Felieton z cyklu „O technologii i nie tylko”: HD Ready

Telekabel 03.2016

Czym jest i jakie zmiany wniosła technologia HD to każdy wie. Mnóstwo dodatkowego pasma w sieci, dużo marketingu, znacząco lepszą jakość oraz konieczność wymiany urządzeń odbiorczych. Pytanie jak oceniają, doceniają i, co najważniejsze, wyceniają to abonenci?

Od wprowadzenia technologii HD minęło już sporo lat. Pierwszy kanał HD w Europie zaczął nadawać ponad 10 lat temu (EURO 1080 od 1.01.2004) jednak wciąż nie wszystkie programy (choć takie były przewidywania) są nadawane w HD. Ba! Duża ilość kanałów HD nadaje treści dalece odbiegające od HD, a prawdziwe HD są poddawane kompresji takiej, że obraz na telewizorze nie jest już tak wspaniały. Tylko czy komukolwiek to przeszkadza? Bardzo duża ilość użytkowników tego nie zauważa. Są tacy co kupują telewizor HD i myślą, że wszystko co oglądają jest HD. Są tacy, co mają SetTop HD podłączony przez SCART do starego telewizora CRT i też myślą, że mają HD. Skrajnym kuriozum jest retransmisja kanałów HD w analogu (w końcu na ekranie jest znaczek HD przy logo stacji telewizyjnej J). Jak biorąc to pod uwagę dyskutować o UltraHD?

Zrobiłem badania na moich bliskich. Jakość HD jest przez nich zauważalna, ale nie decydująca. Innymi słowy fajnie, ale co z tego? SD wystarcza. Telewizor 4k w sklepie robi wrażenie w sklepie, ale nikt z nich nie wymieni telewizora z tego powodu. Dodatkowo wiadomo nam, że jakość „sklepowa” nie jest do odtworzenia po kompresji i przesłaniu przez sieć. Do tego koszt produkcji, przetwarzania i składowania treści 4k jest bardzo wysoki co raczej nie pomoże w szybkim wdrożeniu tej technologii. Czyli nic nowego? Coś jednak tak. Pojawia się nowa idea – HDR.

HDR (High Dynamic Range) jest techniką znaną od lat w fotografii. W dużym skrócie pozwala na rejestrację i odtworzenie obrazów o dużych kontrastach na sprzęcie posiadającym ze swojej natury znacznie niższe możliwości. Technicznie polega na złożeniu finalnego obrazu z kilku zdjęć rejestrowanych z różną ekspozycją (w skrócie: prześwietlonych i niedoświetlonych) w celu wydobycia szczegółów z obszarów o różnej jasności. Pierwszy raz tej metody użył Gustave Le Gray w roku 1850 (!). Dlaczego tak?

Trochę detali: oko ludzkie poprawnie pozwala na obserwowanie obrazów w zakresie jasności od 10^-5 cd/m² do 10⁹ cd/m². Obrazowo oznacza to, że poprawnie widzimy zarówno niebo w nocy jak i nadmorski krajobraz w słoneczny dzień. Oczywiście nie w tym samym czasie. W nocy wystarcza latarnia uliczna abyśmy nie widzieli już gwiazd na niebie. Zakres, w którym jesteśmy w stanie obserwować szczegóły obrazu w tym samym czasie wynosi mniej więcej 1 000 000 : 1. Widzimy więc szczegóły różniące się jasnością o milion razy. Tymczasem bardzo dobrej klasy aparaty fotograficzne mają dynamikę rzędu 10 000 : 1, a monitory i telewizory od 500 : 1 do 1 000 : 1. I to jest właśnie miejsce do znaczącej poprawy oglądanego obrazu.

W fotografii jak i w wideo aby obraz był „dobry” przykłada się bardzo dużą wagę do jego kontrastowości. Celem jest praca z oświetleniem w zakresie o niewielkiej dynamice aby oglądany na ekranie obraz mógł być poprawnie odwzorowany. Obecna technika HDR w pewien sposób oszukuje rzeczywistość zmniejszając dynamikę obrazu rzeczywistego. Idea HDR TV zakłada nie tyle oszukiwanie telewizora poprzez zmniejszanie dynamiki obrazu co zastosowanie nowej generacji telewizorów o zwiększonej dynamice (min. 10 000 : 1) oraz głębi kolorów (10 bitowa reprezentacja koloru).

W rezultacie wymagane są zmiany w standardach kodowania aby uwzględnić te dodatkowe możliwości w strumieniu. W oczywisty sposób przesyłana będzie większa ilość danych, jednak obraz HD z HDR będzie generował mniejszy strumień niż UltraHD. Technologię HDR zawiera najnowsze osiągnięcie w dziedzinie kodowania czyli HEVC (standard H.265). Treści przygotowane w formacie HDR są już dostępne (przodują w tym portale OTT jak Netflix czy Amazon), więc jedyne co nam pozostaje to kupić nowy telewizor. Można spodziewać się, że obie technologie do urządzeń odbiorczych zostaną wprowadzone razem – prace trwają nad znakiem towarowym UltraHD Premium zawierającego również definicję HDR. Innymi słowy: HD Ready czy UltraHD nie wystarcza – dziś musi być także HDR Ready 🙂