UHD 4К: будущее в эфире
В августе 2016 года РТРС начал тестовую эфирную трансляцию UHD 4К-контента с многоканальным звуком с Останкинской телебашни. О результатах и перспективах вещания в стандарте сверхвысокой четкости нам рассказал директор департамента стратегии развития и технической политики РТРС.
Опытная передача
16–18 ноября 2016 года на Международной выставке профессионального оборудования и технологий для теле-, радио-, интернет-вещания и кинопроизводства NATEXPO РТРС представил техническое решение эфирной трансляции в формате UHD 4К. Стенд РТРС пригласил к сотрудничеству потенциальных заказчиков. В их число, наряду с вещателями, входят кинокомпании, туристические и рекламные агентства, которым необходимо донести до аудитории аудиовизуальную информацию в высоком качестве.
РТРС провел публичную демонстрацию вещания UHD 4К одним из первых в России – еще в 2013 году, также на выставке NATEXPO. “Первый канал” предоставил для демонстрационной трансляции нарезку из своих передач за неделю, а ВГТРК – съемку военного парада на Красной площади 9 мая 2013 года. В отличие от европейских коллег РТРС сразу начал экспериментировать с эфирным UHD-вещанием с использованием формата компрессии H.265/HEVC (High Efficiency Video Codec). Этот кодек почти вдвое эффективнее, чем используемый при вещании в стандартном цифровом качестве MPEG4.
Три года назад трансляция велась в пределах выставочного павильона. Сейчас сигнал можно принимать в Москве и ближайшем Подмосковье: 1 августа этого года, в преддверии своего 15-летия, РТРС организовал тестовую трансляцию формата UHD 4K с Останкинской телебашни в стандарте DVB-T2.
В эфире демонстрируются видеоролики в формате UHD 3840х2160 HEVC Main@L5@Main со скоростью передачи данных 25 Мбит в секунду. Скорость кадров варьируется от 23,97 до 50 кадров в секунду в зависимости от программы. Совместно с компанией Dolby РТРС обеспечил в составе сигнала UHD многоканальное звуковое сопровождение в стандарте Dolby Digital Plus.
Для трансляции (или для “опытной передачи”, как сказали бы на заре телевидения) используется передатчик DVB-T 8000 серии с дополнительным возбудителем DVB-T2 производителя Rohde & Schwarz. Мощность передатчика – 300 Вт. Антенна размещена на высоте 415 метров. Сигнал UHD 4К доступен в радиусе до 30 км от Останкинской башни на 58 телевизионном канале (770 МГц). Для приема сигнала необходим телевизор с поддержкой UHD/DVB-T2/H.265.
Основной трудностью, которую необходимо было преодолеть при подготовке тестового вещания, был дефицит свободного контента UHD, который можно было бы транслировать без закрытия системой условного доступа. Сегодня в эфире представлена запись военного парада на Красной площади 9 мая 2015 года от “Первого канала”, трейлеры фильмов и съемки из разных стран от компании “Централ партнершип”, фирменные видеоролики компании Dolby, а также любительские съемки, в том числе и сотрудников РТРС. Конечно, это не весь имеющийся у предприятия видеоматериал в стандарте сверхвысокой четкости. Часть контента так и остается в лаборатории. Это связано не только с разным качеством роликов, но и с нюансами совместимости параметров компрессии с приемниками различных производителей – в связи с новизной стандарта кодирования производители телевизионных приемников продолжают поиски оптимальных настроек своих систем.
В настоящее время РТРС исследует оптимальные параметры компрессии сигнала сверхвысокой четкости. В дальнейшем предстоят эксперименты по совершенствованию параметров подготовленных к выпуску программ, включая число звуковых каналов, расширение цветового охвата и динамического диапазона (улучшение детализации в самых светлых и темных оттенках). Эта работа будет проводиться в тесном взаимодействии с вещателями и производителями приемного оборудования.
Весь цвет телевидения
Первая единая мировая рекомендация МСЭ-Р BT.1201 о системах передачи изображений сверхвысокой четкости разработана в 1994 году 11-й исследовательской комиссией МККР под председательством основателя современного телевидения, профессора Марка Кривошеева. В 2006 году телевидение формата UHD появилось в Японии, в 2008 – в Нидерландах, в 2012 – в Великобритании. В августе 2012 года Международный союз электросвязи официально утвердил UHD в качестве стандарта.
Сегодня на международном уровне, в том числе и в консорциуме DVB, готовятся предложения по улучшению телесистем сверхвысокой четкости. На повестке – внедрение расширенного динамического диапазона, повышение числа уровней квантования, использование прогресса в области компрессии и интерактивности, а также передача метаданных и многоэкранности.
В будущем UHD 4К будет транслироваться в соответствии со стандартом ITU-R Recommendation BT.2020, который приходит на смену рекомендации BT.709. Новый стандарт Rec. 2020 подразумевает улучшенные параметры детализации, яркости, контрастности, передачи цвета и звука:
- разрешение 3840х2160,
- 10/12-битная глубина цвета на каждый канал (1024 градации на каждый цвет),
- цветовая субдискретизация 4:2:0, 4:2:2 или 4:4:4,
- прогрессивная развертка 60–120 кадров в секунду,
- широкий цветовой охват Rec. 2020 (75,8% от пространства CIE 1931).
Таким образом, по сравнению с телевидением высокой четкости UHD 4К имеет:
- в четыре или более раз высокое разрешение,
- от четырех до 16 раз большую глубину цвета по каждому каналу,
- в два раза большую частоту,
- более чем двукратное увеличение охвата цветового спектра,
- в четыре раза больше каналов в многоканальном звуковом сопровождении.
Основные преимущества 4К – это реалистичность картинки, плавность отображения динамичных сцен, сочность цветов, объемный звук. Стандарт снижает нагрузку на зрение и обеспечивает новое восприятие аудиовизуальной информации, создавая эффект глубокого погружения в происходящее на экране. Качество 4К лучше всего подходит для комфортного просмотра видеоконтента. И если индивидуальный просмотр видео иногда удобней на планшетах и ноутбуках, то для просмотра кино, сериалов, спортивных соревнований в кругу семьи или друзей самым привлекательным решением будет именно телевизор 4К.
Следующая остановка – рынок
Рыночное развитие UHD сдерживается в первую очередь высокой стоимостью оборудования для формирования, распространения и приема сигнала. Тем не менее, есть позитивные тенденции: за последний год стоимость телевизоров UHD снизилась примерно на 35%. Цена приемников UHD 4К сегодня варьируется от 27 тысяч до 6,5 млн рублей. На российском рынке представлены уже около 380 моделей телевизоров с поддержкой 4K. По прогнозам аналитиков, к 2018 году база 4К-телевизоров в российских домохозяйствах составит несколько миллионов.
Файлы UHD 4K в несжатом виде требуют гигантского объема памяти. Поэтому при использовании кодека H.265 вместо аналогового сигнала “625 строк” на одном частотном канале можно разместить только один телеканал UHD 4К со скоростью 120 кадров, расширенным цветовым охватом и объемным многоканальным звуком. Вместе с тем, на той же частоте останется запас для передачи видео в формате HD на мобильные устройства.
Формирование рынка UHD 4К требует развития всех элементов телекоммуникационной экосистемы. Для внедрения UHD необходимы, с одной стороны, существенная модернизация системы производства контента и увеличение количества привлекательных для зрителя программ в формате UHD 4К, с другой стороны – снижение стоимости приемных устройств и полное обновление парка приемников. С учетом того, что в год в России продается семь–десять миллионов телевизоров, а общее число домохозяйств составляет около 54 млн, цикл полной замены парка пользовательских устройств оценивается в пять–семь лет. Также понадобится разработка и утверждение соответствующих российских стандартов на оборудование, включая бытовые приемники, и высвобождение частотного ресурса за счет сокращения аналогового телевещания.
Главное, что показал эксперимент РТРС: технически реализация вещания UHD 4К на эфирной платформе возможна. Тестовая трансляция с Останкинской телебашни продолжается.
