В век высоких технологий никто не удивляется таким терминам, как Full HD и «высокое разрешение». Мы покупаем смартфоны последних моделей, оснащенные камерами высокой четкости, да и телевизоры с диагональю 50” в гостиных вполне обычны. Мы привыкли смотреть фильмы и ролики в Интернете в лучшем качестве, снимать домашнее видео не хуже профессионалов и, конечно, рассуждать о технических характеристиках того или иного гаджета. Даже обывателю сегодня известно, чем HD отличается от Full HD, 12-кратная мегапиксельная камера от 20-кратной и что такое Smart TV. Высокое разрешение экрана телевизора и качество видео стали синонимом качества и в повседневной жизни. Как дальше будут развиваться технологии? Что представляет собой следующий этап «гонки инноваций» – Ultra HD?
Сверхвысокое разрешение
22 октября 2012 г. отраслевая организация Consumer Electronics Association (CEA) посредством анонимного голосования совета рабочей группы утвердила название и минимальные характеристики Ultra HD. Согласно официальному документу современные Ultra HD проекторы, мониторы и телевизоры должны иметь не менее 8 млн активных пикселей: 3840 по горизонтали и 2160 по вертикали при минимальном соотношении сторон 16:9. Кроме того, устройство должно быть оснащено хотя бы одним цифровым входом, способным принимать видеосигнал разрешением 3840×2160 точек, т. е. HDMI 1.4, HDMI 2.0 или DisplayPort. На такие телевизоры, проекторы и мониторы крепится табличка «Ultra HD Ready».
Столь высокое разрешение востребовано в насыщенных графикой решениях, системах моделирования, видеонаблюдения и безопасности. При той же диагонали экрана можно отобразить в четыре раза больше информации по сравнению с использованием Full HD. Конечно, оператор за дисплеем в 55”, на который выведена картинка с 16 камер видеонаблюдения, – не лучшая идея, но использовать для этого видеостену из четырех дисплеев разрешением Ultra HD – в самый раз.
Видишь Ultra HD?
Как это часто бывает, новая фишка – Ultra HD – появилась в сегменте бытовой техники. Ежегодно производители пытаются открыть новые возможности в таком, казалось бы, простом устройстве, как телевизор. Пару лет назад потребителей убеждали, что без телевизора с поддержкой 3D их жизнь будет лишена ярких красок, при этом маркировка «3D Ready» украшала каждый третий телевизор. Прошло несколько лет, и мировым гигантам-производителям бытовой техники нужно снова уговаривать потребителя поменять устаревший телевизор на новый, современный и, конечно, Ultra HD Ready. При этом пользователь задается главным вопросом: что смотреть в этом Ultra HD?
Ассоциация BDA (Blu-Ray Disc Association) год назад, в январе 2015-го, на выставке CEC представила Ultra HD Blu-Ray – новый формат записи на диски Blu-Ray, который поддерживает разрешение видео Ultra HD 4K и изображение в высокодинамическом диапазоне (HDR). Помимо совместимости с разрешением Ultra HD (3840×2160 на скорости 60 кадров в секунду) новый формат Ultra HD Blu-ray будет поддерживать высокодинамический диапазон, цветовое пространство REC 2020 с глубиной цвета 10 бит. И все же пока не удастся купить Blu-ray плеер и насладиться дома новинками кино в высоком разрешении Ultra HD: в Европе начало продаж таких устройств запланировано на весну 2016-го.
В свою очередь, Netflix объявил, что на платформе начато вещание потоков в Ultra HD качестве. По сообщению пресс-службы компании, в настоящее время каталог видеоконтента, доступного на платформе в формате Ultra HD 4K, чрезвычайно мал, однако планируется его расширение. Достаточно включить в розетку Smart TV с поддержкой Ultra HD, подсоединить к Интернету, запустить приложение Netflix – и на экране появится потоковое видео в стандарте Ultra HD 4K .
Amazon, Youtube, SkyTV и многие другие каналы, сервисы и операторы платного телевидения по всему миру уже предоставляют (или вот-вот начнут) пользователям контент в разрешении Ultra HD. В России несколько спутниковых операторов связи также предлагают каналы в сверхвысоком разрешении Ultra HD.
В 2014 г. в мире было продано чуть более 9 млн телевизоров Ultra HD, в 2015-м – в три раза больше: по разных оценкам, от 26 до 28 млн телеприемников. Прогнозируется, что примерно через три-четыре года формат Ultra HD станет мейнстримом. К тому времени большинство моделей телевизоров, доступных в торговых сетях, будут поддерживать этот формат.
Зачем Ultra HD корпоративному сегменту?
В нефтегазовом секторе применение Ultra HD обусловлено необходимостью детальных проработок шельфов и разрезов, моделированием, работой со специализированным программным обеспечением. Когда результат моделирования нужно показать широкому кругу лиц, требуется соответствующее решение. К слову, «Астерос» с 2010 г. имеет успешный опыт внедрения технологии Ultra HD в проекте для нефтегазовой компании.
Потребность в Ultra HD есть и в госсекторе. Прежде всего речь идет об оснащении ситуационных и кризисных центров экранами Ultra HD для отражения мелких мнемосхем, картографических материалов. Безусловно, широкое применение Ultra HD может найти в медицине, хотя здесь сохраняется ряд сдерживающих факторов. Во-первых, это сертификация DICOM для средств отображения, во-вторых, выпуск и переоснащение клиник и больниц медицинским оборудованием, поддерживающим Ultra HD. Из банковского и коммерческого секторов поступают запросы на применение Ultra HD в переговорных комнатах, при работе с текстовыми файлами и презентациями. Драйвером внедрения нового формата может стать выход на рынок оборудования для видеоконференцсвязи с его поддержкой.
Наиболее востребовано применение оборудования Ultra HD, конечно, в спорте и на телевидении. В 2014 г. впервые в истории компания BBC провела несколько трансляций в Ultra HD качестве с Чемпионата мира по футболу из Бразилии.
Особенности проектирования и внедрения
Казалось бы, все просто: производители плееров и телевизоров выполняют требования стандарта, покупатель выбирает продукцию Ultra HD Ready, подключает плеер по кабелю HDMI или DisplayPort к телевизору и наслаждается картинкой непревзойденного качества. В сегменте бытового использования это так, но профессиональные инсталляции имеют свою специфику.
Допустим, есть несколько источников Ultra HD – плеер, ПК, спутниковая приставка. Предстоит транслировать сигнал на три средства отображения – два телевизора с диагоналями 84” и 65” и видеостену. Для этого потребуется 4К-система распределения. При этом основная проблема при проектировании сложных мультимедийных систем – совместимость и надежность работы оборудования разных производителей.
Как проверить работоспособность с другими 4K устройствами, если на этапе появления технологии на рынке их пока слишком мало? В этом основная головная боль для компаний, которые внедряют подобные решения. Когда такие устройства появляются на рынке, совместимость между ними зачастую несовершенна, причем иногда это характерно даже для устройств одного производителя.
Понимая это, некоторые компании – производители оборудования для распределения и передачи видео и аудио запускают программы добровольной сертификации и тестирования различных устройств с поддержкой Ultra HD: телевизоров, кабельной продукции, медиаплееров, спутниковых ресиверов и т. д. Благодаря этому компаниям-интеграторам проще выбирать конечные устройства, ведь список совместимых устройств постоянно обновляется и выкладывается в открытый интернет-доступ. Ведущие голливудские студии, компании – производители бытовой электроники, дистрибьюторы контента, студии пост-продакшн и технологические компании объединились в коалицию UHD Alliance для выработки единых стандартов Ultra HD, а также продвижения технологии на рынок.
От теории к практике
За последние несколько лет использование видеостен в паре со специализированными контроллерами стало новым стандартом оснащения диспетчерских и ситуационных центров. Современные контроллеры видеостен Ultra HD позволяют демонстрировать на экране большее количество информации и изображения с высокой степенью детализации, чем это было возможно прежде, что повышает степень осведомленности зрителей, качество оценки информации и скорость реагирования.
Наша компания проектирует мультимедийные системы любой сложности, которые можно назвать Ultra HD Ready начиная с 2010 г. Как показывает опыт, в конечном счете дешевле спроектировать систему с заделом на будущее, уже сейчас строить СКС и применять коммутационное и распределительное оборудование, готовое к Ultra HD. Да, не все дисплеи и ТВ поддерживают Ultra HD, нет кодеков видеосвязи с таким разрешением, но они появятся в ближайшие два-три года, а заменить оконечные устройства проще, чем всю инфраструктуру.
При проектировании систем с разрешением Ultra HD нужно понимать, что наряду с повышением разрешения видео в четыре раза пропорционально возрастают требования к остальной инфраструктуре. Для передачи сигналов потребуются более широкие каналы, нужно внимательно отнестись к выбору кабельной продукции, слаботочных сетей и ЛВС. Если для передачи сигналов с разрешением Full HD можно было применить кабель HDMI вплоть до 10 м, не боясь потерь, то с Ultra HD длина кабеля уменьшается до 2–3 м. Использование кабеля большей длины можно сравнить с лотереей: неизвестно, будет сигнал или нет.
Будущее на горизонте
Новые Ultra HD Blu-ray будут вмещать до 66 Гб информации в двухслойном варианте и до 100 Гб в трехслойном. Проигрыватели будут иметь обратную совместимость с дисками 1080p Blu-ray, DVD и CD. В них будет встроена поддержка кодека HEVC (H.265), а также реализована совместимость с HDMI 1.2 и HDMI 2.0 (4К-контент будет отображаться в том случае, если в подключенном телевизоре проигрыватель обнаружит поддержку HDMI 2.0). Следовательно, внедрение Ultra HD обусловит необходимость хранения большего объема информации, не исключена модернизация системы хранения данных. Кодирование и обработка видео в столь высоком разрешении потребуют соответствующих аппаратных ресурсов, замены существующих ПК новыми, оснащенными более мощными видеопроцессорами.
Что касается проектов с применением профессионального вещательного оборудования, то зачастую уже недостаточно приобрести новые видеокамеры, необходимы модернизация распределительного оборудования, переход от 3G-SDI к 6G и 12G UHD SDI. Это влечет за собой полное переоснащение аппаратных, а значит, и дополнительные существенные затраты.
Вместо заключения
Если поначалу технология Ultra HD воспринималась как очередная маркетинговая уловка производителей с целью оживить падающие продажи, то сегодня тенденция меняется. Производители контента, телевизионного оборудования, коммутационного оборудования уже готовы к новой эре сверхвысокого разрешения Ultra HD. В России переходу на Ultra HD должен поспособствовать Чемпионат мира по футболу, который пройдет в нашей стране в 2018 г. Трансляция матчей на весь мир будет в разрешении не хуже Ultra HD. Поэтому футбольным фанатам рекомендуется покупать телевизор Ultra HD, не задумываясь.
Сегодня компании, представленные на рынке видео, киноиндустрии, производители электроники и поставщики сервисов распространения контента заинтересованы в переходе от Full HD к Ultra HD – это даст толчок развитию и обеспечит рост экономических показателей.
Аналитики полагают, что для полноценного проникновения на рынок платного видео этому стандарту потребуется еще минимум два-три года. Между тем японская вещательная компания NHK планирует подготовить трансляцию Олимпиады-2020 в формате не только 4K, но и Super 8K. Именно NHK – один из пионеров на рынке видео сверхвысокой четкости. Многие современные разработки, применяемые в трансляциях Ultra HD и HD, родились в исследовательских подразделениях этой компании.
