Запрос «Ultra HD» перенаправляется сюда; о формате диска см. Ultra HD Blu-ray.
На схеме показаны разрешения форматов 8K UHDTV, 4K UHDTV, HDTV (1080p) и SDTVДиаграмма цветового пространства CIE 1931 XYZ, которая показывает цветовое пространство Рекомендации ITU Rec. 2020 (UHDTV) в наружном треугольнике и цветовое пространство Rec. 709 (HDTV) во внутреннем треугольнике. Обе рекомендации Rec. 2020 и Rec. 709 для опорного белого используют цвет CIE D65.
Телевидение сверхвысокой чёткости (англ.Ultra High Definition Television, UHDTV) — разновидность телевизионныхстандартов разложения, обеспечивающих чёткость изображения, многократно превышающую как телевидение стандартной, так и высокой чёткости, а также большинство современных кинематографических стандартов. Другие названия — Ultra HD и Ultra High Definition Video (UHDV).
Телевидение сверхвысокой чёткости включает в себя два цифровых стандарта — 4K UHDTV (2160p) и 8K UHDTV (4320p), предложенных «NHK Science & Technical Research Laboratories» и принятых Международным союзом электросвязи в августе 2012 года в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р BT.2020[1]. Японская телекомпания NHK первой реализовала на практике систему телевидения с разложением изображения по стандарту 7680×4320 пикселей[2].
Первая единая мировая рекомендация МСЭ-Р BT.1201 о системах передачи изображений сверхвысокой чёткости была разработана в 1994 году 11-й исследовательской комиссией МККР под председательством советского и российского учёного Марка Кривошеева[3].
В сентябре 2003 года телекомпанией NHK была завершена разработка экспериментальной системы UHDTV[4].
31 декабря 2006 года NHK провела прямую трансляцию с показом на 450 дюймовом (11,4 м) экране в Осаке ежегодного музыкального шоу Kōhaku Uta Gassen из Токио по протоколу IP[5].
В 2007 году SMPTE утвердило «Стандарт 2036» для UHDTV[6] Было определено два уровня для UHDTV, которые называются UHDTV1 (3840×2160 или 4K UHDTV) и UHDTV2 (7680×4320 или 8K UHDTV)[6][7]. До 2011 года в UHDTV допускались кадровые частоты 24, 25, 50 и 60 кадров в секунду[8].
В сентябре 2011 года на международной выставке электроники IFA-2011 компания Toshiba анонсировала новый 3D-телевизор ZL2 с 55-дюймовым дисплеем и поддержкой разрешения 3840x2160 пикселей (Quad Full HD), способным отображать 3D-контент без использования очков.[13][14]
Во время летних Олимпийских игр 2012 в Великобритании стандарт был публично продемонстрирован крупнейшей телекомпанией мира BBC[15], которая установила 15-метровые экраны в Лондоне, Глазго и Брадфорде, чтобы позволить зрителям оценить уникальное зрелище игр в сверхвысокой чёткости[16][17][18].
в 2012 году проектор Sony VPL-VW1000ES стал первым 4K проектором для домашнего кинотеатра[19], корпорация LG Group анонсировала 84-дюймовый 3D телевизор с поддержкой системы 4K UHDTV[20][21], вслед за LG собственный 84-дюймовый телевизор формата 4K представила компания Sony.[22]
18 октября 2012 года Ассоциация производителей бытовой электроники (Consumer Electronics Association, CEA) объявила, что голосованием Совета лидеров отрасли CEA единогласно принят термин «Ultra High-Definition» или «Ultra HD», который будет использован для мониторов, проекторов и телевизоров с разрешением не менее 8 мегапикселей. Минимальные технические требования для получения логотипа «Ultra HD» включают: разрешение экрана не менее 3840 пикселей по горизонтали и не менее 2160 по вертикали, наличие хотя бы одного цифрового входа с поддержкой видеосигнала с разрешением 3840×2160 пикселей и соотношение сторон экрана 16:9[24][25][26][27].
27 июня 2013 года спутниковый оператор «Триколор ТВ» впервые в России осуществил публичную спутниковую телевизионную трансляцию в формате 4K UHDTV[30]. Для прямой спутниковой трансляции контента UHDTV использовался 34 транспондер спутника Eutelsat 36A. Данные в MPEG-4 были переданы со скоростью 40 Мбит/с, при частоте 25 кадров в секунду с разрешением изображения 3840×2160 пикселей, что в четыре раза выше, чем у кадра стандарта FullHD (1920×1080). Для публичной трансляции телеканалом Russian Travel Guide (RTG) был подготовлен специальный 19-минутный ролик об экстремальных видах спорта в России, снятый видеокамерой с разрешением 4К[31]. В качестве средства отображения использован телевизор соответствующего разрешения LG 84LM960V с диагональю 84 дюйма[30].
в 2013 году смартфон Acer Liquid S2 стал первым смартфоном с поддержкой записи 4K.[32]
7 февраля 2014 года телекомпания «НТВ-Плюс» осуществила тестовую UHD-трансляцию церемонии открытия Олимпийских игр в Сочи. С помощью энкодера компании «Elemental Live» и видеодекодера «Broadcom» была разработана технология формирования в реальном времени 4К HEVC-потока. В процессе реализации проекта были задействованы цифровые камеры «Sony PMW-F55 Cine Alta 4K», а демонстрация осуществлялась на 65-дюймовом 4К-телевизоре Panasonic[33].
2 июня 2014 года в Японии началось первое в мире постоянное телевизионное вещание сверхвысокой чёткости 4K.[34]
24 июня 2014 года CEA были расширены характеристики и утверждены маркетинговые термины «Ultra High-Definition», «Ultra HD», или «UHD», которые также могут сочетаться в различных модификациях, например «Ultra High-Definition TV 4K».[35]. Также для доставки видео сверхвысокой чёткости по сети Интернет определён видеокодекHEVC.
в 2017 году семейство процессоров Intel Graphics Technology получило новое название — Intel UHD Graphics.
в апреле 2018 года в продажу поступил первый серийный телевизор c разрешением экрана 8K UHD – Sharp's Aquos LC-70X500E.[36]
в 2018 году, по данным аналитического агентства IHS Markit, впервые поставки UHD-телевизоров превысили поставки телевизоров более низких разрешений.[37]
1 декабря 2018 года начал вещание японский спутниковый телеканал NHK BS8K, ставший первым в мире телевизионным каналом, вещающий в разрешении 8K UHD.[38]
В сентябре 2019 года американская Ассоциация потребительских технологий CTA утвердила новый стандарт и разработала логотип для устройств с поддержкой 8K Ultra HD.[39]
Европейский вещательный союз в 2014 году выпустил предписание для телевидения сверхвысокой чёткости, которое предназначено для стратегического планирования с целью усовершенствования технических параметров, в том числе повышение чёткости, увеличение частоты кадросмен, расширение динамического диапазона и цветового охвата изображения, совершенствование технологий передачи звука[41].
UHDTV предусматривает до 33 миллионов элементов изображения с максимальным разрешением до 7680×4320.
Для сравнения, кадр телевидения высокой чёткости в максимальном качестве FullHD (1080p) состоит из 2 миллионов пикселей (1920×1080), а классический телевизионный стандарт эквивалентен 400 тысячам пикселей (720×576).
Разрешающая способность телевидения сверхвысокой чёткости превышает в том числе разрешение существующих стандартов цифрового кинематографа: например, большинство цифровых кинопроекторов в кинотеатрах поддерживает разрешение 2К, составляющее 2048×1080 пикселей. Сопоставимым разрешением обладают сравнительно немногочисленные проекторы 4K, устанавливаемые в некоторых цифровых кинотеатрах IMAX[42].
UHDTV1 (3840×2160 пикселей) — формат изображения, заданный стандартом SMPTE ST 2036-1. Основан на рекомендации МСЭ-Р BT.2020 для описания цветовых параметров кодирования изображения. Иногда сокращается до «UHD-1».[43]
«4К» — маркетинговый термин, используемый для описания изображений с разрешением 4096×2160 пикселей. В 2014 году утверждён CEA применительно к стандарту UHDTV1 с разрешением 3840×2160 пикселей, с возможностью применения в различных модификациях: «4K Ultra High-Definition», «4K UHD», «Ultra High-Definition TV 4K», «4K Ultra HD»[35].
UHDTV2 (7680×4320 пикселей) — формат изображения, заданный стандартом SMPTE ST 2036-1. Основан на рекомендации МСЭ-Р BT.2020 для описания цветовых параметров кодирования изображения. Иногда сокращается до «UHD-2».[43] Разрешающая способность этого стандарта считается сопоставимой с киноплёнкой формата IMAX 15/70, и по информационной ёмкости примерно в 16 раз превосходит телевидение высокой чёткости HDTV[42].
«8K» — неформальный маркетинговый термин, используемый для описания изображений с разрешением 7680×4320 пикселей.
Интерфейсы
HDMI
HDMI 1.4
Интерфейс HDMI версии 1.4b был разработан и представлен в 2009 году для передачи стереоизображения 1080p с максимальной пропускной способностью 10,2 Гбит/с. При этом в спецификации указана поддержка разрешений 4K — то есть для вывода изображения с разрешением выше 1080p:
Для передачи сигналов разработан интерфейс HDMI 2.0 с пропускной способностью до 18 Гбит/с . Среди функциональных возможностей интерфейса для передачи видео и аудио имеются следующие характеристики[44]:
передача видео с разрешением 4К (2160p) и частотой кадров 50 или 60 кадров в секунду;
поддержка Рекомендации МСЭ-Р BT.2020 с глубиной цвета 10 или более бит;
видеоформаты, определённые в рекомендации BT.2020 и поддерживаемые в спецификации HDMI 2.0:
HDMI 2.0 не определяет новые кабели или новые разъёмы. Текущие высокоскоростные кабели (2-я категория кабеля) имеют достаточную пропускную способность.
Видеоформаты, поддерживаемые в спецификации HDMI 2.0
Порт DisplayPort версии 1.2a имеет пропускную способностью 21,6 Гбит/с, что позволяет подключать монитор с разрешением до 3840×2400 или 3D-монитор с кадровой частотой 120 Гц и разрешением 2560×1600 пикселей.
Стандарт DisplayPort версии 1.3 опубликован 15 сентября 2014 года[45]. Он поддерживает передачу данных с полосой пропускания до 32,4 Гбит/с, что позволяет передать:
изображение для мониторов в формате 5K (5120×2880 пикселей) в цветовом пространстве RGB;
видео 8K с разрешением 7680×4320 пикселей (16:9, 33,18 мегапикселей) или 8192×4096 пикселей (2:1, 35,39 мегапикселей) с цветовой субдискретизацией 4:2:0;
изображение для двух мониторов 4K (3840×2160 px) с кадровой частотой 60 Гц в цветовом пространстве RGB 24 бита;
4K для стереодисплеев (3D);
комбинацию 4K и высокоскоростного интерфейса USB 3.0.
Стандарт имеет режим совместимости с 2.0 HDMI с защитой контента HDCP 2.2[46].
MHL 3.0
20 августа 2013 года была представлена спецификация 3.0 интерфейса MHL для подключения мобильных устройств к дисплеям и передачи аудио и видео с высоким разрешением[47]. Особенности спецификации MHL 3.0:
4K (Ultra HD): Поддержка форматов 4К до 3840×2160 при кадровой частоте 30 Гц.;
Для профессионального применения используется интерфейс SDI, который будет расширен новыми стандартами SMPTE 2081 для передачи данных со скоростью 6 Гбит/с, 12 Гбит/с и 24 Гбит/с.[48] Для передачи могут использоваться коаксиальный кабели с одним, двумя или четырьмя физическими соединениями или волоконно-оптический кабель.
Super Hi-Vision
Камера NHK UHDTV
Компания NHK разработала формат вещания «Super Hi-Vision» с поддержкой разрешения 8K и многоканальным звуком стандарта 22.2[49]. Основные спецификации формата Super Hi-Vision:
При кадровой частоте 60 кадров в секунду час несжатого видео в формате UHDTV занимает около 25 ТБ, однако, используя алгоритмы сжатия, можно уменьшить размер до 300 ГБ. Предполагается, что UHDTV-изображение будет проецироваться на экран с диагональю до 11 м. Главными трудностями при разработке станут камера для записи и оборудование, способное передать несжатый поток данных на скорости 24 Гбит/с.
Основным разработчиком нового видеоформата является японская государственная телекомпания NHK. Определяющей целью работы над стандартом является достижение эффекта полного «погружения» в происходящее на экране. Технология UHDTV уже сегодня позволяет достичь угла обзора в 100° за счёт использования больших экранов, рассматриваемых с близкого расстояния.
Японское правительство намерено, совместно с частными компаниями, разработать стандарт видео сверхвысокой чёткости, передаёт AFP со ссылкой на местные СМИ. Власти планируют сделать стандарт международным и использовать его для вещания в 2015 году[50].
Не менее важным параметром нового UHDTV-стандарта является динамический диапазон изображения, то есть, контрастное соотношение. Человеческий глаз способен чувствовать контраст между самым ярким белым и самым тёмным цветами в отношении приблизительно 100 000:1. Кроме того, при разработке UHDTV учёные компании NHK сосредоточились и на достижении высокого качества звукового сопровождения. Новый стандарт звука получил обозначение 22.2. Десять динамиков должны находиться на уровне ушей, девять — уровнем выше и три — уровнем ниже. Два динамика отвечают за воспроизведение низкочастотных эффектов, и ещё один располагается на потолке[49]. Подобная звуковая система находится далеко за рамками современных систем многоканального звука 5.1 и 7.1.
Области применения UHDTV, по словам ученых NHK, различны: цифровой кинематограф, медицина, образование, искусство. Реальные тестовые показы возможностей UHDTV уже были проведены несколько раз. Самыми яркими стали показ UHDTV на выставке в Японии в 2005 году, когда технологию в действии увидели 1,5 млн посетителей, и представление демонстрационной UHDTV-системы на Международном конгрессе по вопросам телевещания (IBC) в Амстердаме (Голландия) в сентябре 2006 года.
Развитие в СНГ
Россия
Первая публичная трансляция UHDTV в России была проведена 27 июня 2013 года спутниковым оператором «Триколор ТВ» в партнерстве с LG Electronics, Eutelsat, Ericsson и телеканалом Russian Travel Guide (RTG), входящим в холдинг Bridge Media[30]. 28 июня 2013 года представитель Eutelsat Ольга Попова в интервью «Интерфаксу» предположила, что телеканалы сверхвысокой чёткости (UHDTV) могут появиться в России в течение нескольких лет. Эту точку зрения поддержал вице-президент холдинга Bridge Media Фёдор Стрижков, который заявил, что холдинг готов запустить в производство 3—4 UHD-канала[51].
28 ноября 2013 года председатель Оргкомитета «Сочи 2014» Дмитрий Чернышенко рассказал, что на зимних олимпийских играх в Сочи в 2014 году впервые в истории олимпийских телетрансляций съёмка будет осуществляться в формате Super Hi-Vision.[52]
В сентябре 2014 года в некоторых российских онлайн-кинотеатрах появилась трансляция фильмов в формате Ultra HD 4K.[53] О такой возможности заявили, в частности, представители «Аййо»[54] и Okko[55].
22 октября 2014 года «Триколор ТВ» запустил первый в России телеканал в формате Ultra HD 4K[56].
В 2017 году компания "НТВ-Плюс" начала вещание в стандарте Ultra HD в европейской части России, включив в базовый пакет каналы FASHION ONE (4К) и HOME 4К, став таким образом первым федеральным спутниковым UHD-оператором.[57]
С 14 июня по 15 июля 2018 года Первый канал во время Чемпионата мира по футболу демонстрировал цифровое эфирное вещание в формате Ultra HD со спутника, по кабелю, через интернет и в тестовом режиме с Останкинской башни, также демонстрировал и «Матч ТВ», запустив телеканал «Матч Ultra HD».
На 2022 год в России в категории платного контента формата 4K Ultra HD у операторов интернет-ТВ и видеосервисов Smart-TV было доступно 15 каналов в формате сверхвысокой чёткости, увеличившись с конца 2019 года на 50%.[58]
↑Даниил Сидоров, Андрей Федосеев."Аййо" обскакал конкурентов (неопр.). ComNews (24 сентября 2014). Дата обращения: 26 сентября 2014. Архивировано 26 сентября 2014 года.
