Televisão de alta definição - High-definition television

A televisão de alta definição ( HD ou HDTV ) descreve um sistema de televisão que fornece uma resolução de imagem substancialmente mais alta do que a geração anterior de tecnologias. O termo é usado desde 1936, mas nos tempos modernos refere-se à geração seguinte à televisão de definição padrão (SDTV), freqüentemente abreviada para HDTV ou HD-TV . É o atual formato de vídeo padrão de fato usado na maioria das transmissões: televisão de transmissão terrestre , televisão a cabo , televisão por satélite e discos Blu-ray .

Formatos

A HDTV pode ser transmitida em vários formatos:

  • 720p (1280 pixels verticais × 720 linhas horizontais): 921.600 pixels
  • Varredura entrelaçada de 1080i (1920 × 1080) : 1.036.800 pixels (~ 1,04 MP).
  • Varredura progressiva de 1080p (1920 × 1080): 2.073.600 pixels (~ 2,07 MP).
    • Alguns países também usam uma resolução CEA não padrão, como 1440 × 1080i: 777.600 pixels (~ 0,78 MP) por campo ou 1.555.200 pixels (~ 1,56 MP) por quadro

Quando transmitido a dois megapixels por quadro, a HDTV fornece cerca de cinco vezes mais pixels do que SD (televisão de definição padrão). A resolução aumentada fornece uma imagem mais nítida e detalhada. Além disso, a varredura progressiva e taxas de quadros mais altas resultam em uma imagem com menos tremulação e melhor renderização de movimento rápido. A HDTV como é conhecida hoje começou a transmitir oficialmente em 1989 no Japão, sob o sistema analógico MUSE / Hi-Vision. A HDTV foi amplamente adotada em todo o mundo no final dos anos 2000.

História

O termo alta definição descreveu certa vez uma série de sistemas de televisão originários de agosto de 1936; no entanto, esses sistemas eram apenas de alta definição quando comparados aos sistemas anteriores que eram baseados em sistemas mecânicos com apenas 30 linhas de resolução. A competição contínua entre empresas e nações para criar uma verdadeira "HDTV" abrangeu todo o século 20, à medida que cada novo sistema se tornava uma definição mais elevada do que o anterior. Na década de 2010, essa corrida continuou com sistemas 4K , 5K e 8K .

O serviço britânico de TV de alta definição começou os testes em agosto de 1936 e um serviço regular em 2 de novembro de 1936 usando tanto a varredura sequencial de linha Baird 240 (mecânica) (mais tarde a ser rebatizada de forma imprecisa de "progressiva") e a (eletrônica) Marconi-EMI 405 sistemas entrelaçados de linha . O sistema Baird foi descontinuado em fevereiro de 1937. Em 1938, a França seguiu com seu próprio sistema de 441 linhas , variantes do qual também foram usadas por vários outros países. O sistema de 525 linhas US NTSC entrou em 1941. Em 1949, a França introduziu um padrão de resolução ainda mais alta em 819 linhas , um sistema que deveria ser de alta definição até mesmo para os padrões de hoje, mas era apenas monocromático e as limitações técnicas da época evitadas de alcançar a definição de que deveria ser capaz. Todos esses sistemas usavam entrelaçamento e uma proporção de aspecto de 4: 3 , exceto o sistema de 240 linhas que era progressivo (na verdade descrito na época pelo termo tecnicamente correto "sequencial") e o sistema de 405 linhas que começou como 5: 4 e posteriormente alterado para 4: 3. O sistema de 405 linhas adotou a (na época) ideia revolucionária de varredura entrelaçada para superar o problema de cintilação das linhas de 240 com sua taxa de quadros de 25 Hz. O sistema de 240 linhas poderia ter dobrado sua taxa de quadros, mas isso significaria que o sinal transmitido teria dobrado em largura de banda, uma opção inaceitável, pois a largura de banda da banda base de vídeo não deveria ser superior a 3 MHz.

As transmissões em cores começaram em contagens de linha semelhantes, primeiro com o sistema de cores US NTSC em 1953, que era compatível com os sistemas monocromáticos anteriores e, portanto, tinha as mesmas 525 linhas por quadro. Os padrões europeus não seguiram até 1960, quando os sistemas de cores PAL e SECAM foram adicionados às transmissões de linha 625 monocromática.

A NHK (Japan Broadcasting Corporation) começou a realizar pesquisas para "desbloquear o mecanismo fundamental das interações de vídeo e som com os cinco sentidos humanos" em 1964, após as Olimpíadas de Tóquio. A NHK se propôs a criar um sistema HDTV que acabou obtendo uma pontuação muito mais alta em testes subjetivos do que o da NTSC anteriormente apelidado de "HDTV". Este novo sistema, NHK Color, criado em 1972, incluía 1125 linhas, uma proporção de 5: 3 e taxa de atualização de 60 Hz. A Sociedade de Engenheiros de Cinema e Televisão (SMPTE), chefiada por Charles Ginsburg, tornou-se a autoridade para testar e estudar a tecnologia HDTV no teatro internacional. O SMPTE testaria sistemas HDTV de diferentes empresas de todas as perspectivas concebíveis, mas o problema de combinar os diferentes formatos atormentou a tecnologia por muitos anos.

Havia quatro sistemas principais de HDTV testados pela SMPTE no final dos anos 1970 e, em 1979, um grupo de estudos SMPTE lançou um estudo de sistemas de televisão de alta definição :

  • EIA monocromático: proporção de 4: 3, 1023 linhas, 60 Hz
  • Cor NHK: proporção de 5: 3, 1125 linhas, 60 Hz
  • NHK monocromático: proporção de 4: 3, 2.125 linhas, 50 Hz
  • Cor BBC: proporção de 8: 3, 1501 linhas, 60 Hz

Desde a adoção formal dos modos de transmissão HDTV widescreen de transmissão digital de vídeo (DVB) em meados de 2000; os sistemas NTSC (e PAL-M ) de 525 linhas , bem como os sistemas europeus PAL e SECAM de 625 linhas , são agora considerados sistemas de televisão de definição padrão .

Sistemas analógicos

As primeiras transmissões de HDTV usavam tecnologia analógica , mas hoje é transmitida digitalmente e usa compressão de vídeo .

Em 1949, a França iniciou suas transmissões com um sistema de 819 linhas (com 737 linhas ativas). O sistema era apenas monocromático e foi usado apenas em VHF para o primeiro canal de TV francês. Foi interrompido em 1983.

Em 1958, a União Soviética desenvolveu o Тransformator (em russo : Трансформатор , que significa Transformer ), o primeiro sistema de televisão de alta resolução (definição) capaz de produzir uma imagem composta por 1.125 linhas de resolução com o objetivo de fornecer teleconferência para o comando militar. Era um projeto de pesquisa e o sistema nunca foi implantado pelos militares ou por radiodifusão de consumo.

Em 1986, a Comunidade Européia propôs o HD-MAC , um sistema HDTV analógico com 1.152 linhas. Uma demonstração pública ocorreu para os Jogos Olímpicos de Verão de 1992 em Barcelona. No entanto, o HD-MAC foi descartado em 1993 e o projeto Digital Video Broadcasting (DVB) foi formado, que previa o desenvolvimento de um padrão HDTV digital.

Japão

Em 1979, a emissora pública japonesa NHK desenvolveu pela primeira vez a televisão de alta definição para o consumidor com uma proporção de tela de 5: 3. O sistema, conhecido como Hi-Vision ou MUSE devido à sua codificação de amostragem sub-Nyquist múltipla (MUSE) para codificar o sinal, exigia cerca de duas vezes a largura de banda do sistema NTSC existente, mas fornecia cerca de quatro vezes a resolução (1035i / 1125 linhas). Em 1981, o sistema MUSE foi demonstrado pela primeira vez nos Estados Unidos, usando a mesma proporção de 5: 3 do sistema japonês. Ao visitar uma demonstração do MUSE em Washington, o presidente dos EUA, Ronald Reagan, ficou impressionado e declarou oficialmente que era "uma questão de interesse nacional" apresentar a HDTV nos Estados Unidos. A NHK gravou os Jogos Olímpicos de Verão de 1984 com uma câmera Hi-Vision, pesando 40 kg.

As transmissões de teste de satélite começaram em 4 de junho de 1989, os primeiros programas diários de alta definição do mundo, com testes regulares começando em 25 de novembro de 1991 ou "Dia da Hi-Vision" - datado exatamente para se referir à sua resolução de 1.125 linhas. A transmissão regular do BS -9ch começou em 25 de novembro de 1994, apresentando programação comercial e da NHK.

Vários sistemas foram propostos como o novo padrão para os EUA, incluindo o sistema japonês MUSE, mas todos foram rejeitados pela FCC por causa de seus requisitos de largura de banda mais elevados. Nessa época, o número de canais de televisão crescia rapidamente e a largura de banda já era um problema. Um novo padrão precisava ser mais eficiente, precisando de menos largura de banda para HDTV do que o NTSC existente.

Diminuição de sistemas analógicos HD

A padronização limitada da HDTV analógica na década de 1990 não levou à adoção global da HDTV, pois as restrições técnicas e econômicas da época não permitiam que a HDTV usasse larguras de banda maiores do que a televisão normal. Os primeiros experimentos comerciais de HDTV, como o MUSE da NHK, exigiam mais de quatro vezes a largura de banda de uma transmissão de definição padrão. Apesar dos esforços feitos para reduzir a HDTV analógica para cerca de duas vezes a largura de banda da SDTV, esses formatos de televisão ainda eram distribuíveis apenas por satélite. Também na Europa, o padrão HD-MAC foi considerado tecnicamente inviável.

Além disso, gravar e reproduzir um sinal de HDTV foi um desafio técnico significativo nos primeiros anos da HDTV ( Sony HDVS ). O Japão continuou sendo o único país com transmissão pública bem-sucedida de HDTV analógica, com sete emissoras compartilhando um único canal.

No entanto, o sistema Hi-Vision / MUSE também enfrentou problemas comerciais quando foi lançado em 25 de novembro de 1991. Apenas 2.000 aparelhos de HDTV foram vendidos até aquele dia, em vez da estimativa entusiástica de 1,32 milhão. Os conjuntos Hi-Vision eram muito caros, até US $ 30.000 cada, o que contribuía para sua baixa adaptação ao consumidor. Um videocassete Hi-Vision da NEC lançado na época do Natal foi vendido por US $ 115.000. Além disso, os Estados Unidos viam o Hi-Vision / MUSE como um sistema desatualizado e já haviam deixado claro que desenvolveriam um sistema totalmente digital. Os especialistas achavam que o sistema comercial Hi-Vision em 1992 já havia sido eclipsado pela tecnologia digital desenvolvida nos Estados Unidos desde 1990. Esta foi uma vitória americana contra os japoneses em termos de domínio tecnológico. Em meados de 1993, os preços dos receptores ainda eram tão altos quanto 1,5 milhão de ienes (US $ 15.000).

Em 23 de fevereiro de 1994, um importante administrador de transmissão no Japão admitiu a falha de seu sistema HDTV analógico, dizendo que o formato digital dos EUA seria mais provavelmente um padrão mundial. No entanto, este anúncio atraiu protestos furiosos de emissoras e empresas eletrônicas que investiram pesadamente no sistema analógico. Como resultado, ele retirou sua declaração no dia seguinte, dizendo que o governo continuará a promover o Hi-Vision / MUSE. Naquele ano, a NHK iniciou o desenvolvimento da televisão digital em uma tentativa de alcançar a América e a Europa. Isso resultou no formato ISDB . O Japão iniciou a transmissão digital por satélite e HDTV em dezembro de 2000.

Aumento da compressão digital

A televisão digital de alta definição não era possível com vídeo não compactado , que requer uma largura de banda superior a 1 Gbit / s para vídeo digital HD com qualidade de estúdio . A HDTV digital foi possibilitada pelo desenvolvimento da compressão de vídeo por transformada discreta de cosseno (DCT) . A codificação DCT é uma técnica de compressão de imagem com perdas que foi proposta pela primeira vez por Nasir Ahmed em 1972 e mais tarde adaptada em um algoritmo DCT com compensação de movimento para padrões de codificação de vídeo , como os formatos H.26x de 1988 em diante e os formatos MPEG de 1993 em diante . A compressão DCT compensada por movimento reduz significativamente a quantidade de largura de banda necessária para um sinal de TV digital. Em 1991, ele atingiu taxas de compressão de dados de 8: 1 a 14: 1 para transmissão HDTV com qualidade próxima de estúdio, até 70-140  Mbit / s . Entre 1988 e 1991, a compressão de vídeo DCT foi amplamente adotada como o padrão de codificação de vídeo para implementações de HDTV, permitindo o desenvolvimento de HDTV digital prática. A memória dinâmica de acesso aleatório ( DRAM ) também foi adotada como memória semicondutora de framebuffer , com o aumento da fabricação da indústria de semicondutores DRAM e a redução dos preços importantes para a comercialização de HDTV.  

Desde 1972, o setor de telecomunicações de rádio da International Telecommunication Union ( ITU-R ) tem trabalhado na criação de uma recomendação global para HDTV analógica. Essas recomendações, no entanto, não se enquadravam nas faixas de transmissão que poderiam atingir os usuários domésticos. A padronização do MPEG-1 em 1993 levou à aceitação das recomendações ITU-R BT.709 . Em antecipação a esses padrões, a organização Digital Video Broadcasting (DVB) foi formada. Foi uma aliança de emissoras, fabricantes de eletrônicos de consumo e órgãos reguladores. O DVB desenvolve e concorda com especificações formalmente padronizadas pela ETSI .

DVB criou primeiro o padrão para TV digital por satélite DVB-S , TV digital a cabo DVB-C e TV digital terrestre DVB-T . Esses sistemas de transmissão podem ser usados ​​para SDTV e HDTV. Nos Estados Unidos, a Grand Alliance propôs o ATSC como o novo padrão para SDTV e HDTV. Tanto ATSC quanto DVB foram baseados no padrão MPEG-2 , embora os sistemas DVB também possam ser usados ​​para transmitir vídeo usando os padrões de compressão H.264 / MPEG-4 AVC mais novos e mais eficientes . Comum para todos os padrões de DVB é o uso de técnicas de modulação altamente eficientes para reduzir ainda mais a largura de banda e, principalmente, para reduzir os requisitos de hardware do receptor e antena.

Em 1983, o setor de radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações (ITU-R) criou um grupo de trabalho (IWP11 / 6) com o objetivo de estabelecer um único padrão internacional de HDTV. Uma das questões mais espinhosas dizia respeito a uma taxa de atualização de campo / quadro adequada, o mundo já tendo se dividido em dois campos, 25/50 Hz e 30/60 Hz, em grande parte devido às diferenças na frequência da rede elétrica . O grupo de trabalho IWP11 / 6 considerou muitos pontos de vista e ao longo dos anos 1980 serviu para encorajar o desenvolvimento em uma série de áreas de processamento digital de vídeo, não menos a conversão entre as duas taxas de quadro / campo principais usando vetores de movimento , o que levou a novos desenvolvimentos em outras áreas. Embora um padrão HDTV abrangente não tenha sido estabelecido no final, um acordo sobre a proporção da imagem foi alcançado.

Inicialmente, a proporção de 5: 3 existente era a principal candidata, mas, devido à influência do cinema widescreen, a proporção de 16: 9 (1,78) acabou surgindo como um compromisso razoável entre 5: 3 (1,67) e o comum 1,85 formato de cinema widescreen. Uma proporção de aspecto de 16: 9 foi devidamente acordada na primeira reunião do grupo de trabalho IWP11 / 6 no estabelecimento de Pesquisa e Desenvolvimento da BBC em Kingswood Warren. A recomendação ITU-R resultante ITU-R BT.709-2 (" Rec. 709 ") inclui a proporção de 16: 9, uma colorimetria especificada e os modos de varredura 1080i (1.080 linhas ativamente entrelaçadas de resolução) e 1080p (1.080 linhas varridas progressivamente ). Os testes do British Freeview HD usaram MBAFF , que contém conteúdo progressivo e entrelaçado na mesma codificação.

Também inclui o formato de digitalização HDMAC 1440 × 1152 alternativo . (De acordo com alguns relatórios, um formato discutido de 750 linhas (720p) (720 linhas varridas progressivamente) foi visto por alguns na ITU como um formato de televisão aprimorado em vez de um formato HDTV verdadeiro e, portanto, não foi incluído, embora 1920 × 1080i e os sistemas 1280 × 720p para uma gama de taxas de quadro e campo foram definidos por vários padrões SMPTE dos EUA .)

Transmissão inicial de HDTV nos Estados Unidos

A tecnologia HDTV foi introduzida nos Estados Unidos no início de 1990 e oficializada em 1993 pela Digital HDTV Grand Alliance , um grupo de televisões, equipamentos eletrônicos e empresas de comunicações que consistem em AT&T Bell Labs , General Instrument , Philips , Sarnoff , Thomson , Zenith e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts . Os testes de campo da HDTV em 199 locais nos Estados Unidos foram concluídos em 14 de agosto de 1994. A primeira transmissão pública de HDTV nos Estados Unidos ocorreu em 23 de julho de 1996, quando a estação de televisão WRAL-HD de Raleigh, Carolina do Norte, começou a transmitir da torre existente da WRAL-TV a sudeste de Raleigh, vencendo uma corrida para ser a primeira com a HD Model Station em Washington, DC , que começou a transmitir em 31 de julho de 1996 com o indicativo WHD-TV, baseado nas instalações da estação de propriedade e operada pela NBC WRC -TV . O sistema HDTV do American Advanced Television Systems Committee (ATSC) teve seu lançamento público em 29 de outubro de 1998, durante a cobertura ao vivo da missão de retorno do astronauta John Glenn ao espaço a bordo do Ônibus Espacial Discovery . O sinal foi transmitido de costa a costa e foi visto pelo público em centros de ciência e outros teatros públicos especialmente equipados para receber e exibir a transmissão.

Transmissões europeias de HDTV

Entre 1988 e 1991, várias organizações europeias trabalharam em padrões de codificação de vídeo digital baseados em transformada de cosseno discreta (DCT) para SDTV e HDTV. O projeto EU 256 do CMTT e do ETSI, junto com a pesquisa da emissora italiana RAI , desenvolveu um codec de vídeo DCT que transmitia transmissão HDTV com qualidade próxima de estúdio em cerca de 70-140  Mbit / s . As primeiras transmissões de HDTV na Europa, embora não diretamente para casa, começaram em 1990, quando a RAI transmitiu a Copa do Mundo FIFA de 1990 usando várias tecnologias experimentais de HDTV, incluindo o codec digital DCT baseado em DCT EU 256, o HD- analógico-digital misto Tecnologia MAC e tecnologia MUSE analógica . Os jogos foram exibidos em 8 cinemas da Itália, onde o torneio foi disputado, e 2 na Espanha. A ligação com a Espanha foi feita através da ligação do satélite Olympus de Roma a Barcelona e depois com uma ligação de fibra óptica de Barcelona a Madrid . Após algumas transmissões de HDTV na Europa, o padrão foi abandonado em 1993, para ser substituído por um formato digital de DVB .

As primeiras transmissões regulares começaram em 1º de janeiro de 2004, quando a empresa belga Euro1080 lançou o canal HD1 com o tradicional Concerto de Ano Novo de Viena . As transmissões de teste estiveram ativas desde a exibição do IBC em setembro de 2003, mas a transmissão do Dia de Ano Novo marcou o lançamento oficial do canal HD1 e o início oficial da HDTV direta para casa na Europa.

Euro1080, uma divisão da antiga e agora falida empresa de serviços de TV belga Alfacam, transmitiu canais HDTV para quebrar o impasse pan-europeu de "nenhuma transmissão HD significa que nenhuma TV HD comprada significa nenhuma transmissão HD ..." e impulsionar o interesse pela HDTV na Europa. O canal HD1 foi inicialmente livre-ar e principalmente composta desportivo, eventos culturais dramáticos, musicais e outros transmitidos com uma banda sonora multilingue num horário de rolamento de 4 ou 5 horas por dia.

Estas primeiras transmissões de HDTV Europeias usado o formato 1080i com a compressão MPEG-2, em um sinal DVB-S a partir de SES 's Astra 1H satélite. Posteriormente, as transmissões do Euro1080 foram alteradas para compactação MPEG-4 / AVC em um sinal DVB-S2 em linha com os canais de transmissão subsequentes na Europa.

Apesar dos atrasos em alguns países, o número de canais europeus HD e espectadores tem aumentado constantemente desde as primeiras transmissões de HDTV, com a pesquisa anual de mercado do Monitor de Satélite da SES para 2010 relatando mais de 200 canais comerciais transmitindo em HD de satélites Astra, 185 milhões de TVs com capacidade HD vendido na Europa (£ 60 milhões apenas em 2010) e 20 milhões de residências (27% de todas as residências com TV digital via satélite na Europa) assistindo a transmissões de HD via satélite (16 milhões via satélites Astra).

Em dezembro de 2009, o Reino Unido se tornou o primeiro país europeu a implantar conteúdo de alta definição usando o novo padrão de transmissão DVB-T2 , conforme especificado no D-book do Grupo de TV Digital (DTG) , na televisão digital terrestre.

O serviço Freeview HD atualmente contém 13 canais HD (em abril de 2016) e foi implementado região por região em todo o Reino Unido de acordo com o processo de transição digital , sendo finalmente concluído em outubro de 2012. No entanto, Freeview HD não é o primeiro serviço HDTV pela televisão digital terrestre na Europa; O canal Rai HD da Itália começou a transmitir em 1080i em 24 de abril de 2008 usando o padrão de transmissão DVB-T .

Em outubro de 2008, a França implantou cinco canais de alta definição usando o padrão de transmissão DVB-T na distribuição digital terrestre.

Notação

Os sistemas de transmissão HDTV são identificados com três parâmetros principais:

  • O tamanho do quadro em pixels é definido como o número de pixels horizontais × número de pixels verticais , por exemplo 1280 × 720 ou 1920 × 1080 . Freqüentemente, o número de pixels horizontais está implícito no contexto e é omitido, como no caso de 720p e 1080p .
  • O sistema de varredura é identificado com a letra p para varredura progressiva ou i para varredura entrelaçada .
  • A taxa de quadros é identificada como o número de quadros de vídeo por segundo. Para sistemas entrelaçados, o número de quadros por segundo deve ser especificado, mas não é incomum ver a taxa de campo usada incorretamente.

Se todos os três parâmetros forem usados, eles serão especificados na seguinte forma: [tamanho do quadro] [sistema de digitalização] [taxa de quadro ou campo] ou [tamanho do quadro] / [taxa de quadro ou campo] [sistema de digitalização] . Freqüentemente, o tamanho do quadro ou a taxa de quadros podem ser eliminados se seu valor estiver implícito no contexto. Nesse caso, o parâmetro numérico restante é especificado primeiro, seguido pelo sistema de digitalização.

Por exemplo, 1920 × 1080p25 identifica o formato de varredura progressiva com 25 quadros por segundo, cada quadro tendo 1.920 pixels de largura e 1.080 pixels de altura. Os 1080i25 ou 1080i50 identifica notação entrelaçado digitalizar formato com 25 quadros (50 campos por segundo), sendo cada quadro 1.920 pixels de largura e 1.080 pixels de altura. Os 1080i30 ou 1080i60 identifica notação entrelaçado digitalizar formato com 30 quadros (60 campos por segundo), sendo cada quadro 1.920 pixels de largura e 1.080 pixels de altura. A notação 720p60 identifica o formato de varredura progressiva com 60 quadros por segundo, cada quadro tendo 720 pixels de altura; 1.280 pixels horizontalmente estão implícitos.

Os sistemas que usam 50 Hz suportam três taxas de varredura: 50i, 25p e 50p, enquanto os sistemas de 60 Hz suportam um conjunto muito mais amplo de taxas de quadros: 59,94i, 60i, 23,976p, 24p, 29,97p, 30p, 59,94p e 60p. Na época da televisão de definição padrão, as taxas fracionárias eram freqüentemente arredondadas para números inteiros, por exemplo, 23,976p era freqüentemente chamado de 24p, ou 59,94i era freqüentemente chamado de 60i. A televisão de alta definição de 60 Hertz suporta taxas inteiras fracionárias e ligeiramente diferentes, portanto, o uso estrito de notação é necessário para evitar ambigüidade. No entanto, 29.97p / 59.94i é quase universalmente chamado 60i, da mesma forma 23.976p é chamado 24p.

Para a nomenclatura comercial de um produto, a taxa de quadros é freqüentemente descartada e está implícita no contexto (por exemplo, um aparelho de televisão 1080i ). Uma taxa de quadros também pode ser especificada sem uma resolução. Por exemplo, 24p significa 24 quadros de varredura progressiva por segundo e 50i significa 25 quadros entrelaçados por segundo.

Não existe um padrão único para suporte a cores HDTV. As cores são normalmente transmitidas usando um espaço de cores YUV (10 bits por canal) , mas, dependendo das tecnologias de geração de imagem subjacentes do receptor, são posteriormente convertidas em um espaço de cores RGB usando algoritmos padronizados. Quando transmitidas diretamente pela Internet, as cores são normalmente pré-convertidas em canais RGB de 8 bits para economia de armazenamento adicional, com a suposição de que serão exibidas apenas na tela de um computador ( sRGB ). Como um benefício adicional para as emissoras originais, as perdas da pré-conversão tornam esses arquivos inadequados para retransmissão profissional de TV.

A maioria dos sistemas HDTV suportam resoluções e taxas de quadros definidas na tabela ATSC 3 ou na especificação EBU. Os mais comuns são indicados a seguir.

Resoluções de tela

Formato de vídeo compatível [resolução de imagem] Resolução nativa [resolução inerente] (W × A) Píxeis Proporção (W: H) Descrição
Real Anunciado (Megapixels) Imagem Pixel
720p
(pronto para HD)
1280 × 720
1024 × 768
XGA
786.432 0,8 4: 3 1: 1 Normalmente, uma resolução de PC ( XGA ); também uma resolução nativa em muitos monitores de plasma básicos com pixels não quadrados.
1280 × 720
921.600 0.9 16: 9 1: 1 Resolução HDTV padrão e uma resolução típica de PC ( WXGA ), freqüentemente usada por projetores de vídeo de última geração ; também usado para vídeo de 750 linhas, conforme definido em SMPTE 296M, ATSC A / 53, ITU-R BT.1543.
1366 × 768
WXGA
1.049.088 1.0 683: 384
(aprox. 16: 9)
1: 1 Uma resolução típica de PC ( WXGA ); também usado por muitas telas de TV prontas para HD com base na tecnologia LCD .
1080p / 1080i
(Full HD)
1920 × 1080
1920 × 1080
2.073.600 2,1 16: 9 1: 1 Resolução HDTV padrão, usada por monitores de TV 1080p full HD e HD ready , como LCD de última geração, TVs de plasma e retroprojeção e uma resolução típica de PC (inferior a WUXGA ); também usado para vídeo de 1125 linhas, conforme definido em SMPTE 274M, ATSC A / 53, ITU-R BT.709;
Formato de vídeo compatível Resolução da tela (W × A) Píxeis Proporção (W: H) Descrição
Real Anunciado (Megapixels) Imagem Pixel
720p
(HD Ready)
1280 × 720
1248 × 702
abertura limpa
876.096 0.9 16: 9 1: 1 Usado para vídeo de 750 linhas com compensação de artefato / overscan mais rápida, conforme definido no SMPTE 296M.
1080i
(Full HD)
1920 × 1080
1440 × 1080
HDCAM / HDV
1.555.200 1,6 16: 9 4: 3 Usado para vídeo anamórfico de 1125 linhas nos formatos HDCAM e HDV introduzidos pela Sony e definidos (também como uma matriz de subamostragem de luminância) em SMPTE D11 .
1080p
(Full HD)
1920 × 1080
1888 × 1062
abertura limpa
2.005.056 2.0 16: 9 1: 1 Usado para vídeo de 1124 linhas com compensação de artefato / overscan mais rápida, conforme definido no SMPTE 274M.

No mínimo, a HDTV tem o dobro da resolução linear da televisão de definição padrão (SDTV), mostrando assim mais detalhes do que a televisão analógica ou o DVD normal . Os padrões técnicos para transmissão de HDTV também lidam com imagens de proporção de 16: 9 sem usar letterbox ou alongamento anamórfico , aumentando assim a resolução efetiva da imagem.

Uma fonte de resolução muito alta pode exigir mais largura de banda do que a disponível para ser transmitida sem perda de fidelidade. A compactação com perdas usada em todos os sistemas de transmissão e armazenamento de HDTV digital distorce a imagem recebida, quando comparada à fonte não compactada.

Frame padrão ou taxas de campo

ATSC e DVB definem as seguintes taxas de quadros para uso com os vários padrões de transmissão:

  • 23,976 Hz (taxa de quadros de aparência de filme compatível com os padrões de velocidade do relógio NTSC )
  • 24 Hz (filme internacional e material de alta definição ATSC)
  • 25 Hz (filme PAL, DVB de definição padrão e material de alta definição)
  • 29,97 Hz (filme NTSC e material de definição padrão)
  • 30 Hz (filme NTSC, material ATSC de alta definição)
  • 50 Hz (material DVB de alta definição)
  • 59,94 Hz (material de alta definição ATSC)
  • 60 Hz (material ATSC de alta definição)

O formato ideal para uma transmissão depende do tipo de meio de gravação videográfica usado e das características da imagem. Para melhor fidelidade à fonte, a proporção do campo transmitido, as linhas e a taxa de quadros devem corresponder às da fonte.

As taxas de quadros PAL, SECAM e NTSC se aplicam tecnicamente apenas à televisão analógica de definição padrão, não a transmissões digitais ou de alta definição. No entanto, com o lançamento da transmissão digital e, posteriormente, da transmissão HDTV, os países mantiveram seus sistemas de herança. A HDTV nos antigos países PAL e SECAM opera a uma taxa de quadros de 25/50 Hz, enquanto a HDTV nos antigos países NTSC opera a 30/60 Hz.

Tipos de mídia

As fontes de imagem de alta definição incluem transmissão terrestre , transmissão direta por satélite, cabo digital, IPTV , disco de vídeo Blu-ray (BD) e downloads da Internet.

Nos Estados Unidos, os residentes na linha de visão das antenas de transmissão de emissoras de televisão podem receber programação gratuita pelo ar com um aparelho de televisão com um sintonizador ATSC por meio de uma antena de TV . As leis proíbem as associações de proprietários e o governo municipal de proibir a instalação de antenas.

O filme fotográfico padrão de 35 mm usado para projeção de cinema tem uma resolução de imagem muito maior do que os sistemas HDTV e é exposto e projetado a uma taxa de 24 quadros por segundo (quadro / s). Para ser exibido na televisão padrão, em países com sistema PAL, o filme de cinema é escaneado a uma taxa de TV de 25 quadros / s, causando um aumento de velocidade de 4,1 por cento, o que geralmente é considerado aceitável. Em países com sistema NTSC, a taxa de varredura de TV de 30 quadros / s causaria um aumento perceptível de velocidade se o mesmo fosse tentado, e a correção necessária é realizada por uma técnica chamada 3: 2 pulldown : Sobre cada par sucessivo de quadros de filme, um é mantido para três campos de vídeo (1/20 de um segundo) e o próximo é mantido para dois campos de vídeo (1/30 de um segundo), dando um tempo total para os dois quadros de 1/12 de um segundo e, assim, alcançando a taxa média correta de quadros do filme.

As gravações de vídeo HDTV não cinematográficas destinadas à transmissão são normalmente gravadas no formato 720p ou 1080i, conforme determinado pela emissora. 720p é comumente usado para distribuição de vídeo de alta definição pela Internet, porque a maioria dos monitores de computador opera no modo de varredura progressiva. 720p também impõe requisitos menos extenuantes de armazenamento e decodificação em comparação com 1080i e 1080p. 1080p / 24, 1080i / 30, 1080i / 25 e 720p / 30 é o mais usado em discos Blu-ray.

Gravação e compressão

A HDTV pode ser gravada em D-VHS (Digital-VHS ou Data-VHS), W-VHS (apenas analógico), em um gravador de vídeo digital compatível com HDTV (por exemplo , o gravador de vídeo digital de alta definição da DirecTV , Sky HD ' set-top box s, receptores de gravador de vídeo digital de alta definição VIP 622 ou VIP 722 da Dish Network (esses decodificadores (STB) permitem HD na TV primária e SD na TV secundária (TV2) sem uma caixa secundária na TV2), ou gravadores da Série 3 ou HD da TiVo ) ou um HTPC pronto para HDTV . Alguns decodificadores de cabo são capazes de receber ou gravar duas ou mais transmissões ao mesmo tempo no formato HDTV, e a programação de HDTV, alguns incluídos no preço da assinatura mensal do serviço a cabo, alguns por uma taxa adicional, podem ser reproduzidos com a empresa de cabo on- recurso de demanda.

A enorme quantidade de armazenamento de dados necessária para arquivar streams não compactados significava que opções de armazenamento não compactado de baixo custo não estavam disponíveis para o consumidor. Em 2008, o gravador de vídeo pessoal Hauppauge 1212 foi lançado. Este dispositivo aceita conteúdo HD por meio de entradas de vídeo componente e armazena o conteúdo no formato MPEG-2 em um arquivo .ts ou em um arquivo .m2ts de formato compatível com Blu-ray no disco rígido ou gravador de DVD de um computador conectado ao PVR por meio de um Interface USB 2.0. Os sistemas mais recentes são capazes de gravar um programa de transmissão de alta definição em seu formato "como transmissão" ou transcodificar para um formato mais compatível com Blu-ray.

Gravadores analógicos com largura de banda capaz de gravar sinais analógicos HD, como gravadores W-VHS, não são mais produzidos para o mercado consumidor e são caros e escassos no mercado secundário.

Nos Estados Unidos, como parte do acordo plug and play da FCC , as empresas de cabo são obrigadas a fornecer aos clientes que alugam decodificadores HD um decodificador com FireWire "funcional" (IEEE 1394), mediante solicitação. Nenhum dos provedores de transmissão direta via satélite ofereceu esse recurso em qualquer um de seus aparelhos compatíveis, mas algumas empresas de TV a cabo ofereceram . Em julho de 2004, as caixas não estavam incluídas no mandato da FCC. Este conteúdo é protegido por criptografia conhecida como 5C. Essa criptografia pode evitar a duplicação de conteúdo ou simplesmente limitar o número de cópias permitidas, negando assim efetivamente a maioria, senão todo o uso justo do conteúdo.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos

História
Adoção europeia