Що таке дозвіл 4К, і які до нього переваги?

Дозвіл 4K швидко захоплює світ цифрового відео, від екранів телевізорів до комп'ютерних моніторів, камер та проекторів. Надвисока чіткість зображення і всі супутні їй функціональні можливості вже не є технологіями для обраних, а стають все більш популярними, особливо в дисплеях і системах відеозапису. Отже, що таке дозвіл 4К, і що ховається за цією назвою?

Огляд технології

Що таке дозвіл 4К - широко відомо з телевізорів та моніторів надвисокої чіткості. UHD – всеосяжний термін, що включає ряд форматів з числом пікселів, що перевищує звичайні характеристики HDTV щонайменше в 4 рази, на що і вказує назву 4K. Кінцевим результатом є чіткість зображення, яка виходить далеко за рамки стандартного HD і представляє більш яскраві, різноманітні і реалістичні кольори при значно більш високій частоті кадрів.


В даний час найбільш відомими продуктами UHD-технологій є 4К-телевізори, багато з яких з'явилися на ринку з середини 2013 р., хоча монітори з такими ж характеристиками існували з початку 2013 р., а відео та фотокамери надвисокої чіткості були комерційно доступні принаймні з 2012-го. Дозвіл 4К – 2160 х 3840 пікселів, але по горизонталі число точок може перевищувати 4000. Це перевершує звичний діапазон цифрових форматів, базовий рівень якого займають телевізори стандартної чіткості (450 х 540), HD (720р) і fullHD (1080p). Якщо вимірювати по вертикалі, то дозвіл 4К в пікселях одно 2160. Як можна переконатися, новий стандарт набагато перевершує свого попередника. Він забезпечує зображення, яке в 2 рази більше fullHD як по висоті, так і по ширині, що дає чотириразове збільшення дозволу екрану.

Відмінності між 4К і UHD

Терміни 4K і UHD взаємозамінні, але, насправді, вони означають різні речі. Більшість екранів надвисокої чіткості має ширину 3840 пікселів. Як згадувалося вище, ці дисплеї тому називають 4К, що таке роздільна здатність в 4 рази більше, ніж HD.

Однак у більш спеціалізованому контексті правильне 4K найчастіше зустрічається в цифрових камерах і складає 4096 х 2160 пікселей при співвідношенні сторін, що дорівнює 19:1 на відміну від звичайних екранів надвисокої чіткості шириною 3840p із співвідношенням 16: 9. Незалежно від того, що 4K TV офіційно визначається як UHD, користувач, купуючи Ultra HD або 4К-телевізор, монітор або відео/фотокамеру, отримує одне і те ж.

Домашній кінотеатр

Хоча витоки UHD-фільмів ідуть своїми коренями в такі релізи, як "Blade Runner: The Final Cut" в 2007 р., тільки коли Джеймс Кемерон зняв свій знаменитий «Аватар» у вирішенні 4К, проекційна платформа була широко впроваджена в кінотеатрах, бажаючих порадувати глядачів кришталевою чіткістю зображення. Тим не менш, перехід від традиційних до домашніх кінотеатрів є великим кроком. Тільки в останні роки стали широко доступні проектори і телевізори, дозволили споживачам насолоджуватися UHD-якістю не виходячи з дому. Надвисока дозвіл майже непомітно, якщо не використовується дуже великий і, отже, дуже дорогий екран. Або якщо глядач не сидить ненормально близько до телевізора. Однак, якщо мова йде про проекторах, переваги, пропоновані 4K, дійсно стає очевидними.
Більшість проекторів надвисокої чіткості забезпечують дозвіл не менш 4096 х 2160. Оскільки вони зазвичай пропонують розміри проекційних майданчиків, які повністю затьмарюють всі, крім самих великих телевізорів 4K, різниця між UHD і звичайним HD тут дійсно стає помітною. Тільки проектор, який засвідчує 4K-контент або навіть масштабированное HD 1080p, дозволить, нарешті, отримати уявлення про те, що такий дозвіл 4К у себе вдома. Пристрій в меншому масштабі показує те, що можна побачити на великому екрані.

Потокове мовлення

В той час, як 4K-контент для систем домашнього кінотеатру, таких як проектори і телевізори, як і раніше досить убогий, він створює основу для потокового мовлення. YouTube пропонує 4К-канал, який працює з 2010 р., постійно з'являються інші розробки, особливо в країнах і регіонах з відмінним підключенням до інтернету, швидкість якого вище доступної більшості людей. Широкомовна індустрія обіцяє стандарт потокового стиснення, званий високоефективним видеокодеком HVEC або H. 265. Завдяки його впровадженню мовники гарантують споживачам, що 4K-контент буде легким і економічним для потокової передачі до системи домашнього кінотеатру і, таким чином, UHDTV стане набагато більш поширеним явищем. Виробники постійно стежать за цією обіцянкою і гарантують, що кожен новий 4K-телевізор, випущений з 2015 р., повністю готовий до розшифровки даних, кодованих в HVEC.

Також розробляються інші конкуруючі стандарти стиснення, хоча і з меншою підтримкою екосистеми. Одним з найбільш розвинутих є відеокодек VP9 4K, який використовується компанією Google для стиску потоків контенту надвисокої чіткості в YouTube. Більшість телевізорів преміум-класу сьогодні підтримує як VP9 так і H. 265 хоча не всі моделі пропонують обидва варіанти.

Переваги UHD

Телевізори з роздільною здатністю 4К не тільки пропонують значно більше число пікселів. Вони наділені рядом інших функціональних можливостей, які відрізняють їх від традиційних моделей. Насамперед варто зазначити, що навіть якщо на екрані звичайного розміру різниця в дозволі не надто помітна, вона безумовно є. Додаткові і набагато більш дрібні пікселі відіграють велику роль, незалежно від того, розрізняє їх очей чи ні, а додаткові функції, такі як надвисока частота оновлення та спеціалізовані технології поліпшення кольору, HDR і візуалізації руху значно покращують враження від перегляду.
Крім того, придбання 4К-телевізора дає доступ до мережних специфікацій та візуальними характеристиками, що стане в нагоді в майбутньому, оскільки мовники поступово освоюють нові стандарти. У більшості марок UHD TV використовуються потужні версії технологій підсвічування РК-панелей, що забезпечують їх локальне або повне затемнення, що значно покращує яскравість і контрастність зображення. Також доступні OLED-дисплеї, які пропонують особливо вражаюча якість зображення і точність освітлення.

Доступність

Основні моделі 4K-телевізорів великих виробників дешевшають до такої міри, що досягають вартості HD-моделей вищого класу. Кількість доступного контенту надвисокої чіткості постійно зростає. Ціни на 4К-відеокамери теж знижуються, і на їх платформі знімається і поширюється багато відеоматеріалу. Крім того, з 2016 р. в продажу з'явилися додаткові джерела UHD-відео – Blu-ray-диски. У форматі 4К-дозволу на регулярній основі випускаються нові фільми.

UHD-технології: HDR

Динамічний діапазон відіграє велику роль в світі 4K-дисплеїв, і не без підстав. HDR в основному розширює діапазон яскравих і темних рівнів. У той же час основні моменти колірної динаміки і насиченість також розширюються. В результаті виходить більш реалістичне і набагато більш чітке зображення, ніж на стандартних дисплеях. Особливий інтерес для виробників телевізорів (і споживачів, коли вони випробують на собі новий рівень реалізму) являє HDR, здатний наблизитися до моделювання яскравості та глибини реальних відтінків чорного. Хоча вже є моделі, які можуть створити практично ідеальну глибину чорного кольору без помітного світіння з допомогою OLED-технології, яскравість навіть самих кращих екранів не перевищує 2000 ніт. У той же час, в сонячний день небо випромінює близько 20000 ніт. Таким чином, все ще зберігається істотна різниця. Виробники 4К-телевізорів і компанії, які стоять за HDR-технологією, прагнуть досягти яскравості екрану 10000 ніт. Це відповідає вимогам одного з стандартів HDR, відомого під назвою Dolby Vision. Інші існуючі стандарти (наприклад, UHD Premium) вимагають не менше 1100 ніт.

Колірна гамма

Інший важливий аспект сучасного 4К-телевізора – здатність відтворювати максимально можливий діапазон насичених кольорів, що забезпечує максимальний реалізм і барвистість зображення. Багато сучасні моделі підтримують стандарти REC.2020 та DCI Р3. Перший з них часто використовується в кінотеатрах, а другий став сучасним галузевим стандартом UHD. Однак 4K-контент відповідає цим високим вимогам не в повній мірі, і більша частина пристроїв все ще базується на REC.709 розроблюваному для застарілої HD-технології. Кількість кольорів теж має важливе значення. Склалося так, що більшість телевізорів високої чіткості Blu-ray-диски підтримують 8-бітне кодування. Новітні екрани з роздільною здатністю 4К і джерела UHD-медіа пропонують 10-розрядний, набагато більш широкий і плавний діапазон з 1024 різних кольорів RGB, і більшу ступінь реалістичності відображення. Ведуться роботи по переходу на 12 біт. Це дозволить відтворювати 4096 кольорів – 2 додаткових розряду експоненціально збільшують їх кількість. Але поки стандартом для сертифікації сучасних телевізорів є глибина, рівна 10 біт.

Галузеві стандарти

В сучасних телевізорах просуваються 2 стандарту відображення 4К – High Dynamic Range і Wide Color Gamut. Вони носять назву UHD Premium і Dolby Vision. Перший з них сьогодні домінує і використовується в багатьох моделях таких брендів, як Sony, Panasonic, Samsung, LG та ін. під керівництвом UHD Alliance – консорціуму виробників дисплеїв і медіа-компаній, які прийшли до угоди про те, яким повинен бути HDR, колір та інші специфікації для забезпечення найкращого сприйняття UHD. Dolby Vision, з іншого боку, розроблений компанією Dolby Labs і являє собою стандарт для HDR і Wide Color Gamut. Він розрахований на 12-бітний колір, яскравість 10000 ніт і деякі інші ключові параметри, тому в даний час є не дуже практичним. Стандарт підтримується деякими продуктами, наприклад, LG G6 OLED 4К TV і серії Vizio Reference. UHD Premium більш популярний і застосовується у переважній більшості моделей телевізорів і всіма 4К-Blu-ray-плеєрами.

4K і HDMI

Звичайний HDMI 1.4 підтримує 4К, але тільки для частоти 30 к/с. Це ще поширений стандарт, але в нових моделях проекторів, телевізорів і комп'ютерних моніторів він поступається місце HDMI 2.0 який підтримує набагато більшу глибину і частоту кадрів. Більш того, більшість сучасних телевізорів забезпечують роботу по сумісним з HDR стандарту HDMI 2.0 a. Він практично ідентичний HDMI 2.0 але дозволяє передавати метадані для контенту з високим динамічним діапазоном. Програмне забезпечення більш ранніх моделей також було оновлено для підтримки HDMI 2.0 a. Таким чином, купуючи техніку, яка оснащена портами HDMI 2.0 або 2.0 a, користувач отримує можливість перегляду вмісту з пристроїв наступного покоління, так і з існуючих джерел.

Можна дивитися HD-зображення на UHD-екранах?

Це одне з ключових питань, пов'язаних з купівлею проекторів і телевізорів з роздільною здатністю 4К. І відповідь на нього ствердну. Майже всі новітні моделі не тільки без праці відтворюють 1080р, 1080i, Blu-ray, HD DVD або навіть 720р, але і оптимізують будь-який з цих форматів, роблячи зображення більш чітким у UHD. Хоча можливі розбіжності з приводу оцінки того, наскільки технологія масштабування покращує звичайний контент, він дійсно стає більш чітким, особливо в моделях передових брендів, використовують набагато більш потужні алгоритми. Таким чином, суть у тому, що телевізор відображає і навіть покращує HD-медіа всіх типів, але для найкращої якості доведеться придбати модель того виробника, чий механізм масштабування вважається найкращим.

Чи виправдана покупка 4K-пристроїв?

У всіх випадках відповіддю є тверде «так». Якщо потрібно відеокамера або фотоапарат, забезпечує небачену до цього чіткість зображення, то 4K-пристрої стануть найкращим вибором. Якщо потрібно, щоб проектор для домашнього кінотеатру був готовий відтворювати фільми і потокове відео в UHD-форматі, варто перейти на 4K, навіть якщо це буде коштувати кілька тисяч доларів. Для відтворення останніх ігор і веб-контенту надвисокої якості обов'язково знадобиться дозвіл монітора 4К. Воно також стане в нагоді професійним дизайнерам і архітекторам, які займаються роботою, що вимагає надзвичайно деталізованої графіки. І, нарешті, з точки зору найбільш домінуючого продукту на ринку, телевізора, підтримка UHD знадобиться як для перегляду роликів в 4К-дозволі, так і для широкого спектру розважального відеоматеріалу, доступність якого зростає з кожним роком. Крім того, користувач отримує перевагу, що забезпечується широким спектром супутніх поліпшень, таких як підвищення чіткості, рендеринг і екранні технології, які значно підвищують якість звичайного HD-контенту.

4K – це надовго?

Безумовно, це так. UHD-продукти розвиваються набагато швидше і стабільніше, ніж плазмова або все ще неймовірно дорога OLED-технологія. Фактично, плазмові телевізори, які якийсь час вважалися наступною хвилею Ultra HD TV, поки не одержали належного розвитку, оскільки їх основний виробник припинив їх випуск. 4K має велику перспективу, оскільки постійно з'являється новий UHD-контент, і технологія добре зарекомендувала себе в камерах і кінопроекторах. Великі виробники вже працюють над експериментальними проектами з роздільною здатністю вище 4К. Однак багато з проблем, які існують при відображенні і потокової передачі, повинні бути вирішені ще до того, як 8K стане комерційним продуктом. Так що поки, принаймні на кілька років, 4K буде розвиватися. До цього потрібно готуватися, тим більше, що ціни на телевізори, камери та проектори, що підтримують технологію UHD, постійно знижуються.