В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Современное общество имеет тенденцию к постоянному увеличению потока мультимедийной информации на долю каждого члена общества. В настоящее время к мультимедийному контенту относится: фото-, видео-, звуковая и текстовая информация, предназначенная для целевого потребления (усвоения) широким кругом потребителей. Известно, что в настоящее время объем и информативность потока данных приближается к максимуму усвоения и восприятия пользователей. Поэтому одной из наиболее важных и востребованных форм получения информации является видеоконтент, который обеспечивает возможность максимально большего объема усвоения информации при минимуме затраченного времени.
В современном информационном потоке ведущую роль играет видеоконтент. В этих условиях необходимо внедрение новых цифровых телекоммуникационных технологий, позволяющих каждому члену общества осуществлять не только быстрый доступ к источникам информации, но и эффективный отбор информации согласно его индивидуальным требованиям. С этой точки зрения абонента интересуют прежде всего:
Под качеством современных технологий доставки видеоконтента обычно подразумевают обеспечение максимальной детализации изображения (максимального разрешения), которая не утомляла бы пользователя. То есть в идеальном случае потребитель не должен замечать разницу между восприятием реального мира и видеоконтентом. Отсюда возникает необходимость масштабирования изображения без потери его качества.
Основными направлениями решения этих задач являются:
Известно, что для человеческого глаза вполне комфортна частота статического изображения в 60 Гц (чересстрочная развертка). Но для четкого восприятия быстро движущегося объекта необходимо увеличение частоты кадров до 100 Гц. Постоянное увеличение объема динамической составляющей видеоконтента приводит к постоянному увеличению частоты смены кадров. В настоящее время успешно применяют некоторые средства отображения информации (СОИ), использующие частоту смены кадров вплоть до 2 кГц. Данная частота смены кадров достигается только за счет использования установленного в абонентском устройстве дополнительного программного обеспечения и мощного микропроцессорного модуля, которые совместно в онлайн-режиме дорисовывают дополнительные кадры изображения. Данный способ формирования четкого изображения особенно необходим для трансляции 3D видеоконтента, что напрямую связано с особенностями формирования самого ЗD-изображения.
То есть увеличение частоты смены кадров является одним из обязательных условий для формирования видеоконтента высокой (HDTV) и ультравысокой (UHD) четкости. В настоящее время в опытных образцах абонентских устройств, продажи которых планируется начать уже в 2013 году, достигнуто разрешение 7680x4320 (UHD-2 или так называемая технология 8К). Устройства с данным разрешением планирует использовать японский вещатель NHK для трансляции спортивных соревнований на Олимпиаде в Рио-де-Жанейро (2016 год).
С другой стороны, даже при наличии значительной пропускной способности современных магистральных и абонентских сетей для обеспечения передачи видеоконтента высокого разрешения необходимо постоянно совершенствовать степень сжатия (компрессии) видеопотока. Чем эффективнее работает видеокодек на компрессию и декомпрессию, тем лучше качество видео при одной и той же битовой скорости транспортного потока. В настоящее время только использование нового стандарта видеокомпрессии HEVC (High Efficiency Video Coding) no сравнению со стандартом Н.264 обеспечивает разгрузку полосы пропускания на 30—50% при сохранении того же качества изображения.
На рисунке представлены этапы и перспективы развития технологии и техники доставки видеоконтента до пользователей в разрезе нескольких наиболее значимых, с нашей точки зрения, показателей совершенствования качества видеоконтента.
Под термином "реалистичность изображения" в большинстве источников подразумевают не только наличие высокого разрешения изображения, но и объемность его восприятия. Основная составляющая передачи современного контента — это двухмерное (2D) изображение. Но в настоящее время доля этой составляющей неуклонно уменьшается вследствие увеличения доступности для широких слоев населения СОИ, обеспечивающих воспроизведение трехмерного стереоизображения (S3D). Но при этом многими пользователями отмечается недостаточная реалистичность данного изображения, что снижает потребительскую ценность этого типа видеоконтента.
Все попытки внедрения технологий, обеспечивающих обратную совместимость 2D- и ЗD-технологий, являются лишь необходимой временной мерой, связанной с недостаточным насыщением рынка необходимыми СОИ у конечных пользователей (стоимостью оконечных устройств, качеством и количеством сервисов, стоимостью трафика и т.д.). Так, недавно начата работа над второй версией стандарта DVB-T2 (планируемый срок выхода — середина 2014 года), предусматривающего передачу видео в формате 2D (левый кадр HDTV) и "добавки", позволяющей восстановить кадр для второго глаза. "Добавка" формируется с использованием компрессии MVC. Разрабатываемый формат позволяет воспроизводить как 2D-, так и ЗD-изображение в полноценном HDTV-формате, но будет несовместим с традиционными приставками и потребует выделения дополнительной полосы вещания.
Поэтому основной упор, осуществляемый компаниями-производителями СОИ, направлен на увеличение ракурсности изображения, то есть адекватности восприятия формируемого изображения с различных углов зрения, что наиболее важно при движении объектов относительно друг друга. В настоящее время известен 28-ракурсный дисплей производства компании Philips и 40-ракурсный дисплей, в разработке которого принимала участие компания Ahoku (Тайвань).
Известно, что первоочередной задачей всех производителей средств отображения информации (СОИ) является увеличение разрешения изображения. То есть необходимо обеспечить увеличение плотности пикселей, формирующих изображение, при сохранении геометрических размеров устройств. Особенно четко данная тенденция прослеживается для устройств, формирующих 3D изображение. В настоящее время развитие средств воспроизведения более или менее реалистичного 3D изображения без использования очковой технологии немыслимо без матрицы 4К (3840x2160). Исходя из этого, внедрение устройств с разрешением 8К (7680x4320) — дело ближайшего будущего.
О совместных планах по производству 145" плазменных дисплеев с разрешением 8К (формат UHDTV-2) объявили компании Panasonic и NHK. Компания Sharp показала на выставке CES-2012 (Амстердам, Голландия) 85-дюймовую панель формата 8К по технологии LCD. Характеристики дисплейных матриц с разрешением 4 К и 8 К представлены в табл. 1.
Трудность широкого внедрения этих форматов очевидна: в настоящее время в мире существуют только три камеры, способные записывать видео в формате UHDTV-2, так как для записи только одного 20-минутного ролика требуется не менее 4 Тбайт дискового пространства (300 Гбайт в сжатом виде), что превышает существующие бытовые аппаратные возможности современных компьютеров. Поэтому серийный выпуск устройств 8К невозможен без существенных финансовых вливаний в производство средств хранения информации и разработку новых стандартов сжатия и транспортировки видеоконтента.
До недавнего времени (еще 5—10 лет назад) приемной аппаратуре пользователей отводилась пассивная роль приемников телевизионных сигналов, так как телезритель не мог активно участвовать в выборе необходимого (индивидуального) видеоконтента. Но развитие современных цифровых телекоммуникационных и интернет-технологий привело к потребительской доступности видеоконтента, что, в свою очередь, ожесточило конкуренцию на рынке видеосервисов и заставило изготовителей пользовательских терминалов выпустить в широкую продажу так называемые умные телевизоры — Smart TV (см. табл. 2). Под этим термином понимают обычно телевизионный дисплей со встроенным интернет-браузером (HBBTV) и модулем Wi-Fi, которые позволяют объединить телевизионные приемники в домашние локальные мультимедийные сети DLAN. Каждый канал связи в HBBTV — или эфирный для однонаправленной трансляции, или дуплексный для обмена данными.
Следующим направлением развития "умных" телевизоров является увеличение их мобильности, то есть в первую очередь уменьшение их веса и увеличение устойчивости к механическим воздействиям. В настоящее время самыми распространенными являются жидкокристаллические LCD (с LED-подсветкой) и плазменные (PDP) телевизионные приемники, но они на сегодняшний день уже практически достигли потолка своего развития [1]. К тому же ни одно из данных устройств не удовлетворяет требованию устойчивости к внешним механическим воздействиям. Поэтому ожидается, что с 2018 года их практически полностью заменят дисплеи нового поколения — гибкие цветные дисплеи на основе органических светодиодов (OLED), а также голографические дисплеи, способные создать 3D изображения.
К концу 2012 года двумя лидерами производства электронных технологий (Samsung и LG) уже налажено производство 55" OLED-дисплеев по двум различным технологиям формирования цветных субпикселей. Фирма Samsung разработала получение цветного пикселя на базе матрицы трех независимых светодиодов (RGB true mixed), а фирма LG — с применением цветных фильтров (WOLED+CF), наносимых на светодиоды "белого" излучения (см. табл. 1).
Основными преимуществом технологии RGB true mixed является получение "интеллектуального" света, то есть возможность динамического управления количественными и качественными параметрами света (интенсивностью, спектральным распределением и цветовой температурой) [2—3]. Основными недостатками, ограничивающими широкое распространение данных изделий, является незначительный срок службы (30 тыс. ч). Основным же достоинством технологии WOLED+CF является достаточно однородное старение эмиттеров, что приводит к увеличению срока службы дисплея (до 100 тыс. ч), а к недостаткам — необходимость формирования неуправляемых тонкопленочных фильтров при использовании высокоэффективных источников излучения белого цвета. С нашей точки зрения, более перспективной является пленочная технология WOLED+CF, так как она позволяет создать единую матрицу "управляемых" фильтров, например на основе поляризационных эффектов.
Анализируя существующие средства отображения информации и направления их развития, можно с большой уверенностью определить основные тенденции усовершенствования дисплейных матриц, к которым в первую очередь относятся как внедрение новых технологий формирования цветного изображения (OLED и PLED матрицы) и технологии формирования объемного изображения, так и включение отдельных средств отображения в единое телекоммуникационное пространство.
Литература
Продолжение следует
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2013
Посещений: 13009
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
