Строительство HD-мира. Часть1

Немного истории

Буквы HD последнее время все чаще и чаще мелькают в рекламе даже обычных для слуха товаров – телевизоров, видеокамер, компьютеров и т.п. Аббревиатура HD (High Definition – Высокое разрешение) стала «модной». Сразу же возродилась аббревиатура SD (Standard Definition – Стандартное разрешение), ей стали обозначать все то, что было до того, т.е. последние 50 лет. Кто-то из менеджеров самой известной компьютерной компании в мире как-то заметил, что сейчас наступает эпоха HD, как когда-то наступила эпоха 3D и масса людей с восхищением удивлялась очень похожей на трехмерную картинку.

Под HD понимается изображение с разрешением выше стандартного для телевидения (720х576 для PAL и 720х480 для NTSC). Разумеется, разрешения HD тоже имеют ряд стандартных значений, о которых мы расскажем подробнее чуть позже.

Наглядное сравнение стандартного (SD) и высокого (HD) разрешения 

HD впервые стало активно обсуждаться по понятным причинам в первую очередь в кино-видео мире еще года 4 тому назад. Еще тогда возникла и стала немедленно реализовываться идея похоронить кинокамеры, создав видеокамеры, снимающие в разрешении, сравнимом с разрешением кино. Иными словами, был очень велик соблазн перейти от «мокрого» способа к «сухому». Традиционная кинопленка «35 мм» стоит недешево сама по себе, требует проявки, подвержена старению. Новые же цифровые носители позволют экономить и деньги и время: отснятый материал можно тут же просмотреть. Еще в 2002 году известная всем компания Sony выпустила революционные для своего времени цифровые видеокамеры Cine Alta HDW F900, снимающие с разрешением 1920х1080, 24 кадра в секунду. Первые такие видеокамеры в количестве 6 штук приобрел Джорж Лукас для съемки очередной серии Звездных войн, Эпизод II – Атака Клонов. Фактически это был первый фильм для массового показа в кинотеатрах, снятый не на пленку. Эксперимент оказался удачным и вскоре другие кинорежиссеры также стали применять Sony Cine Alta для съемок фильмов.

Первые камеры Sony Cine Alta F900, снимающие с разрешением 1920x1080 
Джордж Лукас купил для съемок "Звездных войн. Эпизод II" 

Постепенно производители профессиональных видеокамер прекращали выпуск камер обычного (SD) разрешения и новые модели выходили уже с поддержкой HD. Реально необходимости в этом тогда не было, поскольку подавляющее большинство телевизионнов каналов продолжало передавать картинку стандартного разрешения. Но такой подход в конечном итоге оказался правильным, поскольку невозможно в короткий срок заменить стоящую десятки миллиардов долларов существующую SD-аппаратуру на сотнях телеканалов и телестудиях. Сейчас счет используемых в профессиональном телевидении HD-видеокамер идет на десятки тысяч, да и остальная аппаратура для поддержки HD давно не редкость и на Российском телевидении, не говоря уже о западном. Благодаря правильной политике регулирующих органов США, сначала там, а затем и в Европе появились спутниковые ТВ каналы, передающие в HD-режиме. Такое ТВ только набирает популярность, но оно уже реально существует и не первый год.

Как это не странно, заметный толчок внедрению HD в широкие народные массы в прямом смысле слова дают игровые приставки, которые имеют весьма небольшую популярность в России, но имеют огромную популярность в остальном мире. Высокое разрешение игр сейчас это тот пряник, которым производители приставок последнего поколения заманивают потребителя. Поддержка HD заявлена двумя основными игроками рынка игровых приставок - Sony и Microsoft.

HD в цифрах

Прежде чем перейти к рассказу о том, как HD в новом году шагает и будет шагать по планете, приведем немного справочной информации по HD-параметрам. Формально под категорию HD в соответствии со стандартами подпадают такие форматы видео:

Темным фоном в таблице выделены наиболее часто используемые форматы HD. На самом деле существует целый ряд SMPTE-стандартов по HD и разновидностей HD-форматов придумано довольно много, поэтому все их приводить нет смысла. (SMPTE – The Society of Motion Picture and Television Engineers (Общество Инженеров Кино и Телевидения) – организация, основанная в 1916 году, занимается разработкой и согласованием стандартов для кино- теле-индустрии.) ТВ-стандарты обычно обозначаются для удобства дробью, в числителе которой указывается разрешение по вертикали, в знаменателе – частота кадров (причем для чересстрочной развертки – частота смены полей) и тип развертки, где «p» указывается для прогрессивной и «i» – для чересстрочной развертки. Например, 1080/60i означает видео с разрешением 1920х1080 с частотой 30 кадров в секунду и чересстрочной разверткой. 480/60i – обыкновенное NTSC видео с разрешением 720х480 и 30 кадрами с чересстрочной разверткой.

Поскольку несжатый поток HDTV очень велик, передается HDTV-сигнал исключительно в сжатом виде и пока для передачи в основном используется формат MPEG-2. Но в ближайшее время большинство вещателей планирует перейти или уже перешли на MPEG-4, о чем ряд компаний уже объявило. Например, один из пионеров HDTV в Европе, начавший первые трансляции в HD еще в 2004 году, Euro1080 (www.euro1080.tv), со 2 января 2007 года перешел на MPEG-4 окончательно. Надо только понимать, что речь идет не о том MPEG-4, о котором многие знают по пиратским дискам с фильмами – для HD используются другие профили и уровни, существенно отличающиеся от известных нам всем ранее. Для передачи по спутниковым каналам применяется вариант вот с таким официальным обозначением: ISO/IEC 14496-10 MPEG-4 AVC/H.264 HP@L4. Для удобства этот тип кодирования часто называют просто H.264, хотя внутри H.264 может быть масса отличий, так что так называть не совсем верно. Поскольку декодирование MPEG-4 требует существенных вычислений, в спутниковых ресиверах, как правило, применяются специальные сопроцессоры для декодирования H.264, такие как Conexant CX2418x, например.

Для приема европейских каналов HDTV понадобится спутниковая  
"тарелка" диаметром от 0.9 до 4 м

В реальном телевещании сейчас применяется как формат 1080i, так и 720p. Как это ни странно, несмотря на вроде бы заметно большие цифры разрешения, формат 1080i дает практически такое же разрешение по вертикали, как и в 720p. В 720p по вертикали реально 720 линий, а в 1080i по вертикали на самом деле линий меньше, поскольку 1080i-картинка – чересстрочная и, в соответствии с так называемым Kell-фактором, разрешение составляет 70% от 1080, т. е. около 750 линий. Поэтому Европа (точнее Европейский Союз Вещателей, EBC) в качестве основного стандарта рекомендует именно 720p. Понятно, что самая лучшая картинка будет в формате 1080p, но этот формат требует намного более широких каналов и более дорогостоящих устройств отображения.

В сухом остатке тем самым мы имеем безусловный прогресс по сравнению с обычным телевидением, но основной продвигаемый HDTV-формат несет в себе такой рудимент обычного ТВ, как чересстрочность со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Теперь самое время рассказать, что и как происходит с продвижением HD в разных сферах применения возможностей «высокой четкости».

Эфир

Передача телевизионного сигнала высокого разрешения (HDTV) началась довольно давно, и пионерами, как легко догадаться, стали США. В первую очередь в США была разработана и принудительно внедрена программа перехода к цифровому телевещанию (DTV). С 17 февраля 2009 любое аналоговое телевещание по эфиру в США прекращается, а с марта 2007 года продажа любых устройств с приемниками ТВ сигнала разрешена только при условии наличия в них цифрового тюнера. Разумеется, старые аналоговые телевизоры смогут работать с любыми не эфирными источниками ТВ сигнала, да и государство будет выделять деньги на дотирование покупки конвертора из DTV в аналог к оставшимся только с аналоговыми входами телевизорам. Конечно, HDTV есть только один из форматов DTV, но без повсеместного внедрения DTV внедрение HDTV невозможно, поскольку HDTV принципиально не может передаваться по аналогу.

Ресивер Humax HD 1000, способный принимать HD сигнал, стоит около 300 евро. 
Позволяет просматривать платные каналы немецкого пакета Premiere 

Во вторую очередь государственными регуляторами стала стимулироваться передача телевидения высокой четкости. Результаты не заставили себя ждать – 90% территории США покрыто передачами HDTV (www.abc.go.com/site/hdtvlist.pdf). Одна из первых эфирных передач HDTV была сделана компанией ABC еще в ноябре 1998 года – в эфире в HD разрешении был показан всем известный фильм «101 далматинец». В США наиболее массовым стал формат 720p и 6-канальный Dolby AC-3 звук. Перечислять вещателей в HD на территорию США нет смысла, их слишком много, точнее, в HD вещают практически все сколко-нибудь известные телекомпании.

В Европе также активно продвигается вещание в HD. Помимо уже упоминавшегося выше Euro1080, в Европе с HD работают BBC HD, ANIXE HD, Canal Digital Nordic HD и другие.

В России пока с HDTV все не так радужно. Единственный вещатель, который начал фактически в тестовом режиме передавать HDTV, это НТВ+. С декабря 2006 года компания показывает три канала в HD – HD-Кино, HD-Спорт и ТЕСТ 3. Но, для просмотра этого HD-контента потребуется специально изготовленный по заказу НТВ+ ресивер, т.е. нет ресиверов из имеющихся в свободной продаже, пригодных для просмотра HDTV с НТВ+. Так что до реальной возможности просмотра HDTV в России каждым желающим еще пока очень далеко. Кстати, у нас принято называть HDTV телевидением высокой четкости, хотя это не совсем корректная трактовка. Что касается государства, то ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС) еще в 2004 году грозилась начать с 2005 года опытные передачи в 1080i формате, но, как нетрудно догадаться, воз все еще стоит на том же самом месте.

Но, несмотря на проблемы с выходом телевидения высокой четкости в наш российский эфир, покупать технику High Definition имеет смысл. В качестве источника можно использовать видеокамеры HD, видеофайлы высокого разрешения с жесткого диска компьютера и бытовые плееры, проигрывающие диски WMV9. О камерах, телевизорах HD и о многом другом, читайте во второй части.

Сергей Блохнин