Ultra HD

В последнее время в области телевидения, куда ни посмотри – везде говорят об HD качестве изображения. HD-технологии уже давно заняли обширные позиции в своем сегменте рынка. Все больше людей приобретает широкоформатные HD-телевизоры, а поставщики телекоммуникационных услуг все больше выпускают каналов в HD-качестве. Но, не успев хорошенько привыкнуть к этому формату, как гении технического прогресса создают новый Ultra HD, который в16 раз превышает HD по площади кадра и в 4 раза по объему звука!

Пионеры высоких разрешений

Новый формат Ultra HD был разработан специалистами научно-технической исследовательской лаборатории, которой заведует японская корпорация NHK. Эта корпорация всегда была передовиком технического прогресса и принимала непосредственное участие в создании новых форматов. Ещё 80-е годы, когда аналоговое телевидение только набирало обороты, в корпорации пошли разговоры о переходе на широкоформатное вещание с разрешением 1920×1080. Но тогда эта идея выглядела несколько фантастично.

NHK начала свою деятельность с японского радиовещания в 1925 году, а в 1953 году переросла в телевещание. В 1960 году телевещание стало цветным. В 1969 году радио стало вещать на FM волнах. С 1984 года начались первые тесты спутникового вещания. Постепенно вводились новые спутниковые каналы, появился телетекст. И, наконец, в 1989 году, впервые, появилось ежедневное часовое телевещание в формате высокой четкости. К 91-му году вещание в HD формате составляло уже 8 часов в день. В 1994 году – завершение тестового вещания в формате высокой четкости. Запуск цифрового спутникового вещания состоялся в 2000 году, а наземного цифрового радиовещания – в 2003 году. В 2006 появился мобильный сервис цифрового вещания.

Такова краткая история корпорации. В настоящее время ведутся работы по внедрению нового формата Ultra HD.

Впервые концепция Ultra HD была представлена на «Дне открытых дверей» лаборатории NHK в 2002 году. Посетителям показали прототипы видеосистемы и камер. А на международной выставке «Экспо 2005 Аичи» в Японии корпорация продемонстрировала на 600-дюймовом экране все преимущества нового формата, дав зрителям ещё и возможность услышать многоканальный звук в системе 22.2.

Принципы формата Ultra HD

Формат UHDTV имеет несколько названий. В разных источниках встречаются, например, такие названия – Ultrahigh-Definition Wide-Screen System with 4000 Scanning Lines (по-русски – это «Широкоэкранная система ультравысокого разрешения с 4000 линиями сканирования»), или «Телевизионная система ультравысокого разрешения 8К». NHK дала название этому формату, как Super Hi-visioin.

Система Ultra HD имеет разрешение экрана, равное 7680×4320 пикселей. То есть соотношение сторон осталось таким же, как у HD формата – 16:9. Новые значения разрешения – это увеличенные в 4 раза значения формата HD (1920×1080). Отсюда и берется увеличение площади картинки в 16 раз. Горизонтальный угол просмотра Ultra HD составляет более 100° (у HDTV угол равен 30°), это практически в два раза больше, чем в цифровом кино.

Звучание в формате UHD также значительно усовершенствовалось. Звуковая система имеет 24 канала, разделенных на 3 слоя. Верхний слой находится на уровне потолка и состоит из 9-ти каналов: переднее стерео, центральный передний канал, среднее стерео, канал в зените, заднее стерео и задний центральный канал. Средний слой находится на уровне зрителя, он состоит из 10-ти каналов: задний центральный канал, заднее стерео, среднее стерео, переднее стерео и три передних канала позади экрана. Нижний слой – на уровне пола. Состоит из трех каналов: переднего стерео и переднего центрального канала. Для передачи спецэффектов есть два низкочастотных канала, они расположены в нижнем слое спереди.

Звучание в формате UHD также значительно усовершенствовалось. Звуковая система имеет 24 канала, разделенных на 3 слоя.

Видео в формате Ultra HD требует колоссальных объемов информации. Представьте, что всего 18 минут записи занимают около 3,5 терабайт памяти! Необходимая скорость потока обеспечивается тем, что параллельно работают 16 каналов HD-SDI. Так как потоки данных передаются огромные, то и скорость нужна очень большая: для передачи изображения – 24 Гбита/сек, для передачи звука – 28 Мбит/сек. Но таких скоростей достичь не реально, по крайней мере, в настоящее время. Чтобы значительно уменьшить скорость передачи данных, используются разные коэффициенты компрессии для сжатия потоков. Это позволяет снизить требуемую скорость до 180-600 Мбит/сек для изображения и 28 Мбит/сек для звука.

Система Ultra HD имеет разрешение экрана, равное 7680×4320 пикселей

Перспективы Ultra HD на рынке телекоммуникаций

Операторы спутникового, кабельного и IP-телевидения в последнее время значительно пополнили свои пакеты программ HD-телеканалами. Рынок насыщен HD-телевизорами. Конкуренция в этом сегменте очень большая, поэтому производители вынуждены снижать цены, чтобы удержаться на плаву. Но с появлением системы Ultra HD, все больше компаний стало к ней присматриваться. Ведь повышение расширения изображения даст новый импульс развитию телеиндустрии, позволит создавать более крупные телевизионные панели. Значит, Ultra HD способен всколыхнуть рынок телекоммуникационных устройств.

Формат Ultra HD разрабатывается в двух вариантах – это 8K и 4K. Формат 4K увеличивает площадь изображения в 4 раза, то есть вместо 1920х1080 пикселей, формат имеет разрешение 3840х2160 пикселей. Формат 8K увеличивает разрешение 4K в 2 раза.

В настоящий момент собрано не очень много видеоматериала в UHDTV качестве. Но как только население приобретет в достаточном количестве UHD-телевизоры, соответствующий контент наберется молниеносно. Люди, которые не хотели приобретать HD-телевизоры, задумаются о покупке широкомасштабного телевизора, зная, что качество изображения в новом Ultra HD формате их не разочарует. Так как в отличие от обычного HD телевизора, на котором изображение начинает размываться, если диагональ превышает 60 дюймов, картинка будет четкой и качественной. Ultra HD панель дает нам изображение с высокой резкостью и реалистичной, практически трехмерной картинкой.
Видеокамеры, записывающие в новом формате, уже поставляются на рынок и пользуются спросом у западных киностудий. Соответственно, скоро мы увидим новые фильмы в высочайшем качестве. Единственным и довольно существенным минусом является то, что оборудование для создания и просмотра видео в UHD стоит очень дорого. Не каждый сможет себе это позволить, во всяком случае, пока. Компании Sony, Sharp, LG уже выпускают UHD-телевизоры и работают над тем, чтобы хоть как-то снизить стоимость.

Ещё одна проблема при переходе на  – это передача сверхтяжелого контента зрителям. Ведь самый обычный фильм продолжительностью в 2 часа не сможет уместиться и на двухслойном Blue-Ray-диске.

Цифровой поток даже 4K формата требует пропускную способность от 25 Мбит/сек до 50 Мбит/сек. Таких скоростей можно добиться через оптоволокно. Для наземной инфраструктуры (IPTV или кабельное ТВ) это приемлемо, но спутниковым операторам придется что-то изобретать. Пропускная способность транспондеров не столь высока, один транспондер передает 10 каналов в HD-формате, но в UHD-формате не сможет передать и одного.

Операторам цифрового телевидения необходимо создать развитую FTTH-инфраструктуру к тому моменту, когда UHD-телевизоры станут более доступными и появится достаточно много контента формата UHD. Например, Google уже запустил в Канзасе свою GPON-сеть Google Fiber.

Спутниковым операторам тоже придется не сладко. Чтобы транслировать Ultra HD, понадобятся спутники с высокой пропускной способностью (High-throughput satellite – HTS).

Так или иначе, Ultra HD – это формат нашего с вами будущего. Его появление операторам нельзя проигнорировать. Поэтому, в любом случае, им придется предпринимать серьёзные меры и вкладывать огромные средства в развитие данной инфраструктуры. Но, судя по тому, как медленно в нашей стране появляются HD-каналы, ждать появления телевидения Ultra HD нам ещё очень долго.