Televisión de ultra alta definición

La televisión de ultra alta definición ( UHDTV ) es un tipo de  descomposición de los estándares de televisión que proporciona una claridad de imagen muchas veces superior a la de la televisión estándar y de alta definición , así como a la mayoría de los estándares cinematográficos modernos. Otros nombres son Ultra HD y Ultra High Definition Video (UHDV).

La televisión de ultra alta definición incluye dos estándares digitales: 4K UHDTV (2160p) y 8K UHDTV (4320p) propuestos por NHK Science & Technical Research Laboratories y adoptados por la Unión Internacional de Telecomunicaciones en agosto de 2012 de acuerdo con la Recomendación ITU-R BT.2020 [1 ] . La emisora ​​japonesa NHK fue la primera en poner en práctica un sistema de televisión con descomposición de imagen según el estándar 7680 × 4320 píxeles [2] .

Historia

• La primera recomendación mundial unificada ITU-R BT.1201 sobre sistemas de transmisión de imágenes de ultra alta definición fue desarrollada en 1994 por el 11º Grupo de Estudio del CCIR presidido por el científico soviético y ruso Mark Krivosheev [3] .
• En septiembre de 2003, NHK completó el desarrollo de un sistema UHDTV experimental [4] .
• En noviembre de 2005, NHK demostró por primera vez una transmisión en vivo de un programa UHDTV a una distancia de 260 km a través de un enlace de fibra óptica usando DWDM .
• El 31 de diciembre de 2006, NHK presentó una transmisión en vivo en una pantalla de 450 pulgadas (11,4 m) en Osaka del programa musical anual de Tokio Kōhaku Uta Gassen a través de IP [5] .
• En 2007, SMPTE aprobó el "Estándar 2036" para UHDTV [6] Se definieron dos niveles para UHDTV, llamados UHDTV1 ( 3840x2160 o 4K UHDTV) y UHDTV2 ( 7680x4320 o 8K UHDTV) [6] [7] . Hasta 2011, UHDTV permitía velocidades de cuadro de 24, 25, 50 y 60 cuadros por segundo [8] .
• En 2008, Aptina Imagin anunció el lanzamiento de un nuevo sensor CMOS especialmente desarrollado para el proyecto NHK UHDTV [9] . Durante el IBC 2008 anual , NHK (Japón), RAI (Italia), BSkyB , Sony , Samsung , Panasonic Corporation , Sharp Corporation y Toshiba (con varios socios) demostraron la primera transmisión pública UHDTV en vivo desde Londres hasta el lugar de la conferencia en Ámsterdam . [10] [11] .
• El 29 de septiembre de 2010, NHK grabó la actuación de The Charlatans en el Reino Unido en UHDTV y luego la transmitió a través de Internet en Japón [12] .
• Durante los Juegos Olímpicos de verano de 2012 en el Reino Unido, el estándar fue demostrado públicamente por la cadena de televisión más grande del mundo, la BBC [13] , que instaló pantallas de 15 m en Londres , Glasgow y Bradford para permitir a los espectadores experimentar el espectáculo único de los juegos en ultra- alta definición [14] [15] [ 16] .
• El 22 de agosto de 2012, LG Group Corporation anunció el primer televisor 3D del mundo compatible con el sistema 4K UHDTV [17] .
• El 23 de agosto de 2012, UHDTV fue aprobado oficialmente como estándar por la Unión Internacional de Telecomunicaciones [1] [18] .
• El 18 de octubre de 2012, la Consumer Electronics Association (CEA) anunció que el Consejo de Líderes de la Industria de la CEA adoptó por unanimidad el término "Ultra High-Definition" o "Ultra HD", que se utilizará para monitores , proyectores y televisores con una resolución de no menos de 8 megapíxeles. Los requisitos técnicos mínimos para obtener el logotipo Ultra HD incluyen: una resolución de pantalla de al menos 3840 píxeles en horizontal y al menos 2160 píxeles en vertical, al menos una entrada digital que admita señal de video con una resolución de 3840 × 2160 píxeles y un aspecto de pantalla proporción de 16:9 [ 19] [20] [21] [22] .
• El 19 de abril de 2013, el operador de satélite SES lanzó la primera emisión de UHDTV desde el satélite Astra 19.2 ° E. E. [23] [24]
• El 27 de junio de 2013, el operador satelital " Tricolor TV " realizó por primera vez en Rusia una transmisión de televisión pública satelital en formato 4K UHDTV [25] . El transpondedor 34 del satélite Eutelsat 36A se utilizó para la transmisión satelital en vivo de contenido UHDTV . Los datos en MPEG-4 se transmitieron a 40 Mbps, a 25 cuadros por segundo, con una resolución de imagen de 3840×2160 píxeles, cuatro veces superior al cuadro del estándar FullHD (1920×1080). Para la transmisión pública del canal de televisión Russian Travel Guide (RTG), se preparó un video especial de 19 minutos sobre deportes extremos en Rusia, filmado con una cámara de video 4K [26] . Como medio de visualización se utilizó un televisor LG 84LM960V de 84 pulgadas con una diagonal de 84 pulgadas [25] .
• El 7 de febrero de 2014, la compañía de televisión NTV-Plus llevó a cabo una transmisión UHD de prueba de la ceremonia inaugural de los Juegos Olímpicos en Sochi . Usando el codificador Elemental Live y el decodificador de video Broadcom, se desarrolló una tecnología de generación de transmisión HEVC 4K en tiempo real. El proyecto involucró cámaras digitales Sony PMW-F55 Cine Alta 4K y se mostró en un televisor Panasonic 4K de 65 pulgadas [27] .
• El 24 de junio de 2014, CEA amplió las especificaciones y aprobó los términos de marketing "Ultra High-Definition", "Ultra HD" o "UHD", que también se pueden combinar en varias modificaciones, como "Ultra High-Definition TV 4K". ". [28] . Además, el códec de video HEVC está definido para entregar video de ultra alta definición a través de Internet .
• 2020: según el Instituto Mitsubishi , el 50 % de los hogares japoneses tendrá un televisor 4K para este año. [29]

Especificaciones

La Unión Europea de Radiodifusión en 2014 emitió una receta para la televisión de ultra alta definición, que está destinada a la planificación estratégica para mejorar los parámetros técnicos, incluida la claridad mejorada, la velocidad de fotogramas aumentada, el rango dinámico y la gama de colores de la imagen aumentados y el sonido mejorado. tecnologías de transmisión [30] .

Resolución

La resolución mínima para UHDTV es de 3840×2160 píxeles (8,3 megapíxeles ), que es exactamente cuatro veces la de FullHD ( 1080p ).

UHDTV proporciona hasta 33 millones de elementos de imagen con una resolución máxima de hasta 7680×4320.

A modo de comparación, un cuadro de televisión de alta definición en máxima calidad FullHD ( 1080p ) consta de 2 millones de píxeles (1920x1080), y el estándar de televisión clásico equivale a 400 mil píxeles ( 720x576 ).

La resolución de la televisión de ultra alta definición supera, entre otras cosas, la resolución de los estándares de cine digital existentes : por ejemplo, la mayoría de los proyectores de cine digital en los cines admiten la resolución 2K, que es de 2048 × 1080 píxeles. Se encuentra una resolución comparable en los relativamente pocos proyectores 4K que se encuentran en algunos cines digitales IMAX [31] .

UHDTV1

UHDTV1 (3840×2160 píxeles) es un formato de imagen definido por el estándar SMPTE ST 2036-1. Basado en la Recomendación ITU-R BT.2020 para describir los parámetros de color de la codificación de imágenes. A veces abreviado como "UHD-1". [32]

"4K" es un término de marketing utilizado para describir imágenes con una resolución de 4096x2160 píxeles. Aprobado por CEA en 2014 para el estándar UHDTV1 con una resolución de 3840×2160 píxeles, con posibilidad de uso en varias modificaciones: "4K Ultra High-Definition", "4K UHD", "Ultra High-Definition TV 4K", "4K Ultra HD" [28] .

5K (resolución)

"5K" es un término de marketing para televisores y monitores de computadora con una resolución de 5120x2160 píxeles.

6K (resolución)

"6K" es un término de marketing para televisores y monitores de computadora con una resolución de 6016x3384 píxeles.

UHDTV2

UHDTV2 (7680×4320 píxeles) es un formato de imagen definido por el estándar SMPTE ST 2036-1. Basado en la Recomendación ITU-R BT.2020 para describir los parámetros de color de la codificación de imágenes. A veces abreviado como "UHD-2". [32] La resolución de este estándar se considera comparable a la de la película IMAX 15/70 , y tiene unas 16 veces la capacidad de información de la HDTV [31] .

"8K" es un término de marketing informal que se utiliza para describir imágenes con una resolución de 7680x4320 píxeles.

Interfaces

HDMI

La versión 1.4b de HDMI se desarrolló e introdujo en 2009 para transportar imágenes estéreo de 1080p con un ancho de banda máximo de 10,2 Gbps. Al mismo tiempo, la especificación indica soporte para resoluciones 4K, es decir, para mostrar una imagen con una resolución superior a 1080p:

• 3840 × 2160 píxeles a 24 Hz/25 Hz/30 Hz velocidad de fotogramas
• 4096 × 2160 píxeles a una velocidad de fotogramas de 24 Hz.

Para la transmisión de la señal se ha desarrollado una interfaz HDMI 2.0 con un ancho de banda de hasta 18 Gb/s. Entre la funcionalidad de la interfaz para la transmisión de video y audio, se encuentran las siguientes características [33] :

• Transmisión de video 4K (2160p) a 50 o 60 cuadros por segundo;
• soporte para la Recomendación ITU-R BT.2020 con una profundidad de color de 10 o más bits;
• formatos de video definidos en la recomendación BT.2020 y admitidos en la especificación HDMI 2.0:
  • 2160p, 10/12 bits, 24/25/30 Hz, RGB/4:2:2/4:4:4;
  • 2160p, 10/12 bits, 50/60 Hz, 4:2:0/4:2:2;
• transmisión de hasta 32 canales de audio;
• frecuencia de muestreo de audio de hasta 1536 kHz;
• transmisión simultánea de dos flujos de video para varios usuarios en una pantalla;
• transmisión simultánea de audio de transmisión múltiple a múltiples usuarios (hasta 4);
• compatibilidad con la relación de aspecto de video "cine" de pantalla ancha 21:9;
• sincronización dinámica de flujos de video y audio.

HDMI 2.0 no define nuevos cables o nuevos conectores. Los cables de alta velocidad actuales (cable de categoría 2) tienen suficiente ancho de banda.

Puerto de visualización

DisplayPort versión 1.2a tiene un ancho de banda de 21,6 Gbps, lo que le permite conectar un monitor con una resolución de hasta 3840x2400 o un monitor 3D con una velocidad de cuadros de 120Hz y una resolución de 2560x1600 píxeles.

La versión estándar DisplayPort 1.3 se publicó el 15 de septiembre de 2014 [34] . Admite la transmisión de datos con un ancho de banda de hasta 32,4 Gbps, lo que le permite transferir:

• imagen para monitores en formato 5K (5120 × 2880 píxeles) en espacio de color RGB;
• Video 8K a 7680×4320 píxeles (16:9, 33,18 megapíxeles) o 8192×4320 píxeles (~17:9, 35,39 megapíxeles) con submuestreo de color 4:2:0 ;
• imagen de monitor dual 4K (3840 × 2160 px) a 60 Hz en espacio de color RGB de 24 bits;
• 4K para pantallas estéreo (3D);
• combinación de 4K y Hi-Speed ​​USB 3.0.

El estándar tiene un modo de compatibilidad HDMI 2.0 con protección de contenido HDCP 2.2 [35] .

MHL 3.0

El 20 de agosto de 2013, se introdujo la especificación de interfaz MHL 3.0 para conectar dispositivos móviles a pantallas y transmitir audio y video de alta resolución [36] . Características de la especificación MHL 3.0:

• 4K (Ultra HD): admite formatos 4K de hasta 3840 × 2160 a una frecuencia de cuadro de 30 Hz;
• tecnología de protección de contenido HDCP 2.2 ;
• Sonido envolvente de 7.1 canales con Dolby TrueHD y DTS - HD;
• soporte para múltiples pantallas al mismo tiempo.

SDI 6G, 12G y 24G

Para uso profesional se utiliza la interfaz SDI , que se ampliará con los nuevos estándares SMPTE 2081 para transferencia de datos a 6 Gb/s, 12 Gb/s y 24 Gb/s. [37] Para la transmisión se pueden utilizar cables coaxiales de una, dos o cuatro conexiones físicas o cable de fibra óptica .

Super Hi Vision

NHK ha desarrollado un formato de transmisión "Super Hi-Vision" compatible con una resolución de 8K y audio multicanal 22.2 [38] . Las principales especificaciones del formato Super Hi-Vision:

• resolución: 7680×4320 píxeles;
• profundidad de color: 10/12 bits por canal;
• espacio de color rec. 2020 ;
• velocidad de fotogramas: 60/120 fps. (exploración progresiva);
• sonido: 22.2 canales ;
• ancho de banda: 21 GHz, 500-6600 Mbps.

A 60 cuadros por segundo, una hora de video UHDTV sin comprimir ocupa alrededor de 25 TB; sin embargo, con algoritmos de compresión, el tamaño se puede reducir a 300 GB. Se espera que la imagen UHDTV se proyecte en una pantalla con una diagonal de hasta 11 m Las principales dificultades en el desarrollo serán una cámara para grabar y un equipo capaz de transmitir un flujo de datos sin comprimir a una velocidad de 24 Gb / s.

El principal desarrollador del nuevo formato de video es la emisora ​​estatal japonesa NHK. El objetivo definitorio de trabajar en el estándar es lograr el efecto de una "inmersión" completa en lo que sucede en la pantalla. La tecnología UHDTV ya hoy permite lograr un ángulo de visión de 100° mediante el uso de pantallas grandes vistas desde una distancia cercana.

El gobierno japonés tiene la intención, junto con empresas privadas, de desarrollar un estándar para video de ultra alta definición, informa AFP , citando medios locales. Las autoridades planean hacer que el estándar sea internacional y usarlo para radiodifusión en 2015 [39] .

Un parámetro igualmente importante del nuevo estándar UHDTV es el rango dinámico de la imagen, es decir, la relación de contraste. El ojo humano es capaz de percibir un contraste entre el blanco más brillante y los colores más oscuros en una proporción de aproximadamente 100.000:1. Además, al desarrollar UHDTV, los científicos de NHK se centraron en lograr un sonido de alta calidad. El nuevo estándar de sonido fue designado 22.2. Diez altavoces deben estar al nivel del oído, nueve en un nivel superior y tres en un nivel inferior. Dos altavoces se encargan de reproducir los efectos de baja frecuencia, y otro se ubica en el techo [38] . Un sistema de sonido de este tipo va mucho más allá de los sistemas de audio multicanal 5.1 y 7.1 actuales.

Las áreas de aplicación de UHDTV, según los científicos de NHK, son varias: cine digital , medicina , educación , arte . Ya se han realizado varias veces demostraciones de prueba reales de las posibilidades de UHDTV. Los aspectos más destacados fueron el programa de UHDTV en una exposición en Japón en 2005, cuando 1,5 millones de visitantes vieron la tecnología en acción, y la presentación de un sistema de demostración de UHDTV en el Congreso Internacional de Radiodifusión (IBC) en Ámsterdam, Holanda , en septiembre de 2006.

Desarrollo en la CEI

Rusia

La primera transmisión pública de UHDTV en Rusia se llevó a cabo el 27 de junio de 2013 por el operador satelital Tricolor TV en asociación con LG Electronics , Eutelsat , Ericsson y el canal de televisión Russian Travel Guide (RTG) , que forma parte del holding Bridge Media [ 25] . El 28 de junio de 2013, la portavoz de Eutelsat, Olga Popova, sugirió en una entrevista con Interfax que los canales de televisión de ultra alta definición (UHDTV) podrían aparecer en Rusia dentro de unos años. Este punto de vista fue apoyado por Fyodor Strizhkov, vicepresidente del holding Bridge Media, quien afirmó que el holding estaba listo para lanzar 3-4 canales UHD a la producción [40] .

El 28 de noviembre de 2013, Dmitry Chernyshenko, presidente del Comité Organizador de Sochi 2014, dijo que, por primera vez en la historia de las retransmisiones televisivas olímpicas, la filmación de los Juegos Olímpicos de Invierno de Sochi en 2014 se llevará a cabo en el Super Hi- Formato de visión. [41]

En octubre de 2014, algunos cines en línea rusos comenzarán a transmitir películas en formato Ultra HD 4K. Tal posibilidad fue anunciada, en particular, por los representantes de Aiyo [42] y Okko [43] .

El 22 de octubre de 2014, Tricolor TV lanzó el primer canal de televisión en Rusia en formato Ultra HD 4K [44] .

A principios de agosto de 2016, comenzó la transmisión de prueba Ultra HD en formato DVB-T2 (códec H.265) desde la torre de televisión Ostankino ( Moscú ) en el canal de televisión 58. .

Del 14 de junio al 15 de julio de 2018, Channel One mostró transmisión digital en formato Ultra HD durante la Copa del Mundo desde satélite, por cable, por Internet y en modo de prueba desde la Torre Ostankino, también mostró " Match TV ", lanzando la TV canal "Partido Ultra HD".

El 1 de septiembre de 2018, el primero en Asia Central y en todo el espacio postsoviético, se lanzó en Uzbekistán un canal de televisión 4K de ultra alta definición las 24 horas: Lux.TV [45] .

Lista de canales de TV 4K

• Moda 4K
• Fiesta 4K
• Televisión 4K alta

• Caja de diversión 4K UltraHD [46]
• beIN Sports 4K (España)
• BT Deporte 4K UHD [47]
• Canal+ [48]
• 4K digitales
• Digiturk UHD [49]
• Discovery Channel (Reino Unido e Irlanda)
• Televisión de moda 4K
• Visión UHD
• Movistar Fórmula 1 UHD [50]
• Movistar Partidazo UHD [51]
• National Geographic
• televisión perla [52]
• QVC Alemania
• RAI 4K [53]
• UHD RTL [48]
• RTVS Ultra HD
• Canal de demostración SES Ultra HD
• Deporte SFR 4K
• cielo 1
• cielo atlántico
• deportes de cielo
• TV deportiva 4K UHD [54] [55]
• Experiencia de viaje
• Ultra HD tricolor [56]
• TRT 4K
• UHD-1
• Viasat UltraHD
• club deportivo 4k

• UHD de televisión de la NASA
• Sportsnet 4K y Sportsnet One 4K (Canadá)
• TSN 4K y TSN 2 4K ( Canadá)
• Hispasat TV 4K (Latinoamérica)
• Moda Uno 4K
• DirecTV 4K y DirecTV Cine 4K
• Universo 4K
• Visión UHD
• La Red de País

• C4K360
• Ruso Extremo Ultra HD
• CINE UHD
• SERIE UHD
• Nuestra Siberia 4K
• Ultra 4K extremo
• Cine Ultra 4K
• CASA 4K
• Eurosport 4K

• Cable 4K [57]
• KBS1 UHD [58]
• MBC UHD [58]
• UHD SBS [58]
• KNN UHD [58]
• KBC UHD [58]
• UHD por confirmar [58]
• TJB UHD [58]
• UBC UHD [58]
• UHD G1 [58]
• AsiaUHD
• Visión UHD
• SBS Plus UHD [59]
• Cielo UHD
• UMAX [60]
• UXN
• TV de ensueño UHD
• 4K sábado
• Tata Sky 4K (India)
• Ahora Copa del Mundo 4K (Hong Kong)
• Red Bol Pakistán
• Hum Noticias Pakistán
• Kan11 4K (Israel)
• NHK BS 4K (Japón)
• NHK BS 8K (Japón)
• BS Asahi 4K
• BS TV Tokio 4K
• BS-TBS 4K
• BS Fuji 4K
• COMPRAR CANAL 4K (Japón)
• 4K QVC (Japón)
• EL CINE 4K (Japón)
• Deportes J (Japón)
• Star Channel 4K (Japón)
• Sukachan 4K (Japón)
• Película japonesa + Jidaigeki 4K

Véase también

• Televisión de alta definición (HDTV)
• MPEG
• 16K

Notas

1. ↑ 1 2 Recomendación BT.2020-2 (10/2015): Valores de parámetros para sistemas de televisión de ultra alta definición para producción e intercambio internacional de programas . UIT . Consultado el 30 de enero de 2020. Archivado desde el original el 30 de enero de 2020. (indefinido)
2. ↑ Métodos digitales para grabar y reproducir información de video, 2012 , p. treinta.
3. ↑ Krivosheev, 2008 , pág. 31
4. ↑ M. Kanazawa, et al. Sistema de video de ultra alta definición con 4000 líneas de escaneo  (inglés)  : revista. - NHK, 2003. Archivado desde el original el 28 de mayo de 2008.
5. ↑ Retransmisión en vivo de Super Hi-Vision sobre IP (enlace descendente) . NHK (3 de abril de 2007). Fecha de acceso: 15 de enero de 2008. Archivado desde el original el 26 de mayo de 2012. (indefinido) 
6. ↑ 1 2 Beyond HD , Broadcast Engineering (1 de noviembre de 2010). Archivado desde el original el 9 de marzo de 2011. Consultado el 11 de mayo de 2012.
7. ↑ Dra. Hans Hoffman . More pixels More immersive television experience , EBU Technical (1 de marzo de 2011), pp. 8-9. Archivado desde el original el 28 de mayo de 2012. Consultado el 11 de mayo de 2012.
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9. ↑ Aptina Imaging presenta un nuevo sensor cmos de alto rendimiento para cámaras de video de transmisión de alta definición  (inglés)  : revista. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2012.
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Enlaces

• NHK Super Hi-  Vision
• ¿Qué es 4K Ultra HD?  (Inglés)