8 важных фактов о будущем 4K (продолжение)

8 важных фактов о будущем 4K (продолжение)

Продолжаем публикацию полезных фактов, которые необходимо узнать инсталляторам в преддверие наступления эры устройств с разрешением 4K.

Начало статьи

4. «4K Compliant» и «True 4K» отличаются

Помните термин «HD Ready» в те дни, когда high-definition прорывался на рынок? В настоящее время в фокусе - аналогичный по значению термин «4K Compliant». На самом деле, эти 4К-совместимые устройства всего лишь временные заменители, если верить словам Криса Пиндера (Chris Pinder), исполнительного директора компании-создателя матричных 4K-коммутаторов HDConnectivity. Чтобы лучше прочувствовать разницу, Крис Пиндер использует термины «Истинный 4K» и «Временный 4К». Между ними есть большое количество отличий, включая скорость передачи данных, время обработки данных, глубину цвета, частоту кадров и область активного разрешения.

«Только «Истинный 4K» поддерживается HDMI 2.0», — заявил г-н Пиндер.

Он относит GoPro-камеры и мобильные телефоны к группе «Временных 4К», а ресиверы цифрового телевидения или, как у нас их еще часто называют, ТВ-приставки (по-английски set-top box) и Blu-ray-плееры определяет в группу «Истинных 4K». Кроме разрешения, другими значимыми отличающимися параметрами являются частота кадров и глубина цвета. Все три критерия в значительной степени влияют на общую скорость передачи данных в системе. Группа устройств из группы «Истинных 4K» поддерживает 17,82 Гбит/с, в то время как скорость передачи данных устройств из группы «Временных 4К» составляет всего лишь 8,91 Гбит/с.

Некоторые различия в форматах 4К/Ultra HD

Некоторые различия в форматах 4К/Ultra HD

«Частота кадров значительно отличается», — подчеркнул г-н Пиндер.

Разница между высококлассными Blu-Ray-плеерами и другими устройствами, которые работают с частотой 24 или 30 кадров в секунду, особенно заметна при показе видео с выстрелами или динамичными спортивными событиями, когда изображение начинает как бы «заикаться», в отличии от плавного движения при 60 кадрах в секунду. Отметим также, что в настоящее время большинство голливудских фильмов снято с частой 24 кадра в секунду. Для отображения цвета устройства из группы «Временных 4К» используют 8-битный процессинг с цветовой субдискретизацией 4:2:0, в то время как устройства из группы «Истинных 4K» работают с 8-битным 4:4:4 цветом или 10-битным 4:2:0. Телевизоры, поддерживающие 8-битный процессинг обработки каждой базовой составляющей цвета, могут отображать до 16,7 миллионов цветов.

Но те, которые используют 10-битный процессинг, отображают уже 1,07 миллиарда цветов. Десятибитная глубина цвета каждого канала дает неповторимую гладкость в цветах, которая становится хорошо заметна при сравнении определенных сцен, например, с голубым небом, занимающим большую часть картинки. С 8-битным процессингом на таком небе возможно появление видимых полос. Большинство телевизоров, проданных в 2015 году, пока еще предлагают 8-битный процессинг обработки цвета, но 10-битные дисплеи уже грядут. К примеру, корпорация Samsung уже вывела один на рынок, хотя этот телевизор пока имеет всего лишь один HDMI-порт, поддерживающий 10-битный процессинг.

Обозначение 4:4:4 отправляет нас к цветовой субдискретизации и тонкостям кодирования изображения. Для возможности совмещения с черно-белыми телевизорами и с целью уменьшения пропускной возможности частот в цветном телевидении используется YCbCr представление видеосигнала, основанные на специальных схемах суммирования трех составляющих видеосигнала: яркости (Y) и цветоразностные сигналы синего и красного (CbCr). Цветовая субдискретизация является важным способом снижения скорости цифрового потока видеоданных (цифрового сжатия видеоинформации) и основана на особенности человеческого зрения, выраженной большей чувствительностью к перепадам яркости, чем цвета. Поэтому особой разницы при использовании формата 4:4:4 вы не заметите.

Использование субдискретизации 4:2:0 на практике означает, что передается значительно меньше информации о цвете. Полная выборка составляет 96 бит для четырехпиксельного массива с полностью независимыми пикселями и без сжатия цвета. Это означает, что для каждого пикселя можно выбрать индивидуальный цвет. Но формат субдискретизации 4:2:0 приводит к тому, что цвет определяется только для кластера из четырех пикселей, и телевизору приходится полагаться исключительно на черно-белую контрастность, чтобы отобразить тонкие цветовые различия каждого из этих пикселей.
«В девяти случаев из десяти эти тончайшие отличия не заметны человеческому глазу», — признался Крис Пиндер.

5. HDR грядет

В августе 2015 года Ассоциация потребительской электроники (CEA) анонсировала отраслевые требования для HDR-совместимых видеодисплеев. В первую очередь этот новый набор функций разработан для повышения качества видеоизображения. В самом грубом приближении High Dynamic Range (HDR) значительно расширяет цветовой диапазон в результате использования более широкого спектра темных теней и яркого белого. Это на самом деле не означает объединение света и тени, но значительно расширяет границы их использования, создавая более широкую выборку возможных цветов, которая все ближе к той, что видит человеческий глаз.

Ожидается, что большинство 4K Ultra HD-телевизоров, которые появятся в ближайшее время, будут поддерживать технологии нового поколения, включая HDR, обеспечивающих более широкую цветовую гамму и более высокую частоту кадров для достижения еще более реалистичного эффекта погружения зрителя при просмотре видео.

Согласно требованию CEA, чтобы дисплей, телевизор или проектор мог называться HDR-совместимым, он должен соответствовать следующим пунктам:

  • Содержать по меньшей мере один интерфейс, который поддерживает передачу HDR-сигнала, определенного в CEA-861-F и расширенного в CEA-861.3.
  • Получать и обрабатывать статические HDR метаданные, совместимые с CEA-861.3 для несжатого видео.
  • Получать и обрабатывать HDR10 Media Profile из IP, HDMI или других источников доставки видео. Кроме того, другие медиапрофили могут поддерживаться.
  • Применять соответствующую функцию Electro-Optical Transfer Function (EOTF) до рендеринга изображения.

 
«На данный момент HDR-телевизоры являются единственной предсказуемой альтернативой того, как сделать изображение на экране еще более реалистичным», — обыденно признался г-н Пиндер.

Различные камеры имеют разные граничные пределы функциональных возможностей для создания HDR-изображений, но в целом их функциональность позволяет получать изображения, которое обычная современная цифровая фотография не способна захватить. HDR продвигает возможности современных медиатехнологий все ближе к соответствию изображения реальной картинке, видимой человеческим глазом. И этот создаваемый HDR-реализм заметен везде, от сцен с солнечными бликами до стрельбы на улицах ночного города.

6. HDCP 2.2 шифрование не за горами

Естественно, с помощью HDCP 2.2 шифрования Голливуд намерен защитить свой 4K-контент от пиратства. Конечно, все интеграторы пользовательской электроники и производители бытовой техники мягко говоря не в восторге от того, что студии это делают. Но последние инвестировали многие миллионы, а иногда и сотни миллионов долларов в фильмы и имеют полное моральное право на защиту своей интеллектуальной собственности.

«Эпоха HDCP 2.2 наступит, вне сомнений», — уверен Джастин Кеннингтон с компании Crestron Electronics. — «Конечно, это будет ужас, боль и скрежет зубовный. Но она неизбежно настигнет вас, когда мы увидим широкую доступность голливудского 4К-контента».

Некоторые эксперты предрекают, что мы, скорее всего, увидим новые Ultra HD Blu-ray-диски, требующие от проигрывателя поддержки HDCP 2.2 шифрования, уже накануне этих новогодних праздников. В настоящее же время единственным устройством на рынке с HDCP 2.2 является медиа-плеер Sony FMP-X10. Новый формат Ultra HD Blu-ray предложит нативное воспроизведение с частотой 60 кадров в секунду, высокий динамический диапазон (10 бит) 4:2:0, более высокую емкость диска и, конечно же, HDCP 2.2 шифрование.

Запомните, HDMI-систему еще автоматически не означает, что устройство совместимо с HDCP 2.2. С шифрованием HDCP 2.2, которое включает HDMI, DVI and DisplayPort, должно «дружить» все, от источника видео до дисплея, а также все между ними, чтобы пользователь смог нормально посмотреть видео.

Если система не поддерживает данное шифрование, то зритель получит на экране сообщение о несоблюдении прав. (По крайней мере, это лучше, чем просто черный экран). Для интеграторов это означает, что вы должны убедиться, что все 4К-продукты, которые вы установили, поддерживают HDCP 2.2 шифрование. Конечно, есть продукты, которые претендуют стать «обходным путем» на рынке. Они должны будут работать между совместимыми и несовместимыми устройствами. В качестве примера можно назвать цифровой ключ и HDMI-удлинитель KD-HDFIX22 за $ 300.

«Я не юрист, но я не думаю, что это будет дозволено делать», — продолжил далее рассуждать г-н Кеннингтон. — «Сигнал должен иметь то же шифрование на входе в устройство и дешифрование на выходе. Все, что отлично от этого, является довольно явным нарушением DCMA и DCP лицензирования». Он также сообщил, что компания Crestron Electronics планирует представить полностью легальный продукт HDCP 2.2 через IP на ISE в Амстердаме следующей зимой.

Насколько велико намерение всего Голливуда сделать ставку на HDCP 2.2, зная (или не зная), что такими своими действиями они всколыхнут весь мир потребительской электроники, заставив интеграторов отбросить свою гордость и, поджав хвост, повернуться лицом к своим клиентам, чтобы обновить или заменить все «устаревшее» транслирующее оборудование и дисплеи, обеспечив таким образом своим клиентам и впредь возможность просмотра 4К-контента? Кто знает… Но если это все-таки произойдет, то ни один дилер почувствует себя не в своей тарелке, получая шквал разгневанных звонков от клиентов, спрашивающих, к примеру, почему, скажем, «Аватар 2» на новом и абсолютно легальном Ultra HD Blu-ray-диске не идет из-за нарушения авторских прав на их ультрасовременном домашнем кинотеатре, обошедшийся им, между прочим, в шестизначную сумму в долларовом эквиваленте.

К слову, избавиться от шифрования не получится путем использования потокового мультимедиа-ресурса в паре с принимающим устройством (цифровыми ресиверами, медиасерверами, проигрывателями Blu-ray-дисков и т. д.). Например, Netflix уже анонсировала, что для потокового 4K-контента будет использовать формат видеосжатия H.265 или HEVC (High Efficiency Video Coding — высокоэффективное кодирование видеоизображений), что также добавит еще один слой шифрования по сравнению с используемым в данный момент H.264/MPEG-4 AVC. Кодек HEVC будет распаковывать потоковый контент и проигрывать его так, как будто он транслируется с Blu-ray, что, в конечном счете, также облегчит производителям дистрибуцию 4K-контента.

7. Один или два кабеля прокладывать для HDBaseT?

Скорость передачи данных для HDMI 2.0, выросшая до 17,82 Гбит/с для 4K на 60 Гц, ставит перед нами очень важный вопрос: должны ли мы тянуть две пары кабеля «витая пара» (CAT6) в любом месте до дисплея в доме для организации соединения по технологии HDBaseT? «Да, должны», — подтвердил Крис Пиндер с компании HDConnectivity.

«HDBaseT имеет максимальную скорость передачи данных 10,2 Гбит/с. Это означает, что соединение по такой технологии через один кабель не сможет поддерживать 4K на 60 Гц. Возможное решение этой проблемы — протянуть два CAT6-кабеля для каждого устройства. Этого должно хватить, так как теоретически вы получите 20,4 Гбит/с», — рассказал г-н Пиндер.

8. Качество кабеля будет иметь значение

Идея, что все HDMI-кабели подобны, похоже, является заблуждением, созданным защитниками прав потребителей. В противном случае широко известных по всему миру результатов тестирования и исследования, проводимых такими организациями, как компания DPL Labs, попросту не существовало бы в виду их бесполезности. Но они существуют и имеют широкий резонанс. Более того, с приходом 4К качество HDMI-кабеля приобретает еще больший вес, причем речь уже идет не о близких к критическим расстояниях, а и о более коротких промежутках. А ведь бывают случаи, когда активные HDMI-кабели нужны и для более длинных трасс. Таким образом, тестирования в «реальных условиях» инсталляций может стать единственным источником уверенности для интегратора, что HDMI-кабели выполнят свою работу как следует. Потому что слепо полагаться на спецификации производителя становится чревато серьезными проблемами.

«Вы можете зайти в любой магазин или к дистрибутору и посмотреть на маркировку на упаковке HDMI-кабеля: на них пестрят надписи «Supersonic Speed», «Ultra High Speed», «Super High Speed» и т.д. И это продолжается уже в течение многих лет без видимого противодействия со стороны HDMI LLC, чтобы очистить это шапито», — пожаловался Джо Перфито (Joe Perfito), президент компании Tributaries Cable.

«Я лично видел декларирование «21 Гбит/с» на упаковках с пассивным 6-метровым HDMI-кабелем. Так как ни одной другой спецификации дано не было, то это мог быть вариант с обратным сигналов 50 дБ (неподтверждаемо). Теоретически, это возможно, сделать шестиметровый HDMI-кабель и «успешно» достигнуть 21 Гбит/с, но для его изготовления понадобятся провода 12AWG (около 2 мм в диаметре), что сделает конечный продукт размером с садовый шланг».

Начало статьи

По материалам CEPro