UHD přichází ve více podobách. Které patří budoucnost?

Obecné parametry ultravysokého rozlišení se ustálily teprve nedávno a nyní spolu soupeří hned několik systémů kódování nového formátu. Jednotlivé hráče televizního průmyslu to staví před rozhodnutí s dalekosáhlými důsledky. A spotřebitele?

Dnes už stěží seženete širokoúhlý televizor, který by nebyl kompatibilní s UHD. Koncem loňského roku po světě vysílalo na sedm desítek programů v novém rozlišení, přičemž jejich počet někdy touto dobou přesáhne stovku. Doposud šlo převážně o „promo“ kanály určené k testování nové technologie, nyní však na formát UHD přechází stále více sportovních, dokumentárních či lifestyle stanic – kupříkladu satelitní operátor SES vysílá již 38 kanálů v ultravysokém rozlišení. Koncem dekády pak podle analytiků z agentury Northern Sky Research poběží zhruba 230 kanálů v UHD, a v polovině dvacátých let osm set stanic.

Jak se HD postupně stává standardem, jeho roli přebírá UHD. Ultravysoké rozlišení přitom prosazují hlavně poskytovatelé obsahu, pro diváka by totiž další znásobení počtu pixelů nepředstavovalo bůhvíjaký kvalitativní posun. Formát UHD proto vedle vyššího rozlišení přináší také větší dynamický rozsah a širší barevné spektrum, což teprve vytváří obraz viditelně kvalitnější než v rozlišení HD. Technologie v pozadí formátu UHD přitom představují srovnatelnou revoluci, jako když se televizor poprvé rozblikal v barvě, jen pro diváka méně nápadnou.

Budoucnost v jasných barvách

Především jsou ve formátu UHD pořizovány a reprodukovány kompletní snímky namísto prokládání půlsnímků. Navíc zobrazuje širší spektrum jasů pomocí technologie HDR čili High Dynamic Range, tedy vysoký dynamický rozsah. Významně rozšiřuje škálu zobrazovaných jasů, oproti klasickým CRT obrazovkám o řád. Obraz je tak přirozenější bez toho, aby se nepříjemně zvyšovala intenzita vyzařovaného světla. Každý záběr je pořizován dvěma expozicemi s různě nastavenou citlivostí, než je spojen do snímku slučujícího jemnější kresbu obou. Scenérie s větším rozpětím jasu jsou tak s HDR zobrazovány zřetelněji.

Další výhodou formátu UHD je širší rozsah barev. Specifikace UHD vyžadují podporu normy REC.2020, která pokrývá dvě třetiny barev rozlišitelných lidským okem. Oproti tomu dosavadní zobrazovací systémy standardu REC.709 čili sRGB pokrývají jen přibližně třicet procent viditelného barevného spektra, takže i v rozlišení HD mohou některé barvy působit ploše. Již několik let jsou sice k mání také televizory schopné zobrazovat v širším barevném prostoru Adobe RGB, který obsáhne polovinu spektra. Tento standard se ovšem příliš nerozšířil, zejména co se pořizovací techniky týče.

Plné uplatnění barevných prostorů REC.2020 a jeho rozšířené varianty REC.2100 je ve formátu UHD vůbec možné proto, že převod zaznamenávaného světla na elektronický signál již není založen na jednoduché gamma křivce. Většina systémů kódování UHD používá sofistikovanější opto-elektronické (OETF) a elektro-optické (EOTF) převodní funkce, případně rozšířené o funkci OOTF (opticko-optickou).

Rámcové parametry UHD jsou tedy dané, k jejich dosažení se ale různí hráči od filmových studií po výrobce televizorů vydali různými cestami. První veřejné vysílání v obrazové kvalitě 4K se povedlo konsorciu kolem japonské veřejnoprávní televize už v roce 2008, a o pět let později se satelitnímu operátoru SES podařilo 4K přizpůsobit pro přenos běžnou telekomunikační infrastrukturou kódováním ve formátu HEVC.  V listopadu 2014 pak lucemburská společnost jako první přenášela živě ve 4K, a o dva roky později družice SES poprvé vysílaly obsah v kvalitě HDR.

Kdo z koho

Ovšem první fázi standardizace nového formátu zavedlo Ultra HD Forum, sdružení padesátky hlavních hráčů v telekomunikačním byznysu, až v roce 2016. Televizní průmysl však na nic nečekal a už o dva roky dříve byl představen systém Dolby Vision založený na funkci EOTF ve formě statických i dynamických metadat doplňujících základní kódování obrazu. Pro přehrávání ve formátu Ultra HD se Dolby Vision ujal také na tabletech a monitorech počítačů, u online streamovacích služeb a dokonce v kinosálech. Dolby Vision nejenže podporuje funkce HDR i barvy dle REC.2020 a REC.2100, ale je kompatibilní také se staršími obrazovkami.

Což takto jednoznačně nelze říct o dalším rozšířeném systému zvaném HDR10, který pracuje pouze s jednou vrstvou kódování a statickými metadaty. Tento otevřený standard podporuje řada velkých výrobců jako Dell, LG, Samsung nebo Sony, a také konzoly PlayStation 4 a Xbox One S. Loni v létě ovšem Samsung a Amazon Video představili formát HDR10+, který již používá dynamická metadata a tedy zobrazuje úrovně jasu nejpřesnější možnou měrou. Tento kodek je již používán platformou Amazon Video, pracují s ním studia 20th Century Fox či Warner Bos. a podporují jej také Blu-ray přehrávače značky Panasonic.

Nejběžnějším systémem kódování UHD je ovšem HLG čili Hybrid Log Gamma, a to především co se rozšíření mezi nahrávací technikou týče. Tento otevřený formát vyvinuly veřejnoprávní televizní sítě BBC a japonská NHK, a představuje svého druhu přechodovou technologii. Na rozdíl od ostatních UHD systémů totiž obraz není pořizován v absolutním jasu a s metadaty, ale kombinací křivky gamma a logaritmické křivky. Díky tomu je HLG kompatibilnější se současnou nahrávací a přenosovou architekturou, zároveň však podporuje respektive je podporován normami REC.2100, HEVC, VP9 i H.264.

S kodeky HLG již pracují televizory všech hlavních výrobců nebo třeba YouTube, a formát je také součástí druhé fáze standardizace UHD, která nabíhá letos. Zářivou budoucnost tím ovšem zaručenou nemá, což platí i pro ostatní zmíněné systémy kódování formátu UHD. Hráči v televizním průmyslu od filmových studií po výrobce techniky tedy pečlivě zvažují, do jaké technologie investovat. Který systém kódování se jakou měrou prosadí, přitom nezáleží jen na jeho parametrech, ale také síle jeho poskytovatele a rozhodnutích výrobců techniky.

Nejpravděpodobněji se jeví, že se vedle sebe bude uplatňovat několik formátů, a spotřebitelská technika bude schopna plně nebo alespoň kompromisně pracovat se všemi systémy. Kupříkladu televizor na bázi HRD10 tak přehraje i signál Dolby Vision, ovšem jen v rámci limitů prvého systému. To ostatně platí i pro sledování sledování kanálů ve formátu UHD na televizoru, který k tomu není uzpůsoben. Divák obraz uvidí v rozlišení a s rozpětím jasů a barev omezeným na schopnosti jeho přístroje. „Jisté je, že UHD neskončí v propadlišti dějin jako technologie 3D TV,“ soudí viceprezident společnosti SES pro nové technologie a standardy Thomas Wrede. „UHD totiž divákům přináší vysokou přidanou hodnotu, a to bez nutnosti nasazovat si nepohodlné brýle.“