Почему именно 16:9?

Как известно, соотношение сторон экрана современного телевидения (не только высокой чёткости) составляет 16 единиц по ширине и 9 - по высоте. Откуда взялись именно эти цифры?

Когда-то перед американскими инженерами из SMPTE при работе над созданием камеры для цифрового кинематографа (не телевидения) стал вопрос, какое соотношение сторон матрицы будет для неё оптимальным. Среди режиссёров, снимающих фильмы на киноплёнке для показа в кинотеатрах, нет единого мнения насчёт соотношения сторон кадра: 2.39:1, 1.85:1, 1,66:1, 1.33:1 - это только самые распространённые варианты. Нужно было определить, при каких пропорциях матрицы использование её пикселей будет наиболее оптимальным при съёмке разноформатного киноматериала. Они взяли самые распространённые форматы и просто вычислили среднее значеие, затем округлили его для удобства - получилось 16:9. То есть изначально это соотношение сторон кадра было чисто техническим.

Затем, когда потребовалось определиться с единым форматом кадра телевидения высокой чёткости, по каким-то причинам (синдром Not Invented Here?) выбрали именно 16:9 (1.778:1), хотя японцы, например, предлагали 5:3 (1.667:1). По прошествии времени "авторы" 16:9 - инженеры, вычислившие эти цифры - признавали, что это несколько не то применение, для которого задумывался этот формат.

А существует ли идеальное соотношение сторон кадра? В общем-то, да, его знали ещё древние греки. Это так называемое "золотое сечение" - 1.618:1. И японские специалисты предлагали именно его, в несколько округленном для удобства виде.

Формат 16:9 уже утвердился для видео настолько сильно, что вести какие-то споры насчёт соотноения сторон кадра абсолюно бесполезно. То, что я рассказал - это просто история. 16:9 - хороший формат, уж точно лучше, чем 4:3. Он немного шире "золотого сечения", но можно со спокойной совестью считать, что это сделано в угоду "киношникам".

Читайте также, почему всё, что имеет хоть какую-то архивную ценность, надо снимать в 16:9 уже сейчас.

Хотите знать больше про цифровое телевидение и HDTV? Подпишитесь на этот блог по RSS.

Пиксель в пиксель? Да ну!

Даже на телевизорах с разрешением матрицы 1920x1080 сигнал 1080i и 1080p практически никогда не отображается "пиксель-в-пиксель". Это происходит (точнее, не происходит) благодаря явлению, называемому по-английски overscan. Я не смог найти или подобрать подходящего русскоязычного термина, так что пока будем так и называть.

Дело в том, что во времена аналогового телевидения у телевизионной картинки не было чётких краёв (на то оно и было аналоговое), и телевизору приходилось обрезать края изображения, чтобы не показывать зрителю "мусор". К тому же каждый телевизор обрезал края своей картинки немного по-своему, картинка иногда "скакала", да и экраны тогдашних телевизоров представляли собой отнюдь не идеальные прямоугольники 4:3. И так как современные стандарты HDTV разрабатывались ещё во времена господства ЭЛТ-телевизоров, в телевидение высокой чёткости перекочевали такие абсурдные для сегодняшних плоскопанельных телевизоров вещи, как overscan и чересстрочная развёртка.

Практически все современные плоскопанельные телевизоры "оверсканят" (обычно в пределах 3-4%), причём, единого стандарта, определяющего, сколько именно пикселей нужно отрезать, до сих пор нет. Обрезанная картинка, разумеется, затем растягивается или сжимается до разрешения матрицы. В некоторых моделях есть специальный режим отображения "пиксель в пиксель", предназначенный, прежде всего, для использования дисплея в качестве компьютерного монитора. Но этот режим — всё ещё редкость, и даже если он есть, то по умолчанию он обычно не включен.

Ближние перспективы разных способов доставки HDTV

Когда я написал, что в киевском DVB-T появился тестовый HDTV-канал, некоторые читатели подумали, что и "живые" HDTV-каналы раньше всего могут появиться именно на DVB-T. На самом деле это не так: ближайшие перспективы HDTV в DVB-T пока что весьма туманны, несмотря на то, что в будущем именно этот способ распространения сигнала обещает быть наиболее "народным". Посмотрите на эту схему (такая ситуация обусловлена исключительно экономическими факторами): Через спутниковое телевидение русскоязычное HDTV можно смотреть уже сейчас (при наличии достаточного количества денег), подписавшись на НТВ+ HD. Чуть позже HDTV появится в наиболее продвинутых кабельных сетях (IPTV, а также MMDS-системы типа Maximum TV, в данном контексте тоже относятся к этой категории). А уж когда-нибудь в будущем оно и выйдет во всеукраинский цифровой эфир DVB-T, но когда это будет, никому не известно (да и само всеукраинское DVB-T пока существует только в планах). Платных DVB-T-услуг у нас ещё нет (и неизвестно, появятся ли они до отключения аналогового ТВ к 2015 году), а потенциальная аудитория эфирного HDTV в настоящий момент совершенно мизерная и недостаточная для того, чтобы такой проект мог окупаться с рекламы.

Кому выгоден устаревший MPEG-2?

Несмотря на все неоспоримые преимущества MPEG-4, у нас в Украине находятся люди, которые лоббируют идею использования устаревшего стандарта MPEG-2 для эфирного цифрового телевещания обычной чёткости. Почему они это делают, ведь это не вполне соответствует здравому смыслу? Дело в банальной материальной заинтересованности. Сторонники MPEG-2 – именно те, кто планирует заняться поставками соответствующего оборудования (как передающего, так и приёмного). Они подготовились к «MPEG-2-сценарию», и распространение нового, более эффективного стандарта, позволяющего уместить в один и тот же частотный диапазон в два раза больше телеканалов, немного не входило в их планы. Они понимают, что в силу сложившихся обстоятельств большой заказ на оборудование для MPEG-4 может пройти мимо них. Поэтому стараются именно сейчас форсировать запуск всеукраинского вещания в старом, менее эффективном стандарте MPEG-2, к которому они так давно готовились. Поскорее, пока ещё не все государственные деятели, участвующие в принятии соответствующих решений, обратили внимание на то, что вещать-то собираются в совершенно уже неактуальном MPEG-2...

Но желание узкого круга людей получить прибыль угрожает в будущем обойтись стране в огромную сумму, несоизмеримо бóльшую, чем заработают эти люди. А тем какая разница: ведь получать они будут лично, а терять (пусть и в тысячи раз больше) – государство. Сейчас они получат прибыль с продажи устаревшеего оборудования, а решать потом (возможно, даже десятилетиями!) проблемы, связанные с неэффективным использованием частотного ресурса, будут уже не они. Вот такая простая логика. А ведь стоит приёмникам, понимающим только MPEG-2, получить распространение среди населения, – перевести вещание в современный стандарт будет крайне сложно, нереально сложно. Потребовалось бы практически ещё раз пойти на почти такие же усилия и затраты, как при переходе с аналогового на цифровое телевидение, ведь придётся заменить всё приёмное оборудование в стране. Поэтому не верьте тем, кто говорит, что можно сейчас совсем не думать про MPEG-4, а перейти на него потом. Просто в их интересах, чтобы государство заплатило [им] за переход на цифровое телевидение два раза вместо одного: сначала с аналогового на MPEG-2, а потом с MPEG-2 на MPEG-4.

Вещание в MPEG-4 технически ничуть не сложнее вещания в MPEG-2. Россия уже заканодательно закрепила использование для DVB-T-вещания исключительно сжатия MPEG-4. А ведь у них те же крайние сроки перехода на цифровое вещание, что и у нас. Абсолютно глупо говорить, что Россия может это сделать, а мы не сможем. Аргументы «противников прогресса» не выдерживают никакой критики. Они заботятся исключительно о собственных карманах, «за державу им не обидно».

Настоящее и будущее IPTV

IPTV (телевидение по интернет-протоколу) - очень интересная концепция, которая позволит в будущем сильно изменить то, каким мы привыкли видеть телевидение. Подумайте о YouTube и о том, как этот принцип может пойти дальше при конвергенции интернета и телевидения.

Но дело в том, что это будет в будущем. Сейчас IPTV - это просто путь выхода на рынок кабельного телевидения (формирования пакета услуг Triple Play) для провайдеров интернета и телефонии, не более того. Инновационные услуги будущего хоть и подразумеваются, но тем, кто в данный момент разворачивает IPTV, пока не до них (да и эти услуги во многом ещё предстоит изобрести). IPTV в том виде, в каком оно существует сейчас, не несёт мощных преимуществ перед традиционным цифровым телевидением (в частности, спутниковым и кабельным). Ситуация может измениться с выходом какого-то прорывно-инновационного решения IPTV (Microsoft, к примеру, давно грозится это сделать), но сложно предсказать, когда именно это произойдёт.

Про режимы 720p и 1080p и частоту кадров

С прогрессивными HDTV-разрешениями 720p и 1080p существует определённого рода путаница. Дело в том, что когда говорят о 720p или 1080p, то часто забывают указать, о какой скорости кадров в секунду идёт речь. А ведь это очень важно, я бы даже сказал, принципиально важно, ведь это видео, а не статическая картинка. У видео, кроме вертикального и горизонтального разрешения, существует ещё и временнóе разрешение.

У общепринятого HDTV-режима 720p частота кадров составляет 50/60 в секунду, а не 25/30, как ошибочно думают некоторые. Конечно, видеоматериал может иметь меньшую частоту кадров (например, 25 Гц, и в этом случае каждый кадр показывается дважды), но канал передачи и устройство отображения стандартного HDTV-сигнала 720p всегда позвляют передавать и отображать именно 50/60 прогрессивных кадров в секунду. 1280x720 при пятидесяти прогрессивных кадрах в секунду - это впечатляет, скажу я вам.

С 1080p сложнее. Дело в том, что ни текущие стандарты вещания HDTV (DVB и ATSC), ни диски Blu-ray и HD DVD не имеют возможности передавать 50 или 60 прогрессивных кадров 1080p в секунду. Сейчас такой сигнал можно получить (кроме лабораторных условий) разве что с компьютера или с игровой приставки последнего поколения (и то редко какая игра поддерживает такой режим). То есть, получается, что владельцы телевизоров Full HD (которые, по идее, могут принимать по HDMI и отображать сигнал 1080p/50) не могут сейчас реализовать весь их потенциал в смысле и пространственного, и временнóго разрешения.

1080p сейчас на практике возможен только в 24/25/30 Гц. Этого достаточно для просмотра кинофильмов, но надо понимать, что в будущем, когда появится возможность передавать и принимать 1080p при полной скорости в 50/60 Гц, такое видео будет смотреться ещё эффектнее, ведь передаваться будет в два раза больше визуальной информации. Кстати, как это ни поразительно звучит, но стандарт сжатия h.264 требует для 1080p/50 примерно такой же минимальный битрейт, как и для 1080i, за счёт того, что прогрессивную развёртку этот стандарт позволяет сжимать гораздо более эффективно, чем чересстрочную. Проблема только в том, что для этого потребуется в два раза больше вычислительной мощности.

Так что прямо сравнивать 720p/50 и 1080p/25 - некорректно. У первого больше временнóе разрешение, а у второго - пространственное, а общее количество информации в секунду приблизительно одинаковое. 720p/50 больше впечатлит своей плавностью движений, 1080p/25 - чёткостью. 1080p/50 впечатлит и тем, и тем, но не сейчас :)

Если вы пишете про 720p или 1080p, пожалуйста, указывайте, какую скорость кадров с секунду вы имеете в виду. Не способствуйте возникновению заблуждений!

Для особо придирчивых: В Америке - 60 Гц, в Европе - 50. Для простоты я часто пишу 50, подразумевая 50/60, и пишу 25, подразумевая 24/25/30.

Что такое "HD ready"

Благодаря распущеной некоторое время назад одним российским сайтом дезинформации, в русскоязычном интернете укрепилось мнение, что, якобы, телевизоры HD ready не дадут вам возможность полноценно наслаждаться изображением высокой чёткости. Даже некоторые довольно авторитетные в других областях люди пребывают в этом заблуждении. Так что сегодня я объясню, что же именно означает наличие на телевизоре логотипа HD ready. Те, кто понимает по-английски, могут прочитать соответствующую статью на Википедии.

Итак, любое устройство, имеющее логотип HD ready, обязательно имеет:

• Реальное разрешение отображающего устройства не меньше 720 строк
• Вход HDMI или DVI с системой защиты от копирования HDCP
• Аналоговый вход YPbPr (такие три круглых разъёма - красный, синий и зелёный)
• Возможность отображать сигнал в форматах 720p и 1080i при частоте 50 и 60 Гц

Разрешения 720 строк (на практике сейчас минимальным для ЖК-телевизоров является чуть большее разрешение - 1366x768) вполне достаточно для полноценного просмотра HDTV, я об этом уже рассказывал. Движущееся изображение в формате 720p имеет приблизительно то же количество информации, что и в 1080i за счёт разницы между прогрессивным и чересстрочным способом смены кадров (p и i). Хотя иметь телевизор с бóльшим разрешением, конечно, приятно, но на реальном видео 720p/1080i большинство людей даже не увидит разницу между двумя телевизорами 1366x768 и 1920x1080 (с экранами одинаковых размеров и с одинаковой цифровой обработкой изображения). Такие факторы, как размер экрана и то, насколько хорошо справляется процессор телевизора с обработкой чересстрочного видео, действительно влияют на впечатление от просмотра, но они не зависят от того, "Full HD" или не "Full HD" данная модель телевизора.

Вопреки распространённому заблуждению, надпись "Full HD" не противопоставляется логотипу HD ready. "Full HD" модели также несут на себе логотип HD ready. Противопоставляется логотип HD ready похожему логотипу HD tv, означающему наличие встроенного тюнера для эфирного HDTV-вещания (пока что это редкость; увидеть, как выглядит этот логотип, вы можете здесь).

Должен заметить, что иногда попадаются плазменные телевизоры с "непропорциональным" горизонтальным разрешением, например, 1024x1024. Они, как правило, дейстивтельно показывают хуже, чем надо. Я не рекомендую покупать такие.

Короче говоря, телевизоры "Full HD" хоть и лучше других HDTV, но не настолько, чтобы заставить владельцев последних испытывать комплекс неполноценности.

И нет никакого смысла спрашивать, есть ли в данной модели телевизора HDCP, если на ней имеется логотип HD ready - присутствие логотипа HD ready всегда подразумевает наличие системы защиты от копирования HDCP.

Хотите знать больше про цифровое телевидение и HDTV? Подпишитесь на этот блог по RSS.

Ещё про MPEG-4 AVC (h.264)

Недавно я пообещал рассказать о преимуществах стандарта сжатия MPEG-4 AVC (также называемом MPEG-4 Part 10 или просто h.264) перед устаревшим MPEG-2 (в частности, для эфирного цифрового вещания стандартной чёткости). Прикидывая в уме, как лучше написать, я вдруг подумал: а надо ли вообще кому-нибудь доказывать, что MPEG-4 намного лучше, чем MPEG-2? Разве это не очевидно?

MPEG-2 и MPEG-4 ведь не конкуренты, а старая и новая версия одного и того же. Более новый стандарт учитывает как новые научные наработки в области компрессии движущихся изображений, так и увеличившуюся за прошедшие годы процессорную мощь.

С тех пор, как несколько лет назад получил огромное распространение кодек DivX, базировавшийся на ранней версии MPEG-4, любой школьник знает, что он существенно выигрывает у MPEG-2 в эффективности сжатия, позволяя, в частности, с приемлемыми для непривередливых зрителей потерями уместить DVD-фильм на CD. Формат Flash Video (FLV), являющийся вариантом стандарта h.263, вывел на новый уровень видео в интернете, позволив развиться сервисам наподобие YouTube. А ведь h.264, появившийся на пять лет позже DivX и h.263, гораздо совершеннее их.

И наконец, практически все (или совсем все?) страны, которые не запустили цифровое эфирное вещание раньше, а делают это сейчас (т.е. население которых не успело купить старые приёмники, понимающие только MPEG-2), выбирают именно h.264, потому что это позволит им сэкономить ценный частотный ресурс, уместив в одном частотном канале больше телевизионных сервисов.

Так что, нет, не надо никого убеждать, что MPEG-4 лучше, все и так это знают.

Но я бы не писал всё это, если бы не находились люди, которые возражают против использования MPEG-4 для цифрового вещания DVB-T. Странные люди. Мотивируют тем, что ресиверы и энкодеры для MPEG-4 дороже. Не понимают, что сомнительная (и незначительная) экономия сейчас выльется в огромные, несоизмеримо бóльшие, потери в будущем, ведь решение о формате принимается как минимум на десятилетия. Ну что ж, оставим это на их совести - думаю, здравый смысл всё равно победит.

НТВ+ HD в Украине. Когда?

Есть информация, что украинское представительство НТВ+ начнёт подключать к HD-пакету с 1 августа, и в их пакете будут только два HD-канала: Кино и Life. Спорта пока не будет (не надо возмущаться - это хоть и неприятно, но вполне объяснимо).

О цене пока никакой информации нет, но смотря на российские цены, можно понять, что дешёвой подписка не будет (думаю, в районе 200 грн. в месяц и около 3000 грн. единоразово за ресивер).

Зная, как НТВ+ любит менять планы, советую воспринимать эту информацию не более чем как слухи.

Как смотреть киевское DVB-T

После того, как я написал про то, что в Киеве уже не просто некоторое время присутствует тестовое цифровое эфирное вещание в стандарте DVB-T, а и в нём теперь имеется также один тестовый канал HDTV, у меня стали часто спрашивать, какое же устройство нужно купить, чтобы это смотреть. Отвечаю.

Покупать полноценный ресивер для телевизора (т.е. устройство, очень похожее на то, что используются для приёма спутникового телевидения) я сейчас не рекомендую. Дело в том, что в настоящий момент вещание ведётся в формате MPEG-2, а это устаревший формат. Ожидается, что когда произойдёт полноценный запуск цифрового ТВ в стране, вещать будут в MPEG-4 (ведь это единственный логичный вариант). И если вы купите устройство, поддерживающее только MPEG-2 - останитесь, как говорится, с носом. А модель с поддержкой MPEG-4 сейчас по человеческой цене вы не купите (соответственно, потому что такого вещания нет, и нет на них спроса). Про HDTV вообще молчу - при цене устройства, принимающего HDTV, в районе $500, покупать его до того, как будет хоть какая-то уверенность в наличии соответствующего вещания, абсолютно глупо.

Но если вы энтузиаст, готовый на эксперименты, купите DVB-T-тюнер для компьютера. Так как его функция заключается только в том, чтобы принять сам цифровой DVB-поток, а его раскодирование выполняется программно, при умеренной стоимости он потенциално позволяет принимать что угодно: и MPEG-2, и MPEG-4, и SDTV, и HDTV. Будет ли он у вас реально это делать, зависит от наличия соответствующего программного обеспечения (среди идущего в комплекте с тюнером и совместимого с ним). Не покупайте что попало, поищите в интернете, какой именно вам подойдёт. Вам помогут сайты ixbt.com, 3dnews.ru и вот этот форум.

Но обратите внимание на то, что вы покупаете и экспериментируете на свой страх и риск - никто не гарантирует, что всё будет работать, как надо, особенно это касается приёма HDTV. Декодирование HDTV - очень ресурсоёмкая задача, убедитесь, что процессор вашего компьютера - класса Intel Code 2 Duo или лучше (у кого-то, наверное, заработает и на более медленном процессоре, если всё умело настроить, но не советую на это рассчитывать). Также, скорее всего, придётся помучаться с программной частью, не всякий тюнер имеет в комплекте ПО, поддерживающее HDTV в MPEG-4. На самом деле, в большинстве случаев, всё не так страшно, как звучит, но моё дело предупредить :)

И последнее, покупая сейчас ТВ-тюнер, как впрочем и любое другое железо для компьютера, обязательно убедитесь, что выбранная модель официально поддерживает операционную систему Windows Vista. Обязательно! Даже если вообще никогда не собираетесь переходить на эту ОС (ха-ха).

Ещё к вопросу о 720p и 1080i

Поскольку некоторым людям предыдущая статья на эту тему показалась недостаточно аргументированной, считаю нужным кое-что добавить.

Если вы понимаете по-английски, обязательно прочитайте вот этот документ с сайта Европейского вещательного союза. Он описывает наглядный эксперимент по ставнению форматов 1080i, 720p/50 и 1080p/50, подготовленный для выставки IBC-2006. Этот эксперимент не был научным исследованием, а просто наглядной демонстрацией уже доказанного научными исследованиями факта (см. приложение А и ссылки в конце документа), чтобы убедить тех особо упёртых, кто никаким теориям не верит, пока сам не увидит.

Вкратце, выводы такие: при несжатом видео и сжатии с высокими битрейтами, 1080i и 720p/50 дают равноценное качество видеоизображения (нет, 1080i не выглядит лучше). А вот по мере уменьшения битрейта, разница становится всё более и более заметна - в пользу 720p, разумеется.

Что интересно, 1080p/50 выигрывает у 1080i при одинаковых битрейтах! Но это не удивительно, так как современные методы компресии гораздо более эффективны, чем чересстрочная развёртка: и как только появится возможность вещать прямо в 1080p/50, вопрос будет закрыт. Правда, это будет не так скоро, ведь на данный момент ни DVB, ни ATSC не имеют возможности нести в себе сигнал этого формата. А вот когда производство начнёт вестись в 1080p/50 (а это уже более ближняя перспектива), думаю, выбирать 720p для вещания будут охотнее, чем сейчас (ведь из 1080p/50 можно получить просто замечательного качества 720p за счёт oversampling-а).

Бытует мнение (точнее, заблуждение), что чересстрочное видео (interlace) имеет преимущество в силу каких-то "магических" свойств. Человеку свойственно подсознательно приписывать сверхъестественные способности вещам, принцип действия которых ему не очевиден. На самом деле, это был просто способ снизить необходимую полосу частот на заре телевизионного вещания. На старых мерцающих ЭЛТ-телевизорах такой сигнал смотрелся приемлемо, но в век цифрового ТВ, плоских панелей (принципиально прогрессивных устройств отображения) и эффективных способов компрессии интерлейсу не место.

Вы спросите, откуда тогда взялась в HDTV чересстрочная развёртка? Во-первых, инерционность мышления, во-вторых, тогда, когда принималось это решение, ещё не сильно задумывались о новых способах отображения вроде ЖК, плазмы и 100 Гц ЭЛТ. Другими словами, интерлейс был хорошо знакомой телевизионщикам старой школы технологией, приемлемо смотрелся на тогдашних телевизорах 50/60 Гц ЭЛТ, и эти аргументы сочли достаточными. Вас это удивляет? Это ещё что! Вот я когда-нибудь расскажу, откуда взялось соотношение сторон 16:9, - удивит, так удивит.

Ну а сейчас "чересстрочный энтузиазм" подхватили горе-маркетологи, которым только и дай бóльшие цифры, чтоб запудрить ими людям мозги...

Кому интересно, вот ещё пара статеек на эту тему (на английском языке):

• http://www.ebu.ch/en/technical/trev/trev_301-editorial.html
• http://www.bluesky-web.com/numbers-mean-little.htm

Чтоб потом не жалеть - 2 (про 16:9)

При съёмке любого материала обычной чёткости, имеющего хоть какую-то архивную ценность (от телепередачи до домашнего видео), старайтесь по возможности снимать в широкоэкранном формате 16:9. Хоть это и не будет HD-видео, но в будущем это всё-таки сможет обеспечить ему достойный просмотр на широкоэкранных телевизорах (а всё, как известно, идёт к тому, что соотношение сторон 16:9 со временем будут иметь практически все телевизоры - причём, раньше, чем вы думаете). Ведь к недостающему разрешению толерантность гораздо выше, чем к неправильному соотношению сторон. В ближайшее время широкоэкранное изображение можно показывать в 14:9 или с вырезанием центральной части - мало кто к этому придерётся, серьёзно. А для некоторых проектов полный леттербокс даже будет желанным эффектом.

И уж ни в коем случае нельзя сейчас покупать камеру (любую, даже если речь идёт о самом дешёвом бытовом варианте!), в которой нет полноценного (т.е. анаморфного) режима 16:9.

Хотите знать больше про цифровое телевидение и HDTV? Подпишитесь на этот блог по RSS.