Сквозь тернии к 8K: когда наступит эра сверхвысокого разрешения
Видео и игры в 4K – уже стандарт индустрии. Снимать в таком разрешении может большинство смартфонов среднего сегмента и выше, монтировать и обрабатывать ролики тоже не составляет труда. Учитывая обилие 4K-контента, назревает вопрос: что дальше?
Следующим рубежом в развитии цифровых медиа должно стать разрешение 8K (7680×4320). Когда же ждать массового внедрения нового формата, и какие инновации в этом помогут?
Как все начиналось
Камеры с поддержкой такого разрешения появились еще в 2013 году. Через год японская NHK приступила к освоению нового стандарта: в рамках зимней Олимпиады в Сочи компания организовала зону со 145-дюймовым экраном, на котором проигрывались 8K-записи.
Первый 8K-телевизор Sharp LV-85001 был анонсирован на выставке CES 2015. 85-дюймовая модель с дисплеем типа IGZO стоила около $133 000. Как можно догадаться, устройство было ориентировано на бизнес-сегмент: его предлагали использовать для демонстраций и отображения большого количества информации, например, котировок или нескольких видеороликов одновременно.
Шло время, телевизоры с таким разрешением становились доступнее. Так, представленная на IFA 2017 модель Sharp LV-70X500E уже относилась к потребительскому сегменту и была оценена «всего» в 14 тысяч долларов. Диагональ экрана составляла 70 дюймов, новинка также поддерживала HDR и локальное затемнение с 216 отдельными зонами.
В 2019 году Samsung выпустила свой первый 8K-телевизор –модель Q900 с диагональю 85 дюймов и ценой 15 тысяч долларов. С тех пор корейский производитель стал локомотивом 8K-индустрии.
Текущее положение дел
Спустя еще 4 года за 65-дюймовый Samsung QN800C 8K запрашивают 3600 долларов. То есть за это время цены упали почти в 4 раза. Модели от производителей второго эшелона, например, TCL 6-Series 8K, обойдутся и вовсе в 1600 долларов.
В России цены выше, поскольку предложение меньше. Тем не менее, можно найти модель Samsung Q700T 2020 года выпуска за 130 тысяч рублей. Конечно, это немало по нашим меркам, однако сумма уже не выглядит неподъемной.
Впрочем, все это ЖК-телевизоры. В стане OLED ситуация сложнее – за новый LG Z3 на 77 дюймов просят 15 тысяч долларов. Такая разница в цене обусловлена высокой сложностью выпуска OLED-матриц с такими характеристиками.
Кроме телевизоров, на рынке также появились 8K-проекторы. Причем недавно их список пополнился короткофокусной моделью Samsung The Premiere 8K UST. Стоимость новинки пока не объявлена – можно предположить, что она приблизится к 10 тысячам долларов. Хотя это все еще дешевле, чем 8K-модели JVC и Sony.
Фильмы такого разрешения прокатывают в IMAX, однако с дистрибуцией для домашнего просмотра есть проблемы – современные Blu-Ray диски не позволяют хранить такой объем данных.
Большинство потребительских камер и смартфонов топ-сегмента уже записывают видео в таком формате. Например, линейка Samsung Galaxy S23 научилась снимать видеоролики 8K@30 fps. Вероятно, в течение двух лет появятся модели, записывающие 8K-видео с частотой 60 кадров в секунду.
Проблемы 8K
Переход на новый формат принес новые вызовы. Одним из них стало электропотребление 8K-телевизоров. В прошлом году европейский регулятор ужесточил требования к энергоэффективности, что поставило под угрозу весь сегмент. Новые ограничения были анонсированы в сентябре 2022 года, и на тот момент ни одна из существующих моделей им не соответствовала.
Чтобы обойти ограничения, производители пошли на хитрости. Например, Samsung добавили в свои телевизоры Eco-режим, активный по умолчанию. Он значительно снижает яркость панели, что негативным образом сказывается на качестве изображения, особенно в HDR. Вместе с этим снижается энергопотребление.
Пока такой трюк работает, и новые модели продаются без проблем. Однако это не гарантирует, что требования вновь не ужесточат. В этом случае придется искать более эффективные технологические решения, например, развивать Micro-LED и QD-экраны.
Главная же проблема 8K сегодня – вес файлов. Минутный видеоролик разрешением 8K и частотой 24 к/с занимает 600 МБ памяти. И это при битрейте 80 Мбит/с. Рекомендованное же значение для подобного формата составляет 120 Мбит/с.
Борьба с лишним весом
Снизить объем 8K-видеороликов призваны новые кодеки. Сейчас главный стандарт кодирования видео – H.265, или HEVC (High Efficiency Video Coding). Его представили еще в 2012 году с прицелом на 4K. Очевидно, что для 8K нужны новые кодеки, более эффективные по части сжатия и обработки.
Сегодня получает распространение стандарт AV1, разработанный альянсом Alliance for Open Media. Он на 30% эффективнее HEVC по части сжатия – это значит, что видео аналогичного качества будет занимать на треть меньше памяти.
Еще одним преимуществом AV1 стало отсутствие лицензирования. Разные платформы могут использовать кодек, не платя отчислений, что делает его привлекательным. Так, компания Google уже добавила его поддержку в YouTube. Большая часть 8K-видео на платформе закодирована именно с помощью AV1.
Но не все так радужно. Как показывают расчеты, зависимость эффективности от битрейта нелинейная. AV1 действительно превосходит H.265 на разрешениях FHD, 2K и 4K, однако в 8K они демонстрируют схожий результат.
Так что распространение AV1 на YouTube связано не столько с эффективностью сжатия, сколько с его открытостью. Для штурма высот 8K кодек подходит слабо. Зато под эти цели разработано еще одно решение.
В 2020 году немецкий разработчик Fraunhofer HHI утвердил стандарт сжатия H.266, или VVC (Versatile Video Coding). Он должен прийти на смену HEVC, который с нами уже 11 лет. Новый кодек обещает двукратный рост эффективности и заточен под 8K-видео.
Тесты показывают, что сжатие при VVC на 26% эффективнее для 8K, чем при использовании HEVC. То есть минутное видео будет весить не 600 МБ, а 450 МБ. Правда, за это придется платить высокой сложностью.
Сейчас компрессия VVC занимает в 6,5 раз больше времени, чем HEVC, а декомпрессия – в 1,5 раза. Решение этой проблемы лежит в плоскости «железа». Как только видеокарты получат аппаратное ускорение для работы с кодеком, время обработки значительно сократится.
Еще одна проблема VVC – лицензирование. Из-за этого кодек будет распространяться медленнее, чем AV1. Это касается как поддерживаемых устройств, так и контента. Схожая ситуация была с HEVC, так что можно ожидать популяризации VVC через несколько лет.
Не развлечением единым
Конечно, фильмы в разрешении 7680×4320 будут впечатляюще смотреться на большом экране. Также 8K пригодится для виртуальной реальности и панорамных видео. Но есть и другие отрасли, которые выиграют от внедрения формата.
Одной из них является медицина. Эндоскопы сверхвысокого разрешения упростят операции, а 8K-трансляции будут полезны для консилиумов – врачам будет проще приблизить и рассмотреть нужные объекты изображения.
8K-разрешение также пригодится в системах наблюдения. Качественный цифровой зум позволит различать людей и объекты на большой дистанции. Кроме того, это снизит необходимое число камер, поскольку можно охватить больший угол обзора с высоким разрешением.
Новый формат может использоваться музеями и реставраторами. Это откроет путь для создания высококачественных цифровых копий картин и других предметов искусства.
Высокое разрешение полезно и при спортивных состязаниях в рамках системы видеопомощи судьям (VAR). Например, 8K-камеры четче захватывают происходящее на футбольном поле и повышают качество судебных решений.
Наконец, в широком вещании 8K применяют для создания нескольких кадров 4K или 2K, а также для качественного зума путем цифрового кропа.
Когда ждать 8K в каждом доме
В индустрии видеотехнологий прослеживается закономерность: от появления нового стандарта до его популяризации (уровень продаж 50% от максимума) проходит семь лет. Так, в период с 1998 по 2005 год был переход с SD на HD-качество, с 2005 по 2012 год – с HD на FHD, с 2012 по 2019 – с FHD на 4K.
Следуя этой логике, переход на 8K осуществится к 2026 году. Телевизоры с таким разрешением станут доступнее, будет все больше устройств, способных записывать 8K-видео, а новые кодеки уменьшат его вес.
Однако текущее положение дел заставляет усомниться в таком раскладе. В 2016 году рынок с воодушевлением готовился к эпохе 4K. Сегодня 8K не вызывает особого энтузиазма у большинства пользователей.
Дело не только в малом количестве контента. Если рассматривать телевизоры, то подобное разрешение попросту не имеет смысла на диагоналях меньше 80 дюймов. А доля продаж крупноформатных телевизоров вряд ли станет достаточной для популяризации 8K в домашних условиях.
С другой стороны, 8K-формат будет полезен в таких нишах, как медицина, безопасность, реклама, панорамные видео и виртуальная реальность. Так что применение наработкам в этом направлении найдется.