Três passos para melhorar a qualidade da imagem em vídeo


19 de outubro de 2015

processing

Por Matthew BrennesholtzO assunto “pixels melhores”, e não simplesmente “mais pixels”, vem sendo muito discutido. O conceito envolve uma série de aspectos, como WCG (Wide Color Gamut), HDR (High Dynamic Range), HFR (High Frame Rate) etc. Há pouco tempo, a consultoria BT and Media Broadcasts divulgou um white paper intitulado “Ultra High Definition Video Formats and Standardisation”, de autoria de Mike Nilsson, que inclusive está disponível online gratuitamente, e que analisa muito bem a questão das cores e dos “pixels melhores”, sintetizados no parâmetro conhecido como WCG.

É uma leitura essencial para quem se interessa pela questão da qualidade da imagem em vídeo. Trata de dois tópicos principais:

1.A base técnica da formação dos pixels, incluindo os fatores humanos que determinam quais avanços as pessoas de fato conseguem enxergar e quais deles não seriam visíveis ao usuário comum;

2.Os progressos obtidos com as normas de entidades como SMPTE, EBU (União Europeia de Rádio e Televisão) e outras, assim como os trabalhos técnicos de empresas como a rede japonesa de televisão NHK, a Dolby Labs etc.

Uma questão importante, quando se trata da tecnologia WCG, é que a cor na verdade é uma grandeza em três dimensões, embora normalmente seja tratada como de duas dimensões. Um exemplo é a figura 4 (abaixo), de um artigo publicado por David G. Brooks, da Dolby, no jornal da SMPTE, em maio de 2015. O gráfico utiliza o espaço u’-v’, que é derivado do espaço x-y (CIE 1931). A terceira dimensão da cor é a luminosidade, como Brooks tenta mostrar na figura 5.

fig4

Claro, é difícil mostrar a gama de cores 3D numa publicação impressa em 2D, e isso é parte do problema. Ao aumentar a colorimetria, necessita-se não apenas de uma área maior no plano 2D u’-v’ ou x-y, mas de uma extensão vertical também maior no eixo Y (luminância). Brooks tenta mostrar isso num gráfico cujos eixos são u’, v’ e Y, sendo este uma escala logarítmica que vai de .001 Nits a 10.000 Nits (candela/m2).

Para cobrir satisfatoriamente essa faixa completa, um display precisaria de contraste de 10.000.000:1. E, para exibir uma imagem com 0.001 Nits, teria que ser instalado em ambiente totalmente escuro. É pouco provável (ou pelo menos não se conhece) um TV que atinja a marca de 10.000 Nits seguindo os padrões oficial de consumo de energia.

“Com um display dentro do conceito “pixels melhores”, com WCG, HDR e HFR, a qualidade da imagem em casa seria até superior à dos cinemas.”

Tudo isso é muito bonito, e até tecnicamente factível, mas quando é que os consumidores irão visualizar cores melhores em seus TVs, tablets e smartphones? Existem três passos para se chegar à melhor cor:

Primeiro: as normas da SMPTE, EBU e outras entidades técnicas internacionais precisam estar implantadas. Isso está sendo preparado e deverá ser publicado em breve.

Segundo: displays com WCG precisam estar disponíveis para o público. Já existem alguns deles, que utilizam tecnologias como QD (Quantum Dots), laser e OLED. Com painéis de backlight dinâmicos, pode até ser possível obter sinais de alto brilho com baixo consumo de energia. Como não se pode ainda produzir displays com 0,00% de reflexão, talvez se consiga treinar o usuário a assistir TV em salas totalmente escuras.

Terceiro: este talvez seja o passo mais problemático. Os criadores de conteúdo precisam produzir sinais com gradação de cores WCG, e num formato atraente para o público. Esse sinal poderia ser codificado em um dos padrões existentes da EBU, ou da SMPTE, para broadcast ou cabo. A alternativa será, no futuro, os discos Blu-ray 4K.

A questão é: qual gama de cores será usada na criação de conteúdos? A norma Rec. 709 para HDTV é baseada nos displays de tubo com fósforo (CRT), similar à do padrão SD (Standard Definition). A norma Rec. 2020 atual, criada para o padrão UHD, não é tão prática porque requer o uso de lasers para produzir a gama completa de cores. E os lasers, como se sabe, têm lá seus problemas, incluindo custo e ruídos de vídeo (speckle).

Na verdade, a norma Rec. 2020 pode ser simulada, ou mesmo melhorada, com o uso de múltiplas cores primárias. Isso é viável tecnicamente, embora ainda não padronizado. Provavelmente, a melhor gama de cores seja a do cinema digital, conhecida como SMPTE P3, raramente mencionada quando se fala em televisão. Pode ser obtida com as três cores primárias usando leds RGB ou quantum dots no backlight; além disso, há diversos conteúdos que as pessoas querem assistir na TV e já têm gradação de cores adequada.

Com um display WCG P3 e os demais componentes do conceito “pixels melhores”, como HDR e HFR, a qualidade da imagem em casa seria até superior à dos cinemas, pelo menos em termos dos parâmetros medidos objetivamente. Alguns podem considerar isso uma “ameaça” à indústria cinematográfica, mas não concordo, e por duas razões. A primeira é que poucas pessoas podem ter em casa uma tela com o tamanho das de cinema, embora as pessoas gostem de telas grandes. E a segunda: todos continuam gostando de ir ao cinema no sábado à noite, não importa a qualidade da imagem.

Vai uma pipoquinha aí?

Artigo publicado originalmente no site Display Daily. Para ler o original na íntegra, clique aqui.