High Definition

Видео высокого разрешения

High Definition или, по-русски, высокое разрешение — одна из самых «модных» тем последнего времени. Телевизоры с наклейками HD Ready и Full HD, проигрыватели Blu-ray и HD DVD, DVD-плееры, способные воспроизводить видео высокого разрешения… А что, собственно, это такое? В чем преимущество перед привычным DVD? Давайте разберемся.

От аналогового телевидения к DVD

С обычным телевизионным сигналом знакомы, наверное, все. Разработанный в середине прошлого века в расчете на аналоговую аппаратуру, этот стандарт цветного вещания представляет собой продукт многих компромиссов. В идеале изображение состоит из 576 строк и 720 столбцов, т.е. имеет разрешение 720x576 пикселей* (иначе говоря, элементов изображения). Но это только в идеале: если с отображением строк телевизионные приемники, как правило, справляются без особых проблем, то количество различимых глазом «столбцов» во многом зависит от степени совершенства телевизора. Хуже того, 720х576 пикселей относится только к яркостной составляющей телевизионного сигнала (она определяет контуры объектов на экране), а цвет значительно «ужат». По вертикали цветовое разрешение меньше в два раза, а по горизонтали — в целых четыре. Сами понимаете, нечетких цветных контуров не избежать.

*Речь идет о европейских стандартах телевизионного вещания PAL и SECAM. Американо-японский NTSC имеет чуть меньшее разрешение по вертикали (размер кадра 720x480 пикселей) и большую частоту полей (60 Гц вместо 50 Гц).

Оправданной в свое время казалась и идея использовать чересстрочную развертку, когда кадр формируется из двух полукадров (иногда говорят, двух полей), состоящих из нечетных и четных строк изображения. С учетом того, что полукадры (поля) следуют с частотой 50 Гц (сменяют друг друга 50 раз в секунду), суммарная частота кадров составляет 25 Гц, что вполне достаточно, чтобы не замечать мерцания изображения, а телевизионная аппаратура получалась заметно проще. Вот только современные «стогерцовые» телевизоры, плазменные и ЖК-панели, проекторы выводят изображение не по «половинкам», а сразу целыми кадрами (прогрессивная развертка) и если на экране присутствует движение, на краях предметов появляется так называемая «расческа» или «гребенка» (рис. 1), ведь за время между двумя полукадрами объект может успеть сдвинуться на значительное расстояние. В результате приходится проводить дополнительную обработку «картинки», восстанавливая четкость изображения.

Рис. 1. Сравнение кадра с прогрессивной разверткой (слева) с кадром при чересстрочной развертке (справа)

Параметры видеосигнала, записанного на DVD**, недалеко ушли от принятого в аналоговом телевидении, несмотря на цифровую «природу» DVD-дисков. Нужно было обеспечить совместимость с огромным парком имевшихся у населения телевизоров. Единственное существенное улучшение «картинки» — возросшее в два раза цветовое разрешение по горизонтали (теперь оно меньше яркостного всего вполовину). Впрочем, были и некоторые нововведения. На DVD-диск можно записать как стандартное изображение с соотношением сторон 4:3, так и широкоэкранное 16:9, как в кино. Но не стоит надеяться, что во втором случае разрешение больше. Это все те же 720x576 пикселей, просто при воспроизведении «картинка» растягивается по горизонтали до нужной ширины.

**Это все те же стандарты цветного вещания: PAL для Европы и NTSC для Штатов и Японии. SECAM при записи DVD-дисков не используется.

Другое дело — звуковое сопровождение фильмов. С появлением DVD оно вышло на качественно новый уровень. Давно доступный посетителям кинотеатров, многоканальный объемный звук теперь можно получить и в домашних условиях: на подавляющем большинстве DVD-дисков присутствует звуковая дорожка Dolby Digital и/или DTS в формате 5.1. Пять полноценных каналов (об их количестве говорит цифра «5» перед точкой в обозначении формата) позволяют весьма точно позиционировать источник звука относительно зрителя, а сабвуфер (низкочастотный канал — «1» после точки) дает возможность реалистично воспроизвести взрывы, рев мотора и другие звуковые эффекты. Главное — правильно расставить колонки (рис. 2). Естественно, для декодирования многоканального звука нужен либо DVD-проигрыватель, обладающий встроенным декодером Dolby Digital/DTS, либо домашний кинотеатр (ресивер) с этой функцией. А для воспроизведения — соответствующий набор акустики. В противном случае вы услышите обычное стерео (или даже моно, если ваш недорогой телевизор имеет единственный динамик).

Рис. 2. Позиционирование колонок для многоканального звука

High Definition

Несмотря на все ухищрения производителей бытовой видеоаппаратуры, недостаточное разрешение видео на DVD часто бросается в глаза. Никакие процессоры обработки сигнала не способны восстановить детали, которых нет в исходной записи, никакие алгоритмы повышения четкости не приблизят «картинку» к той, что мы видим в кинотеатре. Единственный выход — увеличить количество элементов, формирующих изображение. Формально к HD (High Definition или высокое разрешение) относится любое видео, с разрешением выше привычного 720x576 (для PAL) или 720x480 (для NTSC) пикселей (его теперь стали называть SD — Standard Definition или стандартное разрешение). На практике были выработаны несколько форматов HD, которых придерживаются все производители (табл. 1).

Таблица 1. Форматы High Definition

Как видите, разрешение может составлять либо 1280х720 пикселей (устройства, поддерживающие этот формат, принято называть HD Ready), либо 1920x1080 (обозначают, как Full HD)***, а частота кадров равняться 24, 30 или 60 Гц. Соотношение сторон во всех случаях 16:9. Для сигнала HD Ready всегда используется прогрессивная развертка, устройства Full HD могут в некоторых случаях работать в режиме чересстрочной развертки. Почему вообще нельзя отказаться от вывода изображения по полям? Все дело в огромном потоке данных, который требуется для передачи видео 1080p. Это может стать проблемой при эфирном и спутниковом вещании, и 1080i представляется здесь разумным компромиссом.

***Приведенное разрешение снова относится только к яркостной составляющей сигнала, цветовое традиционно в два раза меньше. Впрочем, на таких разрешениях это уже не столь заметно.

На самом деле, для «эфира» или «спутника» весьма неплохо подходит формат 720p. Несмотря на меньший размер «картинки», он дает практически то же самое разрешение по вертикали, что и 1080i. В формате 720p с прогрессивной разверткой ровно 720 линий, а в чересстрочном 1080i фактическое разрешение по вертикали на самом деле меньше 1080 линий. В соответствии с так называемым Kell-фактором, оно составляет 70% от 1080, т.е. 756 линий. Как видите, разница с 720p не столь принципиальна, зато можно существенно сэкономить на ширине каналов вещания, что в условиях переполненного эфира весьма актуально. Если же говорить о разнице в горизонтальном разрешении, то в силу большей чувствительности человеческого глаза к детализации изображения именно по вертикали по сравнению с горизонталью, она не так уж и заметна.

Кодеки

Увеличившееся разрешение потребовало использования новых алгоритмов кодирования (кодеков). На самом деле для кодека не имеет значения, каков размер обрабатываемого изображения, ограничение могут накладывать только программные (или аппаратные) реализации алгоритма. Так в настоящий момент часть HD-контента распространяется сжатой привычным по DVD-дискам кодеком MPEG-2. Вот только изображение Full HD содержит в пять раз больше элементов, чем стандартная «картинка» с DVD: один оцифрованный кадр теперь занимает в пять раз больше места. Избежать подобного «расточительства» позволяют новые алгоритмы кодирования, в частности, MPEG-4. Его разновидность для HD-видео получила название AVC (иногда пишут H.264 или AVC/H.264). Не осталась в стороне и компания Microsoft. Ее вариант на основе WMV носит имя VC-1****.

****На самом деле в интернете представлены ролики высокого разрешения, закодированные с использованием множества кодеков. Помимо перечисленных выше MPEG-2, AVC и VC-1, это DivX, знакомый многим по «пиратским» фильмам в MPEG-4, QuickTime, Nero Digital, WMV… Другой вопрос, что предназначены они, в основном, для просмотра на компьютере, и стационарными плеерами либо поддерживаются частично (очень ограниченное количество моделей), либо не поддерживаются совсем (большинство проигрывателей).

Изменился и формат звуковой дорожки в кинофильмах. Помимо привычных Dolby Digital и DTS в фильмах HD предлагается использовать Dolby Digital Plus и DTS HD. Увеличение количества каналов до 7.1 вряд ли можно считать существенным (5.1 для фильмов вполне достаточно), а вот заметно возросшее качество — однозначный плюс. Более того, для сохранения звука могут использоваться несжатые (т.е. без каких-либо потерь) форматы PCM и Dolby True HD, что совсем нелишне, например, для концертных записей.

На чем смотреть

Теория теорией, но обычного потребителя в первую очередь интересуют практические вопросы. И первый из них — как приобщиться к HD-видео? В настоящий момент выпущено уже достаточно большое количество ЖК-телевизоров и плазменных панелей, видеопроекторов, отвечающих не только критерию HD Ready, но и относящихся к классу устройств Full HD. Но стоит ли гнаться за разрешением 1920x1080 или вполне достаточно 1280x720, особенно с учетом того, что телевизоры и проекторы Full HD существенно дороже? Все зависит от размера экрана.

Среди ЖК-телевизоров с диагональю меньше 32 дюймов вы не найдете моделей Full HD, да в них и нет надобности. Размер пикселя достаточно мал, чтобы обеспечивать четкую «картинку», даже если устройство всего лишь HD Ready (рис. 3). Переход к разрешению Full HD просто не даст особых преимуществ. Другой вопрос, что экран в 32 дюйма — принадлежность, скорее, бюджетного домашнего кинотеатра, ориентированного на просмотр обычных DVD. Чтобы в полной мере насладиться всеми прелестями HD-видео, следует присмотреться к модели с диагональю от 37 дюймов, а здесь уже представлены как устройства HD Ready, так и Full HD. И надо сказать, разница между ними вполне ощутима. Существенное улучшение «картинки» при просмотре видео высокого разрешения заметно и на телевизорах HD Ready, но в полной мере оценить все преимущества нового формата можно только на устройствах Full HD (рис. 4), главное, чтобы исходный материал был достойного качества.

Рис. 3. Samsung LE32N71B — один из ЖК-телевизоров HD Ready с диагональю 32 дюйма

Рис. 4. Sony KDL-40X2000 — полноценные Full HD

С плазменными панелями и телевизорами ситуация несколько иная. В силу технологических особенностей, «плазма» с низким разрешением гораздо проще в производстве и, как следствие, существенно дешевле — в магазинах до сих пор представлено большое количество моделей, не являющихся даже HD Ready. Но ситуация постепенно выправляется. Вне зависимости от диагонали вы можете выбрать устройство HD Ready, а начиная с 50 дюймов — и честные Full HD (рис. 5). Есть и некие «промежуточные» варианты, когда разрешение по вертикали соответствует Full HD, а по горизонтали не дотягивает даже до HD Ready. Как и любой компромисс, это решение вряд ли обеспечит идеальное качество «картинки».

Рис. 5. Pioneer PDP-5000EX — «плазма» с диагональю 50 дюймов

Плазменная панель Full HD — хороший выбор для домашнего кинотеатра. Большинство ЖК-телевизоров проигрывают «плазме» по уровню контрастности, цветовому охвату и времени отклика, пусть и не столь существенно, как несколько лет назад. Но все компенсирует меньшая стоимость ЖК-телевизора с таким же размером экрана. Минимальная диагональ «плазмы» в настоящее время — 37 дюймов, а Full HD устройства, как уже говорилось, начинаются с 50 дюймов, так что плазменная панель — атрибут, скорее, большой гостиной или загородного дома. В типичных городских квартирах, наверное, все же уместнее ЖК-телевизор Full HD с несколько меньшим размером экрана.

Альтернативой плазменным и ЖК-моделям могут служить проекционные телевизоры. Да, они проигрывают в яркости и контрастности, но на больших диагоналях существенно дешевле своих конкурентов. К тому подавляющее большинство из представленных в настоящий момент моделей являются устройствами HD Ready или Full HD (рис. 6).

Рис. 6. Sony KDS-55A2000 — проекционный телевизор Full HD

Хорошей идеей при оборудовании домашнего кинотеатра, нацеленного в первую очередь на просмотр кино, может стать использование видеопроектора. Да, для того чтобы в полной мере насладится фильмом, придется задергивать шторы, но зато полное погружение, как в кинотеатре, вам гарантировано, ведь диагональ экрана может достигать нескольких метров. Наилучшее качество обеспечивают DLP-проекторы Full HD, не намного отстают и модели 3LCD (с тремя ЖК-матрицами) с тем же разрешением (рис. 7). Бюджетным вариантом можно считать DLP-проектор HD Ready. А вот впечатления от аналогичных по разрешению моделей с тремя ЖК-матрицами уже не столь положительны — на большом экране становятся заметны межпиксельные промежутки.

Рис. 7. Panasonic PT-AE1000E — одна из моделей 3LCD-проектора Full HD

Что смотреть

Зайдя в любой крупный магазин бытовой электроники, вы без труда сможете выбрать себе телевизор Full HD или HD Ready, проектор. Вот только покупка подобного устройства в настоящий момент, скорее задел на будущее, нежели насущная необходимость: источников HD-видео не так уж и много, особенно в нашей стране.

По идее, основным локомотивом продаж должны были стать фильмы, записанные в высоком разрешении. Но производители не смогли договориться о едином стандарте — наследнике DVD. На рынок с большой задержкой относительно ранее озвученных планов одновременно вышли две конкурирующие технологии, не совместимые между собой: Blu-ray и HD DVD. Как и любое передовое устройство, проигрыватель нового формата (рис. 8) стоит немало, недешевы и сами диски с фильмами. В результате покупатели заняли выжидательную позицию, предпочитая отложить приобретение до того момента, когда определится лидер. Низкие продажи проигрывателей не способствуют падению цен, что, в свою очередь, снова тормозит спрос. Такой вот замкнутый круг. Да и киностудии особо не спешат выпускать свои фильмы на дисках новых форматов. Вряд ли ассортимент в сотню-другую фильмов можно назвать богатым, к тому же с русским переводом из них единицы — в буквальном смысле этого слова.

Рис. 8. Samsung BD-P1000 — первый проигрыватель Blu-ray, официально поставляемый на наш рынок

Временным выходом из положения можно считать выпуск DVD-проигрывателей, способных воспроизводить видео высокого разрешения с обычных DVD-дисков (рис. 9). Конечно, менять несколько дисков в многодисковых «релизах», коих немало, во время просмотра фильма не очень удобно, зато сами фильмы широко представлены в сети интернет, многие имеют русский перевод. Правда, лицензионная чистота большинства из них находится под очень большим вопросом.

Рис. 9. KiSS DP-600 — проигрыватель, воспроизводящий HD-видео с обычных DVD

Эфирное вещание в нашей стране пока ведется в старом формате. Хотя и принята программа по внедрению телевидения высокой четкости (HDTV) в стандарте 1080i, практических шагов по ее реализации пока что не видно. Чуть лучше обстоят дела со спутниковыми программами. Уже сейчас можно принимать несколько европейских каналов, транслируемых в HDTV, — был бы соответствующий спутниковый ресивер. Из отечественных телекоммуникационных компаний тестовое вещание HDTV через спутник начала НТВ+. Но для просмотра требуется специальный ресивер, поставляемый только на заказ.

Самым доступным способом насладится видео высокого разрешения на данный момент, как это ни парадоксально звучит, является любительская съемка бытовыми видеокамерами. На рынке присутствует достаточное количество моделей, снимающих видео в формате Full HD (рис. 10).

Рис. 10. Sony HDR-HC3 — бытовая видеокамера Full HD

И как соединять

В «эпоху» DVD основным способом соединения проигрывателя и телевизора был либо европейский разъем SCART, либо компонентный вход/выход. Только они обеспечивали максимальное качество при аналоговом подключении. Компонентное соединение можно использовать и для передачи видео высокого разрешения, вот только «картинка» в этом случае будет неидеальна. Контент высокого разрешения всегда представлен в цифровой форме, и, чтобы передать его через аналоговый разъем, придется выполнять соответствующее преобразование сигнала. Все современные телевизоры и проекторы Full HD или HD Ready также являются цифровыми устройствами, значит, аналоговый сигнал снова нужно конвертировать в цифровую форму. Зачем выполнять многократные преобразования сигнала, отнюдь не способствующие сохранению изображения в неприкосновенности, если его сразу можно передать в «цифре»? Именно этой цели и служит разъем HDMI (High Definition Multimedia Interface — мультимедийный интерфейс высокого разрешения), передающий цифровой видеопоток без каких-либо конвертаций (рис. 11). При необходимости, через этот разъем может быть передан и звук.

Рис. 11. Цифровой разъем HDMI

Правда, есть один нюанс. Дело в том, что все устройства, которые способны отдавать HD-контент (за исключением бытовых видеокамер), требуют не просто подключения по интерфейсу HDMI, а подключения с поддержкой протокола шифрования HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection — защита цифрового контента в высокоскоростных устройствах). Это предотвращает несанкционированный «перехват» видео. Если же шифрование не поддерживается, то происходит автоматическое уменьшение разрешения, либо предлагается использовать аналоговые выходы с заведомо худшим качеством. К сожалению, о HDCP «знают» далеко не все модели телевизоров и проекторов, особенно разработанных несколько лет назад. Отсюда вывод — покупка любого Full HD или HD Ready «экрана» без поддержки HDCP по HDMI-входу не имеет смысла*****.

*****Никак не меняет ситуацию наличие «компьютерного» разъема DVI (Digital Visual Interface — цифровой видеоинтерфейс) вместо или вместе с HDMI (они совместимы через переходник). Протокол HDCP должен быть реализован и для DVI, если вы хотите смотреть фильмы в высоком разрешении.

Желательно также, чтобы телевизор или проектор был оборудован не одним входом HDMI, а двумя. Предположим, сейчас вы приобрели спутниковый ресивер для просмотра HDTV и подключили его к имеющемуся входу. А как быть, если вы в дальнейшем купите проигрыватель Blu-ray или HD DVD? Если разъем HDMI только один, для одного из устройств придется использовать худшее по качеству аналоговое подключение.

<