Усовершенствования в сфере цифрового видео

Что может мотивировать вас на покупку нового ресивера? 3D? Видимо, всё же нет. Разрешение 4К? Ну, может быть – но лишь в случае, если вы можете позволить себе купить дисплей с диагональю 80 дюймов.

Расширенный динамический диапазон (HDR)? После того, как вы увидите HDR видео на HDR дисплее, да, это вариант, – пишет в своем блоге на CED Джеффри Краус.

Расширенный динамический диапазон и его «технологический родственник» – технология широкой цветовой гаммы (WCG) являются теми достижениями в сфере цифрового видео, которые вы можете видеть воочию – в отличие, например, от разрешения 4K (3840 x 2160 пикселей). HDR видео делает яркие участки кадра ярче, а тёмные – чернее. В сравнении со стандартным динамическим диапазоном (SDR) разница очевидна. Технология WCG расширяет цветовую палитру на экране, делая её более подходящей для ваших глаз, чем та, которую способны отображать существующие телевизоры.

Однако, для начала – немного технической информации.

Кандела – это единица силы света. Единицей яркости является кандела на квадратный метр, которая известна также как «нит». Большинство имеющихся сегодня в продаже телевизоров имеют максимальную яркость экрана на уровне примерно 100-400 нит. Максимальная яркость экрана первого поколения HDR-телевизоров составит примерно 1 000 нит. Для сравнения, в реальном мире яркость люминисцентной лампы может составлять 6 000 нит, а яркость солнечного блика на яркой поверхности достигает отметки в 100 000 нит и более.

Динамический диапазон органов зрения человека находится в пределах от 100 000:1 до 1 000 000:1, в зависимости от конкретной ситуации. Программы цифрового телевидения до сих пор создавались из расчёта динамического диапазона телевизоров с ЭЛТ-экранами, который составлял 100:1. И хотя сегодняшний плоские панели телевизоров могут поддерживать более широкий динамический диапазон, мы до сих пор находимся в плену стандартов производства программ, которые по-прежнему создаются с учётом возможностей ЭЛТ-экранов.

Понятие «цветовая гамма» характеризует различие между диапазоном физически чистых цветов (с разной длиной волны), диапазоном цветов, которые может различать человеческий глаз, и диапазоном цветов, которые может отображать экран телевизора. Возможности человека в сфере различения цветов обычно описывают как «цветовая модель CIE 1931», в которой использована двухмерная фигура, содержащая цвета, которые способен различать человеческий глаз. Аббревиатура CIE указывает на Международную комиссию по освещённости.

Цифровое телевидение использует спецификацию, описанную в Рекомендации BT.709, опубликованной ITU-R, которая, собственно, даёт описание цветовых компонентов, применяемых сегодня при создании программ цифрового телевидения. Диапазон цветов, указанный в BT.709, намного уже диапазона цветов, входящих в Цветовое пространство CIE 1931. Согласно данным одного из источников, диапазон цветов из спецификации BT.709 составляет лишь 35,9% диапазона Цветового пространства CIE 1931. Выпускаемые сегодня цифровые телевизоры по своим параметрам должны поддерживать отображение всех цветов из спецификации BT.709, но они, как правило, не имеют возможности отображать большую палитру красок и оттенков. Однако, сегодня уже существует более свежая Рекомендация от ITU-R – BT.2020, которая регламентирует передачу более широкой цветовой гаммы. Принято считать, что спецификация BT.2020 обеспечивает передачу 75,8% от всех цветов из Цветового пространства CIE 1931.

На ближайшие несколько лет перед производителями телевизоров стоит задача обеспечить выпуск телевизоров, экраны которых в полной мере соответствовали бы требованиям рекомендации BT.2020 относительно передачи цветовой гаммы и довести уровень максимальной яркости экрана до 4 000 нит. В настоящее время, по нашим сведениям, на рынке нет ни одного бытового телевизора, который отвечал бы этим требованиям. Однако уже в ближайшее время в продаже должны появиться модели телевизоров, поддерживающих режим широкой световой гаммы и максимальную яркость в диапазоне от 1 000 до 2 000 нит.

Но что же будет, если видеосигнал в HDR попадает на SDR-дисплей, или же BT.709 дисплей получает сигнал в цветовой гамме WCG? Картинка получается ужасной. Вот почему Ассоциация производителей Blu-ray дисков обратилась в Ассоциацию производителей потребительской электроники (CEA) с просьбой определить способ, которым плеер мог бы сигнализировать через HDMI-интерфейс о том, что диск содержит HDR-контент. Blu-ray диски, содержащие контент в HDR и WCG должны появиться на рынке до конца текущего года; к тому же времени в продаже должны появиться совместимые с новым стандартом телевизоры и плееры.

Следовательно, CEA недавно утвердила расширение 861.3 к стандарту CEA 861, которое обеспечивает передачу сигнала о том, что контент для воспроизведения соответствует двум новым стандартам HDR от Общества инженеров кино и телевидения (SMPTE):

• SMPTE ST 2084:2014, «Функция электрооптической передачи расширенного динамического диапазона при работе с эталонными дисплеями».
• SMPTE ST 2086:2014: «Работа с метаданными цветового объёма на дисплеях, поддерживающих режим повышенной яркости и изображения в широкой цветовой гамме».

Эти два стандарта SMPTE определяют одну версию HDR и WCG, и эта версия предусматривает то, что Blu-ray диски будут использоваться изначально, однако есть и другие предложения. Поэтому при необходимости стандарт CEA 861.3 может быть со временем быть доработан с целью добавления функции сигнализирования о других версиях, в частности – предложенных Dolby, Philips и Technicolor.

Между тем, CableLabs в настоящее время проводит исследования предпочтений потребителей. И хотя изначальное изучение разрешения картинки делалось в весьма неформальных условиях, а не в рамках управляемого эксперимента, результаты были весьма красноречивы. Большинство зрителей заявили, что практически не заметили, а то и не заметили вовсе разницу между масштабированной картинкой в 1080P и истинным 4К. Недавно CableLabs завершила формальное тестирование потребительских предпочтений относительно HDR, и его результаты указывают на то, что большая часть участников предпочитает смотреть HDR, а не SDR.

Есть ещё один фактор. Разница в скоростях передачи данных между 1080P и 4K достаточно велика, примерно в четыре раза. С другой стороны, переход от SDR к HDR требует лишь 10-25%-ного увеличения ёмкостей передачи данных. Это имеет свои последствия, выражающиеся в распределении ресурсов кабельной сети.

Итак, вы можете уже идти и покупать 4К телевизор, если вы этого желаете. Однако, по нашему мнению, наиболее важные усовершенствования в сфере цифрового телевидения ожидают нас в конце текущего года и в году следующем, когда появятся HDR и WCG совместимые устройства и соответствующий контент.

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации