Многие эксперты предсказывали, что видео с высокой частотой кадров, или HFR, станет следующим достижением AV-технологий. Что означает данное понятие, зачем это необходимо, рассмотрим в статье.
При просмотре телешоу, фильмов видео представляется отдельными кадров, а не непрерывным потоком изображений. Следовательно, существует потеря информации об изображении в «промежутках» между кадрами.
Точное количество реальной видеоинформации, с которой работают глаза и мозг, зависит от количества кадров в секунду, использующихся в видео. Чем их меньше, тем больше мозгу придется заполнить пробелы, тем выше вероятность появления проблем, связанных с движением:
- размытие;
- дрожание;
- мягкость.
В ходе обсуждения обработки изображений проблемы, связанные с частотой, оказались центровыми. Создатели контента работают над решением вопроса.
HFR в кино
Значительные шаги в развитии более высокой частоты кадров были сделаны кинематографистами. Питер Джексон запустил технологию, выпустив трилогию о Хоббите в формате 48 к/с, по сравнению с 24 к/с, с которыми фильмы выходили на протяжении десятилетий.
Режиссер Энг Ли поднял видео мир на новый уровень в 2016 году, выпустив фильм Билли Линна «Долгая прогулка» со скоростью 120 к/с. Последний фильм Ли, «Человек-близнец», также снимался и распространялся со скоростью 120 к/с, и оба фильма можно смотреть со скоростью 60 к/с на 4K Blu-ray. 120 кадров за секунду – это частота кадров, которую Джеймс Кэмерон хочет использовать для своих сиквелов «Аватара», как и Энди Серкис для Animal Farm.
Обзоры фильмов с высокой частотой разделились по поводу того, помогает ли повышение параметра качеству просмотра или мешает.
Практически все согласны с тем, что HFR улучшает четкость, детализацию, удаляя размытость изображения, дрожание, стробирование. Некоторые специалисты утверждают, что это приносит больше вреда, чем пользы.
Большинство ненавистников HFR-фильмов утверждают, что создание более чистого, плавного, невероятно четкого изображения приводит к созданию искусственного эффекта – в противоположность тому, для чего оно предназначено.
Негативная реакция аудитории на выпуск фильмов о Хоббите со скоростью 48 к/с была настолько широко распространена, что режиссер Питер Джексон добавил технологию мягкого размытия к версиям двух сиквелов с высокой частотой, чтобы приручить четкость исходного отснятого материала.
«Long Halftime Walk» Билли Линна доступен на 4K Blu-ray со скоростью 60 к/с, и даже при такой пониженной частоте трудно отрицать, что дополнительные кадры оставляют некоторые игры и постановки выглядят искусственными.
Практический результат для фильмов HFR заключается в захвате данных реального изображения со скоростью 48 или 120 к/с не оставляет места для уловок. Если HFR завоюет больше зрителей, будут найдены решения проблем. Большой вопрос, проявят ли кинозрители достаточно энтузиазма в отношении HFR, чтобы выдержать расходы и усилия, связанные с его доставкой.
HFR на телевизоре
Учитывая, насколько эффективно HFR улавливает мельчайшие детали реальности, логично, что есть большой интерес к использованию технологии для телевизионных документальных фильмов, спортивных репортажей. Съемки в реальной жизни не выглядят искусственным – HFR просто захватывает реальность с большим количеством кадров в секунду.
Использование HFR для занятий спортом впечатляющее благодаря активной демонстрации движения и панорамирования камеры. Спортивные видео больше пострадают от потери информации между видеокадрами, связанной с более низкой частотой кадров.
Отдел исследований и разработок BBC экспериментировал со спортивными трансляциями HFR с 2014 года и публично продемонстрировал кадры Игр Содружества, воспроизводимые со скоростью 100 к/с. В 2016 году на выставке технологий IFA в Берлине компания LG показала соревнования тенниса и легкой атлетики на паре OLED-телевизоров со скоростью 100/120 к/с.
Читайте также:
В мае 2017 года LG в партнерстве с европейским спутниковым вещателем SES запустила демонстрацию видео 4K HDR, транслируемого со скоростью 120 кадров в секунду, доказав, что вещатели уже могли показывать футбол, теннис и крикет в HFR.
Забегая вперед, японская общественная телекомпания NHK представит Олимпийские игры 2020 года в Токио в разрешении 8K с высокой частотой кадров.
Реакция зрителей на HFR в фильмах неоднозначна, а реакции на спортивные HFR-трансляции более позитивные. В случае с тестом BBC Commonwealth Games 5% зрителей не были впечатлены различиями, которые HFR вносил в просмотр.
Читайте также: Как отключить субтитры на телевизоре.
Если в параметрах телевизора указано отображение с частотой 50 или 60 Гц или у премиальных телевизоров – 100 Гц, 120 Гц, 200 Гц, 240 Гц или даже более высокими значениями – это не обозначает, что изображение отображается с высокой частотой кадров.
Частота обновления телевизора – понятие, отличающееся от частоты кадров в секунду. Собственная частота кадров видео для ТВ-материала составляет 25 или 30 кадров в секунду, в зависимости от того, снят материал в Европе или США.
Цифры 50/60 Гц из мира телевидения относятся к тому, как большая часть телевещания использует процесс, называемый «чересстрочной разверткой». Здесь создаются только четные или нечетные строки кадра, но со скоростью 50 или 60 кадров в секунду. Транслируется не 50 или 60 кадров реального изображения каждую секунду, а 25/30 кадров реального изображения «манипулируют» в эффект 50/60 Гц.
Телевизоры с частотой 100 Гц или 200 Гц используют обработку, известную как интерполяция движения, чтобы вычислить, как должны выглядеть дополнительные кадры изображений. Они вставляют эти «придуманные» новые кадры между 25/30 кадрами в секунду исходного фактического содержимого изображения.
Обработка интерполяции движения может сделать изображения свободными от дрожания и размытия, для чего и предназначена HFR. Обработанные дополнительные кадры не обеспечивают такой степени четкости и детализации, которую удалось бы получить, если бы фактических данных изображения было 100 или 120 кадров.
Все это возвращает к мысли о том, что настоящий ТВ-контент с высокой частотой кадров дает преимущества в качестве изображения, которые может оценить подавляющее большинство зрителей, наблюдающих его в действии.
Технические вопросы, связанные с HFR-трансляцией, сложнее, чем с фильмами, особенно для прямой трансляции в HFR.
Глядя на демонстрацию BBC, инженеры Beeb должны захватывать около 9 ГБ данных 4K HFR каждые три секунды. Им пришлось соединить восемь высокоскоростных SSD-накопителей, чтобы обеспечить 4 ТБ хранилища и доставить данные на ПК по четырехканальному интерфейсу SDI со скоростью 3 ГБ в секунду.
Еще одно серьезное препятствие на пути к мечте о телевидении с высокой частотой – текущее состояние телевизионного оборудования. Не существует большого количества телевизоров, способных обрабатывать частоту выше 60 к/с.
Поскольку текущие (v2.0) стандарты HDMI поддерживают полосу пропускания 18 Гбит/с, этого достаточно только для изображений 4K со скоростью до 60 кадров в секунду. HDMI 2.1 поддерживает полосу пропускания до 48 Гбит/с, способен поддерживать разрешение до 10K и частоту до 120 к/с. HDMI 2.1 принят большинством производителей телевизоров, но находится в зачаточном состоянии и встречается на дорогих телевизорах. Потребуется купить новый сверхвысокоскоростной кабель HDMI, чтобы воспользоваться преимуществами интерфейса 2.1.
HFR – будущее или напрасные ожидания?
Нет никаких сомнений, что технология HFR будет играть большую роль в будущем кино и телевидения. Его поддерживают многие известные голливудские фильмы, и его потенциал для телевидения с «реальным» контентом, таким как спорт и документальные фильмы, очевиден. Вопрос состоит в количестве имеющегося контента с высокой частотой.
У телевизионного мира есть веские причины принять HFR, но этим амбициям мешают аппаратные ограничения на каждом этапе производства и распространения телепрограмм.
Игровые приставки следующего поколения могут проложить путь с высокой частотой кадров. Преимущества более высокой частоты уже давно понятны в игровом мире, при этом стремление к большей мощности сосредоточено на улучшении согласованности частоты. Именно на этой арене можно столкнуться с необходимостью ускорить разработку, необходимую для превращения HFR из мечты в сверхчеткую реальность.
