Vannak még megoldásra váró technológia problémák, de a többek által 4K TV-ként emlegetett Ultra High Definition TV, röviden UHDTV specifikációja a Rec. 2020 már kész, és az nemcsak felbontásban kínál többet az eddigi HDTV szabványnál.
Az UHDTV szabvány specifikációja már kész, de egyelőre még nem tudni mikor készül el az első ennek megfelelő műsor és TV készülék, ami képes is lesz teljes egészében kihasználni előrelépést jelentő előírásait. Sok mindenre van még szükség, hogy az UHDTV gazdaságilag működőképes rendszerré váljon, többek között az új készülékek közötti csatlakozást biztosító 2.0-as verziójú HDMI specifikációra is, de az egy másik szabvány.
A Rec. 2020 specifikáció
A Rec. 2020 specifikáció – hivatalos megjelölése szerint „ITU-R Recommendation BT.2020”, de nevezik egyszerűen BT.2020-nak is – 2012 augusztusában került fel a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) honlapjára. A Rec. 2020 az Ultra High Definition TV (UHDTV) összes sajátosságát definiálja, beleértve a legtöbbet emlegetett képfelbontást, valamint az olyan a kevéssé ismert részleteket, mint a képfrissítés gyakorisága, a színek bitfelbontása, a megjeleníthető színtér nagysága és a szín-mintavételezés (azaz színkódolási pontosság).
Ahogy a HDTV specifikációja lehetségesként definiálja a ma már ritkán használt 720 soros (1.280 x 720 képpont) és a gyakoribb 1.080 soros (1.920 x 1.080 képpont) felbontást, úgy a Rec. 2020 is kétféle felbontást határoz meg: a 3.840 x 2.160 képpontot – erre mondjuk, hogy 4K -, valamint az eredetileg Super Hi-Vision elnevezésű 7.680 x 4.320 képpontot, amire egyszerűbben 8K-ként hivatkoznak. Mindkét felbontás 16:9 képarány formátumú és négyzetes pixeleket alkalmaz. A fenti kép azt illusztrálja, hogy egymáshoz képest mekkorák lennének az UHDTV (8K, 4K) és HD képek, ha azonos méretű képpontokból állnának.
A Rec. 2020 szerint a váltott-soros letapogatás a múlté, csak progresszív képfrissítés lesz a szabvány szerint. Az UHDTV specifikáció tartalmazza az összes eddigi szabványos „p” azaz progresszív képváltási gyakoriságot, így a teljes képkockák másodpercenkénti száma lehet 23,976p, 24p, 25p, 29,97p, 30p, 50p, 59,94p és 60p, sőt még akár ez utóbbi kétszerese, azaz 120p is méghozzá mindkét (4K és 8K) felbontásban.
A nagyobb felbontás és képváltási gyakoriság mellett, az UHDTV minden eddiginél tökéletesebb színeket is nyújt. A Rec. 2020 színenként 10 vagy 12 bites színfelbontást definiál, attól függően, hogy a fekete és a csúcs fehér szintek miként kerülnek kódolásra. Összehasonlításul a jelenlegi HDTV formátum színcsatornánként csak 8 bites színfelbontású és a Rec. 709 specifikációban meghatározott színskála a CIE 1931 teljes színtérnek csupán 35,9%-át fedi le, míg a Rec. 2020 a 75,8%-át (lásd a fenti ábrát). A digitális mozikban használatos „Digital Cinema” referenciavetítő egyébként az 53,6%-át, az „Adobe RGB” pedig 52,1%-át fedi le a CIE 1931 színtérnek.
A Rec. 2020 lehetővé teszi az RGB és az YCbCr jelformátumot egyaránt, utóbbit a 4:4:4, 4:2:2 és 4:2:0 szín-mintavételezéssel egyaránt. A fenti ábra segít azt is megérteni, hogy a szín-mintavételezést (vagy színkódolási pontosságot) leíró számhármas mit is jelent a képpontok világosságszintjének (Y) illetve színinformációjának (U+V) ábrázolásában.
A Rec. 2020 specifikáció
A Rec. 2020 specifikáció – hivatalos megjelölése szerint „ITU-R Recommendation BT.2020”, de nevezik egyszerűen BT.2020-nak is – 2012 augusztusában került fel a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) honlapjára. A Rec. 2020 az Ultra High Definition TV (UHDTV) összes sajátosságát definiálja, beleértve a legtöbbet emlegetett képfelbontást, valamint az olyan a kevéssé ismert részleteket, mint a képfrissítés gyakorisága, a színek bitfelbontása, a megjeleníthető színtér nagysága és a szín-mintavételezés (azaz színkódolási pontosság).
Ahogy a HDTV specifikációja lehetségesként definiálja a ma már ritkán használt 720 soros (1.280 x 720 képpont) és a gyakoribb 1.080 soros (1.920 x 1.080 képpont) felbontást, úgy a Rec. 2020 is kétféle felbontást határoz meg: a 3.840 x 2.160 képpontot – erre mondjuk, hogy 4K -, valamint az eredetileg Super Hi-Vision elnevezésű 7.680 x 4.320 képpontot, amire egyszerűbben 8K-ként hivatkoznak. Mindkét felbontás 16:9 képarány formátumú és négyzetes pixeleket alkalmaz. A fenti kép azt illusztrálja, hogy egymáshoz képest mekkorák lennének az UHDTV (8K, 4K) és HD képek, ha azonos méretű képpontokból állnának.
A Rec. 2020 szerint a váltott-soros letapogatás a múlté, csak progresszív képfrissítés lesz a szabvány szerint. Az UHDTV specifikáció tartalmazza az összes eddigi szabványos „p” azaz progresszív képváltási gyakoriságot, így a teljes képkockák másodpercenkénti száma lehet 23,976p, 24p, 25p, 29,97p, 30p, 50p, 59,94p és 60p, sőt még akár ez utóbbi kétszerese, azaz 120p is méghozzá mindkét (4K és 8K) felbontásban.
A nagyobb felbontás és képváltási gyakoriság mellett, az UHDTV minden eddiginél tökéletesebb színeket is nyújt. A Rec. 2020 színenként 10 vagy 12 bites színfelbontást definiál, attól függően, hogy a fekete és a csúcs fehér szintek miként kerülnek kódolásra. Összehasonlításul a jelenlegi HDTV formátum színcsatornánként csak 8 bites színfelbontású és a Rec. 709 specifikációban meghatározott színskála a CIE 1931 teljes színtérnek csupán 35,9%-át fedi le, míg a Rec. 2020 a 75,8%-át (lásd a fenti ábrát). A digitális mozikban használatos „Digital Cinema” referenciavetítő egyébként az 53,6%-át, az „Adobe RGB” pedig 52,1%-át fedi le a CIE 1931 színtérnek.
A Rec. 2020 lehetővé teszi az RGB és az YCbCr jelformátumot egyaránt, utóbbit a 4:4:4, 4:2:2 és 4:2:0 szín-mintavételezéssel egyaránt. A fenti ábra segít azt is megérteni, hogy a szín-mintavételezést (vagy színkódolási pontosságot) leíró számhármas mit is jelent a képpontok világosságszintjének (Y) illetve színinformációjának (U+V) ábrázolásában.
Mit jelent mindez a nézők számára?
A specifikációban felsorolt sok szám elsősorban a hozzáértőnek mutatja meg mennyivel nyújt többet az UHDTV, mint a jelenlegi TV szabvány, és nemcsak a nagyobb képfelbontás tekintetében. Nem árt persze egy Ultra HD felbontású képet elég nagy képernyőn nézni, ha annak finomságát látni szeretnénk. Az alábbi táblázat azt mutatja, hogy maximum milyen távolságból látható a 4K felbontású kép minden részlete adott méretű képernyőn.
Az UHDTV szabványnak mindenben megfelelő kép azonban a nagyobb képfrissítés és a kibővített színskála miatt is több élményt ígér, vagyis nemcsak a jobb felbontásért lehet értelme megvásárolni egy Ultra HD képmegjelenítő készüléket, ha az mindenben kielégíti a szabvány specifikációját.
Még két szám, hogy összehasonlíthassuk a jelenlegi HDTV és az UHDTV szabványokat. A Rec. 709-en alapuló TV csaknem 17 millió egyedi színt képes megjeleníteni. A Rec. 2020 12 bites színfelbontási opciójával az Ultra HD TV készülék vagy vetítő közel 69 milliárd színt jeleníthet meg. Talán ez a legizgalmasabb része a specifikációnak, de az is valószínű, hogy a legtovább az fog tartani, mire ez az előírás alkalmazásra kerül. A változás nagyságrendjét jelzi, hogy a teljes videoláncot át kell alakítani a kamerától kezdve, a vágóeszközön, a kódoláson, a végső műsorkészítésen át, a műsorterjesztésen keresztül a dekódolásig és képmegjelenítésig. Az összes szükséges változtatás nélkül nem tudható hogyan nézne ki egy TV műsor vagy film az UHDTV szabvány szerint.
Látható már persze néhány 4K demó videó, és a jó minőségű 1080p tartalmak is lenyűgöző látványt nyújtó kristálytiszta 4K képpé konvertálhatóak, de képzeljük csak el, ha valami hasonlót próbálnánk meg, és 17 millió színt akarnánk megfeleltetni 69 milliárdnak. Elég lehetetlen próbálkozás lenne.
Az OLED TV-k képesek lennének visszaadni a Rec. 2020 megnövelt színterét, de a legtöbb gyártó egyelőre nem foglalkozni a problémával, mivel még nincs szükség a jobb színekre, ezért a LED/LCD képernyőjű készülékek is megfelelnek Ultra HD TV-nek. Addig nem is kerülnek gyártásba a jobb színvisszaadású TV-k, amíg nem lesznek tartalmak, amelyek megkövetelnék azt.
Vagyis az UHDTV elterjedését és befogadását a tartalom vezérli majd. Ha a 4K tartalom könnyen elérhetővé válik, és a fogyasztók többsége számára látható lesz a különbség a jelenlegi TV-hez képest, akkor az UHDTV jelentheti az üzletág megújulását, amit a gyártók már nagyon várnak. De ha nem lesz tartalom, vagy ha lesz is, de a különbség a jelenlegi HDTV-hez képest alig észrevehetően csekély lesz – például a tömörítés vagy egyszerűen csak az emberi szem korlátai miatt –, akkor az UHDTV csak nagyon lassan kerül majd piacra, míg végül persze ugyanúgy elterjedté válik, mint ma már a HDTV. Csak győzzük kivárni!
Kapcsolódó linkek:
Sony: ősszel indul a Video Unlimited 4K tartalomszolgáltatás
Elkerülheti-e a 4K Ultra HD TV a 3D TV sorsát?
BBC és Sony kísérleti UHDTV közvetítés Wimbledonból
SES: lezajlott az első műholdas HEVC kódolt Ultra HD adás
UHDTV közvetítés is lesz a 2014-es FIFA VB-ről
Ultra HDTV DVB-T2 tesztadás Barcelonában
Hétmillióra nőhet az Ultra HD TV-k eladása 2016-ra
ITU jóváhagyás a H.265 HEVC videó tömörítési szabványnak
Eutelsat: sugároz az első demonstrációs Ultra HD 4K TV csatorna
Készül a világ első 4K és egyben 3D televíziós sorozata
OLED vagy inkább 4K TV?
UHDTV: elfogadott ITU szabvány a Super Hi-Vision
Londoni Olimpia Super Hi-Vision/UHDTV formátumban
A specifikációban felsorolt sok szám elsősorban a hozzáértőnek mutatja meg mennyivel nyújt többet az UHDTV, mint a jelenlegi TV szabvány, és nemcsak a nagyobb képfelbontás tekintetében. Nem árt persze egy Ultra HD felbontású képet elég nagy képernyőn nézni, ha annak finomságát látni szeretnénk. Az alábbi táblázat azt mutatja, hogy maximum milyen távolságból látható a 4K felbontású kép minden részlete adott méretű képernyőn.
Az UHDTV szabványnak mindenben megfelelő kép azonban a nagyobb képfrissítés és a kibővített színskála miatt is több élményt ígér, vagyis nemcsak a jobb felbontásért lehet értelme megvásárolni egy Ultra HD képmegjelenítő készüléket, ha az mindenben kielégíti a szabvány specifikációját.
Még két szám, hogy összehasonlíthassuk a jelenlegi HDTV és az UHDTV szabványokat. A Rec. 709-en alapuló TV csaknem 17 millió egyedi színt képes megjeleníteni. A Rec. 2020 12 bites színfelbontási opciójával az Ultra HD TV készülék vagy vetítő közel 69 milliárd színt jeleníthet meg. Talán ez a legizgalmasabb része a specifikációnak, de az is valószínű, hogy a legtovább az fog tartani, mire ez az előírás alkalmazásra kerül. A változás nagyságrendjét jelzi, hogy a teljes videoláncot át kell alakítani a kamerától kezdve, a vágóeszközön, a kódoláson, a végső műsorkészítésen át, a műsorterjesztésen keresztül a dekódolásig és képmegjelenítésig. Az összes szükséges változtatás nélkül nem tudható hogyan nézne ki egy TV műsor vagy film az UHDTV szabvány szerint.
Látható már persze néhány 4K demó videó, és a jó minőségű 1080p tartalmak is lenyűgöző látványt nyújtó kristálytiszta 4K képpé konvertálhatóak, de képzeljük csak el, ha valami hasonlót próbálnánk meg, és 17 millió színt akarnánk megfeleltetni 69 milliárdnak. Elég lehetetlen próbálkozás lenne.
Az OLED TV-k képesek lennének visszaadni a Rec. 2020 megnövelt színterét, de a legtöbb gyártó egyelőre nem foglalkozni a problémával, mivel még nincs szükség a jobb színekre, ezért a LED/LCD képernyőjű készülékek is megfelelnek Ultra HD TV-nek. Addig nem is kerülnek gyártásba a jobb színvisszaadású TV-k, amíg nem lesznek tartalmak, amelyek megkövetelnék azt.
Vagyis az UHDTV elterjedését és befogadását a tartalom vezérli majd. Ha a 4K tartalom könnyen elérhetővé válik, és a fogyasztók többsége számára látható lesz a különbség a jelenlegi TV-hez képest, akkor az UHDTV jelentheti az üzletág megújulását, amit a gyártók már nagyon várnak. De ha nem lesz tartalom, vagy ha lesz is, de a különbség a jelenlegi HDTV-hez képest alig észrevehetően csekély lesz – például a tömörítés vagy egyszerűen csak az emberi szem korlátai miatt –, akkor az UHDTV csak nagyon lassan kerül majd piacra, míg végül persze ugyanúgy elterjedté válik, mint ma már a HDTV. Csak győzzük kivárni!
Kapcsolódó linkek:
Sony: ősszel indul a Video Unlimited 4K tartalomszolgáltatás
Elkerülheti-e a 4K Ultra HD TV a 3D TV sorsát?
BBC és Sony kísérleti UHDTV közvetítés Wimbledonból
SES: lezajlott az első műholdas HEVC kódolt Ultra HD adás
UHDTV közvetítés is lesz a 2014-es FIFA VB-ről
Ultra HDTV DVB-T2 tesztadás Barcelonában
Hétmillióra nőhet az Ultra HD TV-k eladása 2016-ra
ITU jóváhagyás a H.265 HEVC videó tömörítési szabványnak
Eutelsat: sugároz az első demonstrációs Ultra HD 4K TV csatorna
Készül a világ első 4K és egyben 3D televíziós sorozata
OLED vagy inkább 4K TV?
UHDTV: elfogadott ITU szabvány a Super Hi-Vision
Londoni Olimpia Super Hi-Vision/UHDTV formátumban