![8K против 4K в тестировании под эгидой Warner Bros. [перевод]](https://img.stereo.ru/v3/covers/9b/b6ebd45-5cf2-41e1-85e2-b82cf4eaf9b1.jpg)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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».
Выводы
Зинк и его коллеги сделали несколько выводов из этих результатов. Во-первых, увеличение пространственного разрешения с 4K до 8K в типичных условиях просмотра не приводит к значительному визуальному улучшению. Кроме того, разница в восприятии отчасти зависит от содержания; в частности, рейтинги отрывков видео природы Стейси Спирс немного больше склонялись к 8K, чем другие — возможно, потому, что в нем много мелких деталей.
Пожалуй, самый важный вывод: разница в восприятии зависит от остроты зрения и расстояния до экрана. Участники с остротой зрения 20/10 в первом ряду уверенно оценили 8K-версии «Жизни Жука» и «видео природы» выше, чем другие клипы. Дополнительный вывод заключался в том, что МСЭ, возможно, стоит пересмотреть свои рекомендации относительно расстояния просмотра, чтобы включить в них особенности зрителей с остротой зрения 20/10 или 20/15.
Одна вещь, которую исследование не рассматривало — это то, оказывает ли технология отображения какое-либо влияние на способность различать 8K. Будут ли результаты отличаться, если бы дисплей был 8К ЖК-телевизором, а не OLED? Я подозреваю, что нет, но для полной объективности потребуется новое исследование.
Наш эксперимент подтвердил, что 8K лишь незначительно лучше, чем 4K с точки зрения воспринимаемой детализации — и лишь при хорошей остроте зрения на относительно близком расстоянии от экрана. В противном случае 4K дает столько деталей, сколько может воспринять подавляющее большинство зрителей.
Тем не менее, я уверен, что производители телевизоров будут продолжать делать телевизоры 8K и переносить это разрешение в свои модели среднего диапазона — так же, как они делали, когда впервые появились телевизоры 4K. Впрочем, сомневаюсь, что студии создадут много контента для 8K в ближайшее время.
Итак, все сводится к тому, насколько хорошо 8K-телевизоры улучшают более низкие разрешения. Возможно, это станет предметом для нашего следующего исследования.