Основные причины скептического отношения к разрешению 4К.
- 4К телевизоры являются большой тратой денег в то время как 4К проекторы были бы очень кстати.
- Человеческий глаз имеет «конечное разрешение». Люди, которые утверждают, что способны увидеть разницу между 1080p и 4К, скорее исключение, чем правило. Это как спорить о том, что двери должны быть больше, так как есть высокие люди. На следующем рисунке отражено то, как видят люди в зависимости от расстояния до ТВ. Какого размера ваш телевизор? На каком расстоянии от него вы обычно сидите? По рисунку можно прикинуть, сможете ли Вы оценить полезный эффект от использования 4К.
30" актуально только для мониторов - 50-90см.
60" актуальность 4К теряется при расстоянии более 2 метров
90" актуальность 4К теряется при расстоянии более 3,5 метров
120" актуальность 4К теряется при расстоянии более 4,5 метров
- 4К телевизоры с малой диагональю (менее 50 дюймов) не нужны. Более того, телевизоры диагональю 60, 70 и более дюймов покупают еще реже. Вот почему диагонали 84 дюйма никогда не встанут на поток. Цены на огромные ТВ падают быстрее, чем растут их продажи. Верхний ценовой предел меньше, чем текущая стоимость 4К ТВ.
- Расстояние для просмотра 1080p ТВ не изменилось. Почему оно должно измениться с использованием 4К ТВ? В старину, с телевизорами 480i ЭЛТ, люди сидели в 2,5 – 3 метрах от своих телевизоров. Для этого были веские причины (видимые на экране линии). Современные телевизоры предлагают значительно более высокое разрешение, то есть люди могут сидеть ближе. Вот только они этого не делают и сидят на таком же расстоянии от своих телевизоров, как и раньше. Некоторые из вас, возможно, захотят, что бы расстояние между вами и 84-дюймовым телевизором было полтора метра, но вас крошечное меньшинство.
- Многие думают, что производители телевизоров являются своего рода альтруистическими организациями, которые только и делают новые вещи, если есть выгода для потребителя. Как это очаровательно, но нет. 4К не такая «новая технология» как Вам кажется. Современные телевизоры изготавливаются из огромных листов так называемого "motherglass". Гораздо проще и дешевле сделать большой «кусок», а потом порезать его на несколько малых ТВ. Большинство же из этих кусков motherglass используется полностью. То есть вместо того, чтобы нарезать один кусок motherglass на четыре 42-дюймовых 1080p LCD его продают как 84-дюймовый телевизор. Используя при этом ту же самую (или аналогичную) электронику, имея при этом 3,840x2,160 пикселей.
Компании производят 4К ТВ, потому что МОГУТ! Это легче, чем улучшение более важных аспектов качества изображения (как контрастность, цветовая точность, размытость изображения, артефакты сжатия, и так далее). - 4К ТВ легко продавать. Почему? 4К больше, чем 1080p, а значит лучше и его надо брать. Это золотое правило маркетинга в мире телевизоров – упрощать выбор до сравнения одной характеристики.
- 4К производят большое впечатление при демонстрациях, вау-эффект. Люди игнорируют доводы 2 и 4.
Люди подходят ближе, чтобы оценить эффект от 4К, говорят: «Да, это потрясающе! Ничего себе!» Но попробуйте обосновать применимость 4К не энтузиастам.
HEVC, H.264 и 4К
Сжатие: хорошее, плохое и с потерями
Видеопоток, получаемый от HD камеры, представляет собой массив данных в форме довольно неудобной для передачи. Чтобы это исправить применяется сжатие видео, для уменьшения объема данных и для преобразования потока данных в форму удобную для транспортировки.
Для этого существует множество путей, и самый простой из них - это снижение качества видео. В некоторых случаях это подходит. Вспомните обычное видео из YouTube. Не самое отличное качество, не так ли? Часто это происходит по причине высокой степени сжатия (до или во время загрузки).
Мощная компрессия может сохранить тоже разрешение (чисто технически), однако картинка будет иметь различные расплывчатости, шумы и артефакты, как на картинке ниже.
Но это не очень хорошая идея, если в намерениях режиссера была точная передача всех пикселей или вы хотите продемонстрировать свой новый 77" монитор.
Значит, другим вариантом является использование лучшей компрессии.
В таком случае, вы должны думать о лучшей компрессии, как о "умной" компрессии. Таким образом, нужно искать другие пути сжатия видеоданных без ущерба для качества.
За последние несколько лет вычислительные мощности процессоров возросли настолько, что можно позволить ресурсоемким алгоритмам сжатия обрабатывать изображения без потери качества.
Различие между "больше" сжать и "лучше" сжать очень важно и в данном контексте термины "больше" и "лучше" не являются взаимозаменяемыми. Вы можете уменьшить количество данных, необходимых для сигнала, либо сильно повысить компрессию и сделать изображение некрасивым ("больше" сжать), или, используя более эффективный метод сжатия получить картинку хорошего качества ("лучше" сжать).
Скажем, у вас емкость яблок. Вам нужно разместить 100 яблок внутри нее. Вы можете сделать это большей компрессией (надавить сверху, превращая яблоки в пюре), или при помощи лучшей компрессии (сложить яблоки более аккуратно, чтобы все уместились, сохраняя свою форму).
"Большее сжатие" - яблочное пюре
"Лучшее сжатие" - больше яблок, в том же пространстве с сохранением формы яблок
"Большее сжатие" - легче осуществить, в то время как "Лучшее сжатие" - требует больше ума и/или лучшей технологии.
High Efficiency Video Coding (HEVC) - это новый алгоритм сжатия видеопотока (кодек), также известный под названием H.265, обещающий двукратный выигрыш по сжатию Blu-ray видео по сравнению с предшествующими кодеками.
Кодек H.265 является преемником системы кодирования Advanced Video Coding (AVC) - "Улучшенное видеокодирование", также известной под названием H.264, являющейся одной из схем сжатия, используемой Blu-ray.
Основная идея HEVC в том, чтобы при том же качестве видео, какое обеспечивает AVC, добиться большего сжатия данных. Это является ключевым моментом, если мы хотим обеспечить передачу 4K/Ultra HD трансляции (включая спутниковую), передачу данных от Blu-ray и т. п.
Но как же все это работает, и достаточно ли этого для качественного отображения контента с разрешением 4К?
H.265. Как он работает
По объему передаваемых данных 4К значительно сложнее, чем HD. В то время как большинство из нас просто привыкали к преимуществам кодека H.264 над MPEG-2 и над Blue-ray. Motion Picture Experts Group (Экспертная группа по движущемуся изображению) и International Telecommunication Union's Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) (Международный союз электросвязи, сектор стандартизации телекоммуникаций) уже начали работы над следующим поколением сжатия видео, с прицелом на будущее.
При вводе нового стандарта сжатия перемены должны быть значительными, в виде прыжка, а с маленькими, постепенными улучшениями возиться нет желания. Как правило, при каждом таком прыжке, должно быть двойное снижение битрейта при том же качестве видео, или двойное повышение качества видео при том же битрейте.
Как это сделать? Во многом за счет расширения того, что уже делает AVC (и другие методы сжатия, бывшие до него).
Во-первых, кодек смотрит на несколько кадров, чтобы увидеть то, что не меняется в течение некоторого промежутка времени. В большинстве сцен в телешоу или в фильмах, подавляющее большинство кадров не сильно изменяется. Например, вспомните сцену, где кто-то с кем-то разговаривает. Снимаются в основном только их головы. Фон изменяется совсем незначительно на протяжении многих кадров. Если уж на то пошло, большинство пикселей, представляющих лицо, вероятно, не сильно изменяются (кроме их губ, конечно).
Таким образом, вместо кодирования каждого пикселя в каждом кадре, кодируется только первый кадр, а потом кодируются только те пиксели, которые изменились.
Затем кодек HEVC расширяет размер области, в которой произошли эти изменения. Большие и меньшие блоки, по существу, предоставляют дополнительную эффективность. Вы когда-нибудь видели блоки в вашем изображении, когда картинка теряет качество? В HEVC эти блоки могут быть больше, меньше и различной формы, в отличие от предыдущих методов сжатия. Как было установлено, большие блоки - более эффективны.
На картинке слева изображение разбито на блоки при помощи AVC/H.264, а справа кодеком HEVC/H.265. Справа мы наблюдаем больше гибкости в оценке изображения, не говоря уже о более крупных размерах блоков.
Дальнейшее улучшение касается компенсации движения, пространственного предсказания, и так далее. Все это было разработано с AVC или даже раньше, но это требовало больших вычислительных мощностей, чем это было экономически целесообразно в то время.
На стадии разработки, алгоритм сжатия проверяется объективно по его числовым данным, а также и субъективно, профессионалами видео, сравнивающими различные методы сжатия в "слепых" тестах, где они не знают, где и какой кодек применялся. Человеческий фактор имеет решающее значение. Просто потому, что если компьютер "говорит", что один метод сжатия лучше другого - это не означает, что он выглядит лучше, чем другой.
Поскольку кодек H.265 требует гораздо больше ресурсов процессора, не ожидайте, что после простого обновления прошивки, вы получите его в свое снаряжение. На самом деле, это только часть вопроса. В определенных случаях вам понадобится аппаратный декодер. Если ваши новые устройства передачи данных, например, система кабельного телевидения, или BD-плеер, имеют его, то вы сможете все настроить (предполагается, что вы также имеете HDMI 2.0, таким образом, вы сможете получить не только 2160p / 30, но и 2160p / 60).
Возможно ли высококачественное декодирование на компьютере с помощью программного обеспечения? Возможно.
Возможно ли на Xbox One или PS4? Маловероятно. Каждый любит свою любимую консоль, но помните, аппараты этого поколения эквивалентны довольно средним ПК.
Сравнение функций кодирования Инструмент AVC HEVC Основной блок кодирования 16х16 Макроблок (МБ)
16х32 "Супер" МБ для чересстрочного кодирования 8х8, 16х16, 32х32, 64х64 Временное предсказание (между) Квадрат, симметричный прямоугольник Квадрат, симметричный и несимметричный прямоугольник Пространственное предсказание (внутри) 9+4 максимальный режим 33+2 максимальный режим Размер трансформации 4х4, 8х8, двухэтапная 16х16 4х4, 8х8, 16х16, 32х32 плюс не квадратные версии Тип трансформации DCT (Дискретное косинусное преобразование. Применяется в алгоритмах сжатия информации с потерями, например, MPEG и JPEG) DCT или DST In-Loop Filtering (Петлевая фильтрация) Деблокирование Деблокирование, SAO Entropy (Энтропия) CABAC ((англ. Context-adaptive binary arithmetic coding - Контекстно-адаптивное двоичное арифметическое кодирование) — форма энтропийного (статистического) кодирования, которое используется в видео кодеках стандарта H.264/MPEG-4 AVC)
или
CAVLC (Context Adaptive Variable Length Coding (video encoding algorithm) Только CABAC Да, много цифр и аббревиатур. Если интересно, то вам – в Вики. В общих же словах, HEVC во многих отношениях работает лучше, чем H.264.
Этого достаточно?
Ну, технически, да, но с большой оговоркой.
Подобно как в AVC (и в предшествующих стандартах сжатия), кодек H.265 можно настраивать в зависимости от необходимой пропускной способности.
Хотите 4К при посредственном сетевом подключении? Нет проблем; "Просто подключайтесь..." (Помните про яблочное пюре!)
Хотите наилучшее качество изображения? Нет проблем; Поверните циферблат, в другую сторону.
В то время как этот механизм обеспечивает гибкость, это также означает, что "4K" и "UHD" не обязательно гарантирует лучшее качество изображения. Не более чем "1080p" или "HD" обеспечивают сегодня. Сильно сжатый сигнал 4K может, во многом, выглядеть хуже, чем менее сильно сжатый сигнал HD.
Другими словами, потоковое 4K может выглядеть хуже, чем используемый в настоящее время 1080p Blu-Ray, в зависимости от того, на сколько используется сжатие.
При тестировании Netflix "House of Cards" in UltraHD (Netflix — американская компания, поставщик фильмов и сериалов на основе потокового мультимедиа.) при 15.6 Мбит/с, начальные признаки показали, что 1080p Blu-ray выглядит чище, чем конкретная реализация 4К, подтвердив некоторые прогнозы экспертов.
В чем причина?
1080p Blu-Ray имеет гораздо большую пропускную способность для видео, чем потоковое видео онлайн, и большую чем старые дисковые алгоритмы сжатия.
В то время как увеличение скорости обработки во всех устройствах следует закону Мура (эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.), с пропускной способностью сети Интернет этого не происходит.
Уверен, что есть очаги истинных высокоскоростных соединений, но многие люди до сих пор борются, только за то, чтобы получить приемлемый сигнал от потокового HD.
На зыбкой почве "Сетевого нейтралитета" - (Сетевой нейтралитет (англ. Network neutrality, NN) — принцип по которому провайдеры телекоммуникационных услуг не отдают предпочтения одному целевому предназначению перед другим, или одним классам приложений (например World Wide Web) перед другими (например, онлайн-игры или IP-телефония). ) - будущее достойного и дешевого потокового 4K для масс пока остается мутным.
Единственная польза
В то время как большинство потенциальных выгод HEVC сосредоточено на 4К, его лучший потенциал сжатия обеспечивает также преимущества для HD. Меньшая полоса пропускания для HD означает, что просто больше людей смогут получить HD. Люди со слишком медленным сетевым соединением смогут получать HD в кодировке HEVC. Если вы платите меньше денег за медленное соединение, то значит, вы будите получать более дешевое HD видео.
Выводы
Смотрите на HEVC или H.265 как на новый пункт в линейке ТВ, Blu-Ray-плееров и других медиа-плееров в будущем. Почти все крупные марки 2014 4K телевизоров включают необходимый аппаратный декодер, хотя в 2013 4K телевизорах этого нет.
Было много ворчания в период перехода к H.264 / AVC с появлением Blu-Ray, теперь это считается как данность. То же самое будет справедливо и для HEVC, который со временем займет место H.264.
В конце концов. Более низкие скорости передачи данных, при сохранении качества, хорошая вещь для всех.
Если вам необходимо спроектировать и оборудовать переговорную комнату или конференц-зал - мы готовы проконсультировать Вас по телефону +7(495) 225-57-11 или e-mail: sale@ipvs.ru . Выбор оборудования доступен на сайте компании www.ipvs.ru
