HDTV: Принципы технологии

[ANGEL OF FIRE]

Внимание!!!

[IMG]http://img171.**************/img171/6761/lucifer2ta2.gif[/IMG]


Любые нарушения правил этого раздела будут считаться умышленными, вне зависимости от того, прочли ли Вы их, согласны ли Вы с ними или нет. Нарушители этих правил будут наказаны в соответствии с правилами форума.

Если после нарушения Вы решите создать новый аккуант на форуме и снова нарушите правила, оба аккуанта будут заблокированы, поэтому не следует усложнять своё положение.

Правила могут быть изменены администрацией форума, в этом случае в названии будет указана дата последнего обновления.


Размещение просьб/вопросов личного характера не связаных с темой обсуждения запрещены. Для личных разговоров есть Личные сообщения.

[IMG]http://img187.**************/img187/8364/el1dq12zfin6.gif[/IMG]

Статус

Инструкция по форуму

Правила раздела Спутниковый приём

[ANGEL OF FIRE]

HDTV: Принципы технологии

[IMG]http://img102.**************/img102/7787/1701000ik8.jpg[/IMG]

Все телевизоры планеты, работающие на аналоговых и даже на цифровых сигналах систем цветности PAL и SECAM, имеют самое большое разрешение 576 пикселей (элементов изображения) по вертикали. Почему отсчет идет по вертикали? Потому что до появления плоскопанельных телевизоров (ЖК и плазменных) под вертикальными элементами изображения подразумевались строки электронно-лучевых телевизоров, с которых, собственно, все и начиналось. А потому, смотрит ли бабушка в Туле сериал через «Горизонт-34ТЦ412», или солидный господин смотрит его на гигантской плазменной панели, – в принципе, они видят одну картинку. Разница лишь в том, что в больших и дорогих панельных телевизорах телевизионную картинку улучшают методами цифровой обработки. Но 576 строк обычного телевидения - это еще хорошо: в системе NTSC, широко распространенной в США, Японии и странах Юго-Восточной Азии, вообще 480 строк (или пикселей для панельных ТВ). Кстати, это привело к досадному недоразумению, так как большинство 20-дюймовых ЖК-телевизоров в России имеют именно NTSC-разрешение, которое не только не вписывается

в наш российский SECAM-овский сигнал, но и изрядно его разрушает.


[IMG]http://img102.**************/img102/8963/bigsmolljc6.jpg[/IMG]

Что большой проекционный, что маленький электронно-лучевой, – все телевизоры показывают на самом деле одинаково

Но время шло, размеры экранов увеличивались, и пришло понимание необходимости большего количества точек в видеосигнале. Тогда создали телевидение высокой четкости – ТВЧ, или HDTV (High Definition Television). О том, как работает простое телевидение, чем оно отличается от ТВЧ, и как HDTV создавалось – наш рассказ. А так как все начиналось с кинескопного телевизора, с него

и начнем

.

Как создается изображение в ЭЛТ-телевизоре

Любое изображение, созданное человечеством механическим или электронным способом, начиная от фотографии и заканчивая телевидением, состоит из элементов изображения, которые чаще называют точками, а иногда пикселями (pixels). Стоящие отдельной группой темные точки на фоне белых могут создать впечатление пылинки, сидящей мухи или, например, чернильного пятна. Изображение, которое мы видим на экране электронно-лучевого телевизора, прорисовывается вспыхивающим и гаснущим по мере своего бега лучом летящих в вакууме электронов. Они

сталкиваются на поверхности экрана с люминофором, заставляя последний вспыхивать и гаснуть



[IMG]http://img102.**************/img102/4381/elt00000ia0.jpg[/IMG]

Картинка в ЭЛТ-телевизоре рисуется бегущим по люминофору электронным лучом

Луч пробегает строку от левого края экрана к правому, возвращается к левому и опять начинает свой бег, опустившись на долю миллиметра ниже. Но вот электронный луч прошел весь свой путь от верхнего левого угла экрана до нижнего правого – и что мы имеем? Мы получили черно-белую неподвижную картинку, вспыхнувшую буквально на один миг, а точнее, на 1/200 долю секунды.

Для того чтобы изображение начало двигаться, нам придется показать 25 таких картинок в одну секунду, меняя положение деталей на экране.

Изобретатели первых телевизоров были выдумщиками и большими энтузиастами своего дела, и когда они увидели, что картинка на их телевизорах очень нечеткая, они придумали простой и эффективный метод решения этой проблемы. Как известно, человеческий глаз все, что двигается быстрее, чем 1/24 доли секунды, не видит, а последовательные изображения, чередующиеся с частотой 24 кадра в секунду, видит как непрерывное движение. На этом принципе основано кино, но телевидение показывает на 1 кадр в секунду больше, то есть 25. Это связано с тем, что 2 раза по 25 кадров равняется 50 в секунду, и это же частота переменного тока в наших розетках. Конструкторы, облегчая самим себе жизнь, просто использовали в системе развертки колебания электросети для упрощения электронных схем, и таким образом одним выстрелом убили двух зайцев: и электронику упростили, и стали подавать на экран 50 изображений в секунду вместо 25. Вопрос: откуда взялись еще 25 кадров, когда телестанция передает всего 25? Очень просто – одну и ту же картинку стали показывать дважды, но с таким малым сдвигом строк, что вторые строки ложились между первых, увеличивая, следовательно, четкость картинки. К слову сказать, когда говорят про точки плоскопанельных телевизоров, почему-то порой забывают и про точки цветных ЭЛТ-телевизоров. Это на черно-белом телевизоре электронный луч падает прямо на люминофор экрана, в цветном же телевизоре он проходит через отверстия в маске, создавая из трех цветов

(красный, зеленый, синий) полноцветное изображение.


[IMG]http://img102.**************/img102/6936/pix20000cd9.jpg[/IMG]

Точки изображения формируют изображение и цвет телевизионной картинки, и чем их больше тем выше четкость

Чересстрочность, разрешение и частота

Каждый кадр стандарта российского SECAMа из 625 имеющихся строк содержит 576 активных, то есть видимых на экране телевизора, остальные – так называемые технические и нас не интересуют. Такая схема развертки и называется «чересстрочной». В обозначениях стандартов, о которых далее пойдет речь, такая схема развертки обозначается малой буквой «i» вслед за цифрой, обозначающей количество строк. Таким образом, российские телевизоры работают на советском стандарте 625i, который, впрочем, нередко называют еще 576i, по количеству видимых строк. Есть и другой тип развертки, когда кадры просто сменяют один другой, как в кинопроекционном аппарате, не совершая никаких повторов, – эта схема развертки называется прогрессивной и обозначается на стандартах буквой «p». Однако частота в розетке 50 Гц - это у нас, и в Европе, а вот в США и в странах Восточной Азии с их частотой электросети в 60 Герц телевизоры имеют

частоту развертки, аналогичную частоте их электрической сети, а телевизоры – 480 видимых строк.


[IMG]http://img102.**************/img102/4052/1920x108wn9.jpg[/IMG]

Нет более наглядного способа продемонстрировать разницу между простым и высокочетким телевидением, как Photoshop. А потому мы взяли этот кадр из «Звездных войн» с оригинальным размером 1920 на 1080 точек и, вырезав из него обозначенный кусок, показываем его с точным количеством точек простого ТВ и ТВЧ

[IMG]http://img50.**************/img50/8128/1920x109ec5.jpg[/IMG]

Контрольный кусок из кадра с разрешением HD 1080 строк

[IMG]http://img50.**************/img50/4862/720x576xxr0.jpg[/IMG]

Контрольный кусок из кадра с разрешением стандартного PAL-сигнала 576 строк

[IMG]http://img50.**************/img50/817/1080textmk4.jpg[/IMG]

Вот так отличаются друг от друга картинки разного разрешения

Когда мы говорили о наиболее распространенных форматах HDTV, мы имели в виду, что в настоящее время существует 6 стандартов аналогового телевидения и 18 стандартов цифрового (если такое вообще можно назвать стандартизацией). В свою очередь, из 18 стандартов «цифры» лишь несколько определяются как HDTV – 720, 1125, 1080 и 1035 чересстрочных «i» и 720, 768, 1080 и 1125 прогрессивных «p». Есть еще старый евростандарт 1250i и советский 1525i, на которых, впрочем, никто не вещает. Однако единый стандарт все же есть. В мае 1999 года Международный Союз Электросвязи МСЭ (ITU) утвердил в виде своих Рекомендаций как общемировой стандарт HDTV для производства и международного обмена телепрограммами. Общий формат изображения определяется как имеющий 1920 элементов изображения в одной строке, 1080 активных строк с чересстрочной и прогрессивной разверткой, соотношение сторон 16:9 и частотой кадров в 24р, 25р, З0р, 50p, 50i, 60i и 60p в секунду. По сути своей, это расширенная версия американского стандарта 1080i, но, как видите, достаточно гибкая. Однако в России увидеть сегодня сигнал высокой четкости очень сложно, и имеют такую возможность лишь немногие обладатели комплекта «телевизор с поддержкой HD – спутниковый приемник HD-формата – параболическая антенна».

[IMG]http://img50.**************/img50/8238/logo0000gd6.jpg[/IMG]

Стандарт HDTV 1080i оказался достаточно гибким, потому как, несмотря на свое название, поддерживает целый ряд разверток – 24р, 25р, З0р, 50p, 50i, 60i и 60p

Впрочем, и он сегодня исполняется не до конца. Рекомендации ITU в далекой Восточной Азии не особо слушают и продолжают создавать программы и вещать в «нестандартных» 1125- и 1035-строчном форматах. Передачи эфирного 1080 HDTV сегодня идут в США, Китае, Японии, а также в Австралии. При этом в Австралии и в Японии на этот стандарт перешли практически

все телекомпании.

Компрессия

Вопрос к компрессии, или к сжатию, возникает тогда, когда мы сталкиваемся с эфирным или кабельным HD-телевидением, относится это и к дисковым носителям. Тут, кстати, надо помнить, что цифровое телевидение может и не быть HDTV, а вполне стандартного разрешения, но вот само HDTV является исключительно цифровым. Итак: что такое сжатие видеосигнала и чем оно может повредить изображению. Дело в том, что чем качественнее картинка и чем больше в ней элементов изображения, тем "тяжелее" в цифровом выражении ее сигнал. А при постоянном онлайн-потоке информации по радиоканалу или по кабелю локальной сети, высокочеткий видеосигнал требует и гигантской скорости потока информации – траффика. Те, кто сегодня заходит в интернет через DialUp-модем, знают, что между 8 кб/мин и 56 кб/мин разница чувствительная, а вот разница скоростей даже между распространенными сегодня скоростными интранет-сетями и сетями кабельного HDTV - просто огромная. Некоторым сетям надо увеличить траффик как минимум на порядок, чтобы дать возможность своим абонентам увидеть чудо-телевидение. Для того чтобы передать телевизионный HD-сигнал по радиоканалу, пришлось бы расширять полосу частот, а этого делать нельзя, тогда его не увидят телезрители с простыми телевизорами. Вот для эфирного телевидения

видеосигнал и начали сжимать цифровыми методами – компрессировать.


[IMG]http://img402.**************/img402/9449/kusok000ap0.jpg[/IMG]

С примерно такой четкостью можно смотреть на экране HD-телевизора детали изображения

Не вдаваясь в подробности относительно прочих стандартов сжатия, коротко можно сказать, что главным стандартом всего эфирного телевидения есть и долго еще будет оставаться стандарт MPEG-2 (Moving Picture Expert Group), созданный в начале 1995 года.

[IMG]http://img402.**************/img402/7053/sathdtv0em7.jpg[/IMG]

Эфирный HDTV-сигнал может быть передан как по телевещательным сетям, так и по спутнику. Последний сегодня является единственным способом смотреть телевидение высокой четкости

Стандарт изначально предусматривал возможность перехода к телевидению высокой четкости и, можно сказать, под него и создавался. С использованием этого сжатия идет HD-вещание со спутника, оно применяется в кабельном и эфирном телевидении. Впрочем, об источниках HD-сигнала мы расскажем в следующих статьях, а пока вспомним, откуда все началось.

HDTV – история формата

Идея телевидения с более высоким количеством строк по экрану родилась уже очень давно. С середины 60-х годов теперь уже прошлого, ХХ столетия. Разработка нового телевизионного стандарта высокой четкости велась больше по законам войны, в основе которой лежали и технологические, и политические, и экономические причины, хотя, вероятно, не в меньшей степени - и амбиции

стран. В войне участвовали все технологические сверхдержавы – США, СССР, Япония и европейцы, выступавшие тогда консорциумом.

[IMG]http://img402.**************/img402/8133/hdtvworlac8.jpg[/IMG]

В Первой Мировой войне HDTV-форматов участвовали все сверхдержавы мира

Неясно, кто же первым начал разрабатывать стандарт высокой четкости, однако с начала 60-х годов этой проблемой все вышеперечисленные страны начали заниматься практически одновременно.

СССР – Россия

Сделавший очень многое для развития телевидения как нового вида электронного СМИ и создавший в свое время телевизионный стандарт в 625 строк (что для тех лет было само по себе ТВЧ, так как в США вещали всего в 343 строки), Советский Союз разработал два стандарта четкого ТВ – чересстрочные 1525 и 1250. Руководство страны, по всей видимости, считало, что если стандарт 625i, разработанный в СССР, Европа когда-то приняла для себя, то примет и технологически родственный ему стандарт ТВЧ 1250i. Для этого было немало предпосылок, и, собственно, почти так и произошло. Целиком и полностью подготовленный с научной и технологической точки зрения формат был готов к запуску, но сломалась экономика Советского Союза, и тут было не до ТВЧ, а так и не вышедший из стен лабораторий советский стандарт дал толчок развитию первой волны HDTV в Европе. В России же вопрос о ТВЧ вернулся тогда, когда о «родном» стандарте никто уже речь не

заводил, а потому, если у нас и появится в ближайшее время ТВЧ, то это будет американский стандарт 1080i.

Европа – Евросоюз

Европа с ТВЧ-вещанием стартовала просто поразительно. Европейцы, взяв за основу стандарт 1250i, предложили за технологическую основу стандарт уже работавшего на тот момент спутникового телевидения МАС и построили на его основе систему HD-MAC. Проект назвали «Эврика-95», а ядром разработчиков системы выступили Philips, Thomson и Bosh. Кроме них, в проекте участвовали Nokia, Grundig и целый ряд научно-исследовательских и учебных институтов – всего 12 исследовательских групп. Проект обошелся в приличную сумму, за 5 лет работы было потрачено более

350 миллионов долларов.


[IMG]http://img402.**************/img402/4026/sport000zk8.jpg[/IMG]

Европа впервые применила телевидение высокой четкости для демонстрации матчей своего Чемпионата по футболу в 1988 году, и с тех пор спорт считается одним из главных зрелищ достойных HD-разрешения

Результат получился просто впечатляющим. В 1988 году в Европе пошли первые опытные передачи в HD-MAC через спутник TDE-2, а еще через 2 года Европа и западные районы СССР имели возможность смотреть чемпионат мира по футболу с невероятным для тех времен качеством. Впрочем, эффектный технологический старт не дал коммерческого успеха европейскому HDTV.

Япония

Японская вещательная компания NHK в 1964 году начала разработку подобного стандарта и устройств под него. А к началу 80-х NHK предложила миру готовый стандарт HDTV. За 12 лет интенсивных разработок была создана полная линейка HDTV-аппаратуры: телекамера, видеомагнитофон и цветной монитор с диагональю экрана 80 см. Формат имел 1125 строк, 60 чересстрочных кадров в секунду и формат изображения 16:9. В проекте приняли участие Sony, Toshiba и NEC. Тогда же ими была разработана и вещательная спутниковая система MUSE с сигналом в диапазоне 11,7 – 12,5 ГГц. Трансляции NHK начались в 1985 году и, несмотря на просто гигантскую стоимость HDTV-телевизора тех лет (почти $10 тыс.), к 1990 году в японских домах стояло около 150 тысяч таких аппаратов. Действие той системы закончилось лишь в самом конце 90-х годов, когда на смену MUSE пришел более дешевый в эксплуатации американский формат HDTV 1080p. Такое

расточительство могли себе позволить только "помешанные" на хай-теке японцы, и коммерческий успех проекта был весьма и весьма относительным.

США

В Соединенных Штатах за 18 лет поисков и метаний пришли к тому стандарту HDTV, который Федеральная комиссия по связи (FCC) определила как ATSC. Стандарт совместим с 18 форматами ТВ, причем только 6 из них относятся к HDTV. Все форматы, входящие в ATSC, изначально совместимы с аналоговыми телеприемниками, предотвращая, таким образом, потерю аудитории, смотрящей

TV по старинке.


[IMG]http://img402.**************/img402/9025/dk000000xa5.jpg[/IMG]

Домашний HD-кинотеатр с источником высокочеткого сигнала в виде BD или HD DVD-плеера это близкое будущее домашнего кино

Конец 90-х годов ознаменовался концом всех промежуточных форматов высокочеткого вещания, все технологические, финансовые и интеллектуальные ресурсы были сосредоточены на более перспективной технологии MPEG2, что в свою очередь подтолкнуло разработчиков к созданию систем HDTV-вещания второго поколения. Того HDTV, о котором мы говорим, HDTV, которое мы ждем и

которое уже грядет.

Статья взята с разрешения автора. Все права принадлежат автору статьи.

Автор статьи: Павел Ширшов

Информация предоставлена: www.zoom.cnews.ru

Статья принадлежит сайту www.truehd.ru, я же получил от них разрешения на изпользование этой статьи на нашем форуме, любая перепечатка статьи без разрешения автора уголовно наказуема.

Использование материалов возможно только с письменного разрешения автора сайта Разумеевa В.П. [email protected]

[hotboy]

Компрессия MPEG-2

Для цифровых передачи ТВ-каналов стандартного разрешения в семействе стандартов DVB, используется алгоритм сжатия MPEG-2. Этот стандарт был специально разработан MPEG (Moving Pictures Experts Group), рабочей группой Международной Организацией Стандартизации (International Organization for Standardization - ISO, для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения и опубликован как международный стандарт ISO/IEC 13818. Он позволяет получить полную четкость декодированного ТВ изображения, соответствующую Рекомендации 601 МККР. (При скорости передачи видеоданных 9 Мбит/с качество ТВ изображения соответствует студийному).

Отметим, что стандарт описывает общие принципы компрессии, оставляя конкретные детали реализации за изготовителями кодеров. Прогресс не стоит на месте. В настоящее время при одинаковом визуальном качестве изображения, требуемая скорость потока (bitrate, битрейт) почти в 2 раза менее, чем на заре цифрового вещания.

Изображение стандартного разрешения имеет разрешение 720 * 576 пикселей и скорость информационного потока до 8 Мбит/сек (лицензионные DVD-диски). В практическом спутниковом вещании используются скорости не более 5 - 6 Мбит/сек, типично 3 - 4 Мбит/сек, а иногда и существенно меньше. Да и разрешение картинки некоторые горе-операторы сильно обрезают (например 544 * 480). Конечно, зрителея это не радует, но вещатель экономит. Отметим, что пиратские DVD тоже грешать этим (5 в 1, 10 в 1)

Как уже отмечалось выше, увеличениме числа элементов экрана при HD-передаче, увеличивает и информационную скорость, а следственно и полосу частот, требуемую для ее передачи. На практике при HD-вещании в стандарте MPEG-2 скорость потока достигает 18 - 20 Мбит/сек. Как видим, в один типичный 38 Мбит спутниковый транспондер вместо 5 - 6 каналов обычного качества помещается, 1 - максимум 2 канала высокой четкости. Далее вступают в дело законы экономики...
Компрессия MPEG-4/AVC

Как известно, если есть проблема, рано или поздно ее решат. На помощь вещателям пришли две новые технологии - усовершенствованный стандарт цифровой передачи DVB-S2 и новый стандарт компрессии изображения MPEG-4/AVC. О первой технологии мы поговорим в другой статье, здесь-же несколько раскроем вторую.

Ум человеческий пытлив и нашел, что-бы еще выбросить из потока информации, и как обработать данные на приёмной стороне, что-бы визуальное субъективное качество картинки не ухудшилось. Следующий виток в развитии алгоритмов компресcии ТВ-изображения - это открытый стандарт MPEG-4 (ISO 14496) – разработанный также Moving Picture Experts Group Изначально MPEG-4 предназначался не для стандартизации одного потенциального продукта, а для того, чтобы охватить большое количество под-стандартов, из которых поставщики продуктов могли бы выбрать то, что им нужно для своей продукции. Наибольший интерес представляют следующие:

* ISO 14496-1 (Системы), формат контейнера MP4, анимация/интерактивность (например, DVD меню)
* ISO 14496-2 (Видео #1), Продвинутый Простой Профайл (Advanced Simple Profile – ASP), которому соответствуют XviD, DivX 5, 3ivx.
* ISO 14496-3 (Аудио), Продвинутое Кодирование Аудио (Advanced Audio Coding – AAC)
* ISO 14496-10 (Видео #2), Продвинутое Кодирование Видео (Advanced Video Coding – AVC), так же известное как H.264

AVC/H.264 – это часть MPEG-4 стандарта, определяющая один из самых современных и технически совершенных форматов видео кодирования. Он был совместно завершён и специфицирован в 2003 году двумя группами: MPEG (Moving Pictures Experts Group) из Интернациональной Организацией Стандартизации (International Organization for Standardization – ISO и VCEG (Video Coding Experts Group) из Интернационального Телекоммуникационного Союза (International Telecommunication Union – ITU) Организации Объединённых Наций. Непосредственно AVC/H.264 стандарт был разработан Joint Video Team (JVT), которая включает экспертов из MPEG и VCEG. Со стороны MPEG, стандарт называется MPEG-4 Часть 10 (ISO 14496-10), а со стороны ITU – H.264 (по номеру документа ITU). Под этим названием формат уже широко известен. Официальное наименование нового стандарта, Advanced Video Coding (AVC), было выбрано MPEG как видео дополнение к аудио формату Advanced Audio Coding (AAC).

В отличие от стандарта MPEG-4/ASP (ISO 14496-2), технологии, описываемые в стандарте MPEG-4/AVC предназначены для обработки видеопоследовательностей, предварительно не разделенных на видеоплоскости. Довольно существенные изменения по сравнению со стандартом MPEG-4 претерпела компенсация движения. Следует выделить также еще две его особенности: большая точность представления векторов движения и другой способ увеличения масштаба опорных фреймов, используемых для получения предсказания. Допускается точность, равная либо 1/4, либо 1/8 макроблока (в стандарте MPEG-4 максимальная точность, как известно, составляет 1/4). Для масштабирования опорных фреймов применяется достаточно сложная многоточечная интерполяция.

Неполное сравнение MPEG-2, MPEG-4/ASP и MPEG-4/AVC (Envivio):

Эти ухищрения это позволяет в 2 и более раз уменьшить поток передаваемых данных по сравнению с MPEG-2. Заметим, при сохранении субъективно равного качества, но никак не его улучшении. Отменим, что и тут ничего не дается бесплатно. Сокращение полосы передачи, компенсируется возросшим на порядок количеством вычислений, требуемых как на передающей, так и на приёмной сторонах.

Итак, совместное примениение DVB-S2 и H.264/AVC позволяет вернуться к старой ситуации: 6 - 8 каналов на транспондер. Но уже HD-качества.

[foxintel]

А HD-DVD уже продаются, можно купить фильм в HD формате или нет?

[ANGEL OF FIRE]

Цитата: Сообщение от foxintel А HD-DVD уже продаются, можно купить фильм в HD формате или нет?

Да конечно. Как в Европе так и в России.

[matvit]

Здесь можно почитать
www.hdtv.ru
http://www.hdtv.ru/engine/download.php?id=2

[AlexHand]

Извиняюсь за тупость, но не как не могу понять - поддерживают ли HDTV ресиверы предыдущие форматы или что бы принимать большинство современных цифровых форматов и HDTV необходимо ДВА ресивера? Вроде все просмотрел, но ответа так и не нашел ...

[ANGEL OF FIRE]

Цитата: Сообщение от AlexHand Извиняюсь за тупость, но не как не могу понять - поддерживают ли HDTV ресиверы предыдущие форматы или что бы принимать большинство современных цифровых форматов и HDTV необходимо ДВА ресивера? Вроде все просмотрел, но ответа так и не нашел ...

Конечно поддерживает.

[bergena]

в чем отличее HD readi u fullHDTV или это одно и тоже

[redcaban]

bergena,
Разница заключается в том, что HD Ready это просто дисплей, способный отображать HDTV изображение, под Full HDTV в большинстве случаев подразумевают, что там встроен HDTV-тюнер.
Второй вариант трактовки может быть следующий:
HD Ready - дисплей способный показывать 480i/p и/или 720p
Full HDTV - способен показывать все варианты HDTV

[Glavcom]

Что нужно знать о 4К разрешении
Вслед за прошлогодними LED и 3D моделями телевизоров в 2012 году на прилавках магазинов появляется еще один тип HDTV – телевизоры с поддержкой разрешения 4K. Это событие обставляется маркетологами компаний как следующий этап в развитии телевидения высокого разрешения, и производители уже выстраиваются в очередь, чтобы представить нам свою продукцию.
Но, также как и в случае с 3D, на экранах таких телевизоров пока нечего смотреть в естественном сверхвысоком разрешении. Нет еще доступного для телезрителей 4K контента и средств для его доставки на экраны телевизоров. Тем не менее, если послушать производителей, повышенное разрешение уже вскоре будет востребовано. Так что же такое, в конце концов, 4K и чем новое разрешение отличается от уже имеющегося Full HD?

Цифровые ТВ разрешения в примерах
Сегодня все чаще можно услышать о появлении телевизоров и проекторов с поддержкой 4К разрешения, которое призвано заменить в будущем Full HD (1920 х 1080 пикселей) разрешение в видеофильмах и, возможно, телепрограммах.
Стандарт 4К в целом относится к разрешению около 4000 пикселей в ширину и около 2000 пикселей в высоту. Что делает его эквивалентом четырех Full HD экранов по площади. Хотя в настоящее время 4K используется и как всеобъемлющий термин для ряда стандартов, которые достаточно близки к этому разрешению. В этом году в продаже появятся телевизоры, обозначаемые как 4K, хотя на самом деле они поддерживают Quad HD. Но, откровенно говоря, 4K является более привлекательно звучащим обозначением.
Между тем вот уже десятилетие мы имеем возможность смотреть Blu-Ray фильмы и телепрограммы высокой четкости (HD). Есть три разновидности высокой четкости. Полное (Full) HD или 1080p (с прогрессивной разверткой изображения на экране) и 1080i (с чересстрочной разверткой), а также 720p (известное еще и как HD Ready). Пока большинство телевизионных программ, и все DVD диски кодируются в стандартной четкости (SD) 720 х 480 пикселей. SD является старейшим разрешением и до сих пор широко используется для создания многих телепрограмм и репортажей.
Сравнение четырех разрешений: стандартное (SD), высокой четкости (Full HD), Quad HD и 4K/2K.

Основы цифрового кино
Истоки 4K находятся в кинотеатральной индустрии. Когда Джордж Лукас в конце 1990-х годов собирался сделать свою обещанную предысторию к Звездным войнам, он экспериментировал с новыми цифровыми форматами для замены кинопленки. Пленочные фильмы невероятно дороги в производстве, транспортировке и хранении. Если бы кинотеатры могли просто скачивать файлы цифрового видео и отображать его через цифровой проектор, они могли бы сэкономить много финансовых средств. Сейчас, когда кинотеатры испытывают серьезное давление со стороны поставщиков кабельного и потокового видео, сокращение расходов помогает им сохранить конкурентоспособность.
После съемок Скрытой угрозы, частично в HD, Джордж Лукас снял Атаку клонов полностью в цифровом формате 1080p. Это был великолепный Blu-ray релиз для будущего, но вскоре обнаружилось, что 1080р не обладает достаточно высоким разрешением для гигантских экранов кинотеатров. Если вы сидите в первых рядах кинотеатра перед экраном, на котором отображается фильм в разрешении 1080p, то можете увидеть смягченное изображение или сетку пиксельной структуры, что может быть очень заметно.
Киноиндустрия нуждается в стандарте, который предполагает, что вы можете сидеть от экрана на расстоянии в половину его высоты, и для этого требуется более высокое разрешение, чем 1080p. В 2002 году с целью создания нового цифрового стандарта была образована Digital Cinema Initiatives (DCI). Во многом за счет деятельности этой организации появились две новых спецификации высокого разрешения, сначала формат 2K, а затем в 2005 году 4K.
Первым известным фильмом в 4K был Бегущий по лезвию: Final Cut 2007, новая версия снятого в 1982 году киношедевра. К сожалению, в то время очень мало кинотеатров смогли показать ее в полном разрешении.

Стандарт 4К
Несмотря на благие намерения, у производителей пока нет единого 4K стандарта. Сегодня есть пять или более отличающихся по разрешению стандартов для видеосъемки. В кинотеатрах вы видите проекторы на основе спецификации DCI, которые поддерживают 4K и 2K, в то время как Sony продвигает собственный стандарт (также 4096 х 2190) и серии кинопроекторов.
Все немного проще в домашнем театре. Недавно HDMI добавила два варианта поддержки 4K в свою последнюю спецификацию HDMI 1.4: Quad HD (3840 х 2160 пикселей) и 4K/2K (4096 х 2160 пикселей). Только Quad HD соответствует классическому соотношению сторон современных телевизионных экранов 16:9.
Между тем, некоторые эксперты ставят под сомнение необходимость 4K в домашнем театре, учитывая отсутствие контента, а также необходимость очень больших дисплеев для того чтобы реально оценить повышенное разрешение.
Огромным и заметным скачком был в свое время переход от стандартной четкости (SD) к высокому разрешению (HD), но разница между 1080р и 4K уже не так заметна, – заявляют многие специалисты. Повышенное до 4К разрешение может давать некоторые преимущества лишь для экранов размером более 55 дюймов.

3D
Если вы смотрели в 3D кинотеатре фильм Джеймса Кэмерона Avatar, тогда вы видели 4K в действии. Один из самых кассовых фильмов Кэмерона помогли увидеть в 4К разрешении по всему миру кинопроекторы Sony. Другие киностудии, следуя этому примеру, уже выпустили множество 3D фильмов, в основном снятых в цифровом виде ранее и преобразованных в 3D искусственно, во всем мире продолжилось расширение 3D кинотеатров.
Однако, это прогресс не привел к успешному и повсеместному внедрению домашних 3D телевизоров, несмотря на все старания производителей и мощную рекламную компанию.
Учитывая посредственную отдачу в ответ на свои усилия по внедрению 3D, в основном из-за дорогих и неудобных активных очков, производители начали искать альтернативу. И разрешение 4K позволяет повысить качество 3D изображения с пассивными очками или избавиться от них вообще.

Настоящее и будущее домашнего 4K
4K телевизоры будут большими и дорогими в течение следующих нескольких лет.
Компании LG и Toshiba начинают продавать свои 4K телевизоры в отсутствие видеоматериалов в разрешении 4K, что минимизирует их преимущество, позволяя все таки повысить качество пассивного 3D. Недостаточное разрешение пассивной 3D системы LG, теоретически, может быть скомпенсировано путем удвоения количества горизонтальных и вертикальных пикселей в пассивных 4K дисплеях, таких как LG 84LM9600, чтобы предоставить для каждого глаза картинку 1080p.
Первые 4K телевизоры Toshiba уже продаются в Японии – это 55 дюймовый ЖК дисплей Toshiba, который называется также автостереоскопическим или безочковым 3D телевизором. Он соответствует спецификации Quad HD (3840 х 2160 пикселей), что в четыре раза Full HD.
Других 4K телевизоров в продаже пока нет. Sony в прошлом году представила свой 4K проектор для домашнего кинотеатра – VPL-VW1000ES. Между тем, компания JVC уже продает четыре высококлассных проектора, способных масштабировать контент в разрешении 1080p до 4K, но в настоящее время они не могут отображать на экране видеоматериалы в естественном 4K разрешении.
При отсутствии 4K контента, плеерам и дисплеям придется масштабировать видеоматериалы из HD или даже SD разрешения. С этой целью Sony разработала и начинает продавать новый Blu-Ray плеер BDP-S790, который способен масштабировать в режиме реального времени обычное видео до разрешения 4K.
Можно ожидать, что в ближайшее время разрешение 4K будет официально добавлено к требованиям Blu-ray спецификации.

Заключение
Сможет ли повышенное до 4К разрешение сделать фильмы лучше? Можно утверждать, что это зависит от оригинального формата фильма. Например, если фильмы были сняты видеокамерами в SD разрешении, вероятно, будет немного пользы при покупке фильма в формате 4K, в сравнении с DVD диском. Конечно, в зависимости от качества масштабирования до 4K вашей видеосистемы.
Однако, даже с учетом образцового качества естественного 4K материала, телевизор или проектор с 4K разрешением не будут давать столь явно видимого улучшения, как это было при переходе со стандартного разрешения на 1080p. Оценить преимущества 4K можно лишь сидя дома довольно близко к большому экрану, как при просмотре в переднем ряду городского кинотеатра.
Но вполне можно быть уверенными, что производители постепенно начнут внедрять сверхвысокое разрешение уже в телевизоры ближайшего поколения.