягивания» внутренней логикой телевизора видео меньшего разрешения до 2160p. Маркетинг проявляется и здесь. Производители не стесняются заявлять, что их продукция великолепно масштабирует изображение. Вот, что пишут на официальном сайте компании Philips: «Телевизор Ultra HD в 4 раза превосходит разрешение обычного телевизора Full HD. Благодаря 8 миллионам пикселей и уникальной технологии Ultra Resolution качество изображения не будет зависеть от исходного контента.» Реалии таковы, что достичь этого невозможно в принципе. Всегда будет заметна разница в качестве между нативным 4K и масштабированным 4K. Остается только узнать, насколько хорошо у того или иного телевизора проходят процессы обработки. Например, Panasonic VIERA TX-65AXR900 великолепно справляется с этой работой. А вот у Samsung SUHD UE65JS9000TXRU есть некоторые проблемы.

Телевизор Panasonic VIERA TX-65AXR900. Одна из немногих 4K-моделей, великолепно справляющаяся с апскейлингом видео до разрешения Ultra HD

В четыре раза круче

Допустим, что проблема с отсутствием контента в кратчайшие сроки решится. На протяжении всего материала я то и дело цитировал заявления производителей телевизоров, которые утверждают, что 4K в четыре раза четче Full HD. Это одно из самых распространенных маркетинговых утверждений. И вроде бы все логично: разрешение Ultra HD в четыре раза больше разрешения Full HD. Да вот только многие путают большое разрешение с лучшим качеством изображения. Путаница касается не только телевизоров с большими диагоналями, но и крохотных смартфонов. В определении четкости изображения элементарно не учитывается дистанция, с которой зритель смотрит на экран.

Оптимальное расстояние просмотра телевизора в зависимости от диагонали экрана и разрешения

Существует несколько методик определения оптимального расстояния просмотра телевизора в зависимости от диагонали экрана и разрешения. И даже специальные калькуляторы. Не вижу смысла спорить о правильности или неправильности тех или иных схем, но перед Full HD «ящиком» с диагональю 55’’ необходимо сидеть на расстоянии где-то 2-2,5 метров. Для Ultra HD дистанция сокращается уже до значения 1-1,5 метров. В итоге зрителю достаточно сеть подальше, чтобы детализация изображения заметно снизилась. Так, на расстоянии 2,5-3 метров Ultra HD не будет отличаться от Full HD.

Четкость 4K-изображения напрямую зависит от расстояния просмотра

В самом начале статьи я обратил ваше внимание на самый первый коммерческий 4K-телевизор от Sony. Во время его тестирования при просмотре заготовленного видео формата Ultra HD нам рекомендовали садиться на расстоянии 1,6-2 метров. Первоначально это казалось утопией, но на деле смотреть видео на полотне BRAVIA KD-84X9005 оказалось также удобно, как читать газету. По факту дистанция между экраном и человеком оказалась меньше размера диагонали самого устройства (2,13 м). Отсюда следует простой вывод: покупать 4К-телевизор с диагональю меньше 55-60 дюймов нет никакого смысла. Сидя на расстоянии 2-3 метров, вы элементарно не ощутите эффекта от наличия ультравысокого разрешения.

У меня только один вопрос: зачем?

Развлечения в формате Ultra HD

В последнее время участились вопросы, касающиеся покупки UHD-телевизора для игр. Маркетологи усердно трудятся и на этом поприще. Вроде бы все логично: 4K-разрешение позволяет сидеть очень близко перед телевизором. Достаточно лишь обзавестись сопутствующим оборудованием. Но вот только консоли последнего поколения — Sony Play Station 4 и Microsoft Xbox One — не подойдут. Они даже разрешение 1080p не всегда могут «вытянуть». Появились слухи, что в скором времени могут быть презентованы 4K-версии этих приставок, но это касается не самих игр, а воспроизведения мультимедийного контента. В частности, при помощи сервиса NETFLIX.

Телевизор Ultra HD и игровой компьютер — очень дорогой тандем

Получается, что единственный вариант играть на UHD-телевизоре — это купить мощный компьютер. К тому же производители видеокарт вовсю продвигают идеи «православного» 4K-гейминга. К сожалению, справиться с современными компьютерными играми при настройках, близких к максимальным, в разрешении Ultra HD на сегодняшний день могут лишь единицы графических адаптеров, да и то с большой натяжкой. Постоянные посетители Ferra.ru, интересующиеся компьютерным железом, убеждались в этом не раз. Для игр в 4K потребуется собрать очень мощный компьютер, стоимость которого легко может перевалить за отметку 2000 долларов США.

Маркетинг 2-в-1

Ultra HD и изогнутые экраны — это самые популярные «инновации» последних двух лет. Они весьма тесно переплетаются друг с другом. Основной посыл для устройств подобного типа звучит очень просто: изогнутая поверхность и 4K позволяют сильнее погрузиться в происходящее на экране. Например, вот так об этом говорит компания Samsung: «Революционный SUHD-телевизор Samsung с изогнутым экраном позволяет погрузиться в фантастическую виртуальную реальность и ощутить себя в центре событий, происходящих на экране.»

Samsung SUHD UE65JS9000TXRU

Изогнутый экран телевизора действительно может, выражаясь словами маркетолога, обеспечить пользователю большее погружение. Только у этого устройства должен быть очень большой экран. Даже при диагонали порядка 55’’ вы этого «погружения» никак не ощутите. В таком случае необходимо сесть очень близко к телевизору. Следовательно, требуется, чтобы устройство поддерживало разрешение Ultra HD. Вот такая получается у нас взаимосвязь. Путем несложных вычислений получается, что даже при поддержке 4K телевизор с изогнутым экраном должен обладать очень большой диагональю. Заведомо больше 55 дюймов. И тут необходимо вспомнить о нехватке контента соответствующего качества.

Своя атмосфера

На фоне популяризации формата Ultra HD корейская компания Samsung решила выпустить собственный бренд под названием SUHD. На ее официальном сайте написано: «Благодаря таким новым технологиям Samsung, как Nano Crystal Color, Peak Illuminator и процессору SUHD Re-mastering Engine, вы по-новому оцените великолепные возможности цветопередачи, глубокую контрастность и детализацию изображения. Телевизоры серии SUHD — это новый стандарт качества изображения.» На мой взгляд, подобный шаг сделан лишь с одной целью: ассоциировать прочие решения Ultra HD с решениями южнокорейского производителя. Слышишь где-то про Ultra HD — подразумеваешь Samsung. Платишь. В плане технологий разрешение SUHD ничем не отличается от «обычного UHD», которое предлагают конкуренты. Все те же 3840×2160 пикселей.

Samsung SUHD UE65JS9000TXRU

Эта история чем-то напоминает появление так называемых «LED-телевизоров» от все той же Samsung. На сегодняшний день существует три принципиальных технологии: ЖК, OLED и плазма. Последняя, к сожалению, приказала долго жить. В один момент времени производители разработали специальную светодиодную подсветку. А потому появилась необходимость в звучном разделении старых и новых ЖК-телевизоров. Корейский производитель не постеснялся назвать свои новинки «LED-телевизорами». Подобное название прочно осело в головах пользователей. Хотя оно в корне неверно!

В плане технологий разрешение SUHD ничем не отличается от «обычного UHD», которое предлагают конкуренты. Все те же 3840×2160 пикселей

В чем парадокс? «LED-телевизор» и «телевизор с LED-подсветкой» — это две большие разницы. К первым относится плазма и решения на базе более прогрессивной технологии OLED. Во втором случае используется обычная жидко-кристаллическая матрица. Между ЖК и OLED — пропасть. Однако маркетинговая машина работает. Так, в некоторых крупных торговых сетях существует категория «LED-телевизоры», куда одновременно входят и OLED, и обычные ЖК-модели. В том числе и SUHD. Как видите, история повторяется.

Дожили, один крупный магазин бытовой техники и электроники считает SUHD технологией. И приравнивает ее к OLED

И снова про кабели

На фоне популяризации 4K-телевизоров появились «специальные» HDMI-кабели. Все это ерунда. Существует только два стандарта этого интерфейса: Standard Speed и High Speed. Все остальное – чистой воды маркетинг и зазываловка. Для передачи Ultra HD видео необходим HDMI-кабель стандарта High Speed. Так утверждает отраслевая организация CEA. Если у вас уже есть такой кабель, то при покупке 4K-телевизора бежать в магазин за новым проводом, «созданным специально для передачи сигнала Ultra HD», нет никакой необходимости.

Кабель, «специально сертифицированный» под 4K-изображение

В заключение

Формат Ultra HD — это реально крутая вещь. Однако его распространение должно происходить равномерно — не только со стороны производителей телевизионного оборудования, но и со стороны контента. Спустя три года после появления первых коммерческих решений можно смело заявить, что эпоха 4K еще не наступила. Я не отговариваю вас от покупки подобного телевизора. Просто на примере этого материала прошу учесть, что в ряде случаев наличие 4K-разрешения не даст такого вау-эффекта и тех ощущений, которые обещают нам маркетологи.

Источник

Главные вопросы об Ultra HD: разрешение, HDR, HFR, цвет вширь и вглубь, и аудио [перевод]

Что именно представляет собой формат Ultra HD? На этот вопрос не так уж просто ответить. Ultra HD скорее похож на набор инструментов, которые можно использовать в разных сочетаниях. При этом организации расходятся во мнениях о том, какие комбинации считать Ultra HD. А споры на эту тему ведутся даже на форуме Ultra HD.

Впрочем, основные элементы формата UHD определены весьма четко. Вот они:

1. Пространственное разрешение 4K или 8K.

2. HDR или расширенный динамический диапазон.

3. WCG или широкая цветовая гамма.

4. Большее цветовое разрешение в битах.

5. HFR или высокая частота кадров.

6. Аудио следующего поколения.

Как видите, все параметры касаются видео. Кроме одного — аудио следующего поколения в этом списке выглядит довольно необычно. Давайте рассмотрим каждый пункт один за другим.

Пространственное разрешение

Разрешение видео — наиболее понятный аспект, хотя путаница в отношении терминов по-прежнему существует. Обычно его называют 4K — и именно так на него ссылались компании вроде Sony при анонсе своих первых UHD-продуктов в 2012 году.

В том же году Ассоциация потребительской электроники или CEA (ныне Ассоциация потребительских технологий или CTA) предложила термин Ultra HD для обозначения разрешения 3840 × 2160, что не случайно созвучно с Full HD, так как оно вдвое больше по горизонтали и вертикали, чем разрешение HDTV 1920 × 1080 с тем же соотношением сторон 16:9 (1,78:1).

Возможно, CEA выбрало название Ultra HD, чтобы отличать его от термина 4K DCI (Digital Cinema Initiative), которое подразумевает разрешение 4096 × 2160, что соответствует соотношению сторон 17:9 или 1,90:1. Однако этот формат часто понимают неправильно.

Как правило, фильмы не делаются с разрешением 4096 × 2160. Это, так сказать, «контейнерный» формат. Изображение в нем обычно имеет реальное разрешение 4096 × 1716 (2,35:1 или CinemaScope) или 3996 × 2160 (1,85:1 или Vista Vision). То есть, чтобы подогнать его под формат экрана телевизора, требуется некоторая обрезка видео по ширине.

Впрочем, формат Ultra HD лишь поначалу описывался одним разрешением. Теперь у него гораздо больше параметров, поэтому организации вроде Ultra HD Forum стали обозначать разрешение 3840 × 2160, как 4K. Остальные составляющие данного стандарта — это другие пять упомянутых выше столпов. Какие из них можно назвать определяющими, чтобы видео квалифицировалось как Ultra HD? Споры на эту тему еще не закончились, хотя вкратце точно определено следующее:

— Ultra HD — это разрешение 4K и выше;

— 1080p-видео с HDR — это тоже Ultra HD;

— наличие одного лишь звука следующего поколения из приведенного выше списка не делает видео соответствующим формату Ultra HD.

При этом не исключается множество иных комбинаций. Например, HD-видео c разрешением 1080p, но с HFR 100 кадров в секунду — это тоже Ultra HD? Нам еще предстоит это выяснить.

Не забывайте при этом, что 8K тоже называется Ultra HD. CEA/CTA выбрала это название для разрешений 4K и 8K, а DVB Project называет 8K термином UHD2. Для телевизоров это означает разрешение 7680 × 4320, что опять же вдвое больше, чем разрешение 4K — и по горизонтали, и по вертикали.

В кинематографическом производстве 8К означает разрешение 8192 × 4320. Некоторые фильмы уже (частично) сняты в этом разрешении, но не закончены в нем. Вместо 8К их сохраняют в формате 2К Digital Intermediate или, в лучшем случае, в 4K из-за высокой стоимости и времени проработки визуальных эффектов.

Но ситуация меняется. Если телевизионный контент в 4К — за исключением некоторых тематических каналов вроде Insight TV и Travel XP — по-прежнему встречается редко, то в Голливуде производство в 4K постепенно становится все более распространенным.

Правда, в поисках богатого выбора 4K-контента вы неизбежно столкнетесь со стриминговыми платформами вроде Netflix, Amazon и Disney+. Причем Disney сейчас находится в процессе ремастеринга своего бэк-каталога в 4K, чтобы сделать его доступным через OTT, а Netflix настаивает на том, что весь его контент изначально делается в 4K и с HDR.

С дисками Ultra HD Blu-ray все сложнее. Они могут делаться как из материалов, полностью снятых и законченных в 4К или из 4К-сканов кинопленки, так и из 2К-трансферов, когда фильм был закончен в этом разрешении. Либо потому, что был снят в этом разрешении, либо потому, что визуальные эффекты были отрисованы с этим разрешением.

Начнут ли в ближайшее время такие компании, как Netflix, производить контент в формате 8K? Возможно. Они — наиболее вероятные поставщики 8К-контента, ведь всего несколько лет назад именно они стали пионерами в сфере 4K. Но маловероятно, что мы когда-либо увидим диски формата 8K — подробнее об этом читайте здесь.

Вам наверняка известно, что на рынке конкурируют различные технологии отображения — особенно это касается OLED и ЖК-дисплеев (часто ошибочно называемых LED-телевизорами и мониторами). Они не связаны с конкретными форматами Ultra HD — они агностики.

Существует множество статей, в которых подробно рассматриваются отличия между ними, плюсы и минусы, поэтому в этой статье мы не будем касаться этого подробно. Нам важно лишь то, что в целом ЖК-дисплеи могут обладать более высокой пиковой яркостью, а OLED — большей контрастностью, благодаря более глубокому черному цвету.

Расширенный динамический диапазон

Сначала стоит развеять одно распространенное заблуждение: HDR-видео — это нечто совершенно иное, нежели HDR-фотография. Фотография — это некий «синтез экспозиции», когда два изображения, снятые с разной экспозицией, объединяются в одно.

Полученное изображение обычно предназначено для отображения на дисплее со стандартным диапазоном или для печати на бумаге, поэтому легко увидеть, что это неправильный HDR. Единственное, что имеет высокий динамический диапазон в HDR-фотографии, — это сама снимаемая сцена.

То, что мы называем HDR в видео, включает в себя больший динамический диапазон между самой темной и самой яркой частью изображения, выраженный в F-ступенях или стопах. Стандартный динамический диапазон охватывает семь ступеней, а расширенный — около 14 ступеней. Захват такого динамического диапазона выполняется и в фотосъемке — обычно в формате RAW, файлы которого нуждаются в предварительной обработке для отображения на дисплеях.

Одним из немногих случаев, когда фото и видео могут сходиться в данном вопросе, являются неподвижные изображения в формате HLG HDR, которые могут получаться с новейшими камерами Panasonic Lumix и без предварительных преобразований отображаться в HDR на телевизорах Panasonic. Вообще, формат HLG или Hybrid Log Gamma заслуживает особого внимания — как и иные, входящие в семейство стандартов Perceptual Quantizer (PQ).

HLG — это так называемый формат HDR с привязкой к сцене, то есть в нем не используется никаких метаданных. Он был разработан вещательными компаниями BBC и NHK с целью доставки сигнала, совместимого с HDR, а также с телевизорами SDR (последние должны работать с широкой цветовой гаммой для воспроизведения правильного изображения). Кроме того, он должен был предложить высокий уровень совместимости с существующими производственными процессами и оборудованием. Этого они и достигли. Как уже было сказано, не так уж много ТВ-трансляций сегодня идет в HDR — но те, что есть, в основном используют HLG.

Формат PQ, разработанный Dolby и описанный SMPTE в стандарте ST.2084, может использовать метаданные — но это необязательно. Вариант со статическими метаданными указан в стандарте ST.2086 — он называется HDR10. Вариант HDR ST.2084 без метаданных упоминается как PQ10. Разница между ними не так значительна, как кажется.

Например, хотя ST2086 и определяет, чему должны соответствовать метаданные, он не дает строгих указаний, как их следует использовать. Поэтому производители телевизоров могут делать свои собственные поправки при декодировании, а некоторые предпочитают просто игнорировать метаданные и применять свою собственную секретную обработку — что, естественно, приводит к различным результатам.

В дополнение к статическим метаданным видео с HDR может снабжаться и динамическими метаданными, что дает создателям контента возможность изменять параметры от сцены к сцене (и даже от кадра к кадру — прим. переводчика). Существует три разновидности такого HDR, указанные в наборе стандартов, объединенных SMPTE ST.2094:

1. Dolby Vision (ST.2094-10).

2. Advanced HDR от Technicolor.

3. HDR10+ (ST.2094-40), разработанный Samsung и Panasonic.

На сегодняшний день формат Dolby Vision наиболее распространен. Technicolor HDR — темная лошадка в этой гонке. Он был выбран в качестве формата HDR для Бразилии, а недавно был реализован в трансляциях ATSC 3.0 в США, и рассматривается властями Китая в качестве основы для вещательного HDR-формата.

Если не брать в расчет ТВ-трансляции, в остальных сферах бал правит HDR10. Его поддерживают все телевизоры с поддержкой HDR — равно как и все потребительские HDR-мониторы для ПК. В сфере PC-игр, когда заявлена поддержка HDR, имеется в виду HDR10.

Все потоковые сервисы, которые предлагают HDR, поддерживают как минимум HDR10 — и это обязательный формат HDR для UHD Blu-ray (это означает, что все проигрыватели должны иметь возможность декодировать его, а стандарты Dolby Vision, HDR10+ и ST-2094-20 не являются обязательными для них).

Широкая цветовая гамма

Примерно в то же время, когда утверждались стандарты для разрешения 4K, в телевизионной индустрии было принято новое цветовое пространство с охватом более широкой цветовой гаммы, которую уже тогда потенциально могли генерировать плоскопанельные дисплеи (ЖК и OLED).

Во времена аналогового телевидения стандартного разрешения, когда все мы использовали кинескопы с электронно-лучевыми трубками, цветовое пространство (в PAL и SECAM, а также NTSC) описывалось стандартом Rec.601. Для HDTV, появившегося сразу после перехода на цифровое телевидение, это цветовое пространство было немного расширено до Rec.709.

Возможности современных дисплеев в плане охвата могут сильно отличаться, но они значительно шире и обычно соответствуют так называемому DCI-P3 — формату, так же определенному Digital Cinema Initiative, как и разрешение DCI-4K. Цветовое пространство Rec.2020, определенное для UHD TV, намного превосходит возможности большинства выпускаемых дисплеев. И не факт, что полное покрытие Rec.2020 когда-либо будет достигнуто в коммерческих продуктах.

Практически все предлагаемые в настоящее время UHD-телевизоры, за исключением самых первых поколений 4K-моделей 2012/2013 годов, могут поддерживать Rec.2020 в том смысле, что они принимают такие сигналы и обрабатывают их соответствующим образом. Ни один из них не предлагает 100% покрытие данного цветового пространства. Реальное же покрытие у разных моделей может отличаться весьма значительно — и чаще всего оно зависит от цены.

Более новый стандарт Rec.2100 подразумевает не большее цветовое пространство, чем у Rec.2020, а такое же по площади со спецификациями для HDR (как PQ, так и HLG), разрешения (Full HD, 4K или 8K) и частоты кадров (все стандарты — от 24 до 120 кадров в секунду, включая дробную частоту кадров). То есть, по сути, это суммирующий стандарт.

Глубина цвета

Глубина цвета выражается по количеству битов, приходящихся на каждый субпиксель. Каждый пиксель изображения состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего. Таким образом, так называемое 8-битное видео фактически использует 24 бита на пиксель.

Формат HDTV (и цифровой SDTV до него) использует 8 бит, что позволяет использовать 2^8 степени градаций или 256 вариантов цвета (оттенки красного, зеленого и синего — так что 24 бита на пиксель дают 2^24 степени или 256^3 — 16,8 млн цветов. Кажется, что это очень много, но сегодня этого уже недостаточно.

Почему? Из-за HDR. Это не наши глаза стали лучше, а наши дисплеи. Они могут отображать гораздо больший объем цветов — и если мы продолжим использовать то же количество битов, им нужно будет покрыть больший цветовой диапазон, где различия между пограничными оттенками будут больше и станут легко различимы. В результате чего появится эффект, известный как «цветовые полосы» (ступенчатые цветовые переходы).

Когда вы видите иллюстрацию этого эффекта, на картинке он обычно сильно преувеличен. Если угодно, это своего рода подделка. Дело в том, что, скорее всего, вы читаете данную статью на дисплее с SDR (стандартным динамическим диапазоном). По-другому и нельзя, потому что пытаться показать разницу между SDR и HDR на дисплее с SDR — все равно, что пытаться показать разницу между цветным и черно-белым изображением на черно-белом телевизоре.

Вот почему большинство материалов, пытающихся сравнить SDR и HDR, иллюстрируют картинками, в которых контраст одного изображения был искусственно занижен. Некоторые идут еще дальше, показывая три изображения с пониженными уровнями яркости, предполагая, что они изображают SDR, HDR со статическими метаданными и HDR с динамическими метаданными.

Например, это изображение (из другой отличной статьи) в верхней части показывает спектр из 32 цветов, включая черный и белый, который вы можете построить с 5 битами на пиксель (2^5 = 32). Таким образом, с 2 битами на субпиксель у вас уже будет 64 цвета — вдвое больше, чем на этом рисунке. 8-битный цвет дает в 2^18 = в 262 144 раз больше цветов.

Количество цветов на рисунке в нижней части, которая в SDR выглядит как довольно плавный градиент, составляет около 1 300 — то есть значительно меньше 2 048, чего можно достичь с 11 битами на пиксель или 4 битами на субпиксель. Фактически, 4-битный цвет дает 4 096 цветов — это в три с лишним раза больше, чем изображено здесь.

Теперь вернемся к реальным числам: 10-битный цвет дает нам 2^10 = 1 024 оттенка на субпиксель, поэтому 2^30 = 1 024^3 = более 1 миллиарда цветов. К сожалению, я не могу показать вам разницу между 8-битным и 10-битным цветом на 8-битной панели, на которую вы, вероятно, смотрите в данный момент, но вы сможете увидеть ее на HDR-телевизоре с 10-битной панелью. И чтобы это заметить, не нужны хорошо натренированные глаза.

Обратите внимание, что не все телевизоры HDR используют 10-битные панели. 8-битные в них по-прежнему слишком распространены, а в компьютерных мониторах — тем более. Скорее вы найдете панели, использующие 8-битное преобразование + FRC или Frame Rate Control — метод имитации 10-битных цветов.

12-битный цвет с двумя дополнительными битами дает в четыре раза больше оттенков на подпиксель, поэтому 4 096 градаций и 2^36 = более 68 миллиардов цветов. Неясно, когда мы увидим 12-битные панели в телевизорах, но сигнал для них у нас уже есть. Например, Dolby Vision дает на выходе 12-битный цвет на дисках UHD Blu-ray.

Японская государственная телекомпания NHK, транслирующая программы в формате 8K с ноября 2018 года, выступает за 12-битный цвет, тогда как Ассоциация 8K придерживается 10-битного цвета. При этом они предлагают разную частоту кадров. Подробнее об этом ниже.

По большому счету, на данный момент Ultra HD Blu-ray — это единственная форма потребительских медиа, поддерживающая 12-битный цвет. Диски без Dolby Vision используют 10-битный цвет и цветовое пространство Rec.2020, а обычные 1080p Blu-ray-диски используют 8-битный цвет и цветовое пространство Rec.709.

HDR + WCG + расширенная глубина цвета

Распространено мнение, что HDR изначально имеет широкую цветовую гамму и глубину цвета не менее 10 бит. На практике эти три технологии обычно сочетаются друг с другом, и на то есть веская причина — их сочетание обеспечивает значительное улучшение цвета. Например, большее количество битов помогает предотвратить огрубление цветовых переходов, которые в противном случае могут легко возникнуть при расширении динамического диапазона.

На самом деле все три технологии могут существовать независимо друг от друга и могут дать некоторые преимущества. 10-битный и 12-битный цвет уже были опробованы на Full HD Blu-ray в Японии. Несколько лет назад Panasonic запустила формат Master Grade Video Coding (MGVC), содержащий своего рода улучшающий слой с двумя или четырьмя дополнительными битами для достижения 10 или 12-битного цвета. При этом только специальные проигрыватели Panasonic BD могли декодировать добавленные биты. В этом формате было выпущено несколько анимационных фильмов Studio Ghibli.

HDR без WCG и без глубокого цветового разрешения используется в проприетарном формате HDR Бразилии. Несколько компаний, объединившихся в SBTVD (Sistema Brasileiro de Televisão Digital), включая Globo, договорились о промежуточном формате вещания, который использует SL-HDR1 (Technicolor Advanced HDR) с цветовым пространством Rec.709, 8-битным цветом и звуком в MPEG-H. Его можно передавать в формате AVC (H.264) через ISDB-Tb или в HEVC через 5G. Правда, нам придется подождать и посмотреть, как это будет работать, но то, что такое вещание существует, показывает, что у HDR есть множество вариантов реализации.

Поскольку три перечисленных технологии так хорошо сочетаются друг с другом, они обычно объединяются. И многие, вероятно, предполагают, что 10-битное видео и WCG являются неотъемлемой частью HDR, хотя это не так. Возможно, для этого пакета функций лучше было бы использовать другое имя, нежели HDR — скажем, «Ultra Color». Тогда у нас были бы созвучные Ultra High Definition и Ultra Color, но сейчас уже слишком поздно рассуждать на эту тему — названия устоялись и используются по всему миру.

Высокая частота кадров

Это сбивает с толку, но высокая частота кадров означает разные вещи в разных областях. В фильмах все, что выше 24 кадров в секунду, считается HFR. Примеры редки. Большинство людей вспомнят такие фильмы, как трилогия «Хоббита» (снятая с частотой 48 кадров в секунду), «Долгая прогулка Билли Линна в перерыве футбольного матча» и «Гемини» (оба сняты с частотой 120 кадров в секунду, а показывались с частотой 60 или 120 кадров в секунду).

Но на самом деле других полнометражных лент с HFR и не существует, потому что частота кадров, отклоняющаяся от 100-летней нормы в 24 кадра в секунду, воспринимается слишком неоднозначно. Некоторым это нравится, но многих это сильно раздражает — вероятно, потому, что на протяжении многих десятилетий мы привыкли воспринимать изображения, снятые с такой не стандартной частотой кадров, только в жанре эпического кино.

Это чем-то похоже на зернистость пленки: можно утверждать, что это артефакт, которого следует избегать, но большинству людей он помогает избавиться от недоверия. Он приказывает мозгу перейти в режим просмотра кино. Более высокая степень реализма бесполезна — напротив, она разрушает магию.

Множество вопросов о том, как эти механизмы работают в мозге, остаются без ответа. Возможно, норма не будет с нами вечно, но может потребоваться много времени, чтобы более высокая частота кадров стала обычным явлением и получила широкое признание.

Между тем, на телевидении частота кадров 50 и 60 Гц была нормой с момента своего появления в середине прошлого века. В последние годы мы подошли к моменту, когда чересстрочное видео (50i, 60i) постепенно заменяется прогрессивным (50p, 60p). Однако от этого оно не становится HFR — ведь в ТВ это означает более высокую частоту кадров, которая составляет 100p или 120p. Как вы уже догадались, в фильмах такая частота используется редко. С другой стороны, спорт — это тот жанр видео, который от наличия HFR выиграет больше всего.

В настоящее время ТВ-трансляции в формате 1080p50 (в Европе) и 1080p60 (в Северной Америке) довольно распространены, особенно спортивные. Кроме того, для трансляций в 2160p (4K) такие частоты кадров является нормой. Но HFR еще не использовалась — за исключением нескольких пробных трансляций.

Вероятно, потому, что очень не многие телевизоры в настоящий момент могут поддерживать HFR. Лишь линейка OLED-телевизоров LG 2020 года и несколько других моделей подготовлены для HFR, потому что новое поколение игровых консолей смогут выводить видео HFR.

Это подводит нас к третьей области применения — видеоиграм. Что в них считается HFR — четко не определено. Но можно с уверенностью сказать, что это больше 60 кадров в секунду. Сегодня в компьютерных игровых мониторах происходит что-то вроде гонки частоты обновления, где обычными считаются 144 Гц, а выдающимися — 240 Гц.

Аудио нового поколения

Единственным не связанным с видео условием для UHD является звук. Аудио следующего поколения (Next-Gen Audio или NGA) считается звук, выходящий за рамки традиционных многоканальных форматов вроде Dolby Digital, DTS-HD и подобных. В частности, речь идет о системах объемного объектно-ориентированного звука, которые могут использовать верхние каналы, что делает звук действительно трехмерным. В этой области конкурируют три формата: Dolby Atmos, DTS:X и MPEG-H (на самом деле четыре, включая Auro-3D — прим. переводчика).

Dolby Atmos для дома работает несколько иначе, чем в кинотеатрах, но направлен на достижение тех же целей: точное размещение звуков в любом месте трехмерного пространства, в котором вы смотрите фильмы. Где система кинотеатра может обрабатывать до 128 аудиообъектов и адресовать 64 различных канала (громкоговорители), домашняя система добавляет пространственно кодированный субпоток к сигналу Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD или распознается в виде метаданных в формате Dolby MAT 2.0 (передача звука с улучшенными метаданными). Стриминговые сервисы используют формат Dolby Digital Plus с потерями. Диски Ultra HD Blu-ray и платформа Kaleidescape, которая позволяет загружать фильмы в Ultra HD, используют формат Dolby TrueHD без потерь.

Более подробное описание того, как это работает, выходит за рамки данной статьи, но Dolby Atmos нашел свой путь в домашние системы, в основном, через платформы потокового видео, загрузку фильмов, Blu-ray и Ultra HD Blu-ray — и в меньшей степени через вещательное телевидение. BT TV в Великобритании — один из очень немногих операторов, использующих Dolby Atmos в прямых телетрансляциях футбольных матчей. Причем они занимаются этим с 2017 года.

Еще одним важным источником звука Dolby Atmos служат видеоигры. Xbox One уже поддерживает Atmos в играх — Xbox Series S/X тоже. С другой стороны, PS5 использует проприетарную объектно-ориентированную 3D-аудиосистему Sony под названием «Tempest Engine».

Что касается практического использования, конечно, вам не нужно устанавливать 64 динамика в гостиной, как в кинотеатре. У вас может быть ряд обычных напольных динамиков, которые составляют 7.1- или 9.1-канальную конфигурацию с добавлением двух или четырех верхних каналов — это даст вам то, что называется 9.1.4.

Существуют более практичные альтернативы, включая колонки с направленными вверх динамиками, которые делают ненужными потолочные спикеры. А так как каждый звук, по сути, создается с помощью вычислительной математики, известной как психоакустика, теперь получить поддержку Atmos можно даже в телевизорах, саундбарах и умных колонках.

DTS:X — аналогичная система от компании Xperi, стоящей за DTS. Он поддерживается всеми современными AV-ресиверами, а также телевизорами и саундбарами. Как и Atmos, DTS:X доступен на Blu-ray и UHD Blu-ray-дисках. Однако вы не найдете его в потоковых сервисах — и он не используется для ТВ-трансляций.

Широковещательное телевидение, вероятно, станет основным ресурсом, на которое нацелен MPEG-H. Этот формат с наименее запоминающимся названием был разработан Институтом Фраунгофера, который сыграл ключевую роль во многих стандартах сжатия вплоть до MP3. Он используется различными UHD-вещателями в Южной Корее в сочетании с видео ATSC 3.0.

Вывод

Несколько лет назад, когда Ultra HD только начинал разворачиваться, стало очевидно, что многие технологии, которые должны были реализоваться, не будут введены одновременно. Теперь все составляющие данного формата на месте. Стало также ясно, что вещательное телевидение будет использовать эти новые функции лишь отчасти.

К счастью, у нас есть множество других источников, в которых они используются, включая потоковое видео, физические носители, игры и пользовательский контент. Поэтому вам не нужно больше ждать, чтобы наслаждаться ими.

Источник