Enquanto 2015 assistiu ao lançamento do 4K Ultra HD TV no mainstream consumidor, as pessoas que criaram o conteúdo se concentraram mais no futuro lançamento do HDR ou 'alta faixa dinâmica'.

Então, o que queremos dizer com HDR? O bit DR, ou faixa dinâmica, de uma TV descreve a taxa de contraste que o dispositivo é capaz de exibir - quão brilhantes são os brancos e (também importante) como os negros são negros.

Se o HDR é bem feito, obtemos uma imagem drasticamente melhor do que a da TV de hoje - não apenas muito mais brilhante, mas também com detalhes muito mais claros..

Para os propósitos do negócio de TV, usamos uma média de TV diária para referência e chamamos esse SDR ou 'faixa dinâmica padrão'. Esta seria uma TV que pode exibir algo na região de cerca de 200-300 nits.

'Nits' é uma abreviatura de brilho medido em 'candelas por metro quadrado' e também digitaliza melhor que 'cd / m2'.

Essa tela de referência terá uma relação de contraste de ... bem, que depende também de quem você pergunta e como eles mediram isso ... mas uma boa estimativa seria algo como 1.000: 1.

Os futuros serviços de HDR proporcionarão uma tela muito mais brilhante e uma taxa de contraste muito mais ampla. Exatamente o que esses números serão ainda é um tema quente, mas os primeiros testes do consumidor sugerem que - tudo está indo bem - o público em geral está em um tratamento. Estamos procurando um aumento na qualidade de imagem que é muito mais impressionante do que a mudança da definição padrão para alta definição ou alta definição para 4K…

Olhos de quem vê

O sistema visual humano (HVS) em si é muito complexo e ainda não totalmente compreendido, mas a evolução levou o HVS a obter muitas dicas visuais importantes do contraste. Alimente o HVS com uma melhor taxa de contraste e aumente significativamente a sensação de 'estar lá'.

Agora, é provável que o HDR chegue ao mesmo tempo que uma gama de cores muito mais ampla (WCG) e uma mudança para 10 bits (1.024 em vez dos 256 passos atuais de amostragem) para a casa. Esses três aprimoramentos (HDR, WCG e 10 bits) são conhecidos coletivamente como 'HDR +'.

Tomando esses três novos fatores juntos, temos um nível totalmente novo de qualidade de TV.

Os fabricantes farão as reclamações mais incríveis quando se trata de suas capacidades de HDR. Como sempre, avalie o emptor. No entanto, para dar uma ideia do que nós, as pessoas por trás do conteúdo, achamos que o HDR deveria ser, vamos dar uma das muitas ideias concorrentes para a TV HDR - Dolby Vision. É um esquema proprietário que a Dolby está atualmente fazendo. Na verdade, o novo filme de Star Wars, The Force Awakens, acaba de ser anunciado como o mais recente filme compatível com Dolby Vision.

O laboratório da Dolby fez um display super-refrigerado que era capaz de exibir dezenas de milhares de lêndeas. No teste, suas pesquisas afirmam que os telespectadores estão mais satisfeitos com uma tela capaz de algo como 20.000 nits.

Para referência, uma lâmpada incandescente de 100 watts bombeia cerca de 18.000 nits. Claramente, uma imagem completa com tal brilho seria seriamente desconfortável, mas talvez um reflexo pontual das curvas de um Aston Martin novo e à prova de bala, por exemplo, seja algo para se contemplar..

Muito poder

Esses tipos de níveis de brilho não são práticos, no entanto; a eco-polícia da UE, por exemplo, não ficaria muito feliz com os requisitos de energia de tais dispositivos. Então vamos sair do laboratório e voltar para a vida cotidiana.

Baseado em uma combinação de minha própria experiência, a de meus conhecidos dentro da indústria, e construindo a equação consumo de energia e potencial de fabricação realista, uma estimativa não científica conclui que para se chamar brilhante o suficiente para HDR, uma tela precisa estar por perto 1.500-2.500 nits.

Essa tela ficará ótima e não causará interrupções na estação de energia toda vez que um evento ao vivo popular estiver prestes a começar. Isso também parece uma boa variedade de números para combinar com uma gama de cores mais ampla.

Alguns fabricantes estão citando cerca de 1.000 nits no topo até o momento. Então, ainda um trabalho em andamento.

Vistas contrastantes

Então devemos pensar sobre a relação de contraste. É muito bom ter muitas lêndeas, mas apenas tornar uma imagem mais brilhante não é bom o suficiente, também precisamos de negros 'pretos' profundos e escuros. Se você apenas tornar a imagem mais brilhante, você explodirá muito dos detalhes, perdendo assim a nitidez extra que a HDR pode oferecer.

Existem alguns fabricantes, embora afirmando uma figura incrível de uma relação de contraste de 1.000.000: 1. É difícil definir exatamente quais técnicas de medição foram usadas para chegar a essa figura, então, em vez de tentar aprofundá-las uma a uma, talvez seja melhor entender por que 1.000.000: 1 é um número tão mágico..

Mantendo os números gerais, 10.000: 1 está em torno da quantidade de contraste que pode ser percebida confortavelmente a qualquer momento pelo sistema visual humano..

Em termos cinematográficos, isso equivale a 13,3 f-stops. Capturas de filme negativo colorido em torno de 14 f-stops e impressões de filme são projetadas em uma taxa de contraste de cerca de 6,5 f-stops ou 1.000: 1. A latitude extra no negativo, portanto, permite mais detalhes de contraste para os criativos trabalharem antes de exibir impressões.

Enquanto isso, longe das telas e no dia a dia, o olho se ajusta constantemente a diferentes condições de iluminação e é realmente capaz de uma taxa de contraste total de cerca de 1.000.000: 1 (20 f-stops).

É por isso que 1.000.000: 1 é o número mágico e a indústria cinematográfica conhece essas coisas há décadas.

Por que estou me referindo a f-stops e filmar o tempo todo? O setor de TV ainda está jogando com filme quando se trata de HDR. Ainda não tendo decidido sobre um conjunto de padrões, a única e melhor referência que eu posso escolher são as décadas de trabalho feito na indústria cinematográfica para decidir o que significa HDR..

Também usando f-stops como referência Pode ser visto que os números de relação de contraste são baseados em uma escala logarítmica que é da mesma maneira que tanto o filme quanto a nossa visão respondem à luz.

Também deve ser notado que as alegações dos fabricantes de proporções de contraste de 1.000.000: 1 podem ser baseadas em algum tipo de escala arbitrária ou mesmo linear. Até que eles nos limpem e nos digam seus métodos de medição, devemos permanecer céticos.

A menos que, por algum milagre da engenharia, tenha desenvolvido uma mudança de paradigma na tecnologia e ninguém mais na empresa saiba disso…

Na realidade, o olho é feliz com cerca de 10.000: 1, uma vez ajustado para uma dada situação de iluminação. Para simular a maneira como o olho se ajusta na vida real, precisamos de contraste dinâmico suficiente em nossa tela de TV para poder lidar com a luz fraca noturna e as fotos brilhantes à luz do dia sem ajustar o conjunto.

Também queremos uma TV que possa oferecer mais contraste do que o filme negativo colorido. Outra estimativa de pesquisa sugere que uma proporção próxima a 100.000: 1 (16,6 f-stops) daria latitude suficiente para fazê-lo..

Então, em suma, digamos que uma boa TV HDR teria uma gama de cores mais ampla do que hoje e seria capaz de fornecer entre 1.500 e 2.500 nits com uma taxa de contraste (independentemente medida) de algo próximo a 100.000: 1.

Agora, nossas TVs favoritas não são capazes de tais níveis de brilho. O SUHD JS9500 da Samsung pode atingir a luminosidade de pico de cerca de 1.000 nits, enquanto os dois principais OLEDs, da LG e da Panasonic, respectivamente, estão batendo em torno de 450 nits.

HDR é o que queremos, não 4K

O número de pixels de 4K Ultra HD em um ambiente de visualização normal não é necessário (como já falei antes). É a qualidade do pixel, não a quantidade deles que é o que importa.

Há anos encontramos nosso melhor conteúdo em filme. A razão para isso é a capacidade do filme de coletar tanta cor e contraste quanto necessário para produzir imagens seriamente belas. Sensores digitais do passado simplesmente não conseguiam igualar.

Os tempos mudaram e os nossos métodos para exibir o conteúdo também. No entanto, o mesmo desejo se aplica: queremos imagens de qualidade e, portanto, pixels de qualidade.

Para conseguir isso, precisamos visar a imitar as capacidades de cor e contraste do sistema visual humano. Melhores pixels nos proporcionam imagens mais profundas e naturais. Mais contraste nos dá grande percepção de nitidez e resolução e é mais atenção agarrando quando usado criativamente.

E as vantagens da cor mais natural não precisam de explicação.

No momento, mantendo o HDR sozinho, é aceito principalmente entre as opiniões profissionais que o HDR é uma tecnologia muito mais empolgante do que o aumento numérico de 4K da quantidade de pixels.

Em testes com consumidores, a maioria das pessoas prefere imagens HD HDR em vez de 4K SDR. É apenas mais visualmente agradável aos olhos. Agora, é claro, você pode combinar HDR e 4K - no entanto, ainda é a parte HDR que parece ser o aprimoramento mais interessante.

HDR também é melhor para a realidade da entrega.

Embora alguns afirmem que 4K pode ser entregue por volta de 15Mbps em toda a rede, a maioria das pessoas que se preocupam com imagens de qualidade sugere requisitos de largura de banda muito maiores. Talvez 25Mbps + sejam necessários para 4K, especialmente para conteúdo como esportes.

Ai.

Isso vai ser caro e (para alguns provedores de serviços) extremamente difícil de implementar.

Mais lêndeas precisa de mais bits

Em seguida, vem a oportunidade que abordamos anteriormente, algo que os caras do streaming realmente adoram - a mudança para 10 bits.

Embora nosso conteúdo atual de TV também se beneficie de pixels mais claros e profundos, a taxa de contraste extra destacará o fato de que o conteúdo é transmitido atualmente em 8 bits. Tendo apenas 256 amostras de luminância por pixel para trabalhar com os artefatos de faixas e, portanto, movendo-se para 10 bits (1.024 amostras por pixel), eliminamos os artefatos de faixas tanto quanto possível..

Mais uma vez, a indústria cinematográfica digital trabalhou isso há cerca de 25 anos.

Ilustração de 'bandas' em gradientes suaves ao usar muito poucas etapas de amostragem.

O problema é que a indústria de broadcast ainda não está pronta para entregar 10 bits. A indústria como um todo está em grande parte em conformidade com um conjunto de normas implementadas pelo Comitê de Padrões de Televisão Avançada (ATSC). O órgão está reunido este mês para falar sobre como fornecer o ATSC 3.0, que é necessário para transmissão de 10 bits..

Isto sugere, portanto, que há algum trabalho a ser feito, infra-estrutura a ser desenvolvida e assim por diante. Um processo demorado.

Ele não impede que as transmissões de conteúdo atual sejam desfrutadas por pessoas com telas HDR, mas não está aproveitando ao máximo a oportunidade que a HDR apresenta.

Maneira de ir OTT

Os caras de streaming ('over the top' ou OTT), como Netflix e Amazon, não têm esse problema. Eles podem entregar o que quiserem, desde que caibam nos canos.

A disponibilização de um fluxo HD de HD de 10 bits sobre IP requer, sem dúvida, muito pouca largura de banda extra, se comparada a HD SDR de 8 bits.

Isso ocorre porque 8 bits é realmente muito difícil de codificar e contém muitos erros, enquanto 10 bits tem menos artefatos para o codificador lidar. Então, no final, 8 bits e 10 bits são aproximadamente a mesma carga útil.

Isso é muito mais prático do que tentar espremer o 4K Ultra HD SDR no mesmo tubo.

A Amazon já está transmitindo alguns programas em HDR

Acrescente a isso o fato de que a maior parte do conteúdo já é feito em 10 bits (e tem sido por algum tempo), então os streamers também podem começar a reivindicar a alta qualidade quando se trata de entrega de quase todo o conteúdo, incluindo filmes remasterizados. Eles podem até transmitir conteúdo ao vivo sem muito esforço extra.

Não há necessidade de UHD

Em conclusão, eu acredito que nós realmente não podemos precisar de muito 4K para ser enviado para a TV 4K em casa.

Podemos capturar o conteúdo com uma câmera de alta resolução o mais possível, permitindo a criação de imagens subamostradas de melhor qualidade, mas para a condição de visualização normal, a resolução Ultra HD não é necessária.

No entanto, detalhes de contraste nítidos e nítidos na forma de HDR devem nos dar uma razão real para comprar um novo aparelho de TV. Então, olhando para frente, adicionando WCG e 10 bits, criando HDR +, temos um futuro muito colorido, nítido e brilhante à nossa frente..

Espero que os streamers de conteúdo começarão a se movimentar mais rapidamente e acordar os fabricantes de TV até a oportunidade também.

Leitura adicional: White paper da Ericsson - Entendendo a Televisão de Ultra Alta Definição

Bill Scanlon é um experiente profissional de cinema e transmissão com um histórico de mais de 25 anos na indústria. Ele é forte defensor de 'Quality Pixels' durante todo o filme e transmissão. Um consultor do setor e um painelista regular discutindo sua formação em 3D, CGI / Efeitos Visuais e, mais importante agora, novas tecnologias como Ultra HD e como isso está permitindo a fusão das disciplinas de cinema e transmissão.

Ele também foi o produtor executivo na primeira transmissão internacional Ultra HD ao vivo de um grande evento esportivo.