Правда и вымыслы о 4К, 8K, UHD и HDR

Термин UHD индустрия бытовой электроники придумала для изображений нового формата, размер которого составляет 3840 пикселей на 2160 строк, что ровно в четыре раза больше, чем HD (1920 х 1080). В два раза больше пикселей по горизонтали и в два раза больше строк по вертикали — отсюда и получаем в четыре раза больший размер.

А вот термин 4K в профессиональной телевизионной индустрии применяют для обозначения формата высокого разрешения, который используетсся в настоящее время при производстве фильмов и телевизионных программ. Размер изображения в данном формате чуть больше, чем у UHD, и составляет 4096 пикселей по горизонтали и 2160 строк по вертикали.

В большинстве случаев эта незначительная разница в разрешении по горизонтали не имеет особого значения, однако стоит иметь в виду, что телевизор формата UHD не сможет отобразить полноценное 4К-изображение, а будет вынужден обрезать «лишние» 256 пикселей по горизонтали и масштабировать изображение по размеру экрана. Таким образом UHD-телевизоры непригодны для профессионального мониторинга материалов в формате 4K. Для таких задач необходимо использовать полноценный 4K-монитор.

Едва мы только стали привыкать к форматам UHD и 4K, как профессиональное телевизионное сообщество тут же заговорило о формате с еще большим разрешением. В частности, японская NHK заявила о своем намерении транслировать Олимпийские игры 2020 года в 8К. Но действительно ли изображения в 4К и 8К выглядят так превосходно? Безусловно да, но только на очень больших экранах. Стоит ли поддаваться всеобщей истерии и приобретать UHD или 4К-телевизоры для домашнего просмотра? Это большой вопрос, требующий более детального рассмотрения.

Главное, что стоит помнить — технически разрешение изображений на экране потенциально не ограничено, в отличие от возможностей человеческого зрения. Поэтому любые рассуждения на тему преимуществ форматов ультравысокой четкости должны учитывать возможности зрительной системы человека.

Все визуальные разработки телевизионной индустрии базируются на методике «20/20» и таблице Снеллена. Ее разработал голландский ученый-офтальмолог Херман Снеллен, а на практике ее применяют для проверки остроты зрения. Эта таблица хорошо знакома каждому, кто хотя бы раз бывал у окулиста. В ней содержатся строки прописных букв, размер которых уменьшается в направлении сверху вниз. Считается, что человек с нормальным зрением может прочитать одну из нижних строк букв с расстояния 20 футов (6 метров). Таким образом, нормальной остротой зрения считается 20/20.

На практике это означает примерно следующее: существует определенное расстояние от экрана до глаз человека, в пределах которого зрительная система способна распознать все детали изображения. Стоит только отдалиться на некоторое расстояние от экрана или же заменить 4К-телевизор на экран формата 8К, как ваши глаза просто физически не смогут увидеть мелкие детали картины. Считается, что оптимальное расстояние от 4К-дисплея до глаз зрителя должно составлять три высоты экрана или же 1,5-2 метра (для экрана диагональю 60″). Таким образом, для просмотра изображений в формате 8К на экране аналогичного размера расстояние до него нужно сократить в два раза, то есть расположиться в 80-100 см от экрана, что, согласитесь, абсолютно непрактично.

К счастью, бесконечное увеличение разрешения отнюдь не единственный способ сделать изображение на экране более реалистичным. За последние несколько лет технологии совершили заметный скачок вперед, и уже сегодня дисплеи позволяют передавать более широкий диапазон цветности и контрастности от черного цвета к белому. Такую способность дисплеев назвали широким динамическим диапазоном (High Dynamic Range) или сокращенно HDR. Однако сами HDR-дисплеи являются лишь конечным звеном в производственной цепочке. Главная задача по захвату и обработке сцен в широком динамическом диапазоне возлагается на видеокамеры, оборудование цветокоррекции, обработки видеосигналов, а также на профессионализм съемочной и производственной команд.

Несмотря на все преимущества технологии, до сих пор не принят единый формат для доставки HDR-материалов. Основным препятствием для внедрения HDR является отсутствие четкого понимания, как устаревающее оборудование стандарта SDR (Standart Dynamic Range) должно отображать HDR-сигнал. Экспертное сообщество в данном вопросе разделилось на два лагеря: одни предлагают раскладывать HDR-сигнал на SDR-составляющие и передавать вместе с ними дополнительную информацию, которая в конечном итоге поможет воссоздать HDR-сигнал на дисплее. Другие — использовать метаданные, которые будут «сообщать» SDR-сигналу, что нужно делать с сигналом HDR. В любом случае из сложившейся ситуации можно сделать простой вывод: пока проблема стандартизации HDR не решена окончательно, HDR вряд ли сможет достичь широкого применения.

В завершение можно с полной уверенностью заявить, что погоня за ультравысоким разрешением в условиях домашнего просмотра лишена смысла. Гораздо большее влияние на качество изображения оказывают расширенный динамический диапазон и широкая цветовая гамма изображения. На практике настроенное должным образом HDR-изображение в формате 1080p превзойдет по качеству 4K в стандартном динамическом диапазоне.