Oltre la tV ad alta definiziOne - Diego Gibellino, Daniele Mazzoni 26 - Gruppo Telecom Italia
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Usa il tuo
26 smartphone per
visualizzare
approfondimenti
multimediali
Oltre la TV ad alta definizione
SPECIALE TRENDS
Diego Gibellino, Daniele Mazzoni
27
SPECIALE TRENDS
N
egli ultimi anni si è verificato un cambiamento epocale nel settore della produzione cine-
matografica e televisiva con l'avvento dei formati digitali. Si è trattato di una vera e propria
rivoluzione che ha coinvolto l’intera filiera di confezionamento dei prodotti multimediali,
incidendo non solo sull’industria dell’audiovisivo in senso stretto, ma anche su quella della
consumer electronics e delle reti di comunicazione e aprendo nuove opportunità di convergenza
e sviluppo.
Come nel campo della fotografia, la qualità delle immagini digitali in movimento è cresciuta co-
stantemente, puntando ad emulare la ricchezza cromatica e la resa dei dettagli tipiche della pelli-
cola. Con i formati ad altissima risoluzione e le tecnologie di fabbricazione dei display introdotte
recentemente, di cui il 4K e gli schermi OLED sono esempi di successo, la rincorsa sembra giunta
al termine. Il presente articolo fa il punto sugli ultimi sviluppi evidenziandone le grandi poten-
zialità1.
progressivi, con 480 o 576 linee sistema televisivo del futuro le
1 I formati del video digitale
e sovente aspect ratio 16:9;
HDTV (High Definition TV):
cui sperimentazioni si sono suc-
cedute fino ad oggi introducendo
formato con risoluzione e qua- miglioramenti progressivi della
1.1 Dall'analogico al Full HD
lità dell’immagine apprezzabil-
mente superiori e aspect ratio
qualità visiva e acustica. L'obiet-
tivo è arrivare a trattare immagi-
Storicamente il segnale televisivo 16:9, diffuso in tre sottoforma- ni con una risoluzione 16 volte
digitale è stato rappresentato in ti: maggiore dell’HDTV, quindi pari
vari formati caratterizzati da riso- 1920×1080i, compatibile con a 7680×4320 pixel, in un formato
luzioni via via crescenti: molti televisori a monitor classificato come 8K. Le risolu-
LDT (Low Definition TV): for- CRT (Cathode-Ray Tube); zioni oggi comunemente accet-
mato a risoluzioni più basse di 1280×720p: compatibile con tate per il cinema digitale sono
quella standard e spesso com- i primi dispositivi a schermo tuttavia quelle dei formati 2K
parabile in termini di resa all’a- piatto, plasma e LCD (Liquid (2048×1080 px) e 4K (4096×2160
nalogico; Crystal Display); pixel); quest'ultimo, in particola-
SDTV (Standard Definition TV): 1920×1080p: denominato an- re, presenta sostanzialmente una
formato con frame interlacciati che True HD o Full HD. risoluzione quadrupla rispetto a
in modalità 480i o 576i e aspect quella del Full HD (Figura 1).
ratio 4:3, presenta lo stesso Per le applicazioni dell'alta defini-
aspetto della tradizionale TV zione si usa attualmente il forma-
analogica (a meno delle imma-
gini "nevose" e dei rumori statici
1.2 L'Ultra HD
to 1920×1080 4:2:2 (le compo-
nenti di crominanza Cb e Cr sono
dovuti alla trasmissione); Risoluzioni superiori a quella del- sottocampionate di un fattore due
EDTV (Enhanced Definition la TV HD vengono indicate col rispetto alla luminanza Y): per
TV): formato a 60 fps o 50 fps termine generico di UHD TV, il ogni linea vi sono cioè 1920 cam-
1 L'articolo costituisce la sintesi di uno studio prodotto dall'ing. Fabio De Lazzari nell'ambito di uno stage effettuato presso Telecom
italia a conclusione di un Master universitario di II livello in Innovazione di reti e servizi nel settore ICT
28
compromesso ottimale tra com-
plessità computazionale, tasso di
4K CINEMA compressione, robustezza agli er-
4096x2160 pixels rori e ritardi di processing e intro-
(8.85 Mega pixels)
duce significativi passi avanti sul
SPECIALE TRENDS
fronte della qualità dell’immagine
espressa in termini di range dina-
2K CINEMA
mico, gamut e noise reduction; si
2048x1080 pixels
(2.2 Mega pixels) presenta quindi come soluzione
ideale per la televisione ad alta
definizione e oltre, essendo per di
più in grado di gestire risoluzioni
che vanno dal QVGA (Quarter Vi-
HIGH DEFINITION deo Graphics Array) al 1080p, fino
1920x1080 pixels a risoluzioni di 8192x4320 pixel e
(2.1 Mega pixels) frame rate fino a 300 fps.
Figura 1 - Confronto tra risoluzioni in alta e altissima definizione
pioni (sample) Y e 960 ciascuno
per Cb e Cr, in totale 3840 cam-
tamento dei segnali ad alta riso-
luzione ai vari stadi della catena
2.2 Evoluzioni di HDMI
pioni; ogni frame contiene quindi produttiva, aumento delle capacità Un elemento importante verso il
3840×1080 = 4.147 Msample e, di storage e di trasferimento dati) supporto di risoluzioni oltre l’HD
se si adotta un campionamento a sono in via di consolidamento, an- è la disponibilità della nuova in-
10 bit, occupa 5.18 Mbyte di me- cora in fase di definizione appaio- terfaccia standard della consumer
moria. no le normative riguardanti i livelli electronics HDMI (High-Defini-
Con una frequenza di 30 frame di qualità e le specifiche standard tion Multimedia Interface) 2.0:
al secondo (60 field) si produco- propedeutiche ad un pieno dispie- questa, rilasciata nel settembre
no 155 Mbyte/s e un’ora di regi- gamento commerciale. Nel 2013 2013 durante l'IFA 2013 a Berli-
strazione richiede 560 GB. Nel è stato ufficialmente pubblicato no, offre 18 Gbit/s di banda pas-
caso del formato 2K (4:4:4, 10 bit il nuovo standard HEVC (ISO/ sante massima totale (6 Gbit/s
sampling in spazio colori RGB, ri- IEC 23008 Part 2: High Efficiency per canale) e supporta, tra l'altro,
soluzione 2048×1080 a 24 fps) un Video Coding) definito dal gruppo la risoluzione 4K (2160p) a 60 fps
frame occupa circa 12 MB e un’ora congiunto ITU-T (ITU Telecom- (30 fps in 3D). Le nuove specifi-
di registrazione circa 1.04 TB. munication Standardization Sec- che HDMI 2.0 non includono la
Poiché il formato 4K ha dimensio- tor) e ISO/IEC MPEG denominato definizione di nuovi cavi o con-
ni lineari doppie rispetto a quello JCT-VC. È caratterizzato in parti- nettori; gli attuali cavi "HDMI
2K, il numero di pixel dell’imma- colare da due profili di tipo Main High Speed" e "HDMI High Speed
gine e l'occupazione di memoria ad 8 o 10 bit di profondità di co- with Ethernet" consentono infatti
si quadruplicano. lore, indirizzati a varie applicazio- già l'aumento di banda passante
ni quali broadcast TV, IPTV (TV richiesto dalle nuove risoluzioni
su rete IP), videocomunicazione, introdotte.
telepresenza e comunicazione
2 Gli standard per la codifica
delle immagini mobile. HEVC è stato definito per
offrire un risparmio di banda del
40-50% rispetto a H.264/AVC a 3 Le tecnologie di ripresa e di
registrazione
2.1 Evoluzioni di MPEG
parità di qualità dell'immagine,
introducendo nuove tecnologie di Negli ultimi tempi notevoli svi-
Se i principali fattori tecnologici compressione (tool) specifiche per luppi da parte di grandi firme
alla base dello sviluppo del cine- contenuti a risoluzione HD e oltre. dell’industria cinematografica
ma digitale (strumenti per il trat- Nel complesso, HEVC propone un hanno fatto compiere parec-
29
I formati video MPEG
Il Moving Picture Experts Group è un in uso nello standard JPEG, organizza- l’obiettivo di ridurre del 40-50% il bitrate
SPECIALE TRENDS
gruppo di lavoro ISO/IEC (International te per ‘livelli’ e ‘profili’, che garantiscono necessario a pari qualità rispetto alla co-
Organization for Standardization/Inter- qualità adatte a diverse applicazioni, da difica AVC/H.264. HEVC introduce per
national Electrotechnical Commission) quella del video VHS (Video Home Sy- la prima volta un insieme di strumenti di
che si occupa dello sviluppo di standard stem) fino all’HDTV. compressione progettati per contenuti
internazionali per la compressione, la Per la DTT e il DVD, in particolare, si uti- ad alta risoluzione e tecniche normative
decompressione, l'elaborazione e la lizzano bitrate intorno ai 4 Mbit/s, con un per la parallelizzazione delle operazioni
codifica di immagini in movimento e di guadagno enorme rispetto ai 180 Mbit/s di decodifica su piattaforme multi-core e
audio per una svariata serie di applica- del video non compresso. Lo standard multi-processor.
zioni. Ha iniziato i suoi lavori nel 1988 MPEG-4/AVC (conosciuto anche con la Nel Gennaio 2013 lo standard HEVC è
sotto la guida di 25 esperti, coordinati sigla H.264) copre le aree della televi- stato finalizzato nella sua prima versio-
da Leonardo Chiariglione, elaborando sione digitale ad alta definizione, della ne, dieci anni dopo la pubblicazione di
standard di elevata efficienza per il vi- grafica interattiva (immagini di sintesi) e AVC/H.264. HEVC sta riscuotendo un
deo digitale che sono stati poi adottati della multimedialità su Web; sfrutta al- enorme interesse da parte dell’industry:
nei formati impiegati per il DVD e la DTT goritmi di compressione simili a quelli di broadcaster, operatori ,OTT service pro-
(Digital Terrestrial Television), aprendo MPEG-2, ma più potenti e capaci di pro- vider e manufacturer hanno presentato,
così la strada alla rappresentazione di durre bitrate molto bassi. Storicamen- sin da metà 2013, i primi prototipi basati
immagini compresse ad alta qualità. te, le caratteristiche di MPEG-2 sono su implementazioni software e li hanno
Lo standard MPEG-1 produce filmati risultate adatte a coprire le necessità utilizzati in trial ed eventi dimostrativi.
compressi a 1.2 Mbit/s ed è indirizzato del mercato del video digitale per mol- È prevista una graduale introduzione
al video su CD-ROM; il formato com- ti anni, tuttavia nuovi algoritmi di com- di HEVC in servizi commerciali nel cor-
presso MPEG-1 Audio Layer 3 (MP3) pressione si sono resi necessari con il so del 2014, principalmente per servizi
viene invece utilizzato nei più vari con- superamento da parte delle tecnologie OTT VoD via Internet. La disponibilità
testi ed è molto diffuso su Internet. Lo di visualizzazione dei limiti dei display di chipset con supporto alla decodifica
standard MPEG-2 comprende una serie 1920×1080. HEVC in hardware nel corso del 2014
di specifiche per la compressione intra- Nel 2010, MPEG e ITU-T hanno creato dovrebbe permetterne poi una diffusio-
e inter-frame imperniate su algoritmi un JCT-VC (Joint Collaborative Team ne sostanziale nel mercato dei ricevitori
DCT applicati a blocchi di pixel e con on Video Coding) per la definizione di televisivi (connected TV e STB) a partire
funzioni di quantizzazione simili a quelle un nuovo codec denominato HEVC, con dalla lineup di prodotti 2015
chi passi avanti sul piano del Figura 2 - Videocamera UHDTV preparata al BBC Television Centre
workflow di produzione, del peso
e dell'ergonomia delle attrezza-
ture, delle tecnologie di storage
e della qualità di archiviazione
del girato. Fino a pochi anni fa,
infatti, la nozione di immagine a
risoluzione 4K fungeva da puro
termine di paragone per valuta-
re quanto il materiale acquisito
in digitale da una macchina da
presa avesse caratteristiche vici-
ne a quelle della pellicola 35 mm
in termini di risoluzione spaziale
e gli apparati richiesti erano in-
gombranti e costosi (Figura 2).30
codec H.264 e AVC per comprime-
3.1 Videocamere
re filmati 1080p e 3D, le cui evolu-
Il 3D e l'UHD TV Nel 2010 e nel 2011 sono appar-
zioni dovrebbero garantire almeno
100 GB per layer abbattendo i re-
se le videocamere compatte Red lativi costi2. Un filmato non com-
SPECIALE TRENDS
Il 3D è stato il primo passo con cui il di- Epic-M e Epic-X, dotate di un sen- presso a risoluzione UHD TV può
gitale, una volta superata la fase inizia- sore Misterium a 14 Megapixel, e richiedere fino a 24 TB di spazio
le di adozione, ha puntato a nuovi stan- la Red Scarlet, molto simile alla d’archiviazione, che si riducono a
dard di qualità nella fruizione, obiettivo Epic. Lo spettro delle risoluzioni circa 360 GB con la compressione
rispetto al quale il 4K offre un percorso supportate da questi modelli in- H.264. Ulteriori progressi in que-
di evoluzione parallela e complementa- clude l'1K a 120 fps, il 4K a 24 fps sto senso sono attesi con l'avvento
re. Sebbene si annoverino molte tecni- e il 5K a 12 fps. Sempre nel 2011 della codifica HEVC e l'introduzio-
che per la creazione di immagini 3D, Sony ha presentato il suo nuovo ne di supporti ottici ad alta densi-
esistono due classi di dispositivi per prodotto di punta della catego- tà. Le videocamere HD sopra citate
la proiezione: quelli che impiegano oc- ria CineAlta, la F65, pubbliciz- impiegano attualmente hard-disk
chiali polarizzati passivi e quelli che uti- zata con lo slogan ‘True 4K and rimovibili o a stato solido.
lizzano occhiali con commutatori attivi. beyond’, il cui sensore da 20 Ma-
La principale differenza fra i due tipi di gapixel con un fotosito dedicato al
colore verde in ogni pixel genera
proiezione è legata all'entità del ‘resi-
duo’ dell’immagine di ghosting (il feno-
meno per cui l’occhio sinistro vede una
immagini 4K e 8K fino a 60 fps e
120 fps. Interessante anche la so-
4 I contenuti
luzione messa a punto dall’azien-
parte del segnale destinato al destro e
viceversa): gli occhiali attivi sono più
efficienti nel limitare il problema.
da GoPro con il prodotto Hero3
Black Edition, una videocamera
4.1 Cinema
Gli occhiali passivi sono tuttavia molto ad alta definizione indossabile Come si è visto, apparati per la pro-
robusti ed economici e hanno quindi che oltre al formato 1080p a 60fps duzione di video 4K sono già pre-
larga diffusione, mentre quelli attivi, ol- supporta il 4K nella doppia riso- senti sul mercato professionale.
tre ad essere più costosi, necessitano luzione 3840×2160 e 4096×2160 Tuttavia, la creazione di contenuti
di una minima cura. Indipendentemen- a 15 e 12 fps rispettivamente; in sta ancora muovendo i suoi primi
te dalla tecnologia, l’uso degli occhiali scenari di servizi convergenti que- passi e rimangono da definire of-
ha sinora limitato fortemente la diffusio- sto modello apre la strada all’altis- ferte commerciali per il pubblico
ne del video 3D, a fronte di soluzioni sima definizione nel mondo della in un contesto tuttora focalizzato
per la visione 3D autostereoscopica, realtà aumentata e virtuale. sul raffinamento tecnologico delle
che impongono una riduzione drastica componenti materiali della catena
nella risoluzione dell'immagine. del valore. Negli ultimi tempi con-
tenuti prodotti originariamente in
È possibile tuttavia utilizzare l’altissi-
ma definizione di un pannello 4K per
visualizzare contemporaneamente le
3.2 Supporti
4K hanno comunque cominciato
a fare la loro comparsa nelle sale
due immagini bidimensionali, che costi- Per quanto concerne l'archiviazio- cinematografiche, benché spes-
tuiscono un'immagine tridimensionale ne delle immagini, con la progres- so dopo essere stati sottoposti a
autostereoscopica ad alta risoluzione siva digitalizzazione della catena downscaling, a causa del numero
(Full HD), rendendo non apprezzabile produttiva sia in ambito amato- limitato di strutture attrezzate per
ad occhio nudo la perdita di qualità. riale che professionale si è passa- gestire il formato pieno nei diver-
In questo senso l'abbinamento con il ti dall'uso di supporti magnetici si paesi. Il prodotto più atteso del
3D potrebbe costituire un fattore di sti- all'impiego di memorie ottiche e 2012 è stato il film ‘Lo Hobbit’, pri-
molo all'adozione di massa della tec- allo stato solido via via più capien- mo capitolo di una trilogia firmata
nologia 4K, impiegata per veicolare al ti. Al DVD (con capacità di 4.7 GB dal regista Peter Jackson, che ha
grande pubblico il 3D in versione auto- nella versione single-layer e di 9 GB scelto di collocarsi all’avanguardia
stereoscopica in quella double-layer), che fa uso del cinema digitale: per le riprese
della codifica MPEG-2, si è affian- si è orientato verso la stereoscopia
cato il disco Blu-Ray che utilizza i nativa 4K a 48 fps (HFR o High
2 http://www.avmagazine.it/news/dvd/il-blu-ray-e-adatto-anche-al-4k_7056.html31
Frame Rate), con un frame rate ste dalla tecnologia 4K e quindi 100 Mbps. Sul versante della di-
doppio rispetto a quello usuale per dalla UHD TV, in quanto la ridu- stribuzione all'utenza residenzia-
garantire alle immagini maggiore zione del bitrate a parità di qua- le i principali operatori hanno in-
fluidità e avvicinarne la percezione lità percepita rispetto all'H.264 vece lanciato servizi sperimentali:
a quella che l'occhio umano ha del- è considerevole; tuttavia si pone in particolare Eutelsat ha iniziato
SPECIALE TRENDS
la realtà (a 55 fps non distingue più un problema per quanto riguarda nel gennaio del 2013 la trasmis-
le singole immagini)3. l'hardware che deve elaborare la sione di contenuti 4K codificati in
notevole mole di dati da codificare MPEG-4/AVC a 50 fps su quattro
in fase di produzione e decodifi- canali affasciati, per un bitrate
care durante la fruizione. Benché complessivo di 40 Mbps5.
4.2 Televisione
esistano già smartphone dotati di
chipset in grado di trattare il video
La distribuzione di un contenu-
to 4K in modalità VoD (Video on
A Torino, nella prima metà del 4K, come il Samsung Galaxy Note Demand) su rete IP pone requisiti
2012, sono state invece effettuate III, una workstation ben equipag- sulla banda minima disponibile,
presso il centro di produzione RAI giata rappresenta in pratica oggi in quanto bitrate inferiori ai 20
una serie di riprese in 4K a 50 fps una scelta obbligata in ambito Mbps con codifica MPEG-4/AVC
finalizzate alla realizzazione di se- professionale per la riproduzione non garantiscono una qualità di
quenze di test in formato UHD TV, di filmati ad altissima risoluzio- fruizione adeguata. Al momen-
con il supporto di EBU e di partner ne, mentre le prestazioni richieste to sono quindi rari i servizi in
industriali come Sony, DVS, Astro dalla codifica impongono requisiti streaming ad altissima definizio-
Design, TV Logic, CW Sonderop- ancora più stringenti: 60 minuti di ne (tra questi quello già menzio-
tic e TCP4. Tutto il materiale è sta- filmato non compresso occupano nato di YouTube, che agisce come
to acquisito nel formato RAW del- circa 1.44 TBytes a 400 MBytes/s; un pioniere in questo mercato,
la videocamera F65 e sottoposto a sono quindi indispensabili ampie mentre Netflix ha avviato una
post-processing a Zurigo. bande di I/O che indirizzano la sperimentazione limitata al terri-
scelta verso architetture ad eleva- torio statunitense), benché le più
to parallelismo e di tipo RAID. La innovative soluzioni commerciali
dotazione software necessaria per per la connettività residenziale
4.3 Internet
la postproduzione deve poi inclu-
dere programmi professionali per
broadband come l'FTTCab (Fiber
to the Cabinet) siano potenzial-
Dall’estate del 2010 anche You- l’editing di materiale in alta defini- mente in grado di garantire data-
Tube mette a disposizione video zione, come Adobe Premiere CS6 rate superiori ai 30 Mb/s ad un'u-
a risoluzione nativa 4K, benché la o Vegas Pro 12. tenza di massa.
fruizione su PC o smartphone non
consenta in pratica di apprezzare
la differenza rispetto al formato
1080p. In prospettiva questo si
presenta comunque come un in-
5.2 Infrastrutture
6 La fruizione
teressante canale di distribuzione
per contenuti UHD TV.
Nel mercato del cinema digitale il
canale satellitare rappresenta in 6.1 Consolidamento del mercato
questa fase un veicolo efficiente
per la distribuzione commerciale Il video digitale, già disponibile
dei contenuti UHD se si rispetta- da tempo ai clienti residenziali
5 La distribuzione
no alcune condizioni che permet-
tono di sfruttare al meglio la sua
attraverso la TV digitale terre-
stre, i dischi ottici e l'IPTV, con
costosa capacità di banda, coin- la comparsa di nuovi apparati di
5.1 Apparati
volgendo un numero di sale suffi-
ciente a rendere economicamente
consumer electronics in grado di
ricevere materiale in formato 4K
Il codec HEVC sembra la soluzio- conveniente la trasmissione: un su connessioni ultrabroadband
ne più efficiente per trasmettere singolo film può infatti superare i impiegando algoritmi di deco-
contenuti delle dimensioni richie- 200 GB e richiedere un datarate di difica molto efficienti, renderà
3 http://www.supergacinema.it/film/approfondimenti/10023-lo-hobbit-un%E2%80%99esclusiva-e-lunghissima-intervista-a-peter-
jackson-sui-rapporti-tra-le-sue-due-trilogie.html
4 https://tech.ebu.ch/testsequences
5 http://www.eutelsat.it/news/eutelsat-lancia-il-primo-canale-europeo-in-ultra-hd-4k/#hideIFrame32
possibile una visione dei conte- pubblico i propri pannelli 4K, con
nuti analoga a quella del cinema
o dell’evento live. In questo conte-
6.2 Prodotti in commercio
dimensioni comprese tipicamen-
te tra 55" e 85". Si prevede che la
sto Intel si è fatta portavoce di una In ambito commerciale i primi penetrazione nel mercato mon-
crescente domanda di maggiore pannelli 4K sono stati presenta- diale delle Smart TV dei display
SPECIALE TRENDS
risoluzione dei pannelli presen- ti nell’autunno del 2012, mentre Ultra HD avverrà comunque in
ti nei dispositivi di uso quoti- il 2013 è stato l'anno della diffu- modo piuttosto graduale: a parti-
diano, indicando come obiettivi sione iniziale dell'altissima defi- re da 2.3 milioni di pezzi venduti
schermi a 5 pollici con una defi- nizione presso alcuni segmenti nel 2013, Displaybank IHS stima
nizione pari a 1280×800 per gli selezionati di clientela. L’inizia- 9.1 milioni nel 2015 e oltre 20
smartphone, a 10 pollici con riso- tiva è stata assunta ancora una milioni nel 2017, con un effetto
luzione di 2560×1440 per i tablet, volta principalmente da Sony, traino esercitato principalmente
a 11 e 13 pollici con risoluzioni di che ha annunciato, a fine 2012, dal mercato cinese (Figura 3).
2560×1440 e 2800×1800 rispet- l’arrivo del suo TV LCD Bravia 4K
tivamente per gli ultrabook, a 15 (3840×2160) da 84 pollici con 52
pollici per i notebook e a 21 pollici ppi (pixel per pollice), che oltre
con definizione 3840×2160 per i
PC desktop.
ad essere in grado di visualizzare
contenuti 4K nativi come quelli
7 Gli scenari applicativi
Sul fronte prettamente televisi- inclusi in bundle da Sony su hard-
vo, la Consumer Electronics As-
sociation americana su proposta
disk (si tratta di filmati di circa 50
GB l'uno) può mostrare video 3D,
7.1 Smart Home
dell’ITU ha imposto ai produttori mantenendo per ciascuna delle L’altissima definizione in genera-
di pannelli TV di utilizzare il logo due immagini destinate all'occhio le trova impiego in scenari cen-
Ultra HD per identificare tutti gli destro e sinistro la risoluzione trati sulla compenetrazione fra
schermi, videoproiettori o moni- Full HD e interagire con la Play mondo reale e virtuale, all’interno
tor con risoluzione nativa almeno Station per gestire foto e video 4K. di smart environment di cui gli
pari al Quad Full HD (3840×2160 Recentemente anche gli altri prin- spazi dedicati all’intrattenimen-
pixel) e dotati di almeno un in- cipali costruttori, da LG a Philips, to costituiscono solo l'esempio
gresso HDMI in grado di rice- a Samsung, hanno presentato al più evidente. Le alte risoluzioni
vere segnali a tale risoluzione6.
Quest’ultimo punto è d'importan- Figura 3 - Penetrazione nel mercato delle TV Ultra HD (Fonte: Displaybank IHS)
za fondamentale perché esclude
la possibilità di commercializza- 180 30%
re come dispositivo Ultra HD un 160
display dotato di una semplice 25%
funzione interna di upscaling. 140
L'approccio non risolve però tutti
i problemi di standardizzazione 120 20%
Million Units
degli apparati in grado di gestire 100
nuovi formati: i display 8K rien- 15%
trano nella categoria dei disposi- 80
tivi Ultra HD esattamente come i
60 10%
4K, in quanto entrambi possono 8%
vantare ‘almeno’ una risoluzione 40 6%
di 3840×2160 pixel; unitamente 4%
20,8 5%
al fatto che non vengono defini- 20 2% 14,2
1% 2,3 5,5 9,1
ti in maniera univoca parametri 0% 0,0
0 0%
come il frame rate e non si speci- 2012 2013 2014 2015 2016 2017
fica se il segnale video sia interlac-
ciato o progressivo, ciò induce una HD FHD UHD UHD Share (%)
certa confusione.33
Uno standard per l’UHD TV
Nel settembre del 2012 il Digital Video bili risoluzioni spaziali e frame rate per commerciali è prevista per il primo tri-
SPECIALE TRENDS
Broadcasting Project (DVB) ha rilevato l’Ultra HD. L’obiettivo delle attività in mestre del 2014, con l’obiettivo di sfrut-
l’esigenza di definire requisiti commer- DVB è la definizione di uno o più profi- tare al meglio le piattaforme attualmen-
ciali e in seguito specifiche tecniche li industriali che selezionino le migliori te in fase di produzione e distribuzione
per un profilo di TV broadcast Ultra HD opzioni possibili per i servizi broadcast da parte dei principali costruttori. In pa-
che consentisse trasmissioni con riso- Ultra HD e definiscano altri elementi rallelo sono state avviate le attività per
luzione pari a 3840×2160 pixel (4K), non considerati dalla specifica ITU-R, la definizione dei requisiti per l’UHD-1
denominate complessivamente UHD come la tecnologia di compressione vi- di Fase 2, la cui disponibilità in termi-
TV. Tale esigenza si è fatta più pres- deo o i sistemi audio supportati. ni di servizi e prodotti è prevista per il
sante con la comparsa sul mercato, Il gruppo CM-UHDTV di DVB, in colla- 2017/2018.
nel corso del 2013, di display 4K pro- borazione con l’European Broadcasting La Fase 2, sempre basata sulla codifi-
dotti dai maggiori manufacturer e con Union (EBU), ha deciso di procedere ca HEVC, dovrebbe includere ulteriori
l'emergere della necessità da parte dei alla definizione di requisiti commerciali importanti caratteristiche quali frame
broadcaster di disporre di piattaforme per due fasi distinte e successive. rate elevati fino a 120 fps, tecnologie
interoperabili in grado di ricevere i futu- L’UHDTV 4K, denominato anche UHD- High Dynamic Range (HDR) per mi-
ri servizi UHD TV. 1 di Fase 1, sarà compatibile con i ri- gliorare la resa di particolari scene con
La specifica di riferimento pubblica- cevitori disponibili nel 2015/2016, uti- forti componenti luminose o scure, co-
ta da ITU-R come Recommendation lizzerà la codifica HEVC e garantirà lor space più ampio fino a BT.2020 e
BT.2020, selezionata come base per frame rate fino a 60Hz con color space audio 3D
i successivi lavori in DVB, si focalizza Rec.709, lo stesso utilizzato per l’HD.
sulla definizione di color space, possi- L’approvazione dei relativi requisiti
giungono infatti ad annullare la zione provoca un effetto di scom- mettere il riconoscimento di for-
percezione del medium, al pun- parsa della distanza. me o singoli oggetti in movimen-
to che non fa più differenza per to (nascono ovviamente in questo
il nostro occhio guardare un caso importanti questioni di pri-
paesaggio fuori dalla finestra o vacy legate all'identificazione del-
un’immagine su uno schermo. Si
possono così ipotizzare situazio-
7.2 Contesti business
le persone).
Nel caso della videoconferenza
ni in cui la visione 4K abbia luo- Nell'ambito della teledidattica la l’altissima risoluzione riveste in-
go su un’intera parete, divenendo risoluzione 4K è già utilizzata per vece un interesse per l'effetto te-
parte di un arredamento digitale applicazioni su smartboard, o lava- lepresenza garantito dalla qualità
aggiornabile secondo i gusti e le gna elettronica, centrate su schemi percepita simultaneamente da
esigenze dell’utente, interattivo di fruizione che comportano l'in- tutti i partecipanti, anche quel-
perché dotato di interfacce touch terazione con immagini grandi li più vicini allo schermo: in una
e portabile in altri ambienti. Ciò e dettagliate (ad esempio in aule tipica sessione le persone sono
sarà reso possibile anche dall'in- universitarie o per condividere tra disposte a distanze variabili dal
tegrazione della tecnologia OLED studiosi geograficamente distan- pannello con diversi campi visi-
in pannelli che, non richiedendo ti modelli fisici che non possono vi, similmente a quanto accade in
retroilluminazione, risulteranno essere spostati a causa di impedi- una sala cinematografica; la riso-
molto sottili, efficienti, flessibili menti di natura logistica o legale). luzione 4K permette una distanza
e trasparenti7. Il 4K si innesta per Trova poi impiego in servizi di minima (oltre la quale si ricono-
esempio naturalmente in scenari videosorveglianza in cui si richie- scono i pixel) del 50% inferiore
di videocomunicazione, in cui la da la maggiore fedeltà d’immagi- assicurando inoltre con display
componente video destinata ad ne possibile, con immagini dalla da 70-80 pollici un'ottima visione
uno schermo ad altissima defini- chiarezza e nitidezza tali da per- d’insieme (figura 4)8.
7 La tecnologia OLED, acronimo di Organic Light Emitting Diode, permette di realizzare display a colori con la capacità di emettere
luce propria; questi pannelli, non necessitando di un sistema di illuminazione esterno, possono essere resi di spessore minimo e
quindi risultano pieghevoli e arrotolabili e presentano consumi ridotti.
8 http://www.nojitter.com/post/240001484/video-conferencing-the-real-4k-display-opportunity?pgno=234
La telemedicina sfrutta infine da
alcuni anni il video digitale essen-
zialmente in due contesti: da una
8 I percorsi di sperimentazione in
Telecom Italia 8.1 Streaming 4K su linee NGAN
parte immagini ad alta definizio- Nel centro di ricerca di Telecom Per la sperimentazione della tec-
ne di interventi chirurgici vengo- Italia si è iniziato nel 2012 ad nologia 4K, considerata una delle
SPECIALE TRENDS
no trasmesse a gruppi di studenti occuparsi di video digitale 4K innovazioni chiave per l'incre-
per finalità didattiche; dall’altra vi nell’ambito degli studi condotti mento della qualità dei contenuti
sono chirurghi che effettuano ope- sui servizi residenziali abilitati multimediali veicolati da Telecom
razioni a distanza nell’ambito della dalle reti broadband di nuova ge- Italia, si è allestita una catena pro-
cosiddetta chirurgia laparoscopi- nerazione (NGAN), installando totipale completa di produzione,
ca, cioè quella realizzata nell’addo- una serie di postazioni dimostra- trasporto e fruizione di filmati ad
me senza apertura della parete ma tive per la fruizione di contenu- altissima definizione, comprensi-
tramite microincisioni attraverso ti ad altissima definizione come va di un server Web in grado di ero-
cui veicolare strumenti e sonde parte integrante di INnovation gare in Internet in modalità VOD
collegate a monitor esterni. Nella LAB, la showroom di Telecom Ita- (Video On Demand) sequenze con
maggior parte dei casi queste due lia Lab allestita nella sede del cen- bitrate variabili tra 13 e 35 Mbps
varianti confluiscono in un’uni- tro a Torino. codificate sia in formato MPEG-4/
ca applicazione, per la quale il 4K Nella zona dedicata ai servizi di AVC che HEVC, trasmesse su trat-
apporta evidenti vantaggi sia dal intrattenimento sono stati succes- te d'accesso FTTH/FTTCab con
punto di vista degli studenti, che sivamente posizionati un video- protocollo progressive HTTP per
riescono ad apprezzare dettagli wall Barco composto da quattro alimentare i terminali presenti
non visualizzabili altrimenti, che pannelli 55" Full HD (Figura 5) e in INnovation LAB (Figura 6). Si
del chirurgo, il quale, operando da due TV UHD, un LG da 84" (Fi- è così potuta verificare sia I'effi-
remoto tramite sistemi meccanici, gura 6) e un Sony da 65". Vedia- cienza della compressione HEVC,
necessita di un'altissima fedeltà di mo come si sono utilizzati questi che mantiene la qualità costante
riproduzione delle immagini9. schermi. rispetto ad AVC dimezzando la
banda necessaria alla trasmissio-
Figura 4 - Visual range 2K e 4K per schermo da 65 e 70 pollici in una stanza di 4x5 metri ne, sia la compatibilità di un ser-
vizio basato su queste tecnologie
0
con l'attuale offerta commerciale
1 di connettività alla clientela resi-
denziale e business e in particola-
2
re con i profili che riutilizzano le
3 linee in rame.
4
Feet from display
5
6
8.2 Materiali autoprodotti
7 65 Inch 65 Inch La scarsa disponibilità di materia-
2K/1920 4K/4096 li di qualità in rete ha suggerito di
8 70 Inch 70 Inch
4K/4096 integrarli ricorrendo a una catena
2K/1920
9 di produzione semplificata, anche
alla luce dei costi elevati delle at-
10 trezzature cinematografiche pro-
11 fessionali e della necessità di co-
noscenze specialistiche per il loro
12 utilizzo. Si è quindi scelto di im-
13 piegare una fotocamera digitale
SIGMA SD1 Merrill per ottenere
singole immagini a risoluzione 4K
9 http://www.prnewswire.com/news-releases/long-island-doctor-shows-first-4k-ultra-high-definition-surgery-66453962.html35
di oggetti per creare un effetto di
animazione, applicando minimi
spostamenti fra un lo scatto di
fotogramma e il successivo, in
modo che la sequenza riprodotta
SPECIALE TRENDS
a velocità normale dia l'idea del
movimento.
Per il montaggio finale dei filma-
ti si è fatto ricorso ad Adobe Pre-
miere Pro CS6, un software di edi-
ting in grado di gestire materiale
4K, appoggiandosi alla medesima
workstation HP Quadcore impie-
gata in fase di ripresa; il rendering
di una sequenza di qualche mi-
nuto ha richiesto poco meno di
un’ora.
Figura 5 - Videowall Barco 4K da 110" in INnovation Lab
Conclusioni
Il formato televisivo 4K si inqua-
da unire con le tecniche del time inferiore al frame rate di proiezio- dra nell'ambito di una catalo-
lapse e dello stop-motion. ne; nel filmato montato il tempo gazione delle immagini digitali
La prima consiste nell'acquisi- sembra quindi scorrere più velo- impostasi fin dagli anni ‘80 nel
zione di una sequenza di foto- cemente. La seconda si basa in- settore della cinematografia e rap-
grammi a una frequenza molto vece sulla manipolazione fisica presenta una tappa della naturale
evoluzione in termini di risolu-
Figura 6 - TV LG Ultra HD da 84" in INnovation Lab zione spaziale che ha portato dal
primo standard HD (High Defini-
tion) al successivo Full HD e in-
fine all' UHD (Ultra High Defini-
tion) 4K e 8K appunto.
Il formato 4K costituisce in parti-
colare una delle due soluzioni, at-
traverso le quali l’immagine digi-
tale si propone di raggiungere una
qualità comparabile a quella del-
la pellicola 35 mm, agendo sulla
percezione visiva in due modi: da
una lato, avvicinandola a quella
dell’occhio umano che guarda da
una finestra, grazie all'incremento
di definizione, dall'altro, renden-
dola più immediata e coinvolgen-
te con l'utilizzo di tecniche 3D e
stereoscopiche di alto profilo.
Il 4K rappresenta al momento un
nuovo standard emergente nel
mercato televisivo e la tecnologia36
attuale ne permette l'utilizzo a co- goritmi per la compressione delle Il fatto che i primi dati di vendita
sti ancora mediamente elevati. immagini di accresciuta efficienza dei pannelli UHD superino le più
Risultano problematiche soprat- diffondano in pochi anni la Ultra ottimistiche previsioni sembra in-
tutto la produzione dei contenuti High Definition TV presso il gran- dicare che l'obiettivo dei produtto-
e la loro distribuzione, a causa del de pubblico. ri di rinnovare entro pochi anni il
SPECIALE TRENDS
notevole peso in termini assolu- L’altissima definizione trova infatti parco terminali, sostituendo gra-
ti dei dati coinvolti, che impone applicazione non solo nel settore dualmente con il 4K l'HD come
l'impiego di canali trasmissivi ad dell'intrattenimento, per il cinema risoluzione di riferimento per il
alta capacità. o la televisione, o in quello della mercato di massa, appare realisti-
Ciononostante, è plausibile che fruizione di contenuti culturali, camente raggiungibile, anche alla
l'avvento di reti di nuova gene- ma si presta a molteplici usi anche luce delle sinergie previste con il
razione, l’aumento esponenziale in campo medico, nell'ambito dei 3D e con l'altra grande novità tec-
della capacità di calcolo dei pro- servizi erogati dalla pubblica am- nologica del momento rappresen-
cessori dedicati alla riproduzione ministrazione, per la gestione del tata dai pannelli OLED
del video e l'introduzione di al- traffico e la videosorveglianza.
diego.gibellino@telecomitalia.it
daniele.mazzoni@telecomitalia.it37
SPECIALE TRENDS
Diego Daniele
Gibellino Mazzoni
ingegnere informatico con dal 1977 opera in Azienda
Master in telecomunicazioni, dove ha svolto inizialmente
dal 2001 è in Telecom Italia, attività di progettista hardware,
dove inizialmente si è occupato conducendo
di videocomunicazione e della campagne di misura e test su
progettazione e sviluppo di apparati RF.
piattaforme di encoding e Dal 1996 si è occupato di
streaming video su reti IP. tematiche inerenti alla rete
Oggi lavora alla definizione, di accesso, contribuendo al
prototipazione e progetto SOCRATE con la
ingegnerizzazione di nuove realizzazione di un test-
tecnologie media per le plant e la progettazione e il
soluzioni video su IP di collaudo di soluzioni finalizzate
Telecom Italia, con particolare all’introduzione di reti dati
riferimento all’evoluzione Cable Modem.
dei servizi broadband per la Dal 2002 ha lavorato nel
piattaforma televisiva digitale campo dell’Home Networking,
nazionale. Coordina attività partecipando alla realizzazione
di innovazione e progetti co- di un laboratorio di test e alla
finanziati sui temi rilevanti. progettazione di apparati
Partecipa anche alle attività innovativi per l’utente finale.
tecniche di diversi gruppi Attualmente si occupa di
di standardizzazione, analisi progettuale delle reti
rappresentando Telecom Italia domestiche e di scouting di
in ISO/IEC MPEG, DVB, HD dispositivi per la condivisione e
Forum Italia ed Open IPTV distribuzione dei contenuti
Forum. multimediali all’interno
Dal 2011 è il capo delegazione dell’abitazione.
per il National Body Italiano in
ISO/IEC MPEG e co-chair del
gruppo di lavoro Requirements
Open IPTV Forum. Coordina
il gruppo di lavoro Broadband
del Joint Technical Group
creato da HD Forum Italia,
Confindustria Radio e Tv e
Tivù per la definizione delle
specifiche dei ricevitori per
il mercato digitale televisivo
Italiano.Puoi anche leggere
