Цифровые технологии: когда стандарт 4K вытеснит HD?

Хотя, 4K TV и лучше HD в 4 раза, чтобы закрепиться на рынке ему необходимо преодолеть еще много препятствий. Почему? Рассмотрим подробнее...

Три Blu-ray диска для записи одного фильма это далеко не предел. Если не возникнет принципиально новых технологий сжатия видеосигнала, то следующее поколение будет покупать видеопроигрыватель, который должен автоматически сменять до 100 дисков за час. Но это позволит наслаждаться фильмами с невиданным до последнего времени качеством и невероятной детализацией. Это будет видео нового поколения - 4K. Судя по всему, очень скоро данный стандарт станет популярным среди домашних пользователей.

Данный стандарт также известен под именами Quad Full HD или Ultra HD (последнее запомнить легче всего). Производители видеопанелей чаще всего используют обозначение 4K или 4k2k, и уже поставляют продукцию с такой маркировкой в Голливуд.

«С каждым годом появляется все больше фильмов в качестве 4K. Снимают их на 35-миллиметровую негативную пленку или сразу на цифровые видеокамеры с 4K матрицей, выпускающиеся специально для киностудий», – говорит Оливер Пащ (Oliver Pasch), руководитель европейского подразделения Sony Professional, занимающегося продажами цифрового оборудования для видеосъемки.

Среди последних фильмов, доступных в этом формате, можно назвать «Шпион, выйди вон!», «Человек, который изменил все», «Девушка с татуировкой дракона». Несколько раньше появились «Темный рыцарь: Возрождение легенды», «Люди в черном 3», «Человек-паук 4» и «Самсара». Но еще в 1992 году Рон Фрике с помощью 4K камеры снял фильм «Барака».

Такие камеры, как Sony F65 CineAlta, Red EPIC и JVC GY-HMQ10 снимают видео в разрешении 3840х2160, вмещающим в 4 раза больше деталей, по сравнению с современным двухмегапиксельным Full HD телевидением.

Мультиплекс или домашние кинотеатры?

«Цифровой кинематограф немного отличается от телевидения - кадр кинофильма в формате 4K имеет 4096 вертикальных линий, телевизионная картинка в разрешении 4K содержит 3840 линий, - объясняет Билл Фостер (Bill Foster), главный технический консультант компании Futuresource Consulting. – Арифметика тут простая – большинство фильмов сегодня идут в разрешении 2048х1080 пикселей, а это немного шире той картинки, которую мы видим на экране Full HD телевизора (1920х1080)».

Сегодня посмотреть фильм на 8-мегапиксельном экране можно только в голливудских студиях. А как скоро оно ворвется в наши квартиры (по кабелю или на Blu-ray)?

«Технологии 4K еще не выросли из пеленок. А мы знаем, что все новые стандарты стоят дорого, - говорит Глен Занони (Glenn Zanoni), управляющий отделом маркетинга в секторе телевизоров и Blu-ray, в Toshiba UK. - В настоящее время контент в формате 4K имеется в весьма ограниченных количествах. Это также стоит учитывать, если мы планируем приступить к массовым продажам».

Требуются серьезные вложения в инфраструктуру, позволяющую сделать 4K телевидение доступным в наших домах. А многие ли готовы заплатить за удовольствие наслаждаться фильмами в новом формате?

Оборудование, способное воспроизводить 4K очень редкое, а его установка и настройка не так просты.

Теоретически, 4K-фильмы можно смотреть с помощью проекторов JVC DLA-RS55 или DLA-RS65. В них используется технология Pixel Shift, способная увеличить картинку 2k до разрешения 4k. То же самое делают некоторые AV ресиверы Onkyo.

Если речь идет о дисплеях, то следует упомянуть великолепную 152-дюймовую плазменную панель Panasonic TH-152UX1 и телевизор Toshiba ZL2, способные отображать 4K контент.

На последней выставке бытовой электроники в Лас-Вегасе прототипы 4K панелей от Sharp, LG, Samsung, Panasonic, Sony и Toshiba собирали вокруг себя толпы любопытных. Sony также представила не имеющий аналогов Blu-ray плейер BD-S790, поддерживающий 4K.

Как создать 4K-кионтеатр у себя в квартире?

В настоящее время домашний пользователь вряд ли сможет найти источник видеосигнала в формате 4K. Проблема состоит в том, что имеющиеся технологии не способны обеспечить передачу потока данных, необходимую для 4K. Подобной инфраструктуры просто не существует.

Стандарт Digital Cinema Initiatives (DCI), используемый Голливудом, предусматривает максимальный битрейт 250 Мбит/сек для сжатой JPEG2000 4K картинки. В течение ближайших пяти лет эту величину, скорее всего, удвоят до 500 Мбит/сек.

«Если мы возьмем стандарт DCI за основу, то двухчасовому фильму в разрешении 4K с битрейтом 250 Мбит/сек только для картинки потребуется 225 Гб. К этому надо добавить звук и дополнительные материалы, – говорит Оливер Пащ. – Следует сказать, что чаще всего видеосигнал сжимается с переменным битрейтом, поэтому для фильмов, отвечающих стандарту DCI, потребуются меньшие объемы. Но насколько меньшие – будет зависеть от характера видеоматериала».

На одном из мероприятий Sony продемонстрировала возможности своих разработок с помощью трейлера к фильму «Новый Человек-паук» в формате 4K. Две с половиной минуты несжатого видео заняли 500 Гб.

Пащ подчеркивает, что алгоритмы сжатия видеосигнала становятся все более совершенными. Тем не менее, распространители видеопродукции, задумываясь о 4K, смотрят, прежде всего, в сторону спутникового вещания, а не физических носителей.

Появятся ли 4K фильмы на Blu-ray дисках?

Записать 4K фильм на Blu-ray диск это не нетривиальная задача. Оливер Пащ, работающий в Sony, посчитал, сколько дисков понадобиться для записи трехчасового «Властелина колец» в 4K качестве.

«Начнем с того, что три часа видео в разрешении 4K — это 3,16 Тб. То есть 212 стандартных Blu-ray дисков по 25 Гб. Но мы можем сжать это видео с потерей качества. В таком случае, количество дисков будет определяться степенью сжатия, а значит и качеством изображения на экране», – говорит г-н Пащ.

«Потенциальные возможности Blu-ray еще далеко не исчерпаны, – говорит Фостер. – физически эти диски могут иметь до восьми слоев, это равнозначно 200 Гб информации! Если производители перейдут на данную технологию, то мы станем свидетелями совсем другой истории. Некоторые компании уже сегодня могут изготавливать четырехслойные диски, но для их воспроизведения нужны новые проигрыватели. Электронная начинка современных BD-проигрывателей просто не в состоянии воспроизводить видео в разрешении 4K».

А что по поводу 4K думают официальные лица, возглавляющие Ассоциацию Blu-ray Disc (BDA)? «В настоящее время мы не предпринимаем никаких активных действий с целью добавления в спецификацию Blu-ray поддержки 4K, – заявил Виктор Матсуда (Victor Matsuda), председатель комитета по распространению BDA. – Я думаю, что такой момент настанет, когда на рынке появятся дисплеи, способные показывать видео в разрешении 4K. Тогда появится спрос на подобный контент, появится и спрос на его носители. Переход с HD на 4K, вероятнее всего, начнется с компаний, производящих проигрыватели и телевизоры».

Совершенствуем матрицы

На сегодняшний день видео 4K представляется единственным вариантом апгрейда Full HD. Нет ничего сложного в масштабировании картинки разрешением 1920х1080 для того, чтобы она превратилась в 4K. Для производства 4K панели достаточно увеличить в четыре раза площадь Full HD экрана. Сделать это производителям Full HD телевизоров не так уж и сложно», – говорит Фостер.

«4K телевизоры скоро войдут в наши дома. Но с контентом дела обстоят не так просто», – говорит Наоки Хамада (Naoki Hamada), управляющий отделом продуктов и маркетинга подразделения Onkyo в Европе. Это компания уже увеличила свои HD телевизоры до 4K.

«Отсутствие соответствующего контента не должно останавливать людей при выборе 4K телевизоров. Наше оборудование может масштабировать контент до 4k2k с любого разрешения. А тем временем начнет распространяться контент в новом формате», – говорит Хамада. Она также отметила, что проблема в обеспечении качественного гладкого воспроизведения 4K состоит и в том, что это требует значительно, значительно более производительных процессоров, чем для 1080p.

Если проблема записи 4K на Blu-ray диски может быть положительно решена через какое-то время, то передача его через интернет кажется более сложной. В конечном счете, это будет зависеть от используемого кодека и протокола потоковой передачи медиаданных. Например, камера JVC GY-HMQ10 сжимает видеопоток с битрейтом 144 Mbps для записи в формате MPEG-4 AVC/H.264. Битрейт важен для записи 4K на Blu-ray диски, но он играет не меньшую роль при передаче по сети. По минимуму, необходимо иметь полосу в 144 Mbps, но оптимальным значением для потокового воспроизведения 4K без задержек и потери качества является 500 Mbps.

А если мы хотим скачать 4K фильмы, и посмотреть их позже? В несжатом виде двухчасовой фильм занимает 1—2 терабайта. Со среднеевропейской пропускной способностью сети в 7,5 Mbps он будет загружаться 38—65 часов. Чтобы хранить фильмотеку на 100 наименований понадобиться дисковый сервер объемом 1—1,5 петабайт.

Новые прошивки или новое оборудование?

Все эти цифры впечатляют. Для их воплощения в жизнь, определенно, нужен новый телевизор или проектор. Но можно ли удешевить переход на зарождающийся стандарт и отделаться перепрошивкой всего остального оборудования?

«Современные интерфейсы не поддерживают 4K, а это означает, что даже если продающееся сегодня оборудование поддерживает 4K, в будущем оно, вероятно, окажется не совместимо с тем, которое будет специально производиться под данный стандарт, – говорит Рональд Влаику (Roland Vlaicu), директор широковещательных видеосистем в Dolby Laboratories. – Покупатели должны задуматься о том, оправдаются ли в будущем инвестиции в 4K оборудование, сделанные сегодня».

Немного странно то, что хотя сейчас очень трудно отыскать источники 4K данных, кабели для их передачи на телевизоры уже поступают в продажу. Одним из ведущих изготовителей HDMI кабелей, обладающих способностью к передаче 4K сигнала, является PNY.

Интересно мнение представителя PNY, что он думает по поводу оправданности покупки более дорого HDMI кабеля с поддержкой 4K сегодня, когда практически нет источников, формирующих подобный сигнал. «Это оправдано настолько же, насколько целесообразной была покупка 3D Active TV в то время, когда практически не существовало контента в этом формате, или настолько, насколько целесообразны вложения в видеокарты с поддержкой DX11, когда практически нет игр, использующих эту технологию. Если вы купите наш кабель сегодня, то вам не придется тратить дополнительные деньги после приобретения нового экрана. Идет ли речь о Blu-ray плеерах или игровых консолях, выбирая их, пользователи помогают рынку и технологиям продвинутся на шаг вперед, и мы хотим помочь им в этом».

В PNY считают, что предлагая пользователям возможность приобретения комплектующих, поддерживающих будущие технологии, компания раздвигает границы реальности, а не обманывает потребителей. Хамада говорит: «Если вы знаете, что какая-то вещь окажется ненужной в обозримом будущем, зачем ее покупать?»

Если вы хотите вложить деньги в домашний кинотеатр, то можно выбрать тот телевизор, который поддерживает 4K. Изменит ли это качество картинки? Стандартный 40-дюймовый Full HD телевизор имеет разрешение 52 пиксела на дюйм. У 4K телевизора разрешение составит 80-82 пиксела на дюйм. Учитывая расстояние, на котором обычно располагается зритель, это равносильно 325 пикселам на дюйм retina display у iPhone и нового iPad.

Какими будут габариты 4K телевизора?

Каким же должен быть экран 4K телевизора, чтобы пользователь смог оценить преимущества нового формата? «В идеале, нам необходимы 60 дюймов, но заметить различия можно начиная с 40 дюймов», – говорит Хамада. В текущем году Sony обещает начать продажи 55-дюймового 55ZL2. В компании уверены, что этого размера вполне достаточно, чтобы почувствовать разницу между Full HD и 4K. Еще одним ключевым свойством новинки станет поддержка 3D TV без очков.

Вероятно, ключом в будущее 4K технологии является 3D.

«Производители хотят быть уверенными в том, что 4K окажется востребованным у домашних пользователей, - говорит Влаику из Dolby. – для этого они будут дополнять телевизоры, обладающие экстремально высоким разрешением, поддержкой 3D с пассивными очками или даже аутостереоскопией (не нуждающейся в 3D очках)». Покупатель сможет выбирать между потрясающей детализацией изображения и погружением в 3D реальность.

А на чем остановите свой выбор вы?

По материалам: http://www.techradar.com

Переводчик: Александр Никитин