В очередной раз постепенно происходит смена стандартов, связанных с компьютерным видео контентом в частности и видео контентом вообще, включая продажу телевизоров, дисков и прочего.
В этом посте хочу разобраться о том, что, в связи с этим фактом, мы уже имеем в магазинах, чего можно нам ожидать и как нас можно во всём этом запутать.
Видео недалёкого будущего в виде записанного контента и железа, способного обеспечить его просмотр, можно оценить по
нескольким основным пунктам:
1) Собственно разрешение картинки (Длина Х Высота). Измеряется в пикселях.
Разрешения имеющихся форматов на данный момент можно представить в виде картинки
Есть незначительные промежуточные
отклонения типа 720р (1280х720) или замена современным прогрессивным кадром устаревшей чересстрочной развёртки (интерлейсинг), когда вместо буковки "р" в формате писалось "i". Например 720i.
А так же можно назвать более продвинутые варианты, которые ждаем в будущем. Смотрим на картинку ниже.
Хотя SD кадр повсеместно считается устаревающим, на Ю-Тубе множество роликов до сих пор выкладывается в этом разрешении. Обычно это связано с использованием маломощного, устаревшего железа и медленного подключения к интернету.
Де-факто же, сейчас доминирует FHD или 1080р (1920х1080 пикселей). Как на рынке мониторов, так и в видео контенте, телевизорах и т.д. К слову, при нормальном качестве исходных видеоматериалов подобное разрешение на данный момент вполне комфортно просматривается при экранах порядка метра (38 дюймов).
Но вот последние два года начинают появляться интересные предложения и для формата 2К - 4К. Об этом чуть позднее.
2) Частота обновления кадра. Измеряется в кадрах в секунду
Стандартные 24-30 кадров в секунду постепенно начинают вытесняться новым стандартом в 50-60 кадров в секунду. Это делается для увеличения чёткости изображения на динамичных роликах. И на этом поле сейчас идёт интересная борьба о чём ниже.
3) Глубина цвета. Измеряется в Битах.
Щёлкнув по Дополнительным параметрам в окошке разрешение экрана Windows 7 я могу увидеть, что цветность моего компьютерного видеосигнала определена как 32 Бита.
Но на самом деле это 24 Бита. Подробнее ТУТ.
В телевизорах цветность тоже определяется битами на канал и RGB-изображение с глубиной цвета в 8 бит на канал будет составлять 24 Бита ( = 8 Бит х 3 канала ) и позволяет хранить до 16,7 миллиона цветов. В будущем планируется увеличить битность каждого канала до 12, а затем и до 16 Бит.
4) Скорость потока данных измеряется в Мегабитах в секунду (Мбит\с).
Поскольку данные нужно как то передавать и обрабатывать можно оценивать имеющийся медиа-стандарт по максимальной пропускной способности а сам медиа-сигнал по скорости потока данных.
..До недавнего времени для комплексной оценки сигнала можно было воспользоваться например нижеследующей таблицей.
При условии известности нам используемого при сжатии видеоролика кодека сразу можно определить получаемую скорость потока медиа-данных.
Скорость потока 4к будет естественно выше.
К примеру Toshiba имеет память в стандарте UHS-II и скоростью R260Mbps/W240Mbps. Много это или мало?
5) Кодек обработки видео, способный адекватно сжимать соответствующий поток данных.
Для видео формата 4к кодек обновлен от H.264 (используется для FHD) до HEVC (H.265).
6) Стандарт, разъём или порт применяющийся в конкретной аппаратной реализации для передачи соответственного потока данных.
HDMI
HDMI 1.4
Интерфейс HDMI версии 1.4b был разработан и представлен в 2009 году для передачи стереоизображения 1080p с максимальной пропускной способностью 10,2 Гбит/С. При этом в спецификации указана поддержка разрешений 4K × 2K — то есть для вывода изображения с разрешением выше 1080p:
- 3840×2160 точек при кадровой частоте 24Гц/25Гц/30Гц
- 4096×2160 точек при кадровой частоте 24 Гц.
HDMI 2.0
Для передачи сигналов 4K разработан интерфейс HDMI 2.0 с пропускной способностью до 18 Гбит/с . Среди функциональных возможностей интерфейса для передачи видео и аудио имеются следующие характеристики:
- Передача видео с разрешением 4К (2160p) и частотой кадров 50 или 60 кадров в секунду;
- Поддержка Рекомендации МСЭ-Р BT.2020 с глубиной цвета 10 или более бит;
- Видеоформаты, определенные в рекомендации BT.2020 и поддерживаемые в спецификации HDMI 2.0:
- 2160p, 10/12 бит, 24/25/30 Гц, RGB/4:2:2/4:4:4;
- 2160p, 10/12 бит, 50/60 Гц, 4:2:0/4:2:2;
- Передача до 32 аудиоканалов;
- Частота дискретизации звука до 1536 кГц для достижения высочайшего качества;
- Одновременная передача двух видеопотоков для нескольких пользователей на одном экране;
- Одновременная передача многопотокового аудио нескольким пользователям (до 4);
- Поддержка широкоэкранного «кинотеатрального» соотношения сторон видео 21:9;
- Динамическая синхронизация видео и аудио потоков;
HDMI 2.0 не определяет новые кабели или новые разъемы. Текущие высокоскоростные кабели (2-я категория кабеля) имеют достаточную пропускную способность;
| Видеоформаты, поддерживаемые в спецификации HDMI 2.0 |
|---|
| Формат\Глубина цвета | 8 бит | 10 бит | 12 бит | 16 бит |
|---|
| 4K@24 | RGB
4:4:4 | RGB
4:4:4 | RGB
4:4:4
4:2:2 | RGB
4:4:4 |
|---|
| 4K@25 |
|---|
| 4K@30 |
|---|
| 4K@50 | RGB
4:4:4
4:2:0 | 4:2:0 | 4:2:2
4:2:0 | 4:2:0 |
|---|
| 4K@60 |
|---|
Display Port
DisplayPort версии 1.2a c пропускной способностью 21,6 Гбит/с. Это позволяет подключать монитор с разрешением до 3840×2400, и 3D-монитор с кадровой частотой 120 Гц и разрешением 2560×1600 пикселей.
DisplayPort версии 1.3 опубликован 15 сентября 2014 года. Новый стандарт поддерживает передачу данных с полосой пропускания до 32,4 Гбит/с. Эта версия позволяет передать:
- изображение для мониторов в формате 5K (5120×2880 пикселей) в цветовом пространстве RGB;
- видео 8K для телевизионных дисплеев с разрешением 7680×4320 пикселей (16:9, 33,18 мегапикселей) или 8192×4320 пикселей (~17:9, 35,39 мегапикселей) с цветовой субдискретизацией 4:2:0;
- изображение для двух мониторов 4K (3840×2160 px) с кадровой частотой 60 Гц в цветовом пространстве RGB 24 бита;
- 4K для стереодисплеев (3D);
- комбинацию 4K и высокоскоростного интерфейса USB 3.0;
Новый стандарт имеет режим совместимости с 2.0 HDMI с защитой контента HDCP 2.2.
MHL 3.0
20 августа 2013 года была представлена спецификация 3.0 интерфейса MHL для подключения мобильных устройств к дисплеям и передачи аудио и видео с высоким разрешением. Особенности спецификации MHL 3.0:
- 4K (Ultra HD): Поддержка форматов 4К до 3840×2160 при кадровой частоте 30 Гц.;
- Технология защиты контента HDCP 2.2;
- 7.1 объемный звук с Dolby TrueHD и DTS-HD;
- Поддержка одновременно нескольких дисплеев;
SDI 6G, 12G и 24G
Для профессионального применения используется интерфейс SDI, который будет расширен новыми стандартами SMPTE 2081 для передачи данных со скоростью 6 Гбит/с, 12 Гбит/с и 24 Гбит/с. Для передачи могут использоваться коаксиальный кабели с одним, двумя или четырьмя физическими соединениями или волоконно-оптический кабель.
Есть, конечно, ещё особенности, типа цветовой дискретизации, но это для фанатов, которым можно заглянуть например СЮДА.
Но я ограничусь пока шестью пунктами.
А что же продаётся на рынке?
Фактически, телевизоры и мониторы с маркировкой 4К можно сейчас (ноябрь 2014 года) найти практически в любом магазине телевизионной техники. Но если посмотреть на интерфейсы подключения оказывается, что кроме как через HDMI 1.4 эти телевизоры невозможно ни к чему подключить. То есть поддержка ограничена стандартом UHD или 2160p (3840x2160) с частотой 30 кадров в секунду. А значит полноценного 4К с 60-ти герцовой развёрткой и разрешением скажем 4096х2160 получить уже не удастся.
Для этого необходимо заменить имеющиеся порты 1.4 на другие порты версии 2.0, которые стоят на технике с ценой в несколько тысяч долларов.
Китайский телевизор от "недорогого" Hisense - XT810 стоит около 2 тысяч долларов и обладает одним портом HDMI 2.0 с поддержкой стандарта 2160р\60.
Более именитые бренды просят не меньше.
Samsung модель UE65HU9000TXRU стоит сейчас не менее 180 тыров.
Что же это значит?
Во-первых. Всё, что сейчас продаётся под видом 4К телевизоров не соответствует полноценному 4к стандарту. Во всяком случае за разумные деньги. При покупке телевизора требуется искать HDMI 2.0 вход. И способность воспроизводить хотя бы 2160р\60 режим.
Во-вторых. Контента, соответствующего полноценному 4К стандарту, до сих пор фактически нет. Поэтому на 4К-телевизорах будет воспроизводиться адаптированное FHD-изображение с заменой одного первоначального пикселя на четыре реальных. При этом процессор телевизора более менее успешно будет сглаживать полученное изображение для компенсации потери чёткости за счёт описанной замены пикселей. А потому разговоры про увеличение чёткости полученного изображения - есть к сожалению лишь рекламный трюк.
Имеющиеся рекламно-демонстрационные ролики в 4К разрешении обладают частотой 30 кадров в секунду и потому так же пока являются компромиссом между тем, что видно и тем, что необходимо бы было увидеть.
В-третьих, как это обычно и было ранее, единственным полноценным источником нового стандарта поначалу окажутся игровые системные блоки персональных компьютеров, способные потянуть 4К-фильмы, в силу своей мощности, сразу при их появлении на просторах интернета. Но для полного соответствия задуманному рекомендуется подключать подобный компьютер к совместимому со стандартом
2160р\60 монитору (LCD-панели) с диагональю более метра.
И наконец в-четвёртых, закупив не соответствующие полноценному 4К-стандарту "4К-телевизоры" большинство пользователей обрекает себя на замену этих аппаратов при желании получить полноценное 4К-изображение, когда подобный контент наконец то заполнит "полки" интернет магазинов.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.
26.11.2014г.
PS: Решил в догонку к имеющемуся посту выложить спецификацию ожидаемых стандартов HD по годам, как это видится сейчас.
28.11.2014г.
PSS: Так получилось, что последнюю неделю внимательно просматривал ТТД Хай-Файных ресиверов, на предмет наличия некоторых интересующих меня особенностей трансляции картинки и прочего. Приятно порадовали цены. Но по теме ни о каком полноценном HDMI 2.0 ни кто там пока не заикаится, даже понятия такого нет, как
2160р\60. Всё очень скромно и даже тот факт, что повышенное разрешение вообще упоминается при конструировании современной техники покупатель должен воспринимать как благословение. Увы и ах...(((( 
