Каким будет новое телевидение? Рассуждаем о 4K HDR, новом этапе развития

1008

Телевидение сверхвысокой чёткости стремительно вошло в нашу жизнь. Сейчас уже не кажется чем-то нереальным ни видео с разрешением 3840 на 2160 пикселей, ни игры с поддержкой такого разрешения. В формате Ultra HD ведут вещание как онлайн-кинотеатры, так и операторы спутникового телевидения. Мониторы, телевизоры и проекторы с разрешением 4К (что обычно означает те самые 3840 на 2160 пикселей, или, что реже, 4096 на 2160) представлены на рынке большим количеством моделей, при этом относительно дорогими пока остаются только проекторы, тогда как мониторы и телевизоры по цене уже доступны массовому покупателю. Сама сущность удвоения разрешения при переходе от Full HD к 4K UHD потребителям понятна и не требует специального объяснения — выше разрешение, выше четкость, детализация изображения, можно ближе сидеть к экрану, так, чтобы не было видно пиксельной структуры и картинка охватывала больший угол зрения, то есть изображение приближается к реальности, к тому, что видит человек в окружающем его мире.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Следующим этапом развития индустрии, связанной с визуализацией, является внедрение поддержки широкого динамического диапазона или HDR (от high dynamic range), который в сочетании со сверхвысоким разрешением и приводит к концепции 4K HDR. HDR — что это такое? Зачем нужен HDR в телевизоре или проекторе? Что получает пользователь от HDR? Постараемся дать ответы на эти вопросы, а уж стоит ли доплачивать за HDR или менять телевизор на модель, поддерживающую HDR, пусть решает каждый сам за себя.

Зрение человека может работать в огромном диапазоне яркости, а именно от 0,000001 кд/м² до 100 000 000 кд/м². Для знакомых с фотографией и видеосъемкой уточним, что это соответствует примерно 46,5 ступеням экспозиции. При этом до 0,01 кд/м² работает так называемое ночное зрение. В этих условиях активны фоторецепторы с высокой чувствительностью — палочки. К особенностям ночного зрения относятся низкая разрешающая способность и отсутствие способности различать цвета. В условиях с яркостью превышающей 10 кд/м² работают фоторецепторы другого типа — колбочки, а зрение становится дневным, с высокой разрешающей способностью и цветным. В условиях перехода от 0,01 до 10 кд/м² зрение сумеречное, сочетающее свойства ночного и дневного. Очевидно, чтобы изображение было цветным и сохраняло детализацию, нижняя граница яркости самых темных оттенков должна находиться в зоне сумеречного зрения и лучше ближе к границе дневного зрения.

С верхней границей помогает определиться тот факт, что установившийся зрительный контраст находится на уровне 5000:1 или чуть более 12 ступеней экспозиции. Связано это с тем, что зрение человека с помощью разнообразных механических (зрачковая реакция), фотохимических и нейронных адаптивных процессов подстраивается под окружающие условия так, чтобы сохранить максимальную эффективность. В итоге, например для 0,1-1 кд/м² воспринимаемого глазом как черный цвет мы получим требуемую яркость белого на уровне 500-5000 кд/м².

4K HDR – новый этап развития телевидения

Таким образом, чтобы иметь способность передавать изображение максимально приближенное к тому, что видит человек в реальной жизни, телевизор должен выводить яркую и контрастную картинку, с итоговым статическим динамическим диапазоном порядка 5000:1. При этом лучше, если реальный динамический диапазон будет выше этого значения, чтобы скомпенсировать адаптацию зрения под изменение средней яркости на экране и под уровень освещенности в помещении.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Однако, в случае видео поддержка HDR не означает только высокую яркость и контрастность. Цифровое видео подразумевает, что уровни яркости оттенков кодируются числами с ограниченным диапазоном значений. Например, для обычного видео яркость каждого из трех цветов — красного, зеленого и синего — кодируется с помощью значений от 16 (черный) до 235 (белый), что дает всего 220 градаций яркости одного цвета или оттенков на шкале серого (8-битное число на цвет). Такое небольшое количество ступеней приводит к существенной разнице в яркости соседних оттенков, которая в относительном выражении растет по мере уменьшения светлоты оттенка. При этом если относительная разница в яркости достигает 2% (для темных оттенков этот порог увеличивается), то зрительно уже может быть заметна граница между оттенками, изображение приобретает характерную полосатость и становится неестественным. По факту, если за нижнюю границу принять яркость, ниже которой полосатость может быть заметной, то в случае обычного 8-битного кодирования цвета динамический диапазон будет всего порядка 40:1, а мы, как расписано выше, хотим получить минимум 5000:1, и чтобы не было артефактов. Конечно, обычно эффект полосатости из-за пространственного и динамического смешения цветов в случае естественных изображений, полученных с камеры, выражен слабо или отсутствует даже для 8-битной картинки, но такая зависимость от условий неприемлема. Очевидным решением является повышение числа градаций оттенков, то есть кодировать уровни яркости не 8-битными, а 10 или 12-битными числами. Дополнительно можно использовать особые зависимости (передаточные функции) яркости от числового значения оттенка, сохраняющие разницу в яркости между оттенками меньше заметного глазом изменения во всем диапазоне яркостей. Итоговое сочетание высокой яркости, контрастности и отсутствие артефактов (полосатости) во всем диапазоне оттенков уже может быть основой для демонстрации изображения, максимально приближенного к тому, что видит человек в реальном мире. В этом и заключается основной принцип HDR.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Отметим, что технология HDR подразумевает соблюдение необходимых условий на протяжении всех этапов: съемка в HDR, обработка в HDR, хранение в формате с поддержкой HDR, передача на устройство отображение и собственно вывод в HDR. На настоящий момент принято несколько стандартов HDR. Самыми распространенным являются, по всей видимости, три, а именно HDR10, Dolby Vision и Hybrid Log-Gamma. В зависимости от стандарта, кроме собственно изображения могут передаваться дополнительные статические данные и динамические данные, для каждой сцены свои, помогающие устройству отображения добиваться еще большей реалистичности.

4K HDR – новый этап развития телевидения

А что с контентом в формате 4K HDR, насколько он доступен в настоящий момент? Перспективными источниками 4K HDR выглядят онлайн-сервисы, предоставляющие потоковую передачу видео в формате до 4K HDR. На настоящий момент в этом формате можно посмотреть фильмы в онлайн-кинотеатрах, например, Amazon Video и Netflix, отечественном Okko, кроме того, на YouTube есть ролики в 4K HDR. Еще одним источником контента 4K HDR являются игры, в частности игровая приставка Sony PlayStation 4 Pro поддерживает вывод в 4K HDR для почти 80-ти игр, в частности для Horizon Zero Dawn.

В качестве примера устройства отображения, поддерживающего 4K HDR, рассмотрим телевизоры Sony BRAVIA серий XE94, XE93 и XE90.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Новые серии BRAVIA XE93/XE94, кроме стандарта HDR10, также поддерживают стандарт Dolby Vision — HDR-формат, разработанный компанией Dolby Laboratories, а с выходом обновления программного обеспечения стоит ожидать поддержку Hybrid Log Gamma — третьего распространенного стандарта HDR.

Технология подсветки Slim Backlight Drive+ в серии XE93 обеспечивает более точный контроль над локальным затемнением. Благодаря специальной системе торцевой светодиодной подсветки (световая панель оснащена двойным блоком светодиодов) обеспечивается высокая яркость и контрастность изображения при этом сохраняется максимально тонкий корпус. Телевизоры серии XE94 оснащены системой ковровой подсветки (по всей поверхности матрицы) с локальным затемнением.

4K HDR Процессор X1 Extreme в сериях XE94/XE93 обеспечивает высокое качество изображения за счет трех новых технологий: HDR-ремастеринг на основе объектов (Object-based HDR remastering), Super Bit Mapping 4K HDR, позволяющий передать плавные цветовые переходы, и обработка сигнала с помощью двух баз данных (Dual database processing), одна из которых отвечает за подавление шумов, а вторая за улучшение качества изображения.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Технология X-tended Dynamic Range PRO повышает качество видео в различных форматах, включая HDR, путем регулировки яркости подсветки в отдельных областях экрана.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Технология TRILUMINOS Display еще больше повышает яркость и точность передачи цветовых оттенков. Благодаря более широкой палитре цветов и более естественным оттенкам изображение становится максимально привлекательными.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Дизайн корпуса телевизоров новой линейки выполнен в формате 360° — эти модели отлично смотрятся с любой стороны. Тонкий корпус и специальная система размещения кабелей позволяют органично вписать телевизор в любой интерьер. В моделях новой линейки реализована оригинальная система для скрытого размещения кабелей внутри подставки.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Они останутся незаметными, с какой стороны вы бы ни посмотрели на телевизор. Например, коммутация на тыльной стороне телевизоров серии XE94/X93 скрыта за стильной панелью, выполненной из высококачественного пластика с сетчатым рисунком. Отдельные элементы панели легко снимаются для быстрого доступа к разъемам и подключению внешних устройств. Благодаря такому дизайнерскому решению был найден компромисс между стилем и функциональностью — телевизор выглядит привлекательно, с какой стороны вы бы на него ни посмотрели, в то же время он обеспечивает все возможные варианты подключения.

4K HDR – новый этап развития телевидения

Для настенного размещения телевизоров серии XE93/XE94 был разработан специальный поворотный кронштейн, который позволяет менять угол расположения экрана телевизора, чтобы при необходимости легко добраться до разъемов.

Телевизоры Sony BRAVIA серий XE94, XE93 и XE90 оснащены предустановленной ОС Android TV 6.0 (Marshmallow), что обеспечивает улучшенный дизайн интерфейса, интуитивно понятное управление и новые функции. Для удобства использования голосового поиска на пульте ДУ добавлена отдельная кнопка. Новая операционная система позволяет использовать внешние устройства в качестве дополнительной памяти телевизора (хранение приложений и медиафайлов объемом до 1 эксабайста), а также облегчает поиск контента благодаря новой системе фильтрации по жанрам.

Основные характеристики:

  Серия XE94 Серия XE93 Серия XE90
Поддержка HDR 4K HDR 4K HDR 4K HDR
Android TV 6.0 Marshmallow 6.0 Marshmallow 6.0 Marshmallow
Подсветка экрана Direct LED Slim Backlight Drive+ Direct LED
Процессор 4K HDR процессор X1 Extreme 4K HDR процессор X1 Extreme 4K HDR процессор X1
Подсветка экрана Direct LED Slim Backlight Drive+ Direct LED
Технологии улучшения изображения TRILUMINOS Display, X-tended Dynamic Range PRO, 4K X-Reality Pro TRILUMINOS Display, X-tended Dynamic Range PRO, 4K X-Reality Pro TRILUMINOS Display, X-tended Dynamic Range PRO, 4K X-Reality Pro
Размеры экрана (дюймы) на день начала продаж 75 65/55 75/65/55/49

В целом, перспективы у формата 4K HDR, очень хорошие, производители предлагают всё больше моделей телевизоров и проекторов сверхвысокого разрешение и с поддержкой HDR, а количество и доступность соответствующего контента увеличивается.

1315

30 марта 2017 Г.

1410

iXBT TV

  • Обзор материнской платы Z370 Aorus Gaming 7 под процессоры Coffee Lake

  • Обзор аккумуляторной дрели-шуруповерта Bosch GSR 12V-15 FC Professional

  • Заводские экзоскелеты, обновление Firefox, слишком умные наушники

  • Репортаж с конференции Supercomputing 2017 (SC17), день 3: стенд группы компаний РСК

  • Репортаж с конференции Supercomputing 2017 (SC17), день 2: стенд Intel

  • Репортаж с конференции Supercomputing 2017 (SC17), день 1: рейтинг Top500

  • Обзор кинотеатрального DLP-проектора LG PF1000U со встроенным ТВ-тюнером

  • Камера Panasonic G9, унитазный робот, игровой смартфон, кепка для водителей

  • Обзор портативной беспроводной колонки Sven PS-460

  • Обзор напольного пылесоса Tefal Silence Force 4A TW6477 с одноразовыми мешками для сбора мусора

  • Обзор сверхширокоугольного зум-объектива Canon EF 16-35mm f/2.8L III USM

  • Обзор изогнутого 34-дюймового IPS-монитора LG 34UC99 с соотношением сторон 21:9 и белым корпусом

1256