Что такое 4K и 8K UHD

Телеиндустрия уже переходит на следующий этап после Full HD. Этим этапом является Ultra HD. Но что это означает для наших телевизоров, смартфонов и прочих гаджетов? Попробуем объяснить, в чем значимость 4K UHD и 8K UHD, и почему это нечто большее, чем просто очередное более высокое разрешение.

Краткое введение — Full HD против Ultra H

Вы, наверное, помните, когда в магазинах начали появляться телевизоры с плоским экраном, а производители заговорили об HD и новом мире потрясающей детализации. В то время все еще использовали SD (стандартное разрешение — 720×480 или 720×576 пикселей), поэтому HD стал довольно большим шагом вперед.

8K UHD

 

Сегодня поддерживаются два формата HD: 720p (1280×720 пикселей) и 1080p (1920×1080 пикселей, Full HD). Все телевизоры HDTV оборудованы матрицами с разрешением Full HD, но контент — фильмы, передачи, игры и т. д. — довольно часто выпускаются в 720p. Другими словами, есть две стороны уравнения: наш экран и контент. Обе важны, но правда в том, что контент часто является узким местом. Разрешения на практике:

  • SD: DVD-диски, стандартные телевизионные каналы;
  • HD 720p: большинство HD-каналов, некоторые потоковые видео;
  • Full HD 1080p: Blu-ray, некоторые потоковые сервисы.

Ultra HD является следующим этапом развития разрешения. Этот стандарт также называют UHD или 4K (4K — фактически формат кинотеатра, но его часто используют для Ultra HD). Следуя той же логике, что и HD, который охватывает как 720p, так и 1080p, Ultra HD объединяет 4K (также называемый 2160p) и 8K (также называемый 4320p). Как вы, возможно, уже заметили, для одного и того же используются разные названия, поэтому обозначим синонимы:

  • Full HD = 1920×1080 пикселей = 1080p = 2K
  • Ultra HD = 3840×2160 пикселей = 2160p = 4K
  • Ultra HD = 7680×4320 пикселей = 4320p = 8K

Разница в разрешении пикселей довольно значительна. Нагляднее всего это можно проиллюстрировать вот так:>

8K UHD

Вопрос разрешения в пикселях закрыт. Двигаемся дальше.

 

Ultra HD — это больше, чем разрешение

Кадры в секунду (частота)

С Ultra HD также было предложено увеличение числа «кадров в секунду» (иногда называемых частотой, Гц или fps). Давайте быстро пройдёмся по истории fps, чтобы понять как развивался этот параметр.

Сегодня почти все голливудские фильмы снимаются со скоростью 24 кадра в секунду, и телевизионные программы — со скоростью 25 к/с (в странах PAL) или 30 к/с (в странах NTSC). Игры обычно отрабатываются с частотой от 30 до 60 кадров в секунду на игровых консолях и до 120 кадров в секунду на ПК. От частоты кадров зависит, насколько плавным вы будете воспринимать движение. Поэтому Ultra HD будет поддерживать 24, 25, 48, 50, 60 и 120 кадров в секунду.

Если вы смотрели «Хоббит» в формате HFR, вы видели его со скоростью 48 кадров в секунду. Два будущих фильма «Аватар», по-плану будут сняты со скоростью 60 кадров в секунду.  Некоторые продюсеры считают, что более высокая частота кадров является гораздо большим улучшением качества изображения, чем повышение разрешения по пикселям. И да, переход от 24 Гц до 48 или 60 Гц — это на самом деле огромный прогресс в качестве изображения.

 

Глубина цвета

Что насчет цветов? По этой части также вводятся значительные улучшения. С Ultra HD появилась новая цветовая гамма — Rec.2020. Сегодня мы используем так называемую цветовую гамму Rec.709 для Full HD. Пусть вас не пугают названия, все довольно просто, и лучше всего это иллюстрируется графиком. Человеческий глаз может воспринимать только определенный набор цветов, вот они:

rec2020

Весь график включает цвета, которые воспринимаются человеческим глазом. Малый треугольник — это Rec.709, используемый в Full HD. Большой треугольник — Rec.2020, который является частью стандарта Ultra HD.

Почему тогда Ultra HD не включает весь видимый спектр? Потому что наши телевизизоры, мониторы, проекторы и камеры технически не могут охватить все эти цвета. По этой причине индустрия определила меньшую цветовую гамму, чтобы удостовериться, что фильмы и программы правильно отображаются на наших экранах.

Rec.2020 дает нам гораздо больше цветов на выбор, так сказать. Поэтому Ultra HD также предлагает увеличение того, что часто называют глубиной цвета. Увеличение с текущих 8-бит до 12-бит на канал (и изменение с 24 бит на 36-бит для всех 3х цветов вместе). Поясним. Когда телевизор или камера использует 8-битный цвет, это означает, что он может определить 256 оттенков (2^8 = 256) красного, зеленого и синего соответственно. Эти три цвета используются в качестве основных цветов для создания всех других цветов. Другими словами это позволяет нам создавать 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего. В целом это дает нам 24-битные или 16,777 миллионов (256x256x256) цветов. 16,777 миллионов цветов могут быть «выбраны» из цветовой гаммы, определенной в Rec.709, которая используется сегодня для Full HD.

bitcolors

Слева направо: 1-бит, 2-бит, 8-бит и 24-бит. Обратите внимание, как улучшается цветовая градация. Мы не можем показать вам 30-битные или 36-битные цвета, потому что ваш монитор попросту не воспроизведет их.

С Rec.2020 мы получаем ещё большую «палитру» цветов (большую цветовую гамму), и получаем больше цветовых оттенков для работы. В 12 бит можно выбирать из 4096 (2^12 = 4096) оттенков красного, зеленого и синего соответственно. Это дает нам в общей сложности 68.71 миллиарда цветов (4096x4096x4096).

К слову, в стандарте Ultra HD также есть 10-битный вариант. Общая сводка будет выглядеть следующим образом:

  • 8 бит для каждого RGB = 24 бит в целом = 256x256x256 = 16777 миллионов цветов
  • 10-бит для каждого RGB = 30 бит в целом = 1024x1024x1024 = 1,07 миллиарда цветов
  • 12-бит для каждого RGB = 36 бит в целом = 4096x4096x4096 = 68,71 миллиарда цветов<

 

Вместо заключения

Как вы уже догадались, стандарт Ultra HD повышает и требования к оборудованию. Для своего максимума — несжатого видео в 8K UHD со 120 кадрами в секунду и 36-битными цветами требуется скорость в 51,2 Гбит, проходящих через кабель каждую секунду.

Потому считаем своим долгом подчеркнуть, что Ultra HD дисплеи, камеры, да и сам контент (фильмы, передачи, игры) необязательно должны использовать все улучшения этого стандарта — расширение палитры цветов или большее число кадров в секунду. Но важно именно то, что при необходимости эти элементы МОГУТ быть использованы!

И главный вопрос — «зачем оно мне надо?». Ответ на него читайте в нашей статье 6 причин снимать в 4K, даже если вам не на чем его смотреть.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *