Τα πάντα για την τηλεόραση Ultra HD

Στις αρχές της δεκαετίας που διανύουμε εμφανίστηκε μία νέα τηλεοπτική τεχνολογία, η τρισδιάστατη τηλεόραση (3DTV). Η τηλεοπτική βιομηχανία προσπάθησε να προωθήσει την τεχνολογία αυτή με μεγάλη προσπάθεια και μέσα από όλα τα διαθέσιμα μέσα, με νέα τηλεοπτικά κανάλια 3D, κινηματογραφικές ταινίες 3D, αθλητικές μεταδόσεις σε 3D.

Στις αρχές της δεκαετίας που διανύουμε εμφανίστηκε μία νέα τηλεοπτική τεχνολογία, η τρισδιάστατη τηλεόραση (3DTV). Η τηλεοπτική βιομηχανία προσπάθησε να προωθήσει την τεχνολογία αυτή με μεγάλη προσπάθεια και μέσα από όλα τα διαθέσιμα μέσα, με νέα τηλεοπτικά κανάλια 3D, κινηματογραφικές ταινίες 3D, αθλητικές μεταδόσεις σε 3D. Παρόλη τη μεγάλη αυτή προσπάθεια και διαφήμιση, η τρισδιάστατη τηλεόραση τελικά απέτυχε να κατακτήσει τα σαλόνια και μόλις σε 3-4 χρόνια από την εμφάνιση της, έχει σχεδόν εξαφανιστεί από την επικαιρότητα. Τη θέση της τα δύο τελευταία χρόνια έχει καταλάβει μία νέα τεχνολογία, η Ultra HDTV, η τηλεόραση υπερυψηλής ευκρίνειας, και όλα τα σημάδια δείχνουν ότι μάλλον θα τα καταφέρει καλύτερα από την 3DTV.

Η τηλεόραση υπερυψηλής ευκρίνειας Ultra HD – που είναι επίσης γνωστή και ως Super Hi-Vision στην Ιαπωνία, UHDTV ή και UHD – περιλαμβάνει δύο βασικές αναλύσεις εικόνας, την 4Κ UHDTV (2160p), που είναι και η επικρατούσα σήμερα και την 8Κ UHDTV (4320p).

Η 4Κ Ultra HD προσφέρει τετραπλάσιο αριθμό πίξελ ή τέσσερις φορές μεγαλύτερη λεπτομέρεια, σε σύγκριση με την υφιστάμενη τεχνολογία της Full HD 1080p. Συγκεκριμένα, η 4Κ Ultra HD έχει ανάλυση 3840 πίξελ στο πλάτος και 2160 πίξελ στο ύψος. Συνολικά φτάνει δηλαδή στα 8,29 megapixel, έναντι των 2,07 megapixel της ανάλυσης Full HD (εικόνα 1).

Να σημειωθεί ότι η ανάλυση που χρησιμοποιείται από το ομώνυμο κινηματογραφικό πρότυπο 4Κ είναι 4096Χ2160 πίξελ, λίγο μεγαλύτερη δηλαδή από το αντίστοιχο καταναλωτικό πρότυπο. Για να μην δημιουργείται σύγχυση μεταξύ των δύο αυτών αναλύσεων, πολλοί κατασκευαστές τηλεοράσεων προτιμούν να αποκαλούν την τεχνολογία αυτή απλά ως Ultra HD ή UHD, χωρίς την αναφορά στο 4Κ.

H 8K UHDTV, που προωθείται κυρίως από την ιαπωνική δημόσια τηλεόραση NHK, με την ονομασία Super Hi-Vision, έχει ανάλυση 7680 πίξελ πλάτος και 4320 πίξελ ύψος, συνολικά δηλαδή 33,18 megapixel ή 16 φορές μεγαλύτερη ανάλυση από την Full HD.

Παράλληλα, εκτός από την αυξημένη ανάλυση, η τεχνολογία Ultra HD προσφέρει μεγαλύτερη γκάμα χρωμάτων, αυξημένο δυναμικό εύρος εικόνας και υψηλότερους και ομαλότερους ρυθμούς ανανέωσης των καρέ.

Στην πραγματικότητα η τεχνολογία που ονομάζεται Ultra HD ή Ultra High Definition αποτελεί ένα πακέτο νέων και βελτιωμένων τεχνολογιών, που έχουν στόχο την βελτίωση της ποιότητας της εικόνας και του ήχου, ώστε η απόλαυση της παρακολούθησης τέτοιου περιεχομένου να πλησιάζει αυτήν μίας ποιοτικής σύγχρονης κινηματογραφικής αίθουσας.

Χρωματική απόδοση και βάθος χρώματος

Δύο από τα βασικά χαρακτηριστικά της Ultra HD, που αναμένεται να βοηθήσουν σημαντικά στην προώθηση της, είναι η ενισχυμένη γκάμα των χρωμάτων (color gamut) και το μεγαλύτερο βάθος χρώματος (bit depth) σε σύγκριση με τις προηγούμενες τεχνολογίες εκπομπής της υψηλής (HD) και απλής (SD) ευκρίνειας.

Η τεχνολογία της HDTV υποστηρίζει τον χρωματικό χώρο (ένα καθορισμένο δηλαδή φάσμα χρωμάτων) που είναι γνωστό με την συντόμευση Rec. 709 (ITU-R Recommendation BT.709). Το πρότυπο της Ultra HDTV υποστηρίζει το νέο χρωματικό χώρο Rec. 2020 που συμπεριλήφθηκε πρόσφατα στις προδιαγραφές του Ultra HD Blu-ray και έχει τη δυνατότητα απεικόνισης στην οθόνη χρωμάτων που δεν μπορούν να αναπαραχθούν από το Rec. 709, δηλαδή για να το πούμε πιο απλά, μπορούμε να δούμε πιο «βαθύ» πράσινο, κόκκινο ή μπλε χρώμα. Συγκεκριμένα, ενώ το Rec. 709 καλύπτει το 35,9% του διαγράμματος χρωματικής παρέκκλισης CIE 1931, το Rec. 2020 καλύπτει το 75,8%. Για σύγκριση, ο χρωματικός χώρος Adobe RGB που χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, στη φωτογραφία και σε εκτυπώσεις, καλύπτει το 52,1% του CIE 1931 και ο ψηφιακός κινηματογράφος το 53,6% (εικόνα 2).

Μία δεύτερη βελτίωση που φέρνει η Ultra HD στην απεικόνιση του χρώματος, είναι η υποστήριξη βάθους χρώματος (bit depth) που φτάνει τα 10-bit, δηλαδή υπάρχει η δυνατότητα απεικόνισης έως 1.024 αποχρώσεων για κάθε ένα από τα τρία βασικά χρώματα, κόκκινο (R), πράσινο (G) και μπλε (B), και συνολικά πάνω από 1 δισεκατομμύριο αποχρώσεις με τον συνδυασμό των τριών βασικών χρωμάτων (1.024 Χ 1.024 Χ 1.024). Αντιθέτως, η τηλεόραση HDTV υποστηρίζει βάθος χρώματος 8-bit, δηλαδή 256 αποχρώσεις για κάθε βασικό χρώμα, και συνολικά 16,7 εκατομμύρια αποχρώσεις. Ο αριθμός αυτός μπορεί να φαίνεται εκ πρώτης όψεως μεγάλος, όμως υπάρχει πάντα το ενδεχόμενο εμφάνισης του φαινομένου του banding, δηλαδή χρωματικών ζωνών στην οθόνη αντί για μία ομαλή μετάβαση από το ένα χρώμα στο άλλο, ως αποτέλεσμα της αδυναμίας απεικόνισης των ενδιάμεσων αποχρώσεων.

Δυναμική περιοχή (HDR)

Η Ultra HDTV επιτρέπει επίσης την αύξηση της δυναμικής περιοχής, ένα χαρακτηριστικό που είναι γνωστό με την συντομογραφία HDR (High Dynamic Range). Το χαρακτηριστικό αυτό σημαίνει ότι η εικόνα μπορεί να έχει περισσότερο εύρος ανάμεσα στα φωτεινότερα και στα σκοτεινότερα σημεία της, περισσότερες δηλαδή αποχρώσεις του γκρι, χωρίς να χάνονται οι λεπτομέρειες κοντά στα δύο άκρα της κλίμακας αυτής.

Συμπίεση βίντεο

Η αυξημένη ανάλυση του περιεχομένου Ultra HD απαιτεί πολλαπλάσιο εύρος ζώνης για τη διανομή του από την επίγεια ψηφιακή τηλεόραση, τις δορυφορικές πλατφόρμες, τα καλωδιακά δίκτυα, την IPTV, την διαδικτυακή τηλεόραση, αλλά ακόμα και από τους επερχόμενους δίσκους Ultra HD Blu-ray. Έτσι ήταν φυσικό να αναζητηθούν τρόποι μείωσης του απαραίτητου εύρους ζώνης, ώστε να μειωθεί το κόστος για τον πάροχο, και να αυξηθούν τα προγράμματα (ή κανάλια) Ultra HD που μπορούν να μεταδοθούν από ένα συγκεκριμένο μέσο.

Η βασικότερη εξέλιξη στον τομέα αυτό είναι η υιοθέτηση του νέου προτύπου κωδικοποίησης και συμπίεσης βίντεο, του HEVC (High Efficiency Video Coding), γνωστού και ως H.265. Σε σύγκριση με το παλιότερο και καθιερωμένο για εκπομπές HDTV πρότυπο συμπίεσης H.264 / AVC, το HEVC δίνει τη δυνατότητα μείωσης του απαραίτητου εύρους ζώνης στο μισό, διατηρώντας την ίδια ποιότητα της εικόνας. Η υιοθέτηση του HEVC είναι ένα σημαντικότατο βήμα για την ανάπτυξη της Ultra HDTV.

Υπηρεσίες Ultra HD

Έως και σήμερα η εξάπλωση της Ultra HDTV στηρίζεται κυρίως στην ανάπτυξη διαδικτυακών υπηρεσιών Ultra HD, όπως οι υπηρεσίες 4K της Netflix (εικόνα 3) και της Amazon Prime Instant Video. Πολύ μικρότερη είναι η ανάπτυξη επίγειων ψηφιακών μεταδόσεων, δορυφορικών και καλωδιακών εκπομπών Ultra HD, με τις περισσότερες από αυτές να βρίσκονται ακόμα σε δοκιμαστικό ή προωθητικό στάδιο.

Στην Ευρώπη καμία από τις δορυφορικές πλατφόρμες δεν έχει ξεκινήσει ακόμα την εμπορική εκμετάλλευση της Ultra HDTV, υπάρχουν όμως αρκετές ανακοινώσεις για το λανσάρισμα τέτοιων υπηρεσιών στο άμεσο μέλλον.

Το ξεκίνημα αυτό θα πραγματοποιηθεί στις αρχές Σεπτεμβρίου 2015, κατά τη διάρκεια της έκθεσης IFA 2015 του Βερολίνου, από την SES με το γερμανικό κανάλι τηλεαγορών pearl.tv, που θα εκπέμπει σε ανάλυση 4K από τη τροχιακή θέση των Astra στις 19,2 μοίρες ανατολικά.

Η SES έχει επίσης ανακοινώσει ότι η γερμανική συνδρομητική πλατφόρμα Sky Deutschland έχει κρατήσει δορυφορική χωρητικότητα στις 19,2Ε για το ξεκίνημα υπηρεσιών Ultra HD, ενώ υπάρχουν δύο ακόμα δορυφορικοί πάροχοι, που δεν έχουν κατονομαστεί από την SES, που σκοπεύουν να ξεκινήσουν αντίστοιχες υπηρεσίες έως το τέλος του 2015.

Παράλληλα με την δορυφορική μετάδοση, μέσα στον Αύγουστο του 2015 ξεκινά η υπηρεσία BT Sport Ultra HD, της British Telecom, ένα νέο αθλητικό κανάλι Ultra HDTV που θα διανέμεται από το ευρυζωνικό δίκτυο της βρετανικής εταιρείας τηλεπικοινωνιών.

Δορυφορικά κανάλια Ultra HD στην Ευρώπη με λήψη στην Ελλάδα

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, έως σήμερα δεν υπάρχει εμπορικό κανάλι Ultra HDTV στην Ευρώπη, υπάρχει όμως ένας αριθμός από δοκιμαστικές και προωθητικές υπηρεσίες Ultra HD.

TRT 4K: Ξεκινώντας από τα ανατολικά, η πρώτη υπηρεσία Ultra HD εύκολης λήψης από την Ελλάδα που θα συναντήσουμε, είναι το δοκιμαστικό κανάλι TRT 4K στον τουρκικό δορυφόρο Turksat 2A στις 42 μοίρες ανατολικά. Το TRT 4K εκπέμπει από τη συχνότητα 12.123Η, 15.000, 3/4, DVB-S2/8PSK χωρίς κρυπτογράφηση.

Selevision HEVC 2 4K: Ένα νέο δοκιμαστικό κανάλι Ultra HD ξεκίνησε τις εκπομπές του το τελευταίο δεκαήμερο του Ιουλίου του 2015 από τη συχνότητα 10.770V, 27.500, 5/6, DVB-S2/8PSK του Badr 5 στις 26 μοίρες ανατολικά. To Selevision HEVC 2 4K ανήκει στην εταιρεία Selevision που έχει έδρα στη Σαουδική Αραβία. Το κανάλι μεταδίδει σε συνεχή επανάληψη (loop) ένα μικρό αφιέρωμα στην πτήση δύο αυτόνομων πτητικών μηχανών στην ευρύτερη περιοχή του Ντουμπάι και γύρω από τον ουρανοξύστη του Μπουρτζ Χαλίφα, του υψηλότερου κτηρίου που έχει κατασκευαστεί μέχρι σήμερα. Η λήψη του Selevision HEVC 2 4K είναι πιθανά δύσκολη στο μεγαλύτερο μέρος της Ελλάδας, πλην των νότιων Κυκλάδων, της Κρήτης και των Δωδεκανήσων.

Astra Ultra HD Demo: Το δοκιμαστικό κανάλι της SES εκπέμπει από τη συχνότητα 10.995Η, 22.000, 5/6, DVB-S2/8PSK του Astra 1L στις 19,2 μοίρες ανατολικά. Εκπέμπει επίσης, με δυσκολότερη έως και ανέφικτη δυνατότητα λήψης από τον Astra 2E στις 28,2Ε και τον SES-5 στις 5 μοίρες ανατολικά. Το Astra Ultra HD Demo μεταδίδει ένα επαναλαμβανόμενο βίντεο κλιπ διάρκειας μερικών λεπτών, με τοπία, διάφορα ζώα, τις εγκαταστάσεις της SES, αποσπάσματα από διάφορα αθλήματα.

SES UHD Demo: Το δεύτερο δοκιμαστικό κανάλι Ultra HD της SES θα το συναντήσουμε σε δύο δορυφόρους, στον Astra 1L στην ίδια συχνότητα με το Astra Ultra HD Demo, και στον Astra 5B (31,5Ε). Το περιεχόμενο των εκπομπών του είναι πρακτικά ταυτόσημο με το περιεχόμενο του Astra Ultra HD Demo, με μία χρονική διαφορά στην προβολή του.

Hot Bird 4K 1: Το μοναδικό αυτή τη στιγμή δοκιμαστικό κανάλι Ultra HD της Eutelsat εκπέμπει από τον δορυφόρο Hot Bird 13C, στις 13 μοίρες ανατολικά και από τη συχνότητα 11.296Η, 27.500, 3/4, DVB-S2/8PSK. Το κανάλι μεταδίδει σε συνεχή επανάληψη διάφορα βίντεο κλιπ, με διάφορα εντυπωσιακά τοπία, και τις εγκαταστάσεις της Eutelsat.

Hispasat 4K: Το δοκιμαστικό κανάλι Hispasat 4K της ισπανικής Hispasat είναι ένα από τα πρώτα κανάλια Ultra HD που εμφανίστηκαν, πριν δύο χρόνια περίπου. Στην αρχή χρησιμοποιούσε κωδικοποίηση βίντεο H.264 για τις εκπομπές του, πέρασε όμως σε κωδικοποίηση HEVC όταν εγκρίθηκαν επίσημα οι προδιαγραφές της. Το κανάλι είναι συνεργασία της Hispasat με την ισπανική δημόσια τηλεόραση TVE, και μεταδίδει διάφορα βίντεο κλιπ από ισπανικές πόλεις, μουσεία, εντυπωσιακές τοποθεσίες, και άλλα έκτακτα προγράμματα. Το Hispasat 4K εκπέμπει από τη συχνότητα 10.730V, 30.000, 3/4, DVB-S2/8PSK του Hispasat 1E στις 30W.

Λήψη των δορυφορικών Ultra HD καναλιών

Πολύ λίγες είναι σήμερα οι επιλογές που έχει ένας κάτοχος δορυφορικού κατόπτρου για την λήψη των καναλιών Ultra HD. Οι διάφορες δορυφορικές συνδρομητικές πλατφόρμες που ετοιμάζονται να λανσάρουν κανάλια Ultra HD δεν έχουν ξεκινήσει ακόμα την διανομή των νέων τους αποκωδικοποιητών, που θα έχουν αυτή την δυνατότητα, ενώ ελάχιστα ή και ανύπαρκτα είναι τα μοντέλα τηλεοράσεων Ultra HD με ενσωματωμένο δορυφορικό δέκτη DVB-S2/HEVC. Πρόσφατα η γερμανική TechniSat παρουσίασε μία τέτοια τηλεόραση, το μοντέλο TechniSat UHD+, που εκτός από τον ενσωματωμένο δέκτη DVB-S2/HEVC θα έχει και τη δυνατότητα λήψης της δορυφορικής συνδρομητικής πλατφόρμας HD+ της SES, χωρίς την ανάγκη χρήσης ξεχωριστής μοντούλας CI+ για την αποκρυπτογράφηση των καναλιών.

Εντωμεταξύ αναμένονται τους επόμενους μήνες να διατεθούν στην αγορά οι πρώτοι δέκτες Enigma2 (Linux) με τη δυνατότητα λήψης εκπομπών Ultra HD, από τις γνωστές κατασκευάστριες εταιρείες VU+, GigaBlue και Xtrend. Οι νέοι δέκτες των εταιρειών αυτών παρουσιάστηκαν στην πρόσφατη έκθεση ANGA COM 2015, στις αρχές Ιουνίου.

Καταλήγοντας, η σχεδόν μοναδική επιλογή σήμερα για την λήψη των καναλιών Ultra HD είναι η χρήση μίας δορυφορικής κάρτας DVB-S2 για υπολογιστές, σε συνδυασμό με ένα πολύ ισχυρό υπολογιστή (επεξεργαστή επιπέδου Intel Core i7 ή i5 των τριών τελευταίων ετών). Ακόμα και αυτός ο επεξεργαστής όμως θα έχει μεγάλα προβλήματα αναπαραγωγής των καναλιών Ultra HD με κωδικοποίηση HEVC, έτσι για την απρόσκοπτη και ομαλή αναπαραγωγή τους είναι απαραίτητη η χρήση μίας κάρτα γραφικών που υποστηρίζει την επιτάχυνση βίντεο HEVC μέσω του hardware. Οι επιλογές σήμερα περιορίζονται σε ελάχιστες τέτοιες κάρτες, και συγκεκριμένα στην GTX 950 της NVidia που κυκλοφόρησε πρόσφατα, και στην λίγο ισχυρότερη GTX 960, που είχε παρουσιαστεί τον Ιανουάριο του 2015. Με τις κάρτες αυτές μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τελευταία έκδοση του βίντεο decoder LAV (έκδοση 0.65), που υποστηρίζει και την επιτάχυνση HEVC. Με αυτό τον συνδυασμό η χρήση της CPU σε όλα τα κανάλια Ultra HD / HEVC κατεβαίνει στο 5-10%, με άψογη κίνηση και αναπαραγωγή της εικόνας (εικόνα 5).

Τεύχος 84

{gallery}15369{/gallery}