Sony Technology Days – 4K, HDR e IP

Non sfuggirà che lo sviluppo del progetto è assai ambizioso, in particolare per quanto riguarda il volume colorimetrico e l’ampliata gamma dinamica da cui derivano un’impressionante mole di dati da trasmettere dalla fonte di ripresa alla fruizione televisiva; in questo contesto Sony è impegnata ad una standardizzazione che consenta di convogliare questo enorme flusso di dati attraverso le reti IP.
La soluzione in questo momento è basata sull’interazione di molteplici componenti hardware e software tra i quali la piattaforma NMI (Network Media Interface – il sistema di produzione Sony su IP) per il trasporto dei dati basati su LLVC (Low Latency Video Codec), anch’esso sviluppato da Sony, e il SDVN (Software Defined Video Networking sviluppato da Evertz).
Queste prime sperimentazioni tendono, tra l’altro, ad analizzare un aspetto niente affatto marginale per le sue ricadute sul mercato consumer: la compatibilità tra una simile trasmissione e la sua fruibilità, ed eventuali vantaggi, attraverso i normali televisori domestici in uso alla stragrande maggioranza del pubblico televisivo.

Il progetto ha preso le mosse oramai circa due anni orsono, trovando la sponsorizzazione di organismi accreditati quali EBU (European Broadcasting Union), SMPTE (Society of Motion Picture & Television Engineers) e VSE (Video Service Forum), e il contributo attivo di un gruppo di aziende leader dei vari settori di competenza, che hanno sposato il progetto e che, nel giro di due anni, sono passate da 10 a ben 42.
Tralasciando al momento alcuni temi più propriamente connessi al mondo broadcast e di non facile accessibilità, VideoMakers.net ha inteso in questo momento focalizzare la propria attenzione sugli aspetti più ampiamente noti alla platea dei propri utenti, quelli relativi in particolare ai temi del 4K e del HDR.

4K è un acronimo che abbiamo imparato a conoscere oramai da qualche tempo, del quale riconosciamo la valenza nel trattamento delle immagini e del quale conosciamo abbastanza bene i costi, in termini di apparecchiature per la sua gestione, di necessità di spazio per la sua archiviazione e di potenza di calcolo di computer e workstation per il suo trattamento in post produzione; ne conosciamo inoltre i seguiti nelle nostre produzioni e certamente siamo in grado di apprezzarne i vantaggi in termini di “fedeltà” visiva.
Anche l’acronimo HDR è entrato a far parte delle conoscenze, prima dei fotografi e, in seguito, dei videomaker; le tecniche per la ripresa di immagini HDR sono ovviamente differenti trattandosi nel primo caso di immagini statiche e, nell’altro, di immagini in movimento ma, in entrambi i casi, l’obiettivo è il medesimo: ampliare la gamma dinamica e colorimetrica percepita.

Sono stati presentati filmati tratti dalla gara Moto GP di Silverstone disputata a settembre 2015, riprese in 4K HDR con campionamento 10-bit 4:2:2 e trasmesse contemporaneamente con due curve HDR differenti: Hyper Log Gamma e ST2084 con WCG (Wider Color Gamut) BT.2020 e con color gamut standard BT.709, quella che i broadcaster sono oggi in grado di trasmettere.
E’ opportuno precisare che la scelta delle migliori curve HDR per le trasmissioni televisive, nel panorama di quelle attualmente disponibili, è oggetto di valutazione da parte degli organismi preposti alla scelta degli standard (attualmente sono una decina), si è quindi in una fase di sperimentazione, come sempre accade, dove i vari produttori spingono la ricerca e che non vedrà la luce prima del 2017 (in Italia anche dopo vista la carenza di banda disponibile).

Il flusso video veniva riprodotto da un memory player 4K SxS Sony PMW–PZ1 verso un monitor professionale Sony HDR BVM-X300 di riferimento e due apparecchi TV: un 75” Sony KD-75X9405C UHD/HDR, con colorimetria settabile BT.2020 o BT.709, e un Sony FW-55X8570C UHD/SDR con la sola colorimetria standard BT.709.
Le immagini riguardavano una giornata di prove, riprese in condizione di sole, e quelle del giorno di gara con pioggia.

La seconda trasmissione, con curva ST2084, pensata e sviluppata insieme a Dolby per il mondo del cinema nell’ambito del progetto Dolby Vision, che esprime la sua dinamica su valori maggiori, intorno ai 4000 NITS, sul TV UHD/SDR ha ulteriormente appiattito i bianchi e i neri (facendoli tendere verso il grigio) e desaturato fortemente i colori, mentre negli altri due apparecchi veniva mantenuta una dinamica decisamente più ampia (in modo particolare nel Monitor di riferimento) seppure leggermente diminuita a causa dell’incapacità dei due apparecchi di arrivare a valori di gamma così alti, propri dei proiettori da cinema. Ancora abbastanza distinguibili il cadere della pioggia e i volti sia sul monitor che sul TV UHD/HDR, mentre questi particolari sparivano del tutto sul TV UHD/SDR.

In questo caso si è immediatamente notato come la visione tra i due apparecchi TV tendesse ad essere paragonabile ma, evidentemente, con un gamma dinamica ridotta (rossi e verdi decisamente meno luminosi) e con un più basso livello di contrasto rispetto alle prove precedenti, pur in presenza ancora della possibilità, seppure ridotta rispetto a prima, di intravvedere il cadere della pioggia e i visi dei piloti; addirittura, in questo caso, la percezione visiva faceva preferire l’immagine rimandata dal TV UHD/SDR.

Nella quarta prova è stata effettuata una trasmissione identica alla precedente per gamma dinamica (SDR BT.709) però con un segnale down-scalato nella risoluzione: da UHD a Full HD (Attenzione! i TV comunque effettuavano un up-scaling da FHD a UHD): in sostanza ciò che oggi qualsiasi broadcaster potrebbe trasmettere con i mezzi odierni.
In questo caso la colorimetria appariva sostanzialmente identica alla precedente ma, avendo perso una notevole quantità di pixel (1/4), l’immagine era decisamente più morbida, flou, e, soprattutto, si era persa completamente la percezione della pioggia e la possibilità di distinguere i volti dei piloti attraverso le visiere dei caschi, a dimostrazione, se mai ce ne fosse stato bisogno, che la combinazione di più bassa gamma dinamica (SDR) e minor numero di informazioni (FHD) rende la visione meno dettagliata e accurata e più penalizzante per le capacità visive dell’occhio.

Nell’ultima prova, allora, la trasmissione è avvenuta ancora in Full HD ma di nuovo con una colorimetria espansa HDR (BT.2020); in questa prova si è voluto verificare quindi l’incidenza della dinamica del colore rispetto alla risoluzione, in particolare per verificare se il TV SDR potesse trarre qualche giovamento da un segnale con gamma dinamica maggiorata. Ne è risultato che il TV SDR, pur rimanendo penalizzato per quanto riguardava l’aspetto cromatico, dal punto di vista dinamico presentava una visione analoga, o comunque paragonabile al TV HDR; a dimostrazione del fatto che, anche non potendo attualmente trasmettere in 4K, perché la banda richiesta è ancora troppo impegnativa rispetto alle componenti trasmissive attuali, trasmettere in FHD con una componente cromatica espansa migliora notevolmente la visione anche nelle apparecchiature standard.

Sony ha pubblicato una interessante intervista a Bill Baggellar, uno dei maggiori esperti del settore, in merito a cosa si intenda per “High Dynamic Range” (HDR) e alle problematiche relative alla fruizione di contenuti cinematografici su TV domestici.

Leggi la prima parte dell’intervista…

Leggi la seconda parte dell’intervista…

Per maggiori informazioni visitate il sito www.pro.sony.eu.