Широкоэкранное телевидение: переход неизбежен

Александр Дзюбенко,
обозреватель Mediasat

Масштабы изменений, которые в последнее время переживает столь привычное нам телевидение, просто поражают. Уже сейчас мы имеем дело с двумя поколениями цифровых телевизионных технологий: цифровым телевидением обычной четкости SD (standard definition) и телевидением высокой четкости HDTV (High Definition TV): нет никаких сомнений, что эволюция телевидения на этом отнюдь не заканчивается. Первые массовые разработки в области стереоскопического телевидения (3D TV) уже вышли на рынок; вовсю кипит работа над следующими поколениями как «плоских», так и трехмерных телевизионных технологий. Так как технологии настоящих и будущих поколений еще очень долго будут использоваться одновременно, они должны быть совместимы между собой для гармоничного сосуществования.

Посмотрите, как стремительно растет сегодня количество HD-телевизоров у населения! И это притом что настоящий бум покупок таких устройств в нашей стране еще даже не начинался. Получается, для большего процента зрителей современные плоскопанельные телевизоры становятся основными в доме, так как именно на них они будут смотреть передачи высокой четкости, так и обычные SD-каналы. С другой стороны, все чаще будут возникать ситуации, когда телеканалы, производимые в HD-формате, придется распространять в SD-качестве (например, из соображений доступности канала или для экономии битрейта). Поэтому одновременно с окончательным переходом эфирного вещания на «цифру» начинается еще один, но не менее важный, переход: телевидение обычной четкости сменит формат кадра с почти «квадратного» 4:3 на «широкоэкранный» формат 16:9.

Нет нужды убеждать кого-либо в преимуществах формата 16:9. Время споров о целесообразности такого перехода давным-давно прошло, поэтому сегодня мы стоим перед фактом – хотим мы того или нет, данный переход неизбежен. Формат кадра 16:9 – это именно то, что объединяет все настоящие и будущие телевизионные технологии мира. Не утихают споры о частотах смены кадров, разрешении телевизионной картинки, способах передачи объемного изображения и многих других аспектах телевизионных технологий. Но, пожалуй, единственное, что никто даже и не пытается обсуждать, – это то, что ширина современного телевизионного экрана соотносится к его высоте исключительно в пропорции 16:9. Даже удивительно, сколь единодушного согласия удалось достигнуть в этом вопросе.

Интересным фактом является то, что формат 16:9 стал стандартом для HDTV не в результате тщательных исследований и горячих споров, а, можно сказать, почти случайно. Изначально это соотношение сторон кадра было выведено в начале 1980-х специалистами рабочей группы общества SMPTE, занимавшейся исследованиями в области электронных методов съемки кино. Как известно, в мире кино существует много разных форматов кадра. Соотношение сторон 16:9 было выбрано как среднее между ними, чтобы цифровую кинокамеру можно было использовать для съемки материала любого формата – и при этом потери полезной площади матрицы были как можно меньшими.

Затем с чьей-то легкой руки формат 16:9 перекочевал из «киношной» спецификации в телевизионную: не встретив возражений, он быстро стал стандартом для HDTV. Оказалось, что такое соотношение сторон экрана устраивает всех: предлагать альтернативные варианты никто не захотел. В то время в Японии существовал проект вещания HDTV с форматом кадра 5:3, но вскоре и он был переведен на 16:9. С тех пор, уже около тридцати лет, формат 16:9 является единственным возможным соотношением сторон кадра телевидения высокой четкости, смена которого не рассматривается даже в отдаленной перспективе: все разработки, нацеленные на будущее (3D TV следующих поколений, Ultra High Definition TV и т.д.), в качестве формата кадра используют исключительно 16:9.

Если верить существующему еще со времен античности мнению о том, что наиболее гармоничным для человеческого восприятия является прямоугольник с соотношением сторон примерно 1.618:1 (так называемое «золотое сечение»), то кадр 16:9 (1.777:1), который чуть шире него, вполне подходит на роль оптимального выбора.

Шире уже будет непрактично, но в то же время и слишком узким его не назовешь. К тому же, 1.77:1 очень близок к 1.85:1, одному из двух самых распространенных голливудских киноформатов. Отрезав от такого кинофильма всего по 2% ширины кадра с обеих сторон, можно полностью избежать необходимости добавления черных полос при просмотре его на телевизионном экране.

Следует признать, что даже среди профессионалов телевизионной отрасли далеко не у всех есть четкое понимание того, как именно передается и принимается цифровое широкоэкранное изображение стандартной четкости. Как известно, изображение формата 576i в цифровой форме имеет базовые размеры 720×576 пикселей. При этом каждый пиксел имеет не квадратную, а прямоугольную форму, а содержащий изображение телевизионный кадр занимает центральные 702×576 пикселей. Обратите внимание, никакой опечатки здесь нет: только центральные 702 пиксела по горизонтали содержат собственно видимое изображение, а две колонки шириной по 9 пикселей с обеих сторон кадра представляют собой своеобразный запас для погрешностей аналого-цифрового преобразования – частью видимого кадра они не являются. Так как число 702 не делится на 16 (что плохо согласуется с цифровыми методами компрессии сигнала), на практике в качестве горизонтального размера кадра часто принимают значение 704 пиксела – действующие стандарты вполне это допускают.

Если вы попробуете разделить 704 на 576, то число, которое вы получите, не будет пропорционально похоже ни на 4:3, ни на 16:9. В этом и заключается суть того, что эти пиксели – не квадратные, а прямоугольные. Для того чтобы правильно их отобразить, нужно знать, какое у данного видео соотношение сторон кадра, поэтому эта информация обязательно передается вместе с видеопотоком. Если изображение имеет пропорции 4:3, то наши 704×576 пикселей будут растянуты до 768×576, а если оно имеет широкоэкранный формат 16:9, то в таком случае эти же 704×576 пикселей растянутся до 1024×576. Как видите, при использовании любого из форматов количество пикселей, из которых состоит изображение, остается неизменным.

Каждое (без исключений) приемное устройство цифрового телевидения DVB обязано иметь возможность принимать оба формата изображения: этого требует стандарт. Если понадобится отобразить широкоэкранный канал на телевизоре с экраном 4:3, то цифровой тюнер сожмет изображение до нужных размеров и добавит черные полосы сверху и снизу. Если тюнер не встроен в телевизор, а представляет собой отдельный ресивер, то в его настройках обязательно будет возможность выбора типа экрана телевизора – 4:3 или 16:9. Владельцам широкоэкранных телевизоров нужно не забыть поменять эту настройку с установленного по умолчанию 4:3 на 16:9, потому что иначе ресивер будет автоматически втискивать широкоэкранное изображение в формат 4:3, добавляя к нему черные полосы, что приведет к снижению четкости картинки и затруднит корректное определение ее формата телевизором. Существуют механизмы, с помощью которых ресивер может сообщать широкоэкранному телевизору о том, какой формат имеет подаваемое на него в данный момент изображение, поэтому адаптировать для широкоэкранного телевизора каналы, вещающие в формате 4:3, ресиверу не придется: этим будет заниматься сам телевизор.

Как видите, в стандарте DVB предусмотрено все для того, чтобы при переходе телеканалов на широкоэкранный формат пользователям «старомодных» телевизоров 4:3 не нужно было предпринимать никаких действий для корректного отображения этих каналов. Например, давайте представим себе канал, вещающий со спутника в формате обычной четкости 4:3. Часть телезрителей принимает его прямо со спутника, часть – через аналоговые кабельные сети (получающие его с того же спутника), а еще одна часть – через цифровые кабельные сети DVB-C. В случае перехода этого канала на широкоэкранный формат ни кабельным операторам, ни их абонентам, ни тем, кто принимает канал прямо со спутника, ничего делать не понадобится. У «цифровых» абонентов (как спутниковых, так и кабельных) сигнал, идущий из ресивера в телевизор, будет соответствовать типу телевизора, выбранному в настройках ресивера (по умолчанию это будет 4:3). Для тех, кто получает канал по аналоговому кабельному ТВ, изображение будет преобразовано в 4:3 ресивером головной станции кабельного провайдера, который тоже соответствует стандарту DVB, и поэтому обязательно имеет такую возможность, причем необходимая настройка выходного формата 4:3 у него, конечно же, будет стоять по умолчанию.

Вы спросите, а зачем каналу переходить на 16:9, если по умолчанию он все равно будет преобразовываться в 4:3, да еще и с добавлением черных полосок? Не беспокойтесь, пользователи широкоэкранных телевизоров выигрывают от этого в любом случае.

Во-первых, большинство владельцев широкоэкранных телевизоров все же не забывают настроить тип экрана при первичной настройке цифрового ресивера (будь то кабельного, спутникового или эфирного). Во-вторых, в случае использования встроенного в телевизор цифрового тюнера настраивать формат экрана не нужно вообще – телевизор свои возможности и так знает. В-третьих, даже если до широкоэкранного телевизора дойдет только аналоговый сигнал с черными полосками, то в большинстве случаев он все же сможет определить тип сигнала аналитическими методами и правильно его отобразить.

Несмотря на то, что при этом телевизор недополучит 25% разрешения картинки, результат все равно будет выглядеть лучше, нежели в случае с изначально «узкоэкранным» каналом. Хотя пока что доля широкоэкранных моделей в общей массе телевизионных приемников в нашей стране и невелика, она стремительно растет, и ни у кого нет сомнений в том, что окончательный переход всех без исключения каналов на формат 16:9 неизбежен: вопрос только в том, когда именно это случится. В Западной Европе множество телеканалов перешло на широкоэкранный формат еще 10 лет назад, когда о массовом HDTV можно было разве что мечтать. В США же, наоборот, сначала получило распространение HDTV, а вещание стандартной четкости задумалось о переходе на 16:9 только тогда, когда многие зрители уже обзавелись соответствующими телевизорами для просмотра HDTV. В Украине возможен примерно такой же сценарий: сначала появятся первые HDTV-каналы для массового зрителя (надо полагать, что это должно произойти к Евро-2012), они поднимут волну интереса к переходу на современные телевизионные технологии, и на каком-то этапе основные каналы стандартной четкости тоже решат не отставать и более-менее одновременно перейдут на широкоэкранный формат.

Другое дело – нишевые каналы. Аудитория некоторых из них уже сегодня имеет гораздо более высокий процент современных телевизоров, чем в среднем по стране, а какие-то каналы могут захотеть вещать в 16:9 просто потому, что это модно и прогрессивно. Обратите внимание, как много телевизионного материала уже сейчас роизводится в широкоэкранном формате даже в нашей стране. Если учесть, что программы, снимаемые для однократного показа, могут быть переведены на другой формат в любой момент, то оказывается, что на 16:9 не сложно было бы перейти даже сегодня. Нишевые каналы, вещающие со спутников и в кабельных сетях, действительно имеют возможность осуществить такой переход уже сейчас, если их целевая аудитория того требует, но для популярных эфирных каналов переход на широкоэкранный формат сможет быть практичным только тогда, когда по всей стране будет развернуто полноценное цифровое эфирное вещание.