Seriál o HDTV: HDTV technicky

V prvním dílu jsme si probrali základy HDTV a evropské standardy HD Ready a Full HD říkající, že dané zařízení (typicky televizor) je kompatibilní s evropským systémem vysílání ve vysokém rozlišení (HDTV). V tomto dílu se na HDTV podíváme prostřednictvím důležitých parametrů.

Pokud si spočteme aktivní body systému PAL (720 x 576 bodů, přičemž druhé číslo udává počet řádků) a porovnáme je s HDTV v obou dnes v Evropě nejpoužívanějších verzích, tedy 1 080 řádků (rozlišení 1 920 x 1 080 bodů) a 720 řádků (1 280 vertikálních a 720 horizontálních bodů) dospějeme k tomu, že vysílání ve vysokém rozlišení HDTV má více než 2x, nebo také až 5x více obrazových bodů. Je tu tedy podstatně více detailů, které proto mohou vykreslovat danou scénu věrohodněji a přirozeněji.

Faktem je, že dobře natočený a dobře vysílaný (!) záznam v HDTV je se systémem PAL zcela nesrovnatelný. Je podstatně kvalitnější, jak co do už zmiňovaných detailů, tak co do přirozenosti barev, ostrosti apod. Blíží se, resp. je někdy i srovnatelný, s kvalitním záznamem filmu v HD uloženém na Blu-ray disku. U něj svou roli – vedle vysokého rozlišení – ale hraje také datový tok.

Nejinak je tomu u televizního vysílání v HDTV, kde navíc hraje svou roli i použitá verze MPEG-4 a režim ve kterém se vysílá – 720p či 1 080i. Vezměme to ale popořadě.

Datový tok

Stejně jako u Blu-ray disku, tak i u televizního vysílání ve vysokém rozlišení hraje velkou roli datový tok, který je zde v drtivé většině případů proměnlivý a tudíž kolísá v závislosti od dané scény, resp. scén jdoucích po sobě.

Zjednodušeně řečeno (kvalitu obrazu ovlivňují i jiné parametry) – vyšší datový tok při vysílání napomáhá vyšší kvalitě obrazu u vás doma.

Zatímco digitální televizní vysílání v PAL je přenášeno ve formátu MPEG-2 s datovým tokem u dnešního DVB-T typicky 3, 4 Mb/s, HDTV, i když pracuje s úspornějším formátem MPEG-4, potřebuje k přenesení všech dat i vyšší přenosovou kapacitu.

Podle nedávného vyjádření zástupce televize Nova pro bezproblémový příjem HDTV stačí datový tok okolo 7 M/s. Z vlastní praxe mohu říci (zdůrazňuji že jde o proměnlivý tok), že to jen dostačuje. Vyšší kvalita HDTV se dá očekávat až nad 10 Mb/s tak, jak to dnes vidíme u dobrých německých stanic (viz snímek datového toku u Nova Sport HD a ZDF HD).



Nova Sport HD je typickým představitelem domácího HDTV kanálu šířeného v režimu 1 080i s datovým tokem kolem 7 Mb/s.



Německé stanice, jako v tomto případě ZDF HD, volí často nižší rozlišení 720p, ale v progresivním režimu s vysokým datovým tokem kolem 11 Mb/s. Obraz je často vysloveně excelentní i na metrové úhlopříčce, což mohu potvrdit z vlastní praxe. Obraz českých HD stanic se s ním většinou nedá srovnávat.

Podle zástupce společnosti Mattes AD je pak ideální datový tok pro HDTV kolem 15 Mb/s. Důležité také je, si datový tok spojit s vysílaným rozlišením, které je dnes v Evropě zejména na 720p (1 280 x 720 bodů) či na 1 080i (1 920 x 1 080 bodů).

Uvědomte si rovněž, že i když je dobré o datovém toku vědět, není to nic, co byste mohli vy sami ovlivnit i když částečně to jde nákupem televizoru s kvalitním „resamplingem“ – viz dále. Výši datového toku určuje daný televizní kanál, resp. jeho majitel, a podle toho si pronajímá i přenosovou kapacitu v dané síti. Vše navíc pochopitelně ovlivňuje také to, v jaké kvalitě konkrétní stanice pořady nakupuje.

Zkrátka kvalitu HDTV vysílání nejvíce ovlivňují ekonomické důvody a získání licence na HDTV v Česku s největší pravděpodobností – bohužel – nebude doprovázet podmínka dodržování jistých kvalitativních pravidel. Nejinak tomu bylo ostatně i u pozemního DVB-T.

Progresivně nebo prokládaně?

HDTV se v Evropě (po světě je řada dalších formátů) vysílá v zásadě ve dvou rozlišeních – 720p (1 280 x 720p bodů) a 1 080i (1 920 x 1 080i bodů). V prvním případě jde o 720 řádků zobrazovaných progresivně (celý snímek jde najednou), zatímco 1 080i využívá 1 080řádků zobrazovaných prokládaně (interlaced), tedy postupným vykreslováním lichých a sudých řádků.

Udává se, že každá z variant je vhodná pro jiný typ pořadů (např. 1 080i prý pro sportovní přenosy) a tak záleží jen na televizní stanici, jakou zvolí. Progresivní metoda je technicky náročnější a bývá považována – pro diváka – za kvalitativně lepší.

Domácí HDTV kanály jsou typicky vysílány v režimu 1 080i, u německých stanic často najdete nižší rozlišení (avšak progresivní) v podobě 720p. A protože je řada z nich šířena s datovým tokem kolem 11 Mb/s působí – což mohu potvrdit z vlastní praxe – jejich obraz nesrovnatelně lépe.

Důležitý je i „resampling“

Co to je? Převod z jednoho rozlišení do druhého spojený se snahou – při převodu z nižšího na vyšší rozlišení – co nejméně zhoršit záznam, resp. co nejvíce ho vylepšit.

„Resampling“ jde ovšem udělat i druhým směrem, tedy z HD do systému PAL a typickým příkladem jsou seriály a Televizní noviny stanice Nova natáčené ve vysokém rozlišení, následně převáděné na rozlišení 720 x 576 bodů (PAL) a šířené pozemní sítí DVB-T s velmi nízkým datovým tokem kolem 3,5 Mb/s. V tomto případě není třeba žádného školeného oka na to, abyste poznali, že takto natáčené pořady působí – ve srovnání s pořady točenými stále ještě v systému PAL – kvalitněji.



V HD už televize Nova natáčí celou řadu svých seriálů. Pro vysílání v síti DVB-T jsou pak z HD převáděny do rozlišení PAL. I tak působí podstatně lépe, něž záznamy natáčené kamerami se standardním rozlišením a jdou ve vysílání snadno rozpoznat.

Stačí si na DVB-T porovnat Televizní noviny třeba s vysíláním zpráv na ČT24. Pokud jde o převod nahrávek provedených s nízkým rozlišením (PAL), které doplňují vysílání například stanic ČT HD či Nova HD, tak ty jsou převáděny na vysoké rozlišení přímo ve studiu, což může být zajištěno kvalitněji, než u vás doma, kde to dělá nejspíše televizor. Opravdových HD záznamů stále ještě není u nás mnoho, a to ani u televize Nova. Ta minulý rok udávala jejich podíl na 30, 35 %.

Resampling a televizor

Pokud stanice vysílá v HD a pořad s nízkým rozlišením do HD i konvertuje, takže přichází řekněme v režimu 1 080i, pak příslušný procesor ve vašem televizním přijímači jen provede jakési uzpůsobení pro aktuální rozlišení vaší obrazovky.

To je v případě HD Ready u LCD panelů typicky 1 366 x 768 bodů, u levných plazmových televizorů pak 1 024 x 768 bodů. Jak vidíte, při vysílání v režimu 1 080i se u HD Ready může provádět resampling rozlišení i směrem dolů a může být tedy někdy dokonce i přínosem (většinou pokud jde pořady ve skutečné HD a nikoli přepočítávaném).

Pokud si koupíte plochý televizor právě teď, naprostá většina modelové řady 2010 je na náš trh dodávána s obrazovkami Full HD, tedy s rozlišením 1 920 x 1 080 bodů. Nejvíce výjimek najdete u levnějších značek (Gogen, Hyundai, Mascom) a naopak nejméně u masových výrobců jako Philips, Sony, LG apod. U nich jde zejména o základní modely malých úhlopříček.

Seriál o HDTV: slovníček pojmů

datový tok – jeden z nejdůležitějších parametrů ovlivňujících kvalitu vysílání udávaný v Mb/s (více viz „kvalita HDTV“).

digitální televizní vysílání v systému PAL (DVB-T, DVB-S, DVB-C – Digital Video Broadcasting) – existuje trojí: pozemní (DVB-T), kabelové (DVB-C) a satelitní (DVB-S). K nim přistupuje ještě internetové, resp. vysílání přes internetový protokol iPTV. Vysílá se v systému PAL (720 x 576 bodů), tedy stejně jako u analogového vysílání, a v datovém formátu MPEG-2. Kvalita je hodně určena tzv. datovým tokem v Mb/s. Nejnovější verze DVB, jako např. DVB-T2 už pracují s vyspělejším formátem MPEG-4, což vyžaduje zcela odlišné set-top boxy a tunery v televizorech a umožňuje pozemní cestou šířit HDTV, včetně vysílání ve 3D.

EPG (Electronic Programm Guide) – neodmyslitelná součást jakéhokoli digitálního televizního vysílání, tedy i HDTV. Jde o elektronického programového průvodce informujícího o vysílaných pořadech typicky na týden (8 dnů) dopředu. K pořadu jsou vždy k dispozici jeho začátek a konec a většinou také podrobnější údaje. EPG může spolupracovat s rekordérem při programování nahrávání, které je tím pádem mnohem jednodušší, ale vždy záleží na majiteli stanice, co všechno divákům umožní.

formáty MPEG-2 a MPEG-4 – standardy nejen ve světě digitálního televizního vysílání. MPEG-2 je určen pro vysílání s nízkým rozlišením (dnešní PAL, tedy DVB-T/C/S), MPEG-4 pro vysoké – HD – rozlišení. MPEG-4 existuje v mnoha různých variantách, dnes se nejčastěji pracuje s H.264.

Full HD – nadstavba nad HD Ready a tudíž opět evropský standard organizace EICTA, dnes známé jako DigitalEurope. Zařízení označené tímto způsobem musí podporovat rozlišení alespoň 1 920 x 1 080 bodů a stejně jako HD Ready i ono se hlásí ke splnění všech podmínek evropského vysílání ve vysokém rozlišení, tedy HDTV. Standard opět – stejně jako HD Ready – nevyžaduje přítomnost HDTV tuneru v daném zařízení. Pokud jde o rozhraní, opět tu musí být k dispozici alespoň jedno HDMI (či starší DVI).

HD Ready – evropský standard organizace EICTA (Evropská asociace informačního a komunikačního průmyslu), dnes známé jako DigitalEurope, podmnožina Full HD. Říká kupujícímu, že jím vybraný televizor, set-top box či další zařízení jsou schopny si poradit, tedy správně zobrazit a také předat, záznam či vysílání ve vysokém rozlišení (HDTV). V praxi to znamená, že takovýto přístroj zvládá minimálně 720 řádků (rozlišení min. 1 080 x 720 bodů), v případě širokoúhlé obrazovky 16:9 pak minimálně 768 řádků (1 366 horizontálních a 768 vertikálních obrazových bodů). Zároveň předepisuje, že přístroj musí být vybaven alespoň jedním rozhraním HDMI či dnes už málo používaným DVI. V současnosti jsou snad všechny televizory na českém trhu poplatny alespoň tomuto standardu. Ale pozor! HD Ready nevyžaduje v daném zařízení přítomnost tuneru pro HDTV.

HDMI (High Definition Multimedia Interface) – základní konektor ve světě HD. Přenáší digitálně videosignál v nejvyšší možné kvalitě a současně i digitální prostorový zvuk s až osmi kanály (7.1). K propojení Blu-ray/DVD přehrávač – zesilovač – televizor, či set-top box – televizor, tak stačí na každé dvě komponenty pouze jediný kabel. Výhodou zvláště pro napojení projektorů je možná délka HDMI kabelu i přes třicet metrů. Dnes se používá nejčastěji ve verzi 1.3 (a, b), která stačí – v případě použití kvalitního kabelu – i pro propojení 3D televizoru a 3D BD přehrávače. Nejnovější verzí je 1.4, která přináší například možnost přenést připojení k internetu na napojené zařízení (speciální datový kanál ? la lokální počítačová síť LAN).

HDMI-CEC (HDMI-Consumer Electronics Control – řízení spotřebně-elektronických přístrojů) – nadstavba původního HDMI dovolující řízení všech přístrojů propojených přes kabel HDMI jedním dálkovým ovladačem, typicky televizním. Vzájemně lze propojit – a následně řídit – až deset audio-video zařízení nejrůznějších druhů, včetně DVD rekordérů, fotoaparátů a kamer. U moderních přístrojů z posledních dvou, tří let je drtivá většina HDMI rozhraní poplatná této normě a nejinak jsou na tom i propojovací kabely.

HDTV (High Definition TV) – digitální televizní vysílání s vysokým rozlišením, dnes typicky 1 920 x 1 080 bodů nebo 1 280 x 720 bodů (v druhém případě tedy více, než vyžaduje minimum HD Ready), nabízející – oproti analogovému systému PAL (720 x 576 bodů, 4:3) – až pětkrát více detailů. V Evropě jsou nyní desítky a desítky volných i placených HDTV kanálů a několik je jich vysíláno už i pro nás (Nova HD, ČT HD). Televizor, projektor, rekordér apod. kompatibilní s HDTV musí splňovat celou řadu parametrů, které jsou navíc v různých částech světa různé. U nás je nejjednodušší spoléhat na evropské de facto standardy HD Ready a Full HD, které jsou už běžnou součástí nejrůznějších přístrojů. České HDTV vysílání je zkušebně šířeno po zemi na síti 4 (multiplex 4) v Praze, Brně a Ostravě, ostře ho zachytíte na satelitech Astra (např. SkyLink). HDTV je skutečným nástupcem PAL/SECAM/NTSC (DVB-T jím není).

kvalita HDTV – zejména je určena datovým tokem udávaným v Mb/s (megabity za sekundu), což je stejný parametr, který určuje kvalitu filmu na DVD či Blu-ray disku (BD). Zjednodušeně řečeno (kvalitu ovlivňují i další parametry), čím vyšší je datový tok, tím je (může být) lepší zvuk a zejména pak obraz. Pro ilustraci: pozemní DVB-T a některá satelitní řešení vysílají s kvalitou zhruba 3–4 Mb/s ve formátu MPEG-2. HDTV pracuje s úspornějším MPEG-4 a v případě českých stanic je satelitně šířeno s tokem kolem 7-8 Mb/s (rámcově), dobré německé stanice vysílají s tokem nad 10 Mb/s.

pozorovací vzdálenost u plochých televizorů (doporučené, výběr) – pro HDTV a zvláště pak pro 3D HDTV je důležité umístění televizoru v patřičné vzdálenosti, je také pochopitelně velmi důležité i pro vaše oči. Například společnost Samsung udává pro úhlopříčku 66 cm (26") – 1,7m; pro 81 cm (32") – 2 m; pro 94 cm (37") – 2,3 m; pro 102 cm (40") – 2,5 m; pro 107 cm (42") – 2,7 m; pro 117 cm (46") – 2,9 m a pro 127 cm (50") – 3,2 m.

progresivní a prokládané (interlaced) rozlišení (vysílání) – viz „vysílané rozlišení“.

přepočítávání rozlišení, nebo-li resampling – asi ho znáte z fotografování. Někdy potřebujete snímek zmenšit, jindy zase naopak zvětšit. Zmenšení je snadné a beze ztráty kvality (ta se spíše ubírá) u zvětšení je tomu naopak a někdy to prostě smysluplně nejde. O to samé se jedná ve vztahu vysílání v PAL (DVB-T/S/C), tedy v rozlišení 720 x 576 bodů (4:3) a obrazovky moderních plochých televizorů mající rozlišení několikanásobně vyšší. Jak dobře je uděláno resamplování směrem nahoru, tedy z PAL na HD Ready či rovnou na Full HD, je dnes jedním z nejdůležitějších znaků televizoru a dlužno říci, že v tom se hodně liší. V případě vysílání pořadu s nízkým rozlišení na kanálu pracujícím v HD, se pořad přepočítá (resampluje) na vysoké rozlišení rovnou ve studiu a pak se jako HD vysílá. V opačném případě HDTV na PAL se provádí obdobná konverze, která se například při šíření přes DVB-T projeví ve zvýšené kvalitě obrazu (typicky Televizní noviny či seriály na Nově natáčené už v HD).

vysílané rozlišení – v zásadě se HDTV v Evropě šíří ve dvou rozlišeních – 720p (typicky 1 280 x 720p bodů) a 1080i (1 920 x 1 080i bodů). Jedná se o 720 řádků zobrazovaných „p“, tedy progresivně (celý snímek najednou), 1080i využívá 1 080řádků zobrazovaných prokládaně (interlaced – „i“), což znamená, že se vykreslují postupně liché a sudé řádky.

Text: Bohumil Herwig, foto: autor