Telewizorów - Droga do nieba !
Po dziesięcioleciach powolnych, ale stałych innowacji w technologii telewizyjnej - byliśmy świadkami wprowadzenia telewizorów kolorowych, dźwięku stereo, teletekstu, telewizora panoramicznego 16:9, telewizji cyfrowej, płaskich wyświetlaczy i telewizora HD.
W tej chwili zasadniczo występuje sześć ważnych wydarzeń, z których większość popisuje się trzyliterowym akronimem:
UHD lub Ultra HD - zwiększona rozdzielczość przestrzenna
HDR lub High Dynamic Range
WCG lub Wide Color Gamut
HFR lub High-Frame Rate
NGA lub dźwięk nowej generacji
Niektóre inne zagadnienia związane z kodowaniem lub transportem audio/wideo, a nie samo A/V, są powiązane z tym i odbywają się równolegle. Spójrzmy na każde z nich jeden po drugim.
Rozkład przestrzenny
Dziesięć lat temu branża telewizyjna zaczęła przełączać się z tego, co obecnie nazywaliśmy telewizją SD (telewizja standardowa) na telewizję HD lub High Definition, zwiększając liczbę linii z 480 - NTSC takich jak USA i Japonia, czy 568 50Hz /PAL, takich jak Europa - do 720 lub 1080 linii, a opcjonalnie również z przeplotem progresywnym wideo. Ostateczna rozdzielczość HDTV wynosi 1920 × 1080p.
W ostatnim okresie wyraźnie pojawiła się tendencja konsumentów do zakupu coraz większych wyświetlaczy (nie zwiększając dystansu oglądania). Producenci wyczuli nową szansę na wzrost sprzedaży i zaczęli wprowadza nowe funkcje do odbiorników telewizyjnych.
Pojawiła się potrzeba wprowadzenia Ultra HD - rozdzielczość 3840 × 2160 tj. Dwa razy w rozdzielczości poziomej i pionowej 1080p HD, co daje czterokrotnie większą liczbę pikseli. Zdaniem badaczy rynku, telewizory UHD zostały po raz pierwszy wprowadzone na rynek konsumencki w 2013 roku i zyskały aprobatę dość szybko - szybciej niż HDTV. Jednak adopcja nie była tak szybka i powszechna, jak oczekiwano, a więc producenci telewizyjni szukają dodatkowych sposobów obchodzenia się z konsumentami.
Zakres dynamiczny
Jednym z nich jest High Dynamic Range - nie ta sama technologia, jak ta sama nazwa używana w fotografii, ale dążąca do podobnych celów. Istnieją różne rozwiązania techniczne dla wdrożenia HDR. Najważniejsze są otwarte standardy HDR10, Dolby Vision firmy Dolby Labs, wspólny projekt firmy Technicolor i Philips, HDR10 + firmy Samsung oraz Hybrid Log Gamma (HLG) przez BBC i NHK.
Jak działa HDR 10+?
Niektóre z tych rozwiązań zawierają metadane dynamiczne, inne statyczne metadane lub wcale nie zawierają metadanych. Istnieją jednowarstwowe i dwuwarstwowe rozwiązania mające różne konsekwencje dla zgodności z starszymi urządzeniami.
Zakres kolorów
Szeroka gamma kolorów oznacza przyjęcie większej przestrzeni kolorów niż BT.709, która została określona dla telewizji HDTV. W przypadku telewizorów UHD różne organizacje zostały ujednolicone pod adresem BT.2020. HDR wymaga mniej lub bardziej szerokiej gamy kolorów, chociaż użycie WCG nie implikuje automatycznie HDR. Oczekuj na telewizor UHD na rynku, który nie obsługuje HDR do obsługi WCG.
Rozdzielczość kolorów
W teorii można uzyskać szersze zakresy kolorów i wyższy zakres dynamiki z istniejącą rozdzielczością 8-bitowej barwy, ale ryzyko rozbłysku kolorów wyrosło na dużą skalę. Zarówno WCG, jak i HDR znacznie pomagają przejście z 8-bitowego na 10-bitowe i 12-bitowe wideo. Ten ostatni jest głównie używany w produkcji; nie ma ich w dystrybucji dla konsumentów. Zauważ, że liczba tutaj odnosi się do głębokości bitów na każdy subpiksel, tzn. 8, 10 lub 12 bitów dla R, G i B, co daje w rezultacie 24, 30 lub 36 bitów na piksel.
Częstotliwość wyświetlania klatek
W przypadku, gdy wstępne telewizory i transmisje telewizyjne o ultra wysokiej rozdzielczości osiągnęły 25 klatek na sekundę (w Europie) lub 30 klatek na sekundę (Ameryka Północna), aktualny stan techniki jest dwukrotnie wyższy niż - 50 lub 60 kl./sek. Przy rosnącej rozdzielczości przestrzennej zwiększa się również ryzyko rozmycia ruchu. Lekarstwo na to dodatkowo zwiększa rozdzielczość czasową do 100/120 fps. To jest tzw. HFR. Szacuje się, że podwojenie liczby klatek na sekundę prowadzi do 50-procentowego zwiększenia przepustowości dla skompresowanego sygnału wideo - a więc nie 100% - ponieważ wydajność kompresji wzrasta wraz z szybkością odświeżania.
Immersive audio
Najlepszym poziomem jakości dźwięku przestrzennego nadawanego do niedawna był 7.1-kanałowy Dolby Digital Plus. Choć większe liczby kanałów są możliwe do bardziej imponującego doświadczenia, Dolby (i DTS) podjęły inne podejście, najpierw pionierskie w kinie, ale niedawno przystosowane do użytku domowego. Audio obiektowe, gdzie dźwięki mogą być umieszczane w dowolnym miejscu w przestrzeni i konfiguracje głośników są o wiele bardziej elastyczne i skalowalne. Dolby Atmos dla domu pozwala na maksymalnie korzystanie z dziewięciu głośników na poziomie podstawy, do 4 kanałów wysokości i kanału LFE dla subwoofera.
Dolby Atmos jest już dostępny w zestawach kinowych w wybranych tytułach na platformach wideo OTT takich jak Vudu czy na kilkudziesięciu Blu-ray.
Wyczucie czasu
Powyższe innowacje nie przybywają na rynek z pojedynczym wielkim hukiem. Zamiast tego stopniowo spływają co rok, krok po kroku. Organizacje definiujące standardy (SDO), w szczególności projekt DVB i forum Ultra HD działają w celu zapewnienia, że funkcje te są nie tylko prawidłowo określone, ale również wprowadzane w sposób skoordynowany z etapowym podejściem.
Mapa technologii dla Ultra HD
Nawet przy UHD + HDR + NGA + HFR postęp nie kończy się. Choć niektórzy debatują nad zaletami UHD w salonach, inni twierdzą, że ta rozdzielczość nie jest wystarczająco duża. Szczególnie japoński przemysł, przy wsparciu Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Komunikacji, aktywnie popycha do tego, co nazywają 8K - prawdopodobnie bardziej chwytliwą nazwą niż UHD-2, mimo że rozdzielczość wyniesie 7680 × 4320 pikseli, a nie 8192 × 4320p.
Przejście na UHD-2 ma takie konsekwencje w całym procesie przechwytywania, produkcji i dostaw, że niewiele osób z Japonii jest gotowych nawet o tym mówić. LG, Samsung, Sharp i inni chińscy producenci zaprezentowali na targach CES kilka wyświetlaczy "8K", ale poza tym, że są to oświadczenia technologiczne, jedynym praktycznym zastosowaniem tych produktów w najbliższej przyszłości będzie prawdopodobnie aplikacja cyfrowych oznakowań i monitorów dla grafików, profesjonalnych fotografów itp., którzy generują własną treść.
Niektórzy twierdzą (podobno urzędnicy Sony mają), że jedynym punktem najważniejszym dla 8K jest VR i zdolność autostereoskopowa, tj. oglądania bez okularów 3D z efektywną rozdzielczością 4K.
Co teraz?
Jasne jest, że technologia perfekcji telewizora nie jest jeszcze u celu. Nie jest jeszcze jasne, kiedy każdy z elementów będzie na miejscu, czy też wszystkie wyzwania zostaną rozwiązane. Czy klienci powinni poczekać, aż wszystko to będzie jasne? Lepiej nie, albo mogą czekać na wiele lat. Co więcej, jeśli konsument przestałby kupować telewizory, czekając na Godota - wkrótce nie pozostałby żaden producent telewizorów. Na horyzoncie zawsze będzie coś lepszego niż to, co można znaleźć na detalicznych półkach. Zwłaszcza jeśli chodzi o "8K", przemysł (w szczególności przemysł CE) powinien starannie zarządzać oczekiwaniami by konsumenci zbyt długo nie opóźniali kolejnego zakupu.
Musimy być przygotowani na zainstalowaną bazę o bardzo zróżnicowanych możliwościach. Będą telewizory SD, HD i UHD. W parku telewizyjnym UHD znajdą się zestawy starszych zestawów, zestawy z WCG (i SDR) oraz zestawy z HDR i WCG. Ta fragmentacja pogarsza się, gdy pojawi się HFR.
Odtwarzacze Blu-ray Ultra HD oraz urządzenia typu STB dla usług takich jak BT Sport Ultra HD wymagają HDCP 2.2 w celu dostarczenia UHD. W zależności od implementacji sygnały HDR mogą pracować na telewizorze SDR lub nie mogą pracować, a jeśli to mogą działać tylko w przypadku zestawów używających WCG, chociaż jest to zdecydowana większość zainstalowanej podstawy telewizorów UHD.
Odtwarzacze Blu-ray Ultra HD są elastyczne i potrafią dostosować się z HDR do SDR i od UHD do HD. Dla dostawców strumieniowych OTT, takich jak Netflix i Amazon Prime Video, stosunkowo łatwo będzie dostosować się do różnych baz klientów, chociaż liczba profili kodujących powiększy się. Dla nadawców nie ma możliwości zaspokajania każdego segmentu bazy użytkownika z indywidualnym sygnałem dostosowanym do każdego sprzętu. Po prostu nie mogą sobie pozwolić na przepustowość - zwłaszcza w przypadku transmisji naziemnej, ale również na dystrybucję satelitarną i kablową.
Wniosek
Oznacza to, że jest istotne aby wprowadzenie każdej nowej przyszłej funkcji, wykonać tak żeby utrzymać zgodność z istniejącymi urządzeniami w jak największym stopniu i zapewniać w razie potrzeby płynną degradację. Branża telewizyjna nie może sobie pozwolić na wyobcowanie wczesnych adopcji, ani na wycinanie więzi z rynkiem masowym.
Fakty:
HDMI 2.0 obsługuje 1080p100, ale nie 2160p HFR
HDMI 2.0a obsługuje HDR10
HDMI 2.0b obsługuje również HLG
HDMI 2.1 obsługuje HDR z dynamicznym metadanymi, ale program Dolby Vision działa na HDMI 1.4 i nowszych.
Dolby Vision obsługuje już 12-bitową głębię koloru. To jest włączone na ultra-HD Blu-ray.
Dolby Vision działa na HDMI 1.4a
10-bitowy WCG może być używany z SDR
Dynamiczne metadane mogą być używane z p60
HFR może być używany ze statycznymi metadanymi
WCG może być używany z HDMI 2.0
NGA jest obecnie wdrażany z SDR.
Spekulacja:
Faza B prawdopodobnie ograniczy strumień do poziomu 5.1, umożliwiając 2560 × 1440 @ 120 klatek na HFR
DVB bada obecnie wsparcie dynamicznych metadanych. Jeśli zostanie wybrana, będzie to standard do 2019 roku.
Flatpanelshd
Po dziesięcioleciach powolnych, ale stałych innowacji w technologii telewizyjnej - byliśmy świadkami wprowadzenia telewizorów kolorowych, dźwięku stereo, teletekstu, telewizora panoramicznego 16:9, telewizji cyfrowej, płaskich wyświetlaczy i telewizora HD.
W tej chwili zasadniczo występuje sześć ważnych wydarzeń, z których większość popisuje się trzyliterowym akronimem:
UHD lub Ultra HD - zwiększona rozdzielczość przestrzenna
HDR lub High Dynamic Range
WCG lub Wide Color Gamut
HFR lub High-Frame Rate
NGA lub dźwięk nowej generacji
Niektóre inne zagadnienia związane z kodowaniem lub transportem audio/wideo, a nie samo A/V, są powiązane z tym i odbywają się równolegle. Spójrzmy na każde z nich jeden po drugim.
Rozkład przestrzenny
Dziesięć lat temu branża telewizyjna zaczęła przełączać się z tego, co obecnie nazywaliśmy telewizją SD (telewizja standardowa) na telewizję HD lub High Definition, zwiększając liczbę linii z 480 - NTSC takich jak USA i Japonia, czy 568 50Hz /PAL, takich jak Europa - do 720 lub 1080 linii, a opcjonalnie również z przeplotem progresywnym wideo. Ostateczna rozdzielczość HDTV wynosi 1920 × 1080p.
W ostatnim okresie wyraźnie pojawiła się tendencja konsumentów do zakupu coraz większych wyświetlaczy (nie zwiększając dystansu oglądania). Producenci wyczuli nową szansę na wzrost sprzedaży i zaczęli wprowadza nowe funkcje do odbiorników telewizyjnych.
Pojawiła się potrzeba wprowadzenia Ultra HD - rozdzielczość 3840 × 2160 tj. Dwa razy w rozdzielczości poziomej i pionowej 1080p HD, co daje czterokrotnie większą liczbę pikseli. Zdaniem badaczy rynku, telewizory UHD zostały po raz pierwszy wprowadzone na rynek konsumencki w 2013 roku i zyskały aprobatę dość szybko - szybciej niż HDTV. Jednak adopcja nie była tak szybka i powszechna, jak oczekiwano, a więc producenci telewizyjni szukają dodatkowych sposobów obchodzenia się z konsumentami.
Zakres dynamiczny
Jednym z nich jest High Dynamic Range - nie ta sama technologia, jak ta sama nazwa używana w fotografii, ale dążąca do podobnych celów. Istnieją różne rozwiązania techniczne dla wdrożenia HDR. Najważniejsze są otwarte standardy HDR10, Dolby Vision firmy Dolby Labs, wspólny projekt firmy Technicolor i Philips, HDR10 + firmy Samsung oraz Hybrid Log Gamma (HLG) przez BBC i NHK.
Jak działa HDR 10+?
Niektóre z tych rozwiązań zawierają metadane dynamiczne, inne statyczne metadane lub wcale nie zawierają metadanych. Istnieją jednowarstwowe i dwuwarstwowe rozwiązania mające różne konsekwencje dla zgodności z starszymi urządzeniami.
Zakres kolorów
Szeroka gamma kolorów oznacza przyjęcie większej przestrzeni kolorów niż BT.709, która została określona dla telewizji HDTV. W przypadku telewizorów UHD różne organizacje zostały ujednolicone pod adresem BT.2020. HDR wymaga mniej lub bardziej szerokiej gamy kolorów, chociaż użycie WCG nie implikuje automatycznie HDR. Oczekuj na telewizor UHD na rynku, który nie obsługuje HDR do obsługi WCG.
Rozdzielczość kolorów
W teorii można uzyskać szersze zakresy kolorów i wyższy zakres dynamiki z istniejącą rozdzielczością 8-bitowej barwy, ale ryzyko rozbłysku kolorów wyrosło na dużą skalę. Zarówno WCG, jak i HDR znacznie pomagają przejście z 8-bitowego na 10-bitowe i 12-bitowe wideo. Ten ostatni jest głównie używany w produkcji; nie ma ich w dystrybucji dla konsumentów. Zauważ, że liczba tutaj odnosi się do głębokości bitów na każdy subpiksel, tzn. 8, 10 lub 12 bitów dla R, G i B, co daje w rezultacie 24, 30 lub 36 bitów na piksel.
Częstotliwość wyświetlania klatek
W przypadku, gdy wstępne telewizory i transmisje telewizyjne o ultra wysokiej rozdzielczości osiągnęły 25 klatek na sekundę (w Europie) lub 30 klatek na sekundę (Ameryka Północna), aktualny stan techniki jest dwukrotnie wyższy niż - 50 lub 60 kl./sek. Przy rosnącej rozdzielczości przestrzennej zwiększa się również ryzyko rozmycia ruchu. Lekarstwo na to dodatkowo zwiększa rozdzielczość czasową do 100/120 fps. To jest tzw. HFR. Szacuje się, że podwojenie liczby klatek na sekundę prowadzi do 50-procentowego zwiększenia przepustowości dla skompresowanego sygnału wideo - a więc nie 100% - ponieważ wydajność kompresji wzrasta wraz z szybkością odświeżania.
Immersive audio
Najlepszym poziomem jakości dźwięku przestrzennego nadawanego do niedawna był 7.1-kanałowy Dolby Digital Plus. Choć większe liczby kanałów są możliwe do bardziej imponującego doświadczenia, Dolby (i DTS) podjęły inne podejście, najpierw pionierskie w kinie, ale niedawno przystosowane do użytku domowego. Audio obiektowe, gdzie dźwięki mogą być umieszczane w dowolnym miejscu w przestrzeni i konfiguracje głośników są o wiele bardziej elastyczne i skalowalne. Dolby Atmos dla domu pozwala na maksymalnie korzystanie z dziewięciu głośników na poziomie podstawy, do 4 kanałów wysokości i kanału LFE dla subwoofera.
Dolby Atmos jest już dostępny w zestawach kinowych w wybranych tytułach na platformach wideo OTT takich jak Vudu czy na kilkudziesięciu Blu-ray.
Wyczucie czasu
Powyższe innowacje nie przybywają na rynek z pojedynczym wielkim hukiem. Zamiast tego stopniowo spływają co rok, krok po kroku. Organizacje definiujące standardy (SDO), w szczególności projekt DVB i forum Ultra HD działają w celu zapewnienia, że funkcje te są nie tylko prawidłowo określone, ale również wprowadzane w sposób skoordynowany z etapowym podejściem.
Mapa technologii dla Ultra HD
Przejście na UHD-2 ma takie konsekwencje w całym procesie przechwytywania, produkcji i dostaw, że niewiele osób z Japonii jest gotowych nawet o tym mówić. LG, Samsung, Sharp i inni chińscy producenci zaprezentowali na targach CES kilka wyświetlaczy "8K", ale poza tym, że są to oświadczenia technologiczne, jedynym praktycznym zastosowaniem tych produktów w najbliższej przyszłości będzie prawdopodobnie aplikacja cyfrowych oznakowań i monitorów dla grafików, profesjonalnych fotografów itp., którzy generują własną treść.
Niektórzy twierdzą (podobno urzędnicy Sony mają), że jedynym punktem najważniejszym dla 8K jest VR i zdolność autostereoskopowa, tj. oglądania bez okularów 3D z efektywną rozdzielczością 4K.
Co teraz?
Jasne jest, że technologia perfekcji telewizora nie jest jeszcze u celu. Nie jest jeszcze jasne, kiedy każdy z elementów będzie na miejscu, czy też wszystkie wyzwania zostaną rozwiązane. Czy klienci powinni poczekać, aż wszystko to będzie jasne? Lepiej nie, albo mogą czekać na wiele lat. Co więcej, jeśli konsument przestałby kupować telewizory, czekając na Godota - wkrótce nie pozostałby żaden producent telewizorów. Na horyzoncie zawsze będzie coś lepszego niż to, co można znaleźć na detalicznych półkach. Zwłaszcza jeśli chodzi o "8K", przemysł (w szczególności przemysł CE) powinien starannie zarządzać oczekiwaniami by konsumenci zbyt długo nie opóźniali kolejnego zakupu.
Musimy być przygotowani na zainstalowaną bazę o bardzo zróżnicowanych możliwościach. Będą telewizory SD, HD i UHD. W parku telewizyjnym UHD znajdą się zestawy starszych zestawów, zestawy z WCG (i SDR) oraz zestawy z HDR i WCG. Ta fragmentacja pogarsza się, gdy pojawi się HFR.
Odtwarzacze Blu-ray Ultra HD oraz urządzenia typu STB dla usług takich jak BT Sport Ultra HD wymagają HDCP 2.2 w celu dostarczenia UHD. W zależności od implementacji sygnały HDR mogą pracować na telewizorze SDR lub nie mogą pracować, a jeśli to mogą działać tylko w przypadku zestawów używających WCG, chociaż jest to zdecydowana większość zainstalowanej podstawy telewizorów UHD.
Odtwarzacze Blu-ray Ultra HD są elastyczne i potrafią dostosować się z HDR do SDR i od UHD do HD. Dla dostawców strumieniowych OTT, takich jak Netflix i Amazon Prime Video, stosunkowo łatwo będzie dostosować się do różnych baz klientów, chociaż liczba profili kodujących powiększy się. Dla nadawców nie ma możliwości zaspokajania każdego segmentu bazy użytkownika z indywidualnym sygnałem dostosowanym do każdego sprzętu. Po prostu nie mogą sobie pozwolić na przepustowość - zwłaszcza w przypadku transmisji naziemnej, ale również na dystrybucję satelitarną i kablową.
Wniosek
Oznacza to, że jest istotne aby wprowadzenie każdej nowej przyszłej funkcji, wykonać tak żeby utrzymać zgodność z istniejącymi urządzeniami w jak największym stopniu i zapewniać w razie potrzeby płynną degradację. Branża telewizyjna nie może sobie pozwolić na wyobcowanie wczesnych adopcji, ani na wycinanie więzi z rynkiem masowym.
Fakty:
HDMI 2.0 obsługuje 1080p100, ale nie 2160p HFR
HDMI 2.0a obsługuje HDR10
HDMI 2.0b obsługuje również HLG
HDMI 2.1 obsługuje HDR z dynamicznym metadanymi, ale program Dolby Vision działa na HDMI 1.4 i nowszych.
Dolby Vision obsługuje już 12-bitową głębię koloru. To jest włączone na ultra-HD Blu-ray.
Dolby Vision działa na HDMI 1.4a
10-bitowy WCG może być używany z SDR
Dynamiczne metadane mogą być używane z p60
HFR może być używany ze statycznymi metadanymi
WCG może być używany z HDMI 2.0
NGA jest obecnie wdrażany z SDR.
Spekulacja:
Faza B prawdopodobnie ograniczy strumień do poziomu 5.1, umożliwiając 2560 × 1440 @ 120 klatek na HFR
DVB bada obecnie wsparcie dynamicznych metadanych. Jeśli zostanie wybrana, będzie to standard do 2019 roku.
Flatpanelshd