Все новости от 6 марта 2000 г.

Секреты HDTV

Начало
Всего 60 лет назад сама идея передачи изображения и звука на огромные расстояния казалась абсурдной. Но мы поверили в нее, а затем овладели ею. Мы создали гигантскую индустрию и продолжаем питать ее своими ожиданиями и огромным количеством рекламных долларов. В недавнем исследовании в ответ на вопрос, каково величайшее изобретение ХХ века, около 50% всех опрошенных жителей США назвало телевидение.

7 сентября 1927 года в мастерской на чердаке своего дома на Грин-Стрит в Сан-Франциско молодой изобретатель по имени Фило Тэйлор Фернсуорт (Philo Taylor Farnsworth) продемонстрировал нетерпеливым инвесторам свое изобретение. Ему удалось передать по радио изображение толстой белой линии, нанесенной на стеклянную пластину, в устройство с маленьким круглым экраном. Он поворачивал стекло, и принимаемое изображение линии одновременно меняло свое положение. Эта демонстрация и блестяще организованная подготовка к ней позволили Фернсуорту опередить всех, кто занимался той же проблемой, и положили начало судебной баталии с компанией RCA за право на патент, которую Фернсуорт в конечном счете выиграл.

Фернсуорт предполагал, что люди во всем мире смогут передавать и принимать видеосигналы, но он не мог вообразить размеры индустрии, которую породило его изобретение. По сравнению с воплощением общей идеи наш теперешний переход к цифровому телевидению кажется мелким усовершенствованием. Представьте себе попытку заставить людей покупать телевизоры в отсутствии телепрограмм! Первые телепередачи Фернсуорта велись самодеятельными эстрадниками из маленькой студии в Филадельфии и передавались маломощным передатчиком на короткое расстояние для живших в миле от студии первых телевизионных инженеров-владельцев опытных устройств.

Фернсуорт и его помощники изготовили несколько прототипов и первые коммерческие приемники, но настоящим производством и распространением телевизоров занялись компании типа RCA и Philco. Эти первые устройства в деревянных корпусах выглядели как маленькие гардеробы с оконцем в волшебный мир. Постепенное совершенствование технологии этих черно-белых телевизоров привело к более крупным и четким изображениям, а где-то в 50-х появились средства передачи цветных сигналов — это было первое и единственное принципиальное изменение технологии и конструкции телевизора. Но сигнал продолжал передаваться с тем же разрешением (около 400 строк на кадр), тем же слабым звуком и тем же прямоугольным форматом изображения.

Раннее телевидение
Формат традиционного телевизионного экрана восходит к раннему кинематографу. Его ввел человек по имени У.К.Л. Диксон (W.K.L. Dickson), работавший в конце XIX века в лаборатории Томаса Эдисона. Диксон сконструировал кинокамеру, называемую Kinescope (ее разновидность до сих пор применяется для переноса видео на пленку). Диксон использовал специальную пленку с размером кадра 1 х 3/4 дюйма, что дает отношение длины к ширине 4:3. Когда индустрия приняла этот формат в качестве стандарта, кино- и телевизионные изображения соответствовали друг другу независимо от размеров экрана. И так продолжалось довольно долго.

Но в 50-х все переменилось Голливуд почувствовал угрозу со стороны телевидения, вдруг ставшего популярным. Люди, увлекавшиеся рок-н-роллом, перестали ходить в кино, а проводили семейные вечера у телеэкрана. Тогда владельцы студий собрали своих инженеров и сказали: «Сделайте что-нибудь большое!» — так появились форматы типа Cinerama, Cinemascope и VistaVision. Форматов с красивыми названиями много, но все они шире, чем 4х3. Съемка фильмов (а теперь и видео) в этих форматах создает для операторов более широкие композиционные возможности, и мир в этих фильмах выглядит более естественным.

Решение проблемы формата
При трансляции по телевидению широкоформатных фильмов без искажения часть визуальной информации по краям теряется. Например, если в конце комнаты воркуют любовники, то зрителю остаются только их голоса. Эта проблема решается двумя способами. Изображение можно «втиснуть» в ширину телеэкрана, и тогда его верхняя и нижняя части не используются (эффект почтового конверта).

Если же в начале фильма, записанного на видеокассету, значится: «Формат данного фильма приведен в соответствие с форматом телеэкрана», это означает, что пленка подверглась операции pan and scan. Редактор прошелся по всему фильму, часто при участии директора картины или режиссера, и обрезал кадры, сохранив «действие» (action frame), так что в корзину попали второстепенные детали изображения. Конечно, во время съемок режиссер и оператор никогда не думают, что какую-то часть их фильма посчитают несущественной, но такова реальность телевизионного маркетинга и рынка домашнего видео.

HDTV изменит эту ситуацию, и вы сможете увидеть в оригинальном формате 16х9 свои любимые фильмы, которые до сих пор могли смотреть только в «сплюснутой» или отформатированной версиях.

Что дает цифровая передача?
Кроме очевидных преимуществ формата, сам способ формирования цифрового изображения высокой четкости также несет в себе существенные преимущества. Начнем с того, что цифровой сигнал либо есть, либо его нет. Это означает, что он не ослабляется при передаче на расстояние, как аналоговый сигнал. Поэтому если он принимается вообще, то принимается без искажений. Цифровой сигнал не подвержен помехам, характерным для работы нецифрового оборудования, таким как тени, «туман» или «снег». Дело в том, что изображение воссоздается внутри цифрового декодера новых телевизоров (он может быть встроенным или автономным). Передается же цифровой сигнал в компрессированном виде, что намного сужает требуемую полосу пропускания канала. В цифровом телевидении применяется схема компрессии MPEG-2 — та же, что и на DVD.

Любая компрессия — это компромисс. Самое высокое качество у некомпрессированного цифрового видео, но для этого необходимо передавать невероятное количество данных (эквивалентное примерно 27 дискетам в секунду). Такую пропускную способность можно обеспечить только в локальной сети. Чтобы передавать цифровой сигнал по существующим каналам, изображение с разрешением примерно вчетверо выше по сравнению с обычным нецифровым компрессируется в соотношении 55:1. Но это незаметно, так как алгоритм MPEG-2, хотя и не идеален, но достаточно хорош: он «знает», что компрессирует. В этом алгоритме используются особенности восприятия глазом оттенков цветов и движения. В каждом кадре MPEG-2 учитывает ровно столько деталей, чтобы не было заметно никаких искажений. Кроме того, шифратор сравнивает соседние кадры и передает только те участки изображения, которые изменились или переместились. В результате качественно отснятая сцена выглядит так же естественно, как если бы вы наблюдали ее через открытое окно.

Чудо компрессии позволяет не только передавать в эфир превосходное изображение. Благодаря запасу полосы пропускания, появляется возможность передавать цифровое аудио 5.1, то есть настоящий окутывающий звук (surround sound), что принципиально меняет характер домашних развлечений. Вы не только получаете высококачественное изображение, но и погружаетесь в новый мир цифрового звука. Появление цифровых телевизионных аудиопрограмм приведет к тому, что роль радио в нашей жизни тоже принципиально изменится.

Широкое распространение получит мультикастинг, или возможность принимать более одного сигнала одновременно. Для мультикастинга используются аналоговые сигналы, хотя и очень высокого качества.

Наконец, цифровое вещание позволит работать с вебом и открывает удивительные возможности в области видеоконференц-связи и работы через Интернет.

Вау-фактор
Пожалуй, важнейшим компонентом HDTV служит совсем крошечная деталь... скромный пиксел. В аналоговом телевидении элементы изображения, из которых состоит красная, зеленая и синяя компоненты, представляют собой вертикальные прямоугольники. В HDTV они квадратные, как на компьютерных мониторах, и более, чем в четверо меньше пикселов аналогового ТВ, так что мелкие детали получаются намного четче, что позволяет разглядеть каждую пору на коже кинозвезды. Вау!

Аналоговое телевидение формата NTSC обеспечивает 720 строк (линий пикселов) по вертикали на 486 строк (колонок пикселов) по горизонтали. HDTV дает гораздо более четкое, резкое изображение с большим цветовым насыщением, так как его разрешение составляет 1920 строк по вертикали на 1080 строк по горизонтали.

В настоящее время существует 18 разных стандартов цифрового телевидения (если в такой «стандартизации» вообще есть смысл). Пять из них определяются как HDTV: 1125-, 1080-, и 1035-строчные с чередованием строк (i) и 720- и 1080-строчные с последовательными строками (p). Однако бытовой телевизор HDTV обязан отображать один из сигналов 720p или 1080i в формате 16:9. Практически все разрабатываемые сегодня телевизоры HDTV воспроизводят оба формата, а телевещательные компании будут транслировать свои передачи в одном из них. У каждого из этих форматов много своих особенностей, и их не следует сравнивать, так как по существу это разные системы. У 1080i более высокое горизонтальное разрешение, зато у 720p нет полукадровых искажений. Эти искажения могут сказываться как на качестве воспроизведения объектов на экране, так и на качестве шифрования сигнала MPEG-2. Чтобы лучше понять разницу, давайте сопоставим все это с обычным телевизором.

Наследие старого телевидения
В общем случае обычное аналоговое изображение на HDTV-телевизоре будет выглядеть лучше. Однако имейте в виду, что производство телепередач остается нецифровым, поэтому, чтобы вещать их по новой технологии, необходимо выполнить преобразование в соответствии со спецификациями HDTV. Этот процесс называется ап-конверсией. Но прежде чем вдаваться в подробности, вспомним, как принимается сигнал в стандартном телевидении. В наших телевизорах луч пробегает по экрану со скоростью 30 кадров в секунду. Каждый из этих кадров делится на два поля, так что всего отображается 60 полей в секунду. В этих полях чередуются четные и нечетные строки, что дает «чересстрочную» развертку, характерную для современных телевизоров. Но хотя такое чередование кадров создает эффект более плавного движения по сравнению с последовательной разверткой, оно может стать причиной размытого изображения, теней и искажений.

В HDTV-телевизоре эти 60 полей ап-конвертируются в изображение с последовательной разверткой. Это означает, что строки передаются последовательно одна за другой без всякого наложения полей. Именно так отображается информация на мониторе компьютера. При более низком разрешении в 480p такой формат, возможно, уже следует называть форматом не высокой, а «повышенной четкости» изображения. В некоторых цифровых телевизорах возможен другой процесс ап-конверсии, в котором аналоговое изображение преобразуется в 1080 чередующихся строк, или 1080i. При этом используется т.н. метод удвоения строк. Так что когда во время дневных передач вам предлагают посмотреть пример «цифрового» телевидения, то на самом деле это не HDTV, а аналоговое изображение с удвоением строк.

Многие любители DVD были разочарованы, когда впервые подключили «новейшие» DVD-плееры к телевизору HDTV. Дело в том, что выходной сигнал этих плееров первого поколения был аналоговым, и его приходилось воспроизводить на HDTV методом конверсии. Этот метод не может быть идеальным, и сигнал всегда портится. В более современных плеерах предусмотрен выход с последовательной разверткой, так что HDTV-телевизор может воспроизводить его при разрешении 480p с великолепным качеством изображения, но с технической точки зрения это все же еще не HDTV. Настоящие HDTV DVD-плееры появятся только через несколько лет.

Рекомендации
Стоит ли покупать HDTV со встроенным тюнером, или лучше выбрать с отдельным? Пожалуй, лучше всего подождать и подкупить тюнер потом: в ближайшие полгода-год их появится очень много. У них будет больше возможностей, а многие позволят какими-нибудь еще неизвестными способами соединять цифровой сигнал с веб-контентом. Так что тем, кто готов купить новый телевизор сейчас, и хочет, чтобы на будущее он поддерживал HDTV, мы рекомендуем покупать телевизор без тюнера. К тому же тюнер стоит около 1000 $, а через год его цена наверняка будет ниже.

Распространено заблуждение, что для приема цифровых или HDTV сигналов требуется цифровой кабель. На самом деле цифровой кабель несовместим с цифровым телевизионным сигналом и всего лишь улучшает качество передач аналогового ТВ. HDTV можно принимать на спутниковую тарелку, через обычный кабель и даже на «кроличьи уши».

Кабельное телевидение... оно либо есть, либо его нет. Никакого выбора и никакой конкуренции. Это своего рода районная монополия. В каждой области есть свой крупный провайдер кабельного ТВ, и выбор передач довольно ограничен. В будущем, возможно, кабельное телевидение получит развитие, благодаря кабельным модемам, которые объединят ТВ и Интернет в рамках общего графического интерфейса пользователя, так что одной-двумя кнопками можно будет выбрать и посмотреть любое когда-либо созданное телешоу. Если кабельным компаниям удастся найти способ использовать цифровой кабель для распространения сигнала HDTV, мы получим более качественное изображение и такой богатый выбор передач, что не будем знать, что с ним делать. (Следите за тем, что придумают AOL и Time Warner после своего недавнего слияния.)

Зато если у вас есть тарелка, вы уже не привязаны к одной вещательной компании и можете выбирать передачи по своему усмотрению. Президент Клинтон узаконил Акт об улучшении положения зрителей домашнего спутникового телевидения (Satellite Home Viewer Improvement Act), в результате чего во многих из 30 областей, на которые поделен этот рынок, появляются местные ретрансляторы общенациональных каналов (ABC, CBS, NBC и Fox), сигналы которых можно принимать за небольшую дополнительную месячную плату. Появляются и независимые местные сети, а также филиалы каналов «второго эшелона», таких как WB и Paramount. RCA уже рекламирует собственную спутниковую тарелку HDTV, и в ближайшие месяцы к этой компании присоединятся другие игроки.

Сейчас транслируется всего несколько ночных передач высокой четкости. То, что преподносится как цифровое телевидение днем, на самом деле представляет собой аналоговый сигнал, ап-конвертированный в формат 1080i. В ближайший год-два, когда телевещательные компании вложат большие деньги в новое оборудование и появится больше записей высокой четкости, настоящее HDTV постепенно будет становится доступнее.

Как выбрать телевизор
Прежде всего следует решить, какой тип HDTV вам нужен. В настоящее время можно выбрать телевизор на основе кинескопа или проекционный аппарат. Последний эффективен в просторных комнатах, когда телевизор смотрят с большого расстояния. В магазине проверьте следующее:

• Как телевизор справляется с темными изображениями. Возьмите фильм типа «Черный город» или «Бэтмен возвращается». Обратите внимание на то, как отображаются темные цвета, и нет ли искр или мерцания на темном фоне.

• Как телевизор справляется с дневным светом. Конечно, если вы покупаете HDTV, вы, вероятно, предполагаете установить его в комнате с регулируемым освещением. Но все равно поднесите телевизор к окну и попробуйте посмотреть передачи при свете.

• Как телевизор передает цвет кожи, белый цвет, не заметны ли зубцы по границам диагональных линий и нет ли муара в областях насыщенного изображения.

• Проверьте качество ап-конвертирования стандартного сигнала у каждого телевизора при оптимальных параметрах настройки.

• Убедитесь, что продавец знает, правильно ли настроен телевизор для тех условий, в которых вы его смотрите. Попросите показать, как работают позиции меню, и внесите несколько изменений, чтобы оценить диапазон регулировки (только потом верните параметры в исходное состояние). Постарайтесь делать это при наименьшем уровне освещенности в зале. Помните, что настройка нового дорогого телевизора может потребовать времени, и ее лучше всего проводить дома, но прежде чем останавливаться на той или иной модели, нужно оценить диапазон возможных регулировок.

• Проверьте соединительные кабели. В набор кабелей HDTV должен входить по крайней мере один комплект раздельных кабелей, кабель S-video, комбинированный кабель, радиочастотный кабель, кабель DTV-декодера и синхронный кабель. Ко многим моделям прилагается по паре кабелей почти каждого типа, плюс несколько входных и выходных аудиокабелей. Возможно, вам понадобятся раздельные входы для ввода сигналов от новых DVD-плееров с последовательной разверткой. Иногда одни и те же входы можно использовать для разных сигналов, переключая их посредством меню телевизора.

• Проверьте, как каждая ручка управляет встроенной аудиосистемой. Если у вас уже есть система класса домашнего театра, управляющая и телевизионным звуком, то это, возможно, не имеет значения — только убедитесь, что у телевизора есть необходимые входы и выходы. И все же проверьте встроенную аудиосистему... Бывает, что нужно просто послушать новости, не сотрясая дом звуками Питера Дженнингса.

Лучший совет тем, кто выбирает новый телевизор — прежде чем ехать в магазин, решите, какие параметры для вас важны. Размер — это еще не все, если только вы не живете в огромном доме. Все эти многочисленные входы новых телевизоров почти наверняка обеспечат совместимость с имеющейся у вас аппаратурой, однако одни модели могут оказаться более совместимыми, чем другие. Привезите с собой свой проигрыватель DVD или даже видеомагнитофон VHS и критически оцените работу с ним разных телевизоров. Это лучший способ сравнить качество изображения — по крайней мере для ваших любимых фильмов.

Станут ли HDTV-телевизоры дешевле? Не факт. Конечно, многие модели можно будет купить и за меньшие деньги, но они не обязательно будут обладать всеми функциями и тем же качеством. Судя по тенденциям, характерным для другой электронной техники, к тому времени, как HDTV-телевизоры появятся в магазинах, подобных Costco, они утратят часть функций, и, возможно, будут собираться из второсортных компонентов. Стандарты и технология HDTV уже выглядят безупречными. Изображение нового телевизора, принимающего сигнал высокой четкости, кажется великолепным сейчас и будет казаться таковым еще несколько лет. Подобные вещи меняются далеко не так быстро, как компьютерная технология.

Если же вы решите купить обычный телевизор — а выбор устройств этой категории огромен, и среди них есть очень хорошие модели, — то что произойдет к 2006 году, когда Федеральная комиссия по связи велит всем каналам перейти на полностью цифровой вещание? Сможет ли принимать цифровые сигналы купленный сегодня аналоговый телевизор? Да, сможет, если вы потратите еще несколько сотен долларов на приставку, преобразующую цифровой сигнал в для вашего телевизора.

Итак, новая технология быстро меняет лицо всей индустрии развлечений. Те, кому невтерпеж, пусть покупают сейчас, но лучше подождать еще год. И не сидите слишком близко, а то, как часто говорит ваша мама, испортите зрение!

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Александр - sintekochat.ru 9 Mar 2000 11:00 PM
Можно ли смотреть HDTV передачи в Москве, к примеру через спутник. Как использовать хороший монитор для просмотра HDTV ???
	DS 14 Mar 2000 12:50 AM
Александру Стоит обратить внимание на www.europeonline.com Через тарелку, нацеленную на Астра, можно получать как интернет со скоростью 2 МБ/с за 15 уе в месяц, так и МПЕГ-2/4 видеосигналы и обычные спутниковые телеканалы. Все на монитор через специализированную PCI карту. Все в одном флаконе По мере появления HDTV контента они обещают вывести его в этот совмещенный ТВ/WEB проект
	Игорь - siystack.ru 14 Mar 2000 7:02 AM
Уж простите за занудство, но не могу пропустить неточностей автора и переводчика по данной (довольно близкой мне теме). В целом статья написано хорошо, достаточно обзорно, но встречаются и явные огрехи (с. 4, абз. 1): цифровой сигнал ослабляется!!! Ведь приемник ВСЕГДА получает АНАЛОГОВЫЙ сигнал, в котором может быть замодулирован цифровой. Другое дело, что цифровой сигнал, в силу избыточности, подлежит либо ПОЛНОМУ восстановлению, ну либо полностью теряется. Да, и почему переводчику не понравилось хорошее русское слово "сжатое", почему "компрессированоое" (см. там же)? Это и написать-то тяжело, не то что выговорить. Еще раз прошу прощения у автора и переводчика, но подобные вещи просто слух режут.
	Serjio - Serjioezmail.ru 15 Mar 2000 2:11 PM
Теория проверяется на практике (или практикой). Реализация идеи получения качества изображения и звука основана на применении ПК. Системы уже существуют и показывают весьма неплохие результаты. Конечно их стоимость и качество не в самых лучших отношениях, но важен процесс. Плюс дополнительные преимущества...8-) Для дома, конечно, предпочтительнее что-то вроде "..в одном флаконе..", хотя "..по Сеньке и шапка..", но качество будет "не очень". Кстати, какие компоненты наиболее оптимальны для решения задач: PC+DVD+TV+AC3 и PC+DVD+Monitor+AC3 при наличии "домашнего кинотеатра":ресивер,Hi-Fi в\плейер,акустика. У разных авторов свой подход к проблеме. Буду признателен.
	strax - straxkrasu.ru 3 Apr 2000 3:22 PM
Не совсем уверен что в кассу но реплика такая. У нас в Красноярске транслируют НТВ со спутника, и кажется сигнал жмется МПЕГом(или чем-то другим,но как-то все-таки жмется). Так вот иногда возникают помехи и получаем следующие эффекты: 1) застывшее изображение со звуком а иногда и без оного. 2) на изображении проскакивает квадраитк(и) в котором видны большие пикселы (как при медленной закачке GIFа) 3) при задержке более 3 сек экран становится черным т.е. динамика процесса прерывается и невозможно увидеть (хотя бы нечетко) что же показывают\происходит на экране, тогда как аналоговое тв лишено этих недостатков( и достоинств тоже) Цель моего сообщения в том что новые технологии это конечно хорошо, но это должно быть "на уровне" чтобы хорошо показывало при некотором уровне помех, а то ведь мир не настолько идеален.
	Mpeg 8 Apr 2000 2:41 PM
А стало быть жмутся ваши операторы в Красноярске поставить тарелку побольше или руки у них не оттуда растут! У меня вся европа в мпеге и в любую погоду.
	Ох 17 Apr 2000 10:21 AM
Бредятина, зачем переводить обзор, предназначенный для американского зрителя?
	Vadim - vadimromyahoo.com 17 Jul 2000 5:20 PM
Согласен с Ох(предыдущим) мы со своими ящиками еще будем в сами знаете каком месте оч-чень долго. Читал когда-то обзорную статью по этой же теме вов времена СССР так там правильно сказали - пока парк старых ящиков и аналоговых не отслужит свои деньги ничего нового/цифрового нам не светит. А сейчас еще ко всему этому нужны бешеные бабки на инвестиции которых ни у кого из бывших республик нет.