8K
La Televisione a Ultra Alta Definizione (Ultra High Definition Television (UHDTV), o Ultra HDTV, e 4320p) è un formato video digitale attualmente in via sperimentale proposto dalla giapponese NHK, che lo ha sviluppato insieme a BBC, RAI, ORF, SRG SSR, ARD e ZDF.
NHK ha proposto di chiamare questo sistema Super Hi-Vision (SHV).
Caratteristiche tecniche
Un film in UHDTV manterrà l'attuale formato 16:9 utilizzato anche per l'HDTV ma, come il nome stesso lascia intendere, offrirà una risoluzione video senza precedenti. Se l'attuale HDTV (e più precisamente il formato Full HD) ha una risoluzione massima di 1920 × 1080 pixel, la futura UHDTV potrà arrivare fino a 7.680 × 4.320 pixel (per un totale di circa 33 megapixel). Un singolo fotogramma UHDTV quindi sarà 4 volte più largo e più alto di un fotogramma dell'attuale HDTV per una superficie totale ben 16 volte maggiore.
Al momento un filmato UHDTV è basato su codec audio/video in grado di comprimere rispettivamente i flussi di 28 Mb/s e 24 Gb/s. Il tutto per disporre di una riproduzione audio a 7/28 Mb/s e video di 180/600 Mb/s.
Primo filmato UHDTV
In occasione dell'Expo 2005, tenutosi nel settembre 2005, i ricercatori NHK hanno mostrato un prototipo costituito da un vettore di 16 registratori HDTV con i quali era stato ripreso un unico filmato di 18 minuti a 60 fotogrammi al secondo e ben 22.2 canali audio. A parte la risoluzione quindi, a differenziare l'UHDTV dall'attuale HDTV concorrono anche il framerate raddoppiato e l'audio che passa da 5.1 canali (o 7.1 in alcuni casi) a ben 22.2.
Ovviamente non solo il sistema di proiezione ma anche la telecamera impiegata per la registrazione video era rivoluzionaria, costituita da 4 CCD da 2,5 pollici (64 mm), ciascuno di risoluzione pari a 3840 × 2048. Ogni sensore registrava quindi un quarto dell'intera scena e, successivamente in laboratorio, è stato possibile ri-combinare le informazioni registrate attraverso ciascun sensore per ottenere un unico segnale a piena risoluzione UHDTV[1]
Canali audio disponibili
Per quanto riguarda la sezione audio, come detto a 22.2 canali, essi erano ripartiti nel modo seguente:
| 9 canali in alto rispetto al punto di ascolto | 10 canali al livello del punto di ascolto |
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| 3 canali in basso rispetto al punto di ascolto | 2 canali dedicati alle frequenza più basse (utilizzati per ricreare alcuni effetti) |
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Primo Televisore UHDTV
Sharp al CES di Las Vegas del 2012 ha presentato il primo prototipo di televisiore 8K. Ha 85 pollici e 33 milioni di pixel.
Confronto con attuali tecnologie
Un filmato da 20 minuti in UHDTV come quello mostrato dai ricercatori in formato non compresso occupa 3,5 TB di dati, quindi un solo minuto richiederebbe in questo caso ben 194 GB. Da sempre però nessun filmato viene memorizzato in maniera non compressa, ma anzi viene compresso mediante opportuni algoritmi, tra questi il più famoso è l'MPEG-2, utilizzato da tutti i comuni DVD. Ipotizzando di utilizzare l'MPEG-2 per comprimere il filmato UHDTV da 20 minuti, occorrerebbero circa 100 GB che corrispondono a circa 6 GB per ogni minuto.
Come detto prima, al momento non esiste alcun filmato UHDTV più lungo di quello da 18 minuti presentato dai ricercatori ma è facile verificare che un ipotetico film in UHDTV da 2 ore in formato non compresso richiederebbe uno spazio di archiviazione pari a 23,28 TB, che si ridurrebbe a 720 GB qualora il filmato venisse compresso con il già citato codec MPEG-2.
Dal 2006 sono in commercio i supporti ottici Blu Ray e l'ormai abbandonato HD DVD (utilizzati per i film ad alta definizione HDTV) che oltre a offrire uno spazio di archiviazione molto maggiore dei tradizionali DVD supportano anche pienamente i formati H.264 (MPEG-4 AVC) e VC-1 molto più evoluti dell'ormai vetusto MPEG-2. Utilizzando questi formati dovrebbe essere possibile ridurre il peso di un filmato UHDTV a circa 3 GB al minuto, ovvero 360 GB per l'intero film da 2 ore. Al momento si stima che il limite fisico per gli sviluppi futuri di questo tipo di supporti, in particolare del formato Blu Ray, sia di 200 GB, valore che dovrebbe essere raggiunto entro il 2010, appare dunque chiaro che con le tecnologie hardware/software attualmente disponibili in commercio non sarebbe possibile offrire un film su un unico disco. Utilizzando gli altri formati invece un disco Blu Ray da 200 GB potrebbe contenere solo 36 minuti di filmato UHDTV in MPEG-2 e un solo minuto senza utilizzare la compressione.
È importante sottolineare come le stime precedenti sono in realtà fin troppo conservative. Si è partiti infatti dall'ipotesi che il rapporto di compressione scali linearmente con l'aumento di risoluzione ma questo in generale non è vero, anzi normalmente si riesce ad ottenere un rapporto di compressione maggiore richiedendo quindi uno spazio di archiviazione leggermente inferiore a quanto citato poco sopra.
In ogni caso, esistono già ora in commercio alcuni supporti ottici ad alta densità che sarebbero potenzialmente in grado di ospitare un flusso video UHDTV: si tratta dei dischi basati sullo standard HVD, attualmente utilizzato solo in particolari ambiti lavorativi dove è necessaria una enorme capacità di memorizzazione. I supporti oggi disponibili arrivano a 3,9 TB ciascuno e non sarebbero quindi ancora in grado di contenere un filmato non compresso, se non limitato a 18,5 minuti, ma se venisse utilizzata la compressione un disco HVD consentirebbe di archiviare fino a 11 ore di filmato UHDTV compresso con il codec MPEG-2 o 22 ore con i codec H.264 e VC-1.
È stato annunciato nel secondo trimestre del 2009 da General Electric che è stato sviluppato un nuovo metodo di archiviazione olografica, che consentirebbe di immagazzinare fino a 500 GB di dati in un solo supporto ottico pressoché identico ad un normale DVD/Blu ray, quindi questo farebbe presupporre che con degli sviluppi software in pochi anni si dovrebbero poter sviluppare supporti tali da poter contenere fino a quasi 3 ore in formato UHDTV, e quindi renderne una possibile commercializzazione futura, molto più semplice e alla portata entro il 2010-2011, quindi con vari anni di anticipo rispetto alle previsioni odierne.[1]
Applicazioni pratiche
Nel novembre 2005 NHK ha dimostrato un prototipo di un programma in Super Hi-Vision su una distanza di 260 km per mezzo di una rete in fibra ottica. Utilizzando un collegamento DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) sono riusciti a raggiungere 24 Gb/s di velocità con un totale di 16 diverse lunghezze d'onda dei segnali.
Il 31 dicembre 2006, NHK ha dimostrato un prototipo di uno schermo Super Hi-Vision alla loro annuale Kōhaku Uta Gassen over IP da Tokyo a 450 pollici (11,4 metri) di diagonale. Utilizzando un codec sviluppato dalla NHK, il video è stato compresso da 24 Gb/s a 180-600 Mb/s e l'audio è stato compresso da 28 Mb/s a 7,28 Mb/s. Senza compressione, 20 minuti di trasmissione richiederebbero circa 3,5 TB di dati.
Possibili supporti futuri
Dato l'anno previsto per l'uscita sul mercato, vale a dire il 2015, è altamente probabile che non si porranno problemi di archiviazione per i filmati a questa risoluzione. Già ora sono in sviluppo futuri tipi di supporto in grado di contenere fino a 50 TB di dati. Si tratta del cosiddetto standard Protein-coated disc (PCD) che consentirebbe di immagazzinare perfino un filmato non compresso della durata di 4 ore o un filmato H.264/VC-1 da 284 ore.
Un formato ancora più futuribile potrebbe essere basato sui cosiddetti FeRAM che potrebbero offrire dischi di capacità di 12,8 PB (Petabyte). Si tratterebbe di un supporto decisamente aldilà delle esigenze dell'UHDTV, dato che una tale capacità di memorizzazione sarebbe sufficiente per ben 1024 ore di UHDTV non compresso o 24064 ore compresse con l'H.264/VC-1.
Note
Voci correlate
Altri progetti
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Collegamenti esterni
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