Uhd 30 кадров в секунду что это
Что такое «частота кадров в секунду»? 24, 30 и 60 FPS
Разбираемся, от чего зависит и на что влияет кадровая частота в играх, кино и мультипликации.
Кадровая частота (англ. frame rate) — это количество кадров, сменяющих друг друга за секунду. В кино, анимации или видеоиграх термин зачастую используют, чтобы пояснить, насколько изображение получилось «плавным». Единица измерения такой частоты тоже есть — это буквально кадры в секунду (англ. frame per second, или FPS). Чем их больше, тем «плавнее» изображение: если для фильмов норма — 24 кадра в секунду, то в разговорах про игры обычно упоминают цифры от 30 до 60.
Это, впрочем, не предельные значения. Так, в классических мультфильмах Уолта Диснея кадровая частота — 12 FPS, но картинка всё равно достаточно «плавная», чтобы не раздражать зрителей, — всё благодаря приёмам аниматоров. А вот профессиональный киберспортсмен, играя на самом современном компьютере, вполне может увидеть до 300 кадров в секунду. Рассказываем, откуда такой разброс и что в этом «фреймрейте» важного.
Сценарист и копирайтер. Утверждает, что видел все фильмы и прошёл все игры, но редакция отказывается ему верить.
24 кадра в секунду
24 FPS — стандарт в кинематографе. Показатель, наиболее комфортный для зрителя.
Впервые частоту киносъёмки осознанно выбрали пионеры кинематографа — братья Люмьер. Она тогда составляла 16 кадров в секунду. Это был строгий расчёт — расход 35-миллиметровой киноплёнки составлял ровно один фут (0,3048 метра) в секунду.
Во времена немого кинематографа скорость показа фильма нередко превышала частоту съёмки. Киномеханик, который вращал ручку проектора, подбирал темп в зависимости от настроения фильма и «темперамента» публики — от 18 до 30 кадров в секунду.
Ситуация изменилась с появлением звукового кино. Поскольку разная скорость воспроизведения меняла частоту звука и голоса становились выше, американские кинокомпании задумались о стандарте фреймрейта. В 1926 году таким стандартом стал показатель в 24 FPS — создатели кино выбрали его как компромисс между «плавностью» картинки, расходом плёнки и возможностями техники. Как раз с этой частотой мы смотрим фильмы по сей день. Хотя исключения тоже бывают.
Кто-то снимает быстрее?
Современные режиссёры иногда проводят эксперименты с увеличением кадровой частоты, чтобы сделать изображение «плавнее» и тем самым усилить погружение. Один из самых известных примеров — «Хоббит» Питера Джексона, снятый с частотой 48 FPS.
Другой пример — фильм «Гемини» Энга Ли, снятый с частотой и вовсе 120 кадров в секунду.
Правда, чтобы увеличить в фильме кадровую частоту, вовсе не обязательно снимать его с высоким фреймрейтом — порой достаточно и современного телевизора с функцией «сглаживания движения» (англ. motion smoothing).
Дело в том, что частота обновления экрана у нынешних ТВ превышает общепринятую кадровую частоту кино — это может быть и 50 Гц против 24 FPS, и даже 120 Гц против тех же 24 кадров. Иногда это приводит к тому, что изображение начинает дёргаться и дрожать. Чтобы решить проблему, изобрели «сглаживание движения» — эта технология анализирует движение объектов и создаёт дополнительные кадры, будто бы заполняя ими «пустые» места.
Звучит здорово, однако на деле motion smoothing только портит изображение. Резкость картинки заметно увеличивается, порой возникают артефакты изображения, а естественная «смазанность» сцены, специально созданная режиссёром, становится едва заметной, сбивая фокус. И в результате возникает «эффект мыльной оперы».
По этой причине режиссёры и актёры выступают против технологии, называя её проклятием кинематографа. Хорошо, что пока это лишь опция, которую при желании можно просто отключить.
А что с кадрами в мультфильмах?
Сегодня во время съёмок кино оператор выставляет на камере нужную частоту. Всё сложнее, если речь идёт о мультипликации, ведь каждый кадр необходимо нарисовать вручную. По кадровой частоте анимация делится на несколько видов:
Чтобы снять 20 минут мультфильма в анимации вида 1s, необходимо нарисовать порядка 28 000 уникальных рисунков. Это весьма непростая задача, и потому мультипликаторы идут на всевозможные уловки, чтобы зритель не заметил недостающих кадров. Так, анимацию 1s чаще всего применяют только в активных сценах — например, если персонаж бежит.
Постепенно в создании анимации появились новые секреты. Первым работу мультипликаторов оптимизировал Уолт Дисней: ведущие художники сперва рисовали основные кадры (англ. keyframes), а после этого в дело вступали художники-фазовщики — они рисовали «промежуточные фазы движения»
(англ. in-between) и доводили анимацию до финального вида. Эти термины остаются актуальными для аниматоров и сегодня.
Для экономии кадров художники идут и на другие хитрости. Скажем, рисуют фон и на статичный рисунок накладывают прозрачные целлулоидные плёнки с подвижными элементами. А ещё аниматоры зацикливают кадры или же «раскладывают» персонажей и объекты в несколько слоёв — например, анимируют только губы на неподвижном лице.
В японской анимации — аниме — художники для упрощения своих задач зачастую пропускают промежуточные рисунки — фазовки. Из-за этого эмоции на лице персонажа меняются моментально.
В аниме также существует термин sakuga — это моменты, когда качество картинки возрастает и доходит до стандарта 1s. Приём используют для заставок, сюжетных поворотов или экшн-сцен.
Сколько кадров в видеоиграх?
Оптимальный фреймрейт в играх выше, чем в кино, — он начинается с 30 кадров в секунду. С точки зрения технологий кадровая частота в игровой индустрии работает иначе, нежели в кино, однако суть та же — чем больше FPS, тем лучше. Кроме того, именно счётчик FPS — главный показатель производительности той или иной игры.
Частота в 60 FPS обеспечивает куда более «плавное» изображение. Впрочем, важнее стабильная производительность. Высокий фреймрейт, который время от времени неожиданно «падает» до 35–45 кадров, игрок воспринимает хуже, чем стабильные 30 FPS. Любой такой сбой воспринимается как лаг, ведь мозг игрока «настраивается» на определённую кадровую частоту.
Кадровая частота игры во многом зависит от того, на какой платформе она запущена. Так, на ПК единственное ограничение в большинстве случаев — мощность «железа», которое может быть очень разным. Зачастую это вызывает дополнительные проблемы при оптимизации игры: сделать так, чтобы она работала одинаково на всех компьютерах, попросту невозможно — комбинаций «железа» слишком много.
При создании версий для игровых приставок, где установлены фиксированные комплектующие, ситуация немного проще — оптимизировать игру приходится под тот или иной «стандарт» (в зависимости от конкретной приставки). В этом случае, правда, возникает другая проблема: нередко мощности устройства не хватает для частоты в 60 кадров, и тогда разработчики искусственно ограничивают фреймрейт на отметке в 30 FPS. Это компромисс — низко, зато стабильно.
Правда, с появлением консолей нового поколения — Xbox Series X и PlayStation 5 — многие компании и студии при разработке стали целиться именно в 60 FPS, поскольку «железо» позволяет. По крайней мере, пока. Если верить рекламе, новые консоли способны выдавать и 120 FPS, но это, конечно, касается относительно «лёгких» с точки зрения графики игр.
«Мы никогда не пытались ограничить разработчиков в том, чего они пытаются добиться на нашей платформе, будь то 60 FPS на Xbox 360 или 4K и 60 FPS на Xbox One X. Мы хотим дать им инструменты для того, чтобы они создавали свои игры на любой из наших платформ. В поколении Xbox One X мы уже достигли момента, когда игры выглядят потрясающе, но у нас есть простор для того, чтобы сделать их ещё лучше. Я хочу, чтобы игры ощущались столь же здорово, как и выглядят. Думая о будущем, мы хотели сосредоточиться не только на количестве пикселей, но и на ощущениях от игр, которые обеспечивает высокий фреймрейт».
Фил Спенсер, глава Xbox.
Интервью, 2020 год
Похожего мнения придерживаются и разработчики, которые сотрудничают с Sony.
«Разрешения 4K достаточнo, его хватит надолгo. Но мне хочется вместо того, чтобы оставаться на уровне 60 кадров в секунду, поднять частоту до 120 или даже 240 кадров в секунду. Я думаю, это то, что изменит игры».
Кадзунори Ямаути, руководитель разработки серии Gran Turismo.
Интервью, 2020 год
И если в одиночных играх кадровая частота играет роль важную, но всё-таки не принципиальную, то в киберспорте высокий показатель FPS — залог успеха.
И не только он: ещё при подборе техники для соревнований профессиональные игроки учитывают частоту обновления экрана монитора. От неё зависит, как часто и быстро обновляется изображение на дисплее каждую секунду. Так, при частоте 60 Гц кадр меняется каждые 16 миллисекунд, при 144 Гц — каждые 6 миллисекунд.
Когда монитор обновляется с такой скоростью, разница не видна глазу, всё дело в мелкой моторике. После нескольких лет тренировок киберспортсмен в той же Counter-Strike: Global Offensive использует лишние 10 миллисекунд для более точного наведения прицела. Для реализации своего потенциала профессиональным игрокам необходима техника с максимальными характеристиками, даже несмотря на то, что упомянутая Counter-Strike — не слишком требовательная к «железу» игра.
Ещё один пример — Call of Duty: Black Ops — Cold War. Компания NVIDIA, которая выпускает видеокарты, в 2019 году провела исследование «фликшотов» — этим термином обозначают ситуации, когда игрок в шутере очень резко целится во врага и метко стреляет. В случае с Black Ops частота обновления 360 Гц улучшает качество стрельбы на 4% — по сравнению с монитором на 240 Гц. И этот небольшой перевес может оказаться решающим во время соревнования.
С каким разрешением лучше снимать видео и важна ли частота кадров
Многие покупатели при выборе смартфона обращают внимание на разрешение камеры. В каждой статье, касающейся камер, я говорю, что это не главное, и в этот раз совсем не хочется снова на этом подробно останавливаться. Поэтому мы лучше поговорим о другом. А именно о том, в каком разрешении и с какой частотой кадров стоит снимать видео на ваш Android смартфон. Важно ли это хоть с какой-то точки зрения или все это больше маркетинг, чем практическая необходимость. Заодно обсудим, стоит ли пользоваться сторонними приложениями для съемки видео или лучше довериться проверенным инструментам. Не все об этом задумываются, но вопросы типа ”30 fps или 60 fps?” я слышу регулярно. Вот и давайте ответим на них раз и навсегда.
Снимать видео на смартфон не сложно. Главное, держать его горизонтально и внести правильные настройки.
Что такое частота кадров
Я уже давно заметил, что самое большое влияние на качество видео и его восприятие, при прочих равных, оказывает именно частота кадров. Видео остается таким же, но кажется, что как будто идет быстрее, а картинка становится какой-то очень шустрой. Выглядит это, как попользоваться тормозным смартфоном, а потом взять новый флагман. Скажу даже больше, с тех пор, как я стал пользоваться высокой частотой кадров при съемке, я просто не могу смотреть видео с меньшей частотой. Исключения составляет пожалуй только киношные 24 кадра в секунду — там какой-то особенный шарм.
Xiaomi рассказала, как работает ее камера под экраном смартфона. Когда ждать?
Так что такое частота кадров? Все просто — это то, сколько картинок камера делает за одну секунду и объединяет их в видео. Сейчас для смартфонов основными типами являются 30 fps (frame per second — кадры в секунду) и 60 fps. Как я уже сказал, при более высоком значении картинка становится более качественной, четкой и детализированной. Конечно, это относится только к хорошим камерам, так как некоторые дешевые могут ”дорисовывать кадр”, искусственно увеличивая их количество в два раза.
В принципе, с частотой кадров все понятно.
Так же надо помнить, что частота кадров увеличивает объем видео и делает его более требовательным к ресурсам. Если вы загрузите его на YouTube, для просмотра надо будет иметь более высокую скорость соединения. Если будете смотреть на компьютере или телефоне, оно будет больше нагружать систему. Если вы его кому-то передадите на совсем бюджетное устройство, оно может очень сильно тормозить.
Есть еще варианты большей частоты кадров, вроде 120 fps, 240 fps и даже больше, и тут мы уже говорим о замедленном видео. Воспроизводиться оно будет с частотой 30 кадров в секунду, значит, соответсвенно вы получите 4-кратное и 8-кратное замедление. Просто делим цифру на 30 и получаем кратность.
Почему Google Pixel со старой камерой снимает лучше новых флагманов
Как я уже сказал, для себя я выбрал 60 кадров в секунду. Если место на вашем смартфоне позволяет или вы не часто снимаете, при этом у вас хороший смартфон, выбирайте такой вариант — не прогадаете.
В каком разрешении снимать видео
Я для съемки видео почти всегда использую разрешение FullHD — 1920 на 1080 точек. Не вижу смысла снимать что-то ”ежедневное” в 4K и больше. Места такое видео будет занимать примерно в 4 раза больше, а толку в этом нет. Если вы будете просматривать материал на смартфоне, то разница не будет окупать потраченный объем памяти.
Съемка в 4K хороша для последующего монтажа и то, если у вас хорошая камера. Дешевые смартфоны часто козыряют таким разрешением, но на деле картинка получается хуже, чем при съемке в FullHD.
Меньшее разрешение имеет смысл только, если у вас устройство с HD экраном (720 на 1280 точек) и вы не планируете никуда и никогда переносить это видео. Если будете смотреть его только на экране смартфона, то такой вариант может быть очень кстати. Заодно и место сэкономите, и ресурсы системы.
Наглядное сравнение разрешений, но рекламное. Вы все равно увидите все, просто картинка будет больше растянута.
Некоторые современные смартфоны, вроде новых поколений Samsung Galaxy, позволяют снимать видео с разрешением 8K. Не ведитесь на этот маркетинг! Я сравнивал картинку с 4K. Она получается чуть более детализированная, но качество ее все равно страдает. Тем более, что картинка строится не на реальных данных с сенсора, а на расчетных.
А еще такое видео занимает больше места, чем 4K, и тем более FullHD. Правда, если следовать логике, то увеличение разрешения с 4K до 8К должно увеличить размер файла примерно в четыре раза, так как примерно настолько становится больше площадь картинки при том же размере каждой точки. Вот только на практике этого не получается. Минута видео в 8K действительно занимает намного больше места, чем минута видео в 4K, но не в четыре раза. Все из-за битрейта.
Что такое битрейт видео
Если не усложнять и не переводить одни величины в другие, то можно просто сказать, что битрейт — это то, сколько ”весит” секунда потока видео. Чем он больше, тем лучше, и топовые камеры снимают с таким битрейтом, что картинка содержит в себе столько информации, сколько и хороший RAW-снимок. А это уже означает, что его очень легко монтировать и делать цветокоррекцию.
Также при высоком битрейте качество картинки само по себе будет выше. На ней будет меньше шумов, она будет более яркая и в целом будет смотреться нмного лучше. Вот только и места такое видео будет занимать больше.
С таким битрейтом, как в Голивуде, вы все равно снимать не будете, но чем он больше, тем лучше.
Сколько занимает одна минута видео в FullHD или 4K
Такой вопрос изначально некорректен. Все дело именно в битрейте. Сделать большое количество точек не так сложно, главное, чтобы при этом не проседал битрейт, иначе поток видео не будет нести в себе столько информации и качество предсказуемо будет ниже. Так видео в 4K может занимать столько же места, сколько и FullHD, но его качество будет намного ниже. Такое часто бывает в недорогих телефонах. Для высокого битрейта нужна скоростная память и вычислительная мощность, которой у бюджетников нет.
Именно поэтому минута видео в 8К не занимает в 4 раза больше места, чем минута видео в 4K. Просто 4К в нормальных телефонах уже близок в критическим значениям скорости встроенной памяти, а на 8К приходится экономить. В итоге, улучшение качества как бы есть, но как бы его и нет. С этим разобрались и закрыли, но что там с приложениями.
Почему камера Redmi Note 9 плохо снимает и что делать
Стоит ли пользоваться приложениями для съемки видео
Опять же, все зависит от смартфона. Если у вас топовый флагман от Samsung, Huawei, Xiaomi, Apple или других брендов, то я бы не стал заморачиваться. Если вы пользуетесь чем-то более простым, то можно попробовать некоторые варианты. Единого совета нет, так как некоторые приложения отлично работают на одном смартфоне и плохо на другом. В итоге, надо пробовать.
Хорошая камера — залог успеха съемки. Вот только ПО тоже должно ей соответствовать.
Свет проходит через оптику камеры и она должна быть хорошей. Дальше он попадает на матрицу и она должна его хорошо зафиксировать. Но это только половина дела. Куда важнее правильно обработать сигнал. Хорошие производители не экономят на ПО камеры и у них получается отличная картинка. Производители, которые себя не уважают, экономят на этом, и в их случае лучше пользовать сторонними, может быть даже платными, вариантами.
В любом случае, главное понимать, для чего вы снимаете, и на основании приведенных советов выбрать для себя правильный вариант. Если вам есть, чем поделиться, оставляйте свои комментарии ниже или в нашем Telegram-чате.
UltraHD в вопросах и ответах
Зачем был разработан стандарт и какую выгоду он дает
UltraHD в вопросах и ответах. Зачем был разработан стандарт и какую выгоду он дает
Вопросы и ответы – всё, что вы хотели спросить про видео UHD
Стандарту видео Ultra HD в следующем году исполнится десять лет. За этот немалый срок он стал фактически стандартом де-факто у производителей видеотехники и активно внедряется у распространителей контента – на телестудиях, в стриминговых сервисах и у производителей дисков Blu-ray. Тем не менее, вопросы о нюансах Ultra HD постоянно возникают. Попробуем ответить на некоторые из них.
1. Что такое Ultra HD?
Ultra HD или UHD – это новый стандарт видео высокого разрешения, пришедший на смену формату Full HD. При привычном для современного телевизора соотношении сторон 16:9 разрешение картинки UltraHD составляет 3 840 х 2 160 пикселей, что вчетверо превышает разрешение Full HD. Но разрешающей способностью особенности формата не ограничиваются. Стандарт Ultra HD включает в себя несколько расширений, среди которых увеличенный динамический диапазон HDR с его вариациями HDR10 и Dolby Vision, широкий цветовой охват и повышенная кадровая частота. Кроме того, новейший формат видео 8K, о котором мы подробно рассказывали совсем недавно, тоже часто относят к стандарту Ultra HD, так как, кроме ещё большего разрешения изображения, остальные особенности у них общие.
2. Чем отличаются Ultra HD и 4K?
Сейчас эти термины стали синонимами. Но, строго говоря, 4K – это профессиональный стандарт телевещания и цифровых кинотеатров. Для дистрибуции фильмов важно иметь гарантии совместимости, чтобы фильм, снятый любой студией, мог быть показан в любом кинотеатре. В случае цифровой дистрибуции для киностудий также важны вопросы защиты от несанкционированного копирования. Для выработки единого стандарта в свое время был создан комитет Digital Cinema Initiatives, который разработал спецификацию DCI. Этот документ определяет подробные требования к шифрованию контента, алгоритмам сжатия видео и звука, а также техническим параметрам изображения и саундтрека. Цифровое разрешение в кино принято выражать в единице K равной 1024 пикселя горизонтального разрешения картинки. В момент своего утверждения спецификация DCI определяла два варианта разрешения изображения – 2K (2 048 x 1 080), близкое к бытовому Full HD (1 920 x 1 080), и 4K (4 096 x 2 160), которое не сильно, но отличается от UltraHD (3 840 х 2 160).
3. Что такое разрешение картинки?
Видео по сути представляет собой последовательность меняющихся с определенной скоростью статичных изображений (кадров). Каждый кадр – это набор множества точек (пикселей), с определенным цветом и яркостью. Чем больше для кадра задействовано точек, тем картинка получается более слитная и детальная. Именно количество таких точек, составляющих каждый кадр видео, и определяет разрешение изображения. Телевещание началось со стандартного разрешения (SD), составляющее 720 x 576 пикселей для телевизионного стандарта PAL и 720 x 480 – для NTSC. Это же разрешение использовали при разработке стандарта оптических видеодисков DVD.
Через некоторое время появился стандарт HD (HD Ready) с разрешением 1 280 x 720 пикселей, а позже и Full HD с параметрами 1 920 x 1 080, который получил широкое распространение в телевизионном вещании и стал основой видеодисков Blu-ray. Кроме того, он был выбран как базовый стандарт трансляции контента сетевыми стриминговыми платформами. Стандарт Ultra HD предложил уже разрешение кадра 3 840 × 2 160 точек. Именно этот формат сегодня стал базовым для производителей телевизоров и различных источников видео. Постепенно на Ultra HD переходят производители контента и вещатели.
А прогресс уже двинулся дальше, предложив стандарт 8K с разрешением видео 7 680 × 4 320 пикселей. Сегодня основные игроки на рынке телевизоров уже представили модели с таким разрешением, есть подобные варианты и среди проекторов для домашнего кинотеатра. Традиционно внедрение новых стандартов видео начинается именно с устройств отображения, которые выступают в авангарде, предлагая лучшее качество картинки даже при воспроизведении материала меньшего разрешения.
4. Что такое HDR?
Входящий в Ultra HD как составная часть формат HDR (High Dynamic Range) или видео с расширенным динамическим диапазоном обеспечивает большую разницу уровней яркости самого темного и наиболее яркого участков кадра. В результате картинка с расширенным динамическим диапазоном выглядит более контрастной и объемной. Кроме того, она отличается более насыщенной цветовой палитрой.
Развитием HDR стали форматы HDR10 и Dolby Vision, использующие более совершенные принципы кодирования. Получить более развернутую информацию о формате видео с расширенным динамическим диапазоном, проблемах реализации и способах их решения можно здесь.
5. Что такое частота смены кадров?
Как уже было сказано выше, видеоряд представляет собой последовательность статичных изображений (кадров), которая отображается на экране с определенной скоростью. То есть, в принципе движение на экране по определению дискретно. Мы воспринимаем его плавным благодаря инерции человеческого зрения – начиная с определенного порога, который, кстати, достаточно индивидуален, мозг принимает последовательность кадров как непрерывный поток, нивелируя дискретность видеоряда. При этом, чем скорость вывода кадров на экран будет выше, тем видео будет восприниматься плавнее и четче. Обратной стороной станет необходимость иметь больше кадров на единицу хронометража видео, а значит больше пленки, либо больше места для хранения, каналы передачи данных с более высокой пропускной способностью и более высокая мощность видеопроцессоров, если речь идет о видео в цифровом формате. Короче говоря, для повышения частоты смены кадров необходимы более серьезные ресурсы.
В киноиндустрии наиболее применим стандарт 24 кадра в секунду – именно с такой кадровой частотой снимают пленочные кинокамеры. В телевидении применялась частота 25 кадров в секунду для вещательного стандарта PAL и 30 кадров для NTSC. С внедрением в кино и на телевидении цифрового видео появилась возможность варьировать частоту смены кадров, а в игровой индустрии разработана технология вывода видеоряда с переменной кадровой частотой. Начинает с этим параметром экспериментировать и кинематограф – так существует версия в формате HFR с частотой 48 кадров в секунду трилогии Питера Джексона «Хоббит», а сиквелы фильма Джеймса Кэмерона «Аватар» снимаются с частотой 60 кадров в секунду. В стандарт видео Ultra HD заложена возможность кодировать видео с довольно обширным рядом частот – 24, 25, 30, 48, 50, 60 и 120 кадров в секунду.
6. Что такое цветовой охват и глубина цвета?
Способность техники фиксировать, обрабатывать и отображать цвета характеризуется цветовым охватом. Для наглядного представления этой характеристики используют диаграмму цветности или цветовой локус, представляющий собой фигуру (локус), которая расположена в пространстве двух координат. По горизонтали изменяется насыщенность цвета, а по вертикали – его тон. В локус вписано всё множество цветов, которые в состоянии различить человеческий глаз. Таким образом, любой цвет определяется двумя координатами. На периферии локуса расположены цвета с максимальной насыщенностью, а в центре – наименее насыщенные и белый.
Цветовой охват того или иного стандарта видео характеризуется частью цветового локуса, цвета из которой должны фиксироваться, обрабатываться и отображаться тем или иным устройством. Для стандарта Full HD была определена базовая цветовая гамма Rec.709. Для стандарта Ultra HD цветовую палитру существенно расширили до Rec.2020 и добавили возможность увеличения разрядности кодирования цветовых оттенков (глубины цвета). Напомним, что для кодирования каждой из трех цветовых составляющих RGB обычно выделяется 8 бит данных, которые позволяют закодировать 256 оттенков цвета. В результате 8-битное кодирование представляет палитру из 16,8 миллионов цветов. Стандарт видео UltraHD, наряду с 8-битным кодированием, допускает 10-ти и 12-ти битное представление цвета. Таким образом, цветовая палитра может быть увеличена до миллиарда оттенков при 10-битном кодировании и потрясающих 68,7 миллиардов при 12-битном.
7. Насколько существенна разница между картинкой Ultra HD и Full HD?
Для формирования кадра Ultra HD используется вчетверо больше пикселей, чем для картинки Full HD. Но насколько эта разница будет заметна глазу при просмотре реального киноматериала? Ответ на этот вопрос зависит от двух факторов. Во-первых, от соотношения размера экрана и расстояния, с которого вы смотрите на экран. Один из пионеров технологий видео высокого разрешения, японская телекомпании NHK пришла к выводу, что для слитного и четкого восприятия изображения на каждый градус угла зрения должно приходиться минимум 60 пикселей. При этом, если расстояние от экрана слишком мало, будут видны отдельные пиксели – к примеру, на наклонных линиях будет проявляться лестничный эффект. В то же время, чем большую часть поля зрения занимает изображение, тем более ярко выражен эффект присутствия при просмотре кино. Другими словами, чем ближе мы сидим к экрану, тем вовлеченность в происходящее на нем выше, но если оказаться слишком близко – станет заметна пиксельная структура картинки.
Если исходить из правила компании NHK, то для стандарта Full HD минимальное комфортное расстояние до экрана составляет 3,16 высоты изображения, при этом угол зрения будет равен всего 30 градусам по горизонтали и 18 – по вертикали. Стандарт Ultra HD позволит сократить расстояние до экрана до полутора высот изображения – 80-дюймовый UHD-телевизор можно комфортно смотреть уже с расстояния полутора метров! При этом угол зрения составит по горизонтали 60, а по вертикали 36 градусов, что вполне сравнимо с просмотром фильма в кинотеатре.
Во-вторых, перечисленные выше расширения стандарта UltraHD, такие как HDR, увеличенная частота смены кадров и более широкий цветовой охват, потенциально способны обеспечить серьезное преимущество видео Ultra HD перед Full HD, которое не заметить будет сложно. Однако, чтобы реализовать этот потенциал на практике нужен исходный материал, подготовленный с использованием этих технологий. Впрочем, с каждым днем таких релизов становится всё больше.
8. Какие кодеки используются для сжатия видео UltraHD?
В отличие от аудио, видео всегда подвергается сжатию в процессе перевода в цифровую форму. Причем, опять же, в отличие от аудио, ни о каком «сжатии без потерь» здесь речи быть не может – слишком огромны объемы данных. Причем, по понятным причинам, каждый новый стандарт видео требует обработки, хранения и передачи всё большего количества информации. А значит требуется разработка новых, более эффективных кодеков сжатия видео. В то же время, жесткой привязки стандарта к какому-то определенному кодеку нет. Обычно стандарт допускает несколько алгоритмов сжатия видео. К примеру, для видео Full HD допустимо применять как старый кодек MPEG2, который использовался для сжатия видео ещё на дисках DVD, так и более продвинутый H.264 или AVC (Advanced Video Coding). Аналогично, для сжатия видео Ultra HD можно использовать как кодек H.264, так и специально разработанный для 4K-видео алгоритм H.265 или HEVC (High Efficiency Video Coding). Применение более продвинутых кодеков позволяет сэкономить место для хранения видео и, что важнее, смягчить требования к пропускной способности каналов трансляции контента, но, при этом, подразумевает использования более мощных видеопроцессоров для упаковки/распаковки цифрового потока в режиме реального времени.
9. Нужно ли менять кабели HDMI для просмотра видео Ultra HD?
Однозначный ответ здесь дать довольно сложно. Если вы хотите застраховаться от любых неожиданностей, либо строите свою AV-систему «с нуля», то имеет смысл подобрать в номенклатуре известных кабельных брендов соединители HDMI версии 2.0 или 2.1. Если же вы занимаетесь апгрейдом системы до уровня UltraHD и ограничены в средствах, то всё будет зависеть от того, какие кабели HDMI используются сейчас. И здесь нужно учитывать один момент – чем длиннее кабель, тем он более критичен к параметрам, определяющим способность транслировать видео Ultra HD. Другими словами, вполне вероятна ситуация, что полутораметровый кабель HDMI, сертифицированный для версии HDMI 1.3, будет нормально работать с видео Ultra HD с частотой обновления кадров 24 Гц, хотя, формально он такой режим не поддерживает. Правда, в этом случае придется всё проверять экспериментальным путем, и гарантий никаких не будет. То есть, видео с частотой 24 кадра в секунду такой кабель может и пропустить, а с частотой 30 Гц – уже нет. Чтобы быть уверенным в результате лучше использовать кабели HDMI версии не ниже 1.4. Такой соединитель поддерживает трансляцию видео UltraHD с частотами вплоть до 30 кадров в секунду. Если же вы смотрите в будущее и хотите заложить некоторый запас, стоит обратить внимание на кабели HDMI более старших версий, поддерживающих высокие частоты обновления картинки (вплоть до 120 Гц).
10. Где сейчас можно смотреть фильмы и программы в UHD?
За без малого десять лет своего существования формат Ultra HD из экзотики для фанатов домашнего кинотеатра превратился в массовый. Конечно, говорить о том, что он стал базовым, отправив Full HD на свалку истории, пока рано, однако, смотреть фильмы и различные телепрограммы и шоу в этом формате становится с каждым годом всё проще. При старте стандарта Full HD главным локомотивом стало телевизионное вещание в высоком разрешении, а также коммерческие релизы фильмов на оптических дисках Blu-ray. Сегодня в формате Ultra HD тоже ведется телевещание, и в продаже есть релизы на дисках UltraHD Blu-ray, но основная масса 4K-контента потребляется через сетевые стриминговые сервисы.
Фильмы и программы в формате Ultra HD предлагает Netflix, Apple TV+, Amazon Prime Video, HBO Max, Hulu, Paramount+ и многие другие гранды стриминга. Не отстают и отечественные сервисы – контент в Ultra HD предлагают, к примеру, онлайн-кинотеатры Okko и КиноПоиск HD. Если вы планируете смотреть видео Ultra HD через стриминговые сервисы, необходимо обеспечить устойчивый скоростной канал доступа в Интернет. Пропускная способность канала не должна быть ниже 20-30 Мбит/сек в расчете на одно устройство просмотра. То есть, если нужно обеспечить возможность одновременного просмотра видео UHD на телевизоре, планшете и смартфоне, то вам нужен канал в Интернет с пропускной способностью 100 Мбит/сек. (с небольшим запасом).