Насколько телевизор 8K лучше, чем 4K, и способно ли наше зрение уверенно различать такие разрешения картинки? Рассуждений на эту тему немало. И вот, наконец, опубликовано вполне научное исследование этого вопроса.
Я уже давно утверждаю, что достоинство 8К-дисплеев — не в увеличенном количестве пикселей. У этого параметра существует предел, который человек может различать при просмотре на нормальном расстоянии — и выход за этот предел не дает никаких преимуществ.
Но где именно находится этот предел? А точнее, имеют ли 8К-дисплеи какие-либо преимущества с точки зрения воспринимаемой детализации по сравнению с 4К при нормальных условиях просмотра? Не так давно я задался этим вопросом.
Warner Bros. было проведено хорошо разработанное, двойное слепое исследование в сотрудничестве с Pixar, Amazon Prime Video, LG и Американским сообществом кинематографистов (ASC). Его цель — понять, могут ли люди видеть разницу между 4К и 8К, просматривая различный контент.
Для начала напомню: 4К — это разрешение 3840х2160, а 8К — это разрешение 7680х4320. Однако, как вам, вероятно, уже известно, эти определения слегка неверны, т.к. на самом деле 4К имеет разрешение 4096х2160, а 8К имеет разрешение 8192х4320. Но эти обозначения были созданы отраслью потребительской электроники для применения в соответствующих телевизионных решениях, так что я буду использовать именно их.
Подбор и подготовка контента
Всего было подготовлено семь некомпрессированных отрывков в исходном формате 8К длительностью приблизительно по 10 секунд. Два отрывка были взяты из фильма Warner Bros. «Дюнкерк» (Dunkirk): 8К-сканы 70-мм пленки, крупный план персонажа и широкий снимок пляжа.
Анимационные клипы из «Храброй сердцем» (Brave) и «Жизни жуков» (Bug’s Life) компании Pixar были отрендерены для нашего исследования в 8К. Также были представлены два клипа из серии Amazon live-action «Тик» (The Tick): один снят в пещере, а второй — в космическом корабле на цифровую 8К-кинокамеру Red, как и отрывок с кадрами природы, снятый Стейси Спирс (Stacey Spears).
Все семь видеоотрывков изначально были сделаны в формате HDR, после чего закодированы в HDR10. Вот статистика HDR10 для каждого клипа.
Все семь клипов были закодированы в HDR10. Эта таблица показывает MaxFALL (максимальный средний уровень освещенности кадра) и Max CLL (максимальный уровень освещенности контента) каждого клипа. Как видите, на лицо широкий диапазон средних и максимальных уровней освещенности
Каждый из отрывков был сокращен до 4К с помощью стандартного ПО Nuke post-production. Затем 4К-видео было «увеличено» обратно до 8К с помощью кубического фильтра Nuke, который в основном дублирует каждый пиксель четыре раза с небольшим сглаживанием, так что конечное изображение — это 4К в «контейнере» 8К.
Зачем было увеличивать масштаб 4К обратно до 8К? Потому что обе версии будут воспроизведены на одном и том же 8К-дисплее случайным образом (с минимальными паузами). Чтобы воспроизводить 4К- и 8К-версии каждого клипа плавно, без сбоев HDMI или сбоев запуска дисплея, когда на мгновение показывается разрешение входного сигнала, оба они должны «выглядеть» для дисплея, как 8К.
Испытательное оборудование и сама процедура
Экран, на котором были показаны все отрывки — 88-дюймовый 8К OLED-TV LG 88Z9. Все видео были загружены на ПК с ОС Windows с 18-ядерным процессором Intel Core i9, накопителем SSD RAID и видеокартой Nvidia 1080TI.
Видеоинтерфейс BlackMagic 8K Pro выводил видео через четыре канала 12G SDI на четыре конвертера AJA Hi5-12G SDI-to HDMI, которые выдавали HDMI 2.0. Четыре конвертера отправляли HDMI 2.0 на Astrodesign SD-7075, который преобразовал их в единый битный поток HDMI 2.1 — затем он выводился на телевизор.
Система воспроизведения требовала некоторого оборудования для обработки несжатого материала 8K
Несжатые файлы воспроизводились в профессиональном формате DPX со скоростью 24 кадра в секунду. Они были закодированы с 10-битной точностью в BT.2100, который использует цветовую гамму BT.2020 и PQ EOTF (электрооптическую передаточную функцию) — это стандарт для HDR10. Эти файлы требуют постоянной скорости чтения файлов не менее 3 ГБ/с (да, именно три гигабайта в секунду!) — именно поэтому была необходима такая серьезная аппаратная система.
Всего в исследовании, проводившимся в течение трех дней, приняли участие 139 человек. В каждой сессии длиной около 30 минут участвовало по пять человек. Двое участников сидели в первом ряду, примерно в 1,5 метрах от экрана, а трое в заднем — примерно в 2,5–3 метрах от экрана. Заметим, что 2,7 метра от экрана равны двум высотам экрана, и МСЭ (Международный союз электросвязи) определил, что это — среднее расстояние просмотра дома, независимо от размера экрана.
Во время каждого сеанса 4К- и 8К-версии каждого клипа воспроизводились в трех последовательностях. Для первых двух 4К- и 8К-версиям случайным образом присваивались метки «А» и «B» и они воспроизводились дважды поочередно — то есть A-B-A-B, после чего участники указывали, какая из них лучше выглядит на бланке подсчета очков.
В третьей последовательности 4К-версия проигрывалась четыре раза, хотя участники по-прежнему видели чередующиеся метки «А» и «B» и присваивали очки, как раньше. Это обеспечило контрольную группу для более надежных статистических данных.
Участники вводили оценку после просмотра каждой последовательности, указывая, был ли отрывок A или B немного лучше, лучше, намного лучше или таким же
Во время каждого сеанса участники видели одну последовательность из одного клипа, затем последовательность из другого клипа и так далее в случайном порядке, пока не были представлены все последовательности. Участники ни разу не видели двух последовательностей из одного и того же клипа, воспроизводимых одна за другой.
Оценка остроты зрения
Перед началом тестирования каждого участника проверяли на остроту зрения — в конце концов, исследование было бы бессмысленным, если бы они не могли воспринимать мелкие детали. Со всеми был проведен стандартный тест остроты зрения с использованием карты Снеллена, применяемой в кабинетах оптометрии.
Одним из способов количественной оценки остроты зрения является использование двух чисел, выраженных как «20/X», где 20/20 считается нормальным — то есть на расстоянии 20 футов (около 6 м) человек с остротой зрения 20/20 может различать тот же уровень детализации, что и человек с нормальной остротой на этом расстоянии.
Острота зрения 20/200 означает, что на расстоянии 20 футов вы можете различить тот же уровень детализации, что и человек с нормальной остротой зрения на расстоянии 200 (ок. 60 м) футов — это не очень хорошо!
И наоборот, острота зрения 20/10 означает, что на расстоянии 20 футов вы можете различать тот же уровень детализации, что и человек с нормальной остротой зрения может различать на расстоянии 10 футов — другими словами, лучше, чем обычно.
Большинство участников (61%) имели зрение 20/20 или лучше
Как я и надеялся в этом исследовании, большинство участников имели остроту зрения 20/20 или выше: 27% были лучше, чем 20/20, 34% оказались на уровне 20/20 и еще 39% были хуже, чем 20/20, хотя большинство из них показали результат 20/25 или 20/30.
Итоги теста
В ценовую категорию до 140 000 рублей входит широкий ассортимент 4K-телевизоров от 40 до 65 дюймов. Однако не все устройства впечатляют качеством изображения и оснащением.
Победитель тестирования: LG 65UB950V — самый дорогой ТВ среди протестированных, однако такую цену оправдывают сторицей прекрасный дисплей и высокие оценки. С воспроизведением контента устройство справляется также отлично.
Оптимальный выбор: Samsung UE40HU7000U — один из самых доступных на рынке 4K-телевизоров с 40-дюймовым дисплеем. Он демонстрирует достаточно хорошее качество изображения и имеет весьма богатое оснащение.
Выгодная покупка: LG 55UB850V совсем немного отстал от победителя теста, при этом он стоит в два раза дешевле, а Philips 49PUS7909 при схожих баллах еще доступнее.
Результаты тестирования
Результаты были сведены в таблицу несколькими способами. В среднем по всем результатам видео 8K было оценено «немного лучше», чем 4K. Среднее значение составило не более 0,252 — то есть четверть от значения «чуть лучше».
Также на рисунке видно, что средние результаты участников со зрением 20/20 оказались выше. В этом случае среднее значение для некоторых клипов немного больше склонялось к 8K, но немного меньше — в других отрывках.
В среднем по всем результатам (слева) версии 8K были оценены «немного лучше», чем версии 4K. В среднем по результатам участников с остротой зрения 20/20 или выше (справа) значения изменились незначительно
Теперь посмотрим на средние результаты участников с остротой зрения 20/10, сидящих в первом ряду. 8К-версии двух клипов — «Bug’s Life» и кадров природы Стейси Спирс — набрали чуть больше, почти полное значение «немного лучше». Остальные отрывки были оценены с незначительными отклонениями.
Результаты этой группы участников были отмечены особо, потому что, согласно более точному определению пределов остроты зрения, они смогли полностью различить разрешение 8K на 88-дюймовом экране с такого расстояния.
Средние результаты для участников с остротой зрения 20/10, сидящих в первом ряду (в пяти футах от экрана), показывают, что отрывки из «A Bug’s Life» и съемки природы Стейси Спирс были оценены выше, чем другие клипы, но все же только «немного лучше», чем 4K
При другой обработке результатов все ответы «немного лучше», «лучше» и «намного лучше» были объединены в единую оценку «лучше».
Майкл Зинк (Michael Zink), вице-президент по технологиям Warner Bros., один из авторов исследования объяснил: «Цель состояла в том, чтобы убрать нюансы из равенства. То, что может быть «немного лучше» для одного человека, потенциально может быть «намного лучше» для другого человека — с точки зрения различий в восприятии. По сути, мы хотели увидеть разницу между людьми, которые оценивают «то же самое» и «лучше». Эти результаты представлены на правой половине графика ниже.
Еще один интересный вид данных представлен в левой половине. График показывает распределение трех видов ответов (4K лучше, чем 8K; две версии одинаковы; 8K лучше, чем 4K). Интересно, что кадры природы Стейси Спирс имели иное распределение баллов, чем другие клипы, версия 8K которых оценивалась лучше, чем версия 4K.
График слева показывает распределение оценок, согласно которым версия 4K лучше, чем версия 8K (синий), обе версии оцениваются одинаково (оранжевый), а версия 8K лучше, чем версия 4K (зеленый ). График справа показывает результаты, когда три разные оценки «лучше» с каждой стороны были объединены в одну оценку «лучше»
Я был поражен, увидев, насколько больше баллов набрала 4K-версия, чем версия 8K. Когда я спросил Майкла Зинка об этом, он ответил: «Я считаю, что причина того, что большое количество людей, говорит: «4K лучше, чем 8K», — заключается в том, что они действительно не видят разницы и просто угадывают.
Более интересным моментом является тот факт, что для всех клипов, кроме клипа 7 — «видео природы» — большинство людей ответили: «4K — это то же самое, что и 8K». А «8K лучше, чем 4K» — это второй по количеству набранных баллов вариант. Для клипа 7 все по-другому, и большинство людей считает, что «8K лучше, чем 4K».
Различное оснащение
LG 55UB850V (второе место) — идеальный вариант для просмотра блокбастеров в насыщенных цветах. Встроенная аудиосистема данного телевизора также заслуживает похвалы: звучание чистое, без дребезжания и искажений, достойный низкочастотный диапазон. Последнюю позицию по этому критерию занимают 55-дюймовые телевизоры Thomson и TCL, в оснащение которых входит по два десяти- и восьмиваттных динамика соответственно без сабвуфера. Поэтому звучание очень «плоское», а при увеличении громкости динамики начинают дребезжать.
LG 55UB850V: 2 место в тесте
При оценке оснащения интерфейсы телевизоров играли второстепенную роль, поскольку разъемы HDMI и USB на всех устройствах представлены в достаточном количестве. Сетевой порт и встроенный модуль беспроводной сети WLAN также предусмотрены. Помимо аппаратного оснащения учитывались такие возможности, как наличие полноценного браузера, второго ПДУ и возможности Smart TV. Самые богатые опции Smart TV сегодня предлагают телевизоры Samsung, однако LG, Philips и Sony отстают совсем немного.
Также отметим, что мы протестировали воспроизведение 4K-контента в формате H.265 с внешнего USB-накопителя. Это задание один за другим провалили TCL U55S7606DS, Thomson 55UZ8766 (двенадцатое место), Grundig 55VLX8481 (десятое место), Panasonic TX-40CXR700 (девятое место), Samsung UE55HU7200 (седьмое место) и Philips 55PUS7809 (шестое место). Воспроизведение возможно только в случае, если используется предыдущий формат H.264, но из-за более низкой степени сжатия объемы данных получаются значительно выше.
Как CHIP тестирует телевизоры
Качество изображения было и остается главным критерием при покупке телевизора. Однако кроме того ТВ должен быть богато оснащен, иметь легкое управление, качественный встроенный звук и потреблять мало электроэнергии.
Качество изображения (50%) Цветовое пространство, отклонение гамма-кривой, яркость и контрастность мы определяем при помощи видеофотометра. Таким же образом мы устанавливаем точную зависимость цвета и контрастности от угла обзора.
Оснащение (25%) Здесь оценивается количество интерфейсов и тюнеров, а также технология 3D, функции Интернета и Smart TV, медиаплеер, дополнительные ПДУ и опции настройки изображения.
Эргономичность (15%) Важную роль играют четко структурированное экранное меню и удобное расположение разъемов.
Качество изображения (5%) Важные критерии: хорошее звуковое давление, низкий клирфактор и хорошая АЧХ.
Энергоэффективность (5%) Выявляем энергопотребление телевизора в режиме работы, в эко-режиме и режиме ожидания.
Метод тестирования 3D-теелвизоров предусматривает фиксацию 3D-очков перед профессиональным фотометром Opteema LMK 98-3
