Разрешение 4K часто называют следующим шагом после Full HD (1080p) - это разрешение картинки, имеющей по горизонтали около 4 тыс. пикселей.
Изначально стандарт 4K появился из кинематографа, где разрешения Full HD было недостаточно для демонстрации фильмов на большом экране цифрового кинотеатра: зрителям в первых рядах была видна пиксельная структура изображения, если транслировалась картинка 1080p.
4К в широком смысле - довольно размытое понятие. Стандарты для кино были приняты в 2005 году организацией DCI (Digital Cinema Initiatives), включающей в себя представителей основных киностудий Голливуда (Metro-Goldwyn-Mayer, Paramount Pictures, Sony Pictures Entertainment, 20th Century Fox, Universal Studios, The Walt Disney Company, Warner Bros.).
Распространенные форматы 4K это:
- Ultra Wide Television - 5120x2160 (21:9);
- DCI 4K (native resolution) - 4096x2160 (19:10);
- DCI 4K (Cinema Scope) - 4096x1716 (2,39:1);
- DCI 4K (Flat cropped) - 3996x2160 (1,85:1);
- Quad HD или Ultra HD - 3840x2160 (16:9).
Последний упомянутый формат кадра (Ultra HD, или UHDTV) - это тот, который и используется по умолчанию в цифровом телевидении. Данный стандарт был принят Ассоциацией потребительской электроники (Consumer Electronics Association, CES) в 2012 году.
Появление этого стандарта на горизонте и заметный пользовательский интерес к новому качеству картинки означают, что рано или поздно всем производителям решений, связанных с видео (в т.ч. OTT-платформам, производителям инструментария для видеоконференцсвязи, смартфонов и планшетов, разработчикам компьютерных игр и т.п.), придется поддержать 4К.
В рамках "Видео+Конференции-2014", проходившей 10 октября в Москве, Татьяна Быкова, пресейл-инженер компании IPVS, выступала с докладом, посвященным состоянию и ближайшим перспективам 4K. По ее мнению, 4К - это не будущее, а уже наше настоящее. Однако у этого "настоящего" есть ряд проблем, которые еще только предстоит решить. По мотивам ее доклада мы подготовили небольшой обзор ситуации с 4К в различных отраслях.
Потребительское оборудование 4K
Ассоциации производителей могут создавать какие угодно стандарты, но они не пойдут в массы, пока пользователи не получат доступ к соответствующему оборудованию. Что касается 4К, то сегодня на рынке доступно уже довольно много устройств, как снимающих, так и демонстрирующих видео в этом формате.
Фотокамеры поддерживают подобное разрешение довольно давно. А первая видеокамера с поддержкой 4К появилась на потребительском рынке уже в 2003 году. Естественно, с тех пор многие производители представляли свои новинки, а в этом году до поддержки 4К развились даже бюджетные экшн-камеры GoPro. Также совсем недавно были представлены специализированные решения - камеры для видеонаблюдения от AXIS и для видеосвязи от Polycom. На сегодняшний день уже даже ряд смартфонов обеспечивают запись видео 4К. Однако в данном случае 4К используется как формальный термин, количество точек не гарантирует качество видео.
Что касается отображения 4К, то первые телевизоры также появились на рубеже 2011-2012 годов,и их продажи быстро пошли в гору. В 2013 году уже можно было найти целый ряд моделей 4К-телевизоров, стоимость которых не превышала 1000 долларов США. В результате за 2013 год было продано порядка 3 млн 4К-телевизоров (что составило, правда, всего 1% от общего числа продаж). В 2014 предполагается, что продажи составят 6.4 млн штук. При этом розничная цена на 4К-телевизоры падает быстрее, чем в свое время падала на устройства Full HD. За последние 2 года она снизилась на 85%.
Можно сказать, что поддержка 4К - это следующая маркетинговая опция, за которую ухватились производители оборудования после того, как интерес к 3D у потребителей иссяк (не все согласятся именно с такой формулировкой, однако даже поклонники 3D, приписывавшие ему большие перспективы, считают 3D нишевым продуктом). Что интересно, телевизоры для просмотра 4К распространяются вне зависимости от наличия контента. Есть мнение, что за счет присутствия в них всевозможных алгоритмов интерполяции картинку высокой четкости (Full HD) они отображают субъективно лучше, нежели Full-HD-телевизоры. Но многие специалисты считают, что это не так, и что на глаз разницу увидеть невозможно.
Правда, не все предлагаемые потребителям телевизоры 4К на сегодняшний день принципиально отличаются в лучшую сторону от аналогов с разрешением Full HD. В своем выступлении на "Видео+Конференции-2014" Станислав Солдатов, технический директор TrueConf, отмечал, что пока еще вопрос качества очень актуален для 4К-панелей.
Согласно прогнозам Morgan Stanley, в 2015 году четверть проданных телевизоров будут иметь разрешение 4К, а в 2016 году их доля должна достигнуть 40%. По мнению Toshiba, 4К станет основным разрешением в телевизионной индустрии к 2017 году.
Проекторы для домашнего просмотра 4К начали появляться с 2012 года, правда, они пока довольно дороги. Возможно, ситуация изменится в 2015 году, когда Texas Instruments представит свой первый чипсет для домашнего 4К-проектора.
Чтобы 4К-видео стало отраслевым стандартом, нужно уметь его не только получать и отображать, но и передавать. На данный момент есть два цифровых интерфейса, позволяющих пользовательскому оборудованию работать с такими потоками данных: HDMI и DisplayPort. Наиболее распространенный в потребительском сегменте HDMI в реализации 1.4 поддерживает передачу 4К, но с ограничением по частоте кадров (30 кадров в секунду). Однако уже в рамках первого этапа стандарта UHDTV предполагается вещание 60 кадров в секунду, для поддержки которого нужна последняя версия спецификации HDMI - 2.0 (пропускная способность этого интерфейса - 18 Гбит/с). Когда в стандарт 4К будет включена еще большая частота кадров (более 60 в секунду) или более глубокий цвет, потребуется разработка следующей версии этого или принципиально нового интерфейса. А реализация DisplayPort 1.3 была официально принята только в сентябре этого года, так что пока еще не появилось достаточного количества оборудования с его поддержкой.
Стандарт SDI, используемый для профессиональных целей, позволяет транслировать 4К лишь через параллельное подключение и интерфейс 3G с повышенной пропускной способностью.
Кодеки для 4K
Наиболее серьезное препятствие для использования видео 4К в любом сегменте - ограничение каналов связи. Частично снять это ограничение помогают алгоритмы сжатия.
На сегодняшний день наиболее распространенным кодеком можно назвать H.264. Но при его использовании для сжатия 4К-картинки под скромные каналы связи придется согласиться с ощутимым ухудшением качества изображения. Перспективный H.265 (HEVC) при том же качестве картинки позволит сэкономить полосу пропускания. В теории экономия должна составить до 50% (эта оценка была получена консорциумом 4EVER). Но H.265 требует больших вычислительных мощностей, поскольку степень сжатия в данном случае повышается за счет более интеллектуального разбиения картинки на блоки (блоки большего, меньшего размера и альтернативной формы - отсюда большая гибкость при кодировании). Особенно это критично для вещания в реальном времени. Как отметил Станислав Солдатов, в 2014 году производительности среднестатистического компьютера для нормального использования H.265 для видеосвязи пока недостаточно.
4К для видеосвязи
Разрешение 4К, как ожидается, должно повысить комфорт видеосвязи, правда только в переговорных комнатах. Чтобы прийти на рабочие места, это разрешение требует смены имеющейся техники, для которого необходимо еще как минимум несколько лет.
Что касается переговорных, то здесь сверхвысокое разрешение приблизит пользователя к ощущению телеприсутствия, позволяя разговаривать, находясь ближе к телевизору. Для 60-дюймовой панели высокой четкости комфортным для просмотра считается расстояние около 2 метров, с соответствующим углом обзора. Далеко сидящим не будут видны детали, а участникам конференции, расположившимся близко, будут видны пиксели, а не лицо собеседника. Сверхвысокое разрешение увеличивает область комфортного просмотра почти вдвое. Поэтому, даже если в ближайшее время 4К массово не придет в видеосвязь, использование этого стандарта все равно даст возможность разговаривать в более комфортных условиях.
К сожалению, серьезным препятствием для внедрения 4К в видеосвязь остаются каналы передачи данных. И здесь мы снова приходим к описанной выше проблеме кодеков.
4K для телевидения и онлайн-сервисов
Несмотря на быстрое распространение 4К-телевизоров, в 2014 году еще не появилось массового цифрового телевидения в этом формате. Телеканалы 4К запустили только спутниковые операторы, и наполнение контентом оставляет желать лучшего - по сути показываются несколько видеороликов. Ведущие мировые вещатели активно интересуются этой темой. BBC опробовала 4К на Играх доброй воли, но так и не запустила постоянного вещания. В Японии тестовые трансляции для домохозяйств через спутник прошли в июне и также продолжения пока не имели. Однако в данном случае это связано с планами Японии сразу переходить на 8К и "проскочить" предыдущий этап.
В 2014 году FIFA World Cup снимался в 4К, став первым спортивным событием, снятым в таком разрешении (съемки проводились в партнерстве с Sony). Кстати, столь большое внимание спорту было уделено не случайно. 4К может существенно облегчить жизнь операторам, снимающим спортивные мероприятия: благодаря сверхвысокому разрешению эмоции на лице игрока зритель увидит и с довольно большого удаления, не надо стараться снять как можно более крупный план. Вещатели уже заявляли о планах снимать и другие крупные спортивные события в 4К, но о деталях не сообщали.
Во время первых экспериментов с 4К существовали еще пробелы в технической стандартизации. Проблема эта постепенно решается, в частности летом этого года был предложен стандарт DVB-UHDTV Phase 1, подразумевающий трансляцию с разрешением 4К 60 кадров в секунду с глубиной цвета 10 бит. В сентябре этого года 4EVER (консорциум 9 индустриальных и академических ассоциаций) продемонстрировал следующий шаг, UHD-TV Phase 2. По их мнению, текущий уровень технологий позволяет повысить частоту кадров до 120 в секунду, а для получения более качественного изображения можно использовать Wide Color Gamut (WCG) и High Dynamic Range (HDR).
Принятый стандарт подтолкнет вещателей к запуску UHDTV-каналов. Без стандарта нет никакой уверенности в том, что тюнеры, встроенные в выпущенные ранее телевизоры, будут принимать UHDTV-каналы в будущем.
Конечно, принятие стандарта тоже отнюдь не означает моментального появления телевизионного канала. Для вещателя переход на 4К будет сопровождаться огромными расходами на покупку камер, больших хранилищ для данных, мощных систем обработки видео и развития вещательной инфраструктуры. Стоят ли эти расходы результата? Опираясь на опыт HD, скептики считают, что зритель не очень готов платить за более четкую картинку. А главный аргумент против перехода на 4К заключается в том, что на том расстоянии, на котором зритель обычно смотрит телевизор (более 2-х метров), ему просто не видно разницы между HDTV и UHDTV. Как было отмечено выше, преимущества 4К заметны только на близком расстоянии, причем на больших панелях.
Несмотря на возражения, 4К постепенно захватывает рынок. На данный момент у владельцев телевизоров уже есть несколько источников контента. YouTube поддерживает закачку видео 4K с 2010 года, правда только в 2013 году пользователи получили возможность просматривать ролики в оригинальном качестве (и то только в том случае, если компьютер пользователя поддерживает работу с 4К). Пока еще в этом разрешении доступно мало клипов, но с падением цены на камеры 4К их должно стать больше.
Активным продвижением 4К-контента занимается компания Sony. Не имея возможности транслировать фильмы и программы в 4К через существующих операторов, она предлагает с 2013 года UHDTV-контент напрямую через скачивание на специализированные плееры, правда только для пользователей из США (и подборка контента у сервиса весьма ограничена). Надо отметить, что кинофильмы, которые снимаются вообще-то в высоком качестве, снимаются в основном на пленку. Подготовка релиза в 4К требует определенных усилий и студии еще не нашли подходящую схему монетизации, чтобы эти усилия окупить (по крайней мере, такой версии придерживается Тодд Елина, один из руководителей Netflix).
С 2014 года стандарт поддержал Netflix, правда предложил контент только для телевизоров с поддержкой декодирования HEVC (его поддержка многими производителями была заявлена лишь в 2014 году - это как раз пример проблемы, связанной с отсутствием полноценной технической стандартизации 4К). По сути, Netflix стал первым интернет-сервисом, предложившим услугу 4К в дом с минимальным потоком 15.6 Мбит/с (на своем сайте сервис говорит о минимальной пропускной способности канала 25 Мбит/с). Некоторые зрители отмечают, что с таким потоком данных видны артефакты сжатия; ролики в таком качестве, безусловно, лучше HD, но заметно проигрывают несжатому 4К.
До конца 2014 года соответствующий сервис планирует запустить Amazon Instant (уже сейчас сериалы закупаются в 4К). В отличие от Netflix, 4К не будет стоить дополнительных денег.
Вероятнее всего, в ближайшее время еще многие сервисы и операторы заявят о поддержке 4К. Согласно исследованиям Parks Associates, к 2018 году подписку на те или иные сервисы в формате 4К будут иметь уже 46 миллионов домохозяйств по всему миру. Ожидается, что операторы платного телевидения будут активно внедрять эту услугу, чтобы привлечь в особенности молодую аудиторию, склонную искать развлечений в Интернете.
4К в России
Большая часть упомянутых сервисов доступна только на территории США. В России продвижением 4К занимается спутниковый оператор "Триколор ТВ". В прошлом году в партнерстве с Eutelsat Communications, Ericsson, "НПО СвязьПроект", Rohde & Schwarz DVS (бренд - DVS), ООО НПФ "СФЕРА-ВИДЕО", а также LG Electronics оператор провел тестовую трансляцию 16-минутного фильма, подготовленного каналом Russian Travel Guide в формате сверхвысокой четкости (данные передавались со скоростью 40 Мбит/с). А 22 октября 2014 года "Триколор ТВ" начал регулярное вещание пилотного 4К-телеканала со скоростью передачи изображения 60 кадров в секунду. Контент в новом стандарте качества на постоянной основе демонстрируется в России впервые. Эфир канала наполнен съемками автомобильных гонок, документальными фильмами и записью одного спектакля. Телеканал запущен в сотрудничестве с оператором спутниковой связи Eutelsat Communications и доступен без дополнительной платы всем абонентам спутникового телевидения. Для просмотра телеканала необходимы телевизор с маркетинговым кодом Ultra HD и тюнером DVB-S2, а также спутниковая антенна, настроенная на 36 градусов ВД.
Еще один спутниковый оператор, "НТВ-Плюс", совместно с компаниями Broadcom и Elemental использовал 4К для трансляции церемонии открытия Олимпиады-2014 из Сочи. Кроме того, эксперименты по распространению 4К-контента ставил ряд онлайн-кинотеатров.
Ivi.ru предлагает с 10 октября бесплатно один фильм отечественного производства ("Про жену, мечту и еще одну…"). Просмотр доступен только обладателям телевизоров LG Smart TV и соответствующего виджета. Для передачи контента, закодированного HEVC, используется поток от 10 до 15 Мбит/с. В ближайшей перспективе планируется расширить как подборку контента, так и список поддерживающих его устройств.
Сервис Okko также подготовился к трансляции 4К на телевизорах Smart TV (решение было разработано совместно с компанией LG Electronics и анонсировано 5 сентября этого года на выставке IFA в Берлине). Пополнение библиотеки контента началось с ряда документальных фильмов, снятых всемирно известными режиссерами в 4K; кроме того Okko удалось договориться о демонстрации нового голливудского боевика "Стрелок" в оригинальном формате 4К, зрители получат доступ к фильму в начале 2015 года. Для передачи контента сервис использует сжатие H.265 (с адаптивным битрейтом MPEG-DASH, что позволяет не прерывать просмотр фильма в случае сужения интернет-канала пользователя), и защиту от копирования, соответствующую требованиям голливудских студий-мэйджоров. Все это позволяет сервису демонстрировать новейшие фильмы ведущих голливудских студий в оригинальном формате 4K. Сервис планирует добавить более 100 таких фильмов в течение ближайших 10 месяцев. Для просмотра 4K-контента в Okko также необходимо подключение к интернету со скоростью 10-15 Мбит/с.
В отличие от конкурента, Okko уже определился с монетизацией 4К: "Видеосервис Okko изначально выбрал модель монетизации, позволяющую показывать новинки, в том числе параллельно с их премьерой в кинотеатрах, в наилучшем качестве - транзакционную модель с оплатой за каждый фильм. С момента запуска сервиса мы верили в эту модель и, применяя ее на платформе Smart TV, достигли впечатляющих успехов: Okko стал лидером рынка платного видео по запросу России, наши темпы роста в несколько раз превышают среднерыночные, в первом полугодии 2014 года мы почти в два раза обогнали в объеме выручки iTunes. Мы уверены, что выбранная схема монетизации с успехом будет применена и в отношении UHD 4K-контента", - поясняет Артем Киракосьян, вице-президент по маркетингу Okko.
Таким образом, старт 4К в России дан, однако до масштабного распространения сервиса еще довольно далеко.
"Для каких-то операторов 4К-контент - дополнительная нагрузка на сети, для каких-то - возможность продвигать более дорогие тарифные планы и на этом зарабатывать. Однако на данный момент UHD - это прежде всего технология, продающая новые телевизоры. Сложность тут одна: с имиджевой точки зрения операторам пора озаботиться 4К-проектами, но ни устройств, ни контента в достаточном количестве пока нет. Этот рынок только начинает расти", - комментирует Антон Шестаков, PR-директор ivi.ru.
"Для массового распространения 4K необходимо преодолеть так называемую проблему "холодного старта", которая возникает при запуске любой новой технологии. Демонстрация контента в UHD 4K требует обновления существующей инфраструктуры: пользовательского оборудования спутниковых и кабельных операторов - миллионов сет-топ-боксов в домохозяйствах, а также создания новой экосистемы физических носителей, доставляющих 4К-контент конечному пользователю. Для столь массового обновления оборудования операторам необходимо, чтобы на рынке уже присутствовало более существенное количество контента сверхвысокого качества. Но на текущий момент контента в оригинальном формате UHD 4K очень мало. Чтобы инвестировать в его производство, создатели контента, в свою очередь, ждут, когда на рынке появится достаточное количество устройств для его доставки и показа. В сложившейся ситуации дефицита оригинального UHD 4K некоторые игроки рынка от безысходности даже прибегают к масштабированию контента стандартного качества до UHD. На наш взгляд, такой апскейлинг является в своем роде дезинформацией конечного пользователя и нивелирует ценность самой услуги UHD", - дополняет Артем Киракосьян, вице-президент по маркетингу Okko.
Российским потребителям также доступны экспериментальные каналы 4К со спутников Astra и Eutelsat. На спутнике Astra прямо перед IFA 2014 появился демонстрационный 4К-канал. Кроме того, в рамках IBC было продемонстрировано закрытое вещание 4К-контента на телевизор Samsung при помощи CI+ CAM-модуля SmarDTV. Eutelsat еще весной запустил демонстрационный канал 4К с частотой 50 кадров в секунду и цветностью 10 бит (с кодированием HEVC). Канал доступен зрителям из Европы, Ближнего Востока и Северной Африки на телевизорах с демодуляторами DVB-S2 и поддержкой HEVC (с лета еще один 4К-канал заработал и на Eutelsat 70B на Юго-Восточную Азию и Австралию).
А что дальше?
Очевидно, что следующим шагом следует ждать появления в потребительском сегменте разрешения 8К (кадра с количеством точек по горизонтали порядка 8 тыс.). На сегодняшний день это наибольшее существующее разрешение для цифрового телевидения и кинематографа. Но уже есть примеры потребительского оборудования с поддержкой 8К - телевизор и видеокамера, представленные в 2013 году на CES (International Consumer Electronics Show), которые, правда, пока по уровню цены следует отнести к предметам роскоши.
С потребительской точки зрения к 8К применимы все те же сомнения, что и год-два назад использовались против разрешения 4К: на данный момент нет подходящих алгоритмов сжатия такой картинки, которые справились бы с задачей на доступных для потребителей вычислительных мощностях. Открытым остается вопрос интерфейсов передачи. Кроме того, преимущества 8К будут заметны на экранах с диагональю более 84 дюйма, так что сама идея 8К в массовом сегменте сейчас ставится под вопрос.
Хотя до того момента, когда оборудование 8К распространится настолько, что потребуется соответствующий контент, еще далеко, ряд киностудий уже сейчас начинает снимать в этом разрешении. Не так давно японский государственный вещатель NHK также заявил о своих намерениях коммерциализировать технологию (довести ее до запуска тестового вещания в 2016 и коммерческого вещания 2018 году), дабы транслировать в таком разрешении Олимпийские игры 2020 года из Токио. Кроме того, 8К развивается в узкоспециализированных сегментах, к примеру, такое разрешение применяется в современных проекторах для планетариев (полнокупольных).
