Cz. 3.
Rec.2020 i HDR - czy już czas? (tytuł roboczy)
Format obraz 4K (UHD) nie zdążył jeszcze się zadomowić na dobre w naszej rzeczywistości, a już słyszymy, że nadchodzi czas na telewizję HDR. Czołowi producenci sprzętu RTV dostrzegli, że przejście z HD do UHD nie spowodowało oczekiwanej ‘rewolucji’ w wymianie sprzętu przez klientów, a prowadzone na użytkownikach badania wykazały, że słabo oceniają poprawę jakości obrazu UHD w stosunku o HD.
Okazuje się, że sam przyrost rozdzielczości to stanowczo za mało, i że technologię UHD należ uzupełnić o inne elementy które spowodują znacząco zauważalny przyrost jakości obrazu. Swoje trzy grosze dołożyły również wytwórnie filmowe, które dotkliwie odczuły bardzo słabą sprzedaż filmów na nośnikach BluRay i ciągle spadającą sprzedaż DVD.
I tak oto stowarzyszenie UHD Aliance postanowiło tchnąć nowe życie w rozwój telewizji wysokiej jakości. Postanowiono wprowadzić nowe rozwiązania, a urządzeniom spełniającym opracowane wymogi przyznawać certyfikat Ultra HD Premium. Warto w tym miejscu wspomnieć, że w skład UHD Aliance wchodzą między innymi: DirecTV, Dolby Laboratories, THX, Nvidia, Novatek, Realtek, LG Electronics Inc., Netflix, Panasonic Corporation, Samsung Electronics Co., Ltd., Sharp Corporation, Sony, Visual Product Inc., TCL, Technicolor, The Walt Disney Studios, 20th Century Fox, Warner Bros. Entertainment, Universal, DreamWorks, oraz Netflix.
Co ciekawe Dolby Laboratories preferuje też własny nowy standard i certyfikaty jednak wyraźnie widać, że tradycyjnie już próbuje zawładnąć urządzeniami do wyposażania kin cyfrowych. UHD Aliance m.in. powstał także z chęci zdystansowania się od monopolu Dolby.
Obrazek:
http://static.trustedreviews.com/94/000 ... 6/9864.jpgPodpis : logo standardu Ultra HD Premium
Nowe wymogi jakie postawiło UHD Aliance maja pozwolić znacząco poprawić jakość obrazu, tak aby oglądany na ekranie telewizora film znacznie bardziej przybliżał widza do artystycznych zamierzeń reżysera. Na obrazie się jednak nie kończy ponieważ nowe wymogi określają również parametry dźwięku i sposobu transmisji kontentu wideo.
Aby uzyskać certyfikat telewizor Ultra HD Premium musi spełniać minimalną specyfikację:
1. wyświetlać bez interpolacji w górę rozdzielczość Ultra HD (3840 x 2160 pikseli) – co oznacza że panel może mieć również więcej pikseli i interpolować obraz w dół do UHD (np. panele 6K i 8K)
2. akceptować sygnał z przestrzenią barwną Rec. 2020 (BT.2020)
3. wyświetlać kolory z co najmniej 93% (opcjonalnie 90%) przestrzeni barwnej DCI P3
4. przetwarzać i wyświetlać głębię kolorów co najmniej 10-bitową/1024 stopnie gradacji (także panel)
5. obsługiwać poszerzony zakres dynamiki obrazu - funkcja HDR (wytyczna SMPTE ST2084 EOTF)
6. mieć ponad 1000 nitów szczytowej jasności i mniej niż 0.05 nitu poziomu czerni – (wariant I: dotyczy telewizorów LCD)
7. mieć ponad 540 nitów jasności i mniej niż 0,0005 nitu poziom czerni – (wariant II: dotyczy telewizorów OLED)
8. zapewnić natywne odtwarzanie dźwięku przestrzennego
9. zapewnić odtwarzanie treści strumieniowanych zawierających: Ultra HD, HDR, Rec. 2020
10. wyświetlać obraz w szybkości do 60 kl./sek. włącznie (zalecenie).
Obrazek:
https://www.noteloop.com/assets/img/kit ... [email protected]Podpis: Porównanie różnych przestrzeni kolorów. Rec. 709 (sRGB) jest standardem dla obecnych telewizorów i obejmuje tylko 79% kolorów dostępnych z wykorzystaniem przestrzeni kolorów DCI-P3. REC 2020 zapewnia jeszcze większą przestrzeń i zawiera w sobie wszystkie mniejsze przestrzenie.
Odbiegniemy nieco od tematu i opiszemy jak działają kropki kwantowe.
Cała historia zaczyna się dawno bo prawie pół wieku temu. Wtedy to pojawiły się pierwsze produkowane masowo barwniki chemiczne pozwalające uzyskiwać niespotykane wcześniej kolory. Udało się uzyskać efekt jakby 'świecenia' pewnych barw, a w wkrótce po tym nastała nawet moda na produkcję części garderoby z wykorzystaniem tej nowości. Pojawiły się szaliki, czapli czy rękawiczki, które pozwalały wyróżnić ubraną w nie osobę z całkiem sporej odległości. Moda ta dotarła również do Polski, a my nauczyliśmy się określać potocznie nowe kolory „żarówiastymi”. Zazwyczaj był to wściekle seledynowy, równie wściekle pomarańczowy czy też nieco mniej wściekle różowy.
Moda szybko minęła, ale technologia nie zaginęła czego dowodem są obecnie produkowane i bardzo popularne kamizelki odblaskowe.
Tylko jaki to ma związek z ekranami nowoczesnych telewizorów? Ano bardzo duży. Bowiem w jednym i drugim przypadku wykorzystuje się to samo zjawisko fizyczne. Chodzi o fluorescencje pewnych substancji. Mamy z nią odczynienia kiedy cząsteczki jakiejś substancji zaczynają emitować światło przez pobudzenie ich do tego jakąś zewnętrzną energią. Na tej zasadzie świeci luminofor w świetlówkach czy (jeszcze do niedawna) w lampach kineskopowych telewizorów. Dzięki temu świecą diody półprzewodnikowe (LED), świecą banknoty w ultrafiolecie, a nawet robaczki świętojańskie.
Luminescencja cząsteczek gazów szlachetnych była też podstawą działania telewizorów plazmowych których produkcja niedawno się zakończyła. Wśród świecących substancji są także i takie które świecą na skutek świecenia na nie zwykłym światłem. Czyli same absorbują światło (energię), a następnie oddają również postaci światła. Istotne jest to że niektóre z nich pochłaniają światło w dość szerokim zakresie widma, ale oddają tą energię jako światło w bardzo wąskim zakresie. Świecą ściśle określanym kolorem (emitują określoną długość fali świetlnej) - nieco podobnie jak robi to laser. To właśnie na tej zasadzie owe ‘żarówiaste’ czapki czy szaliki wydają się nam tak intensywnie kolorowe. Oddają bowiem część podającego na nie światła nie w postaci światła odbitego a w postaci świecenia substancji które użyto w barwniku w stosunkowo wąskim zakresie widma. Przez to fragment widma w którym emitują swoje światło wydaje się nam znacznie intensywniejszy niż reszta kolorów – wręcz świeci.
Technologia produkcji zastała na tyle udoskonalona że udaje się nam zmusić do świecenia określone substancje w ściśle określonym zakresie widma świetlnego. Naturalnie producentów ekranów najbardziej interesują podstawowe kolory RGB.
Wróćmy teraz do ekranów LCD. W nich źródłem światła są obecnie diody LED (dawniej były to świetlówki) które emitują światło białe. Światło to przechodząc filtr RGB w każdym pikselu matrycy ulega rozdzieleniu na trzy podstawowe kolory (czerwony, zielony, niebieski), które jako trzy subpiksele w służą do nadania mu właściwej barwy podczas budowania kolorowego obrazu na ekranie.
Problem w tym że filtry RGB to zwykłe kolorowe filtry optyczne. Nie są w stanie precyzyjnie wyfiltrować właściwą barwę w konsekwencji czego zakresy filtracji wręcz nachodzą na siebie. Na dodatek nie można im zawęzić charakterystyki (np. przez zwiększanie grubości filtru) bo zaczynają zbyt mocno tłumić światło i panel niebyły w stanie osiągnąć dobrej jasności obrazu. Z powyższych powodów tradycyjne panele LCD maja duży problem: aby po pierwsze pokazać szeroką przestrzeń barwną (bo za pomocą filtrów RGB nie daje się uzyskać kolorów R, G i B położonych na obrzeżach przestrzeni widzianej przez człowieka), po drugie uzyskać dużą jasność jaka wymagana jest w telewizji HDR (bo filtry tłumią znaczną część energii jaka dostarcza źródło podświetlające panel).
Konstruktorzy paneli wpadli więc na pomysł wykorzystania owych świecących substancji do poprawy działania ekranów LCD. Umieszczono je tuż pod powierzchnia filtrów RGB w taki sposób że pod filtrem czerwonym jest substancja święcąca na czerwono, pod zielonym na zielono a pod niebieskim na niebiesko. W ten sposób filtr nie tłumi już większości energii bo przepuszcza głównie bardzo wąski zakres barwy jaką emituje substancja pod nim umieszczona. Jasność panelu (a za razem jego sprawność) bardzo wzrasta. Na dodatek poszczególne piksele świecą teraz bardzo precyzyjnie określonym i wąskim wycinkiem widma świetlnego przez co stosunkowo łatwo jest uzyskać barwy położone na obrzeżach przestrzeni jaką widzi nasze oko. Ta technologia budowania nowych ekranów LCD została nazwana potocznie kropkami kwantowymi (Quantum Dot) i pozwoliła zbliżyć się paletą barw do ekranów plazmowych, a przewyższyć ja znacznie pod względem jasności obrazu.
Telewizory plazmowe nie mogły osiągnąć dużej jasności obrazu z uwagi na niewielką sprawność energetyczną technologii plazmowej. Osiągniecie dużych jasności powodowało przekroczenie dopuszczalnych norm poboru energii narzuconych na telewizory kilka lat temu, oraz problemy ze znacznym nagrzewaniem się matrycy.
Pozostaje jeszcze wyjaśnić kwestię po co zostawiono filtry RGB w matrycy skoro kropki kwantowe świecą już właściwym światłem. Otóż w panelu są one umieszczone pod powierzchnia ekranu a białe światło układu podświetlenia prześwietla je jakby od spodu. Część tego światła ulega owej przemianie luminescencyjnej, ale pewna cześć przechodzi dalej gdyż cząsteczki substancji zawierające świecące molekuły są półprzezroczyste. Dlatego rolą litrów jest nieprzepuszczanie tego pozostałego niepożądanego białego światła. Wyjaśnia to kwestię dlaczego ekrany Quantum Dot bardzo zbliżyły się plazmowych, lecz nie są w stanie osiągnąć tak idealnej czystości barw. Niczemu to jednak nie przeszkadza bo procent światła niepożądanego jest relatywnie niewielki i nie degraduje wspaniałego efektu jaki osiągnięto dzięki kwantowym kropkom. Ekrany Quantum Dot doskonale wpasowują się w nowy trend – telewizji HDR.
Nowa technologia pojawiła się nie tylko w ekranach telewizorów, ale jest dostępna w panelach smart fonów, tabletów i monitorów. U różnych producentów skrywa się pod różnymi nazwami firmowymi. Wydaje się że dziarsko będzie dziarsko konkurować ze znacznie droższą technologia OLED która na dodatek ma podobnie jak plazmy problem z osiągnięciem wysokich jasności ekranu choć jest bardzo energooszczędna.
Przejdźmy teraz do prezentacji urządzeń.
Mimo że kilka lat temu pionierem technologii kwantowych kropek była forma Sony, to jednak nie poradziła sobie z przemysłowym jej wdrożeniem, a później zarzuciła. Największe postępy Osiągnęły Philips i Samsung. Monitor tego pierwszego producenta z Quantum Dot już poznaliśmy, natomiast zobaczmy co nowego zaproponował Samsung. Jego topowe modele tworzą serię SUHD, w której zastosowane są takie technologie jak Quantum Dot i HDR. Nowe telewizory mają więc znacznie poszerzone przestrzenie kolorów i większą dynamikę obrazu bo aż 1000 nitów (tradycyjny telewizor ma około 100 nitów). Panele UHD (3840 x 2160 pikseli) w wersji płaskiej lub zakrzywionej dostępne są dla przekątnych 49, 55, 65 i 75 cali. Telewizory Samsunga z serii SUHD posiadają certyfikat Ultra HD Premium.
Panasonic Viera DX900 - ….
Odtwarzacz Panasonic Ultra HD Blu-ray DMP-UB900
Rozdzielczość Ultra HD i obsługę HDR znajdziemy także w specyfikacji odtwarzacza Blu-ray DMP-UB900, który dodaje do tego jeszcze szeroką gamę kolorów BT.2020. Zgodnie z obowiązującymi normami odtwarzacz Ultra HD Blu-ray musi nie tylko wyświetlać obraz o takiej rozdzielczości, ale tez obsługiwać HDR, pracować w szybkości do 60 kl./s i w zakresie jasności od 1000 do 10 000 nitów. I tak jest też w tym przypadku.
Kończąc prezentacje nowego standardu telewizji i nowych technologii warto zadać sobie pytanie czy to już czas abyśmy zaczęli poważnie myśleć o nowej technologii. Moim zdaniem zdecydowanie tak, i to w kilku aspektach. Po pierwsze aby nie popełnić błędu decydując się na zakup nowego monitora czy telewizora. Warto brać pod uwagę, że te urządzenia na rynku już są, oraz że już pojawia się kontent spełniający wymogi (płyty UHD na BluRay i media strumieniowe).
Po drugie w ślad za nowym standardem pójdą oczekiwania naszych klientów na realizację zamówień w nowej lepszej formule, co na pewno ucieszy wielu czytelników tego portalu. Mam przy tym świadomość jak mało osób zdaje sobie sprawę, że jest praktycznie jest gotowa wyprodukować taki film już teraz – ale my postaramy się nadrobić to niebawem w kolejnych artykułach.
Obraz przetworzony zgodnie z nowym standardem i wyświetlony na telewizorze Ultra HD Premium wygląda naprawdę świetnie. Wreszcie widać jak duży postąp jakościowy jest możliwy po przejściu z HD do UHD, a czego nie dało się odczuć li tylko zwiększając rozdzielczość.