SD-TV, HD-TV
UltraHD-TV ve ÖTESİ
Sayısal yayın teknolojisi, iş akışında yüksek verimlilik ve teknik kalite üstünlüğü gibi sebeplerle analog yayıcılığın tahtını sarsmış, sürekli gelişerek ilerlemiştir.
Her birimiz profesyonel birer yayıncı iken ailemiz, komşularımız, tanıdıklarımız, henüz tanışmadıklarımız, diğer üçüncü herkes birey olarak son kullanıcı yani hedef kitlemizdir.
Zaman zaman çevremizden tüketici elektroniği alımından tutun akla gelmeyen bir dizi soruyla karşılaşırız. Yayıncı bir kuruluşta çalışıyoruz ya !? Hepsini biliyor olmalıyız diye değerlendirirler.
“Hangi büyüklükte TV’yi almalıyım ?”
“Geniş ekran bir TV aldım hangi mesafeden izlemeliyim ?”
“TRT 4K yayınlarını nasıl izlerim ?”
Bunlar tüketici sorularıdır. Bizlerin cevap arayacağı soruların temelinde ise,
UltraHD-TV’de “HDTV’den farklı olarak neyi görmeyi ve/veya hissetmeyi beklemeliyim?”
TRT olarak uluslararası bir yayın kuruluşuyuz. SD-TV (Standart Definition) ile yayın hayatımıza başladık.
HD-TV (High Definition) iş akışına geçiş sürecini yakın sayılabilecek bir zaman diliminde yaşadık.
İzleyici kitlesindeki potansiyel, HD Televizyon alıcıları ve Uydu Teknolojilerindeki gelişmeler bugün bizlere UltraHD-TV ( Ultra High Definition ) standartlarında içerik üretecek teknik altyapıya geçiş için yeni bir sürecin kapılarını açtı.
Japonya (NHK), Güney Kore (KBS), ve Türkiye (TRT) dışında sürece katılan (FashionONE’ın yeni tematik kanalı) Fashion4K gibi UltraHD-TV yayıncı kuruluşlar ile bu yelpaze genişlemektedir.
Genişlemek derken Japonya (NHK) bir adım daha ileri giderek 2020 Japonya olimpiyatlarını 8K yayınlamak üzere hedef belirleyerek çalışmalarına başlamıştır.
TRT olarak hali hazırda SDTV (576i25), HDTV (1080i25) ve şimdi de UltraHD-TV (2160p50) yayıncılık yapıyoruz.
Bizlere yansıyan bu gelişmelerin perde arkasından biraz bahsetmekte fayda var. 1
TRT olarak her ne kadar Güney Afrika’da düzenlenen 2010 Dünya Kupası’nı yayını ile HDTV yayıncılık hayatımıza girmiş olsa da bu teknolojinin yayıncılık alanındaki prensipleri Japon mühendislerce daha 1980’lerin başlarında belirlenmiştir.
Japon TV kuruluşu NHK “Hi-Vision” servisini açar açmaz Türkiye de dahil dünyanın bir çok ülkesinde tarihi ve turistik yerlerde çekimler yapmışlardır. Önceleri havaalanları gibi yerlerde kapalı devre yayınlar yaparak halkın beğenisine sunulan bu teknoloji, diğer yayıncı kuruluşlar ile bu kuruluşlara teknik donanım üreten firmaları da etkilemiş, ses ve görüntü üzerine daha yüksek kaliteli ürünlerin gelişimine ön ayak olmuştur.
1 Kaynak : BBC, Wikipedia, NHK, KBS web siteleri.
NHK “Hi-Vision” konusundaki çalışmalarında hız kesmeden hemen “Süper HiVision” çalışmalarını yaparak 2005 yılından itibaren tüm dünyada bu teknolojinin sunumunu yapmaya başlamıştır.
SMTP ve ITU birliği (The Society of Motion Picture Technicians and Engineers ve the International Telecommunications Union) UHD-1 ve UHD-2 isimlerinde iki farklı profil ile2 UltraHD standartlarını belirlemiş, dünya yayın sektörü yeni bir ivme kazanmıştır.
Bu standartlaşma sayesinde video ve ses teknolojileri ile sayısal sinema ilişkilerinde sınırlar çizilmiş, sinema ve TV arasındaki içerik dönüşüm teknik altyapısı belirlenmiştir.
Gerek oyun konsolları, gerek UHD-TV yayınlar olsun son kullanıcı marketlerinde UHD-TV televizyonlar boy göstermeye vakit kaybetmeksizin başlamışlardır.
UHD-TV ile HD-TV’ye nazaran ne kazandık ?
Her nekadar UHD teriminde SD’ye göre 8 kat, HD’ye göre 4 kat daha fazla çözünürlük sunuyor olması ön planda olsa da çok farklı alanlarda teknik birikim, UHD terimi altında tanım ve çalışma alanı bulmuştur.
Görüntünün yanında ses, yayın sistemleri ve geleceğe yönelik daha büyük adımlar için kapı açmıştır.
En önemli ve temel kazancımız Color Gamut dediğimiz dünyayı kameranın gözünden nasıl gördüğümüzü ifade eden renk uzayıdır.
Daha fazla Cyan (camgöbeği mavi) ve daha fazla Magenta (morumsu kırmızı) elde edebiliyoruz.
Algılanabilen ve/veya yayınlanabilen renk aralığındaki bu artış, cyan artışı ile gökyüzünü mavi-gri aralığından daha mavi görmek, magenta artışı ile de insan ten tonlarını daha sağlıklı görmek gibi doğadaki renkleri daha doğal ve canlı izleme imkanı sunuyor.
2 UHD-1 at 3840x2160 piksel çözünürlüklü UHD-2 at 7680x4320 piksel çözünürlüklü
Çözünürlük olarak SD’ye göre 8 kat, HD’ye göre 4 kat daha fazla detay sunuyor.
HD iş akışına yönelik çalışılırken, UHD çekimler detay kaybeden bize dekadraj imkanı sunan belirli bir bölgeyi (2) kat büyütme imkanı sağlıyor.
50 kare / saniyelik kare hızı ile 25 kare/saniyelik HD’ye göre iki kat daha akıcı ve sürükleyici izleme etkisi sunuyor.
Çevresel ses (surround) açısından tüketici elektroniği üreticileri ivme kazanan bu teknoloji karşısında piyasaya çok çeşitli ürünler sunmuşlardır.
Yayıncı bir kuruluş olsak da UHD ile algılayıcı ve lens sistemleri gereği sinematik kameralar ile çalışmaya başlanacağından film kamerası zamanlarındaki resim estetik ve teknik kalitesine yeniden kavuşulacaktır.
Algılayıcının büyüklüğünden doğan, kullandığımız HD kameralara göre daha kısa olan alan derinliği sayesinde daha sadeleşmiş kareleri daha kolay elde edebilecek, hedef kitleye daha keyifli izleme deneyimi sunabileceğiz.
Kameranın optik algılayıcısının (14 f-stop) gibi yüksek dinamik aralıklı resmi alarak kayıt etmemize olanak sunması da bize klasik kamera sistemlerindeki (7 f-stop) dinamiğin üzerinde daha geniş bir ışık aralığını kayıt altına alma imkanını bize kazandırmaktadır. Dolayısı ile video kurgu aşamasında daha esnek bir çalışma alanı kazandırmaktadır.
Dilerseniz aşina olduğumuz televizyon terimlerinin anlamlarını yeniden hatırlayalım…
Televizyon
Çekim aşamasından video kurgu aşamasına kadar ve/veya üçüncü kişilerden elde edilen görsel içeriğin teknik açıdan yayına uygunluğu konusunda, kafa karışıklığı yaşamayacak nitelikte bilgi birikimine sahip olmak çok önemlidir.
4K Nedir ?
4K ile UHD-TV terimleri konusunda genel bir kafa karışıklığı yaşanmaktadır. Bu daha önce 2K ile HD-TV arasında yaşananın benzeri bir kafa karışıklığıdır. Çünkü 2K, 4K ve 8K terimleri TV değil sinema için kullanılan terimlerdir. Çünkü Sinema ile TV resim çözünürlükleri birbirinden farklıdır.
Küçük bir hatırlatma; video resmini oluşturan en küçük unsur bir piksel veya diğer bir ifade ile noktacıktır. Bu noktacıklar yan yana gelerek bir resim satırını, bu resim satırları da alt alta gelerek resmin bütününü oluştururlar.
2K, 4K ve 8K terimleri “Sayısal Sinema Girişimi” ( Digital Cinema Initiative – DCI ) ait sinema standartlarıdır. Bu terimlerdeki rakamlar resmi oluşturan noktalar bütünün bir satırındaki yataydaki piksel sayısını ifade eder.
Yani 4K terimi resmin yataydaki 4096 adet piksel veya noktacık’tan oluştuğunu ifade eder ki, bu rakamın önemi, en/boy görüntü oranı konusunda ön plana çıkar. Bu bağlamda 2K deyince yataydaki 2048 piksel’den, 8K deyince de yatayı 8192 piksel’den oluşan bir büyüklükten bahsederiz.
Burada K ifadesi Kilo’dan geliyor. Sayısal (digital) alamda kilonun karşılığı olan büyüklükler 1024’ün katları şeklinde ifade edilir.
2K = 2 x 1024 = 2048 4K = 4 x 1024 = 4096 8K = 8 x 1024 = 8192
Sinema’da görüntünün en/boy ölçülerinin birbirine oranı sinema perdesi üzerinde istenen şekilde basitçe değiştirilebilir niteliktedir. Ancak Televizyon’da bu ölçülerin birbirine oranı sabittir. Sabit olmasının sebebi, televizyon endüstrisinde karışıklığın önüne geçmektir.
İşte bu nedenle HDTV’ye ilişkin UHD-1 ve UHD-2 isimlerinde iki standart belirlenmiştir. Bu sayede 4K ve 8K terimleri sayısal sinemaya bırakılabilmiştir.
Her ne kadar altı çizilse de bu terim farklılığı son kullanıcının algı ve terimleri kullanım alışkanlığı açısından 4K, UHD-1, UltraHD, QFHD terimleri karışık kullanılmaktadır.
HDTV görüntü yatayda yerleşik 1920 adet pikselden oluşan satır ve üst üste yerleşik 1080 adet bu satırlar ile bir bütündür. Bu da bir HDTV görüntü toplam 1920 x 1080 piksel/noktacık ile oluşur. Yaklaşık 2 Megapiksel içerik barındırır.
Şekil 1: UltraHD-TV görüleceği üzere HDTV görüntüye göre (4) tam kat daha fazla piksel içeirir. Özetle UltraHD-TV için yatayda (2) adet ve dikeyde (2) adet HDTV görüntü birleşiminden oluşan (4) HDTV katlık bir büyüklük söz konusudur.
Televizyon Resmi
Bir televizyon resmi basit anlatımla, ışıklandırılmış bir sahnenin, bir lens yardımı ile kamera içerisindeki optik algılayıcı (sensor) üzerine odaklanarak düşürülmüş resmini içerir.
Film zamanında bu optik algılayıcı, ışık ile etkileşerek kimyasal bir reaksiyon gösteren film iken, TV yayıncılığı için günümüzde kullandığımız sayısal kameralarda bu optik algılayıcı, ışığa duyarlı noktacık alanlar barındıran elektro-optik elemanlar dizisinden oluşur. Bu ışığa duyarlı ve resmin bütnünü oluşturacak her bir noktacığa piksel (pixel) adı verilir.
Tam bir bütün resim, bu elektronik olarak ışığa duyarlı halde tasarlanmış noktasal elemanların, satır ve sütunlar halindeki bütününden elde edilen ham veri yığını (raw) değerlendirilerek üretilir. Üretilen resmin bütününe tam bir resim karesi (frame) diyoruz.
Bu resim karesini oluşturacak alanın şekli ve kenar uzunluklarının birbirine oranı televizyona uygun bir dikdörtgen oluşturacak şekildedir. Buna görüntü oranı (aspect ratio) diyoruz. Daha önceleri 4:3 olan şimdi 16:9 olarak değerlendirdiğimiz görüntü oranı da budur.
Hareketi elde etmek için, birim zaman içerisinde kamera tarafından elde edilen bir dizi ardışık resmin, TV yayını veya kayıttan okuma yaparken (1) saniyelik birim zaman diliminde art arda gösterilen resim karesi sayısına kare/saniye oranı (frame rate) diyoruz.
Günümüze değin, dünyada farklı bölgelerinde farklı piksel sayıda çözünürlük, farklı görüntü oranları ve farklı kare/saniye oranları kullanılmıştır.
UHD-TV’de yüksek kare oranı, daha geniş bir renk paleti ve çözünürlük sayesinde resim daha güzel ve akıcı görünür.
Tümüyle yeni geliştirilmiş bir standart olduğundan çözünürlüğün ötesinde, yayıncılık anlamında dünyadaki HDTV’ye kadar geçerli kare/saniye oranlarından daha yüksek bir oran tercih edilmiştir ki şimdi dahi üzerinde konuşulup görüşülerek karar alınmaktadır. TRT UltraHD-TV kanalı kararını 50 kare/saniye olarak vermiştir.
Tablo 1: SD TV ve HD TV için TV resim parametreleri
Standart Yatayda Dikeyde Yatay/Dikey
Oran
Kare/Saniye Oran
SD TV
(Standard Definition) Türkiye ve Avrupa
702 576 16:9 (1.78:1) 25
SD TV
(Standard Definition) Amerika
702 484 4:3 (1.33:1) 29.97
HDTV
(High Definition) Türkiye ve Avrupa
1920 1080 16:9 (1.78:1) 25
HDTV
(High Definition) Almanya (ARD ve ZDF), Belçika (VRT),
İsveç (NRK),
İspanya (TVE HD ve Arte )
1280 720P 16:9 (1.78:1) 50
Tablo 2: UHD TV için TV resim parametreleri Standart Yatayda Dikeyde Yatay/Dikey
Oran
Kare/Saniye Oran
Not
UHDTV 1
3840 2160 16:9 (1.78:1)
120, 60, 59.94, 50, 30, 29.97, 25, 24, 23.976.
(interlace yok)
Rec. ITU-R BT.2020
SMPTE 2036-1 UHDTV Resim 22.2 SMPTE 2036-2UHDTV Ses
UHDTV 2 Super Hi Vision
7680 4320 16:9 (1.78:1)
120, 60, 59.94, 50, 30, 29.97, 25,
24, 23.976
(interlace yok)
Rec. ITU-R BT.2020
SMPTE 2036-1 UHDTV Resim 22.2 SMPTE 2036-2UHDTV Ses
İzleme Uzaklığı
Eğer televizyona çok yakından bakarsak ve gözlerimiz de yeterince sağlıklı ise resmi oluşturan noktacıkları (piksel) görebiliriz. Ama ilgilendiğimiz şey bu noktacıklar değil, resmin küçük bir parçasına yakından bakınca görmek istemeyeceğimiz mozaiklenmedir.
SD-TV için ( 4:3 görüntü oranında bir ekran olduğunu hatırlayalım ) ekrandaki resmin tüm detaylarını görebildiğimiz ancak piksellerin seçilemediği ideal uzaklık, ekran yüksekliğinin (4) ile (6) katı kadardır.
HD-TV SD-TV’ye nazaran (4) kattan fazla detay içerir. Eğer SD-TV için hesaplanan uzaklıktan izlersek görmemiz beklenen bazı detayları göremeyebiliriz.
Bu nedenle HD ekranlarda bu oranlar biraz daha yakınlaşacak şekilde ekran yüksekliğinin (3) katı idealdir.
UHD-1 TV (4K) televizyon için ideal izleme uzaklığı, ekran yüksekliğinin (1,5) katı, UHD-2 TV (8K) televizyon için ise daha küçük yani (0,75) katı hesaplanmıştır.
Tabi ki bu uzaklıklar teknik resim kalitesine göre değerlendirilmiş olup, izleyicilerin buna uyma zorunluluğu yoktur.
Örneğin; İngiliz yayın kuruluşu BBC tarafından SD-TV zamanlarında evlerde yapılan araştırmalarda ortalama izleme mesafesi ekran yüksekliğinin (8,5) katı olarak tespit edilmiştir. Bu sonucun, oturma odalarının şekli, büyük ekranlı TV’lerin fiyatlarının yüksek oluşu vb. farklı gerekçelerden kaynaklandığı değerlendirilmiştir.
İzleme Açısı
İzleyiciler UltraHD’nin görüntü ve ses özelliklerinden tümüyle faydalanmak için ekrana daha yakın mesafede olmayı tercih edecekler ve hatta salonlarına tarif edilen uzaklığa uygun büyük ekranlı TV alma daima tercihlerinde yer almalıdır.
Tüketici elektroniği üreticileri zaten bu talebi daima besleyecektir.
UHD-1 televizyon için ideal izleme uzaklığı, ekran yüksekliğinin (1,5) kayı, UHD-2 (8K) televizyon için ise daha küçük yani (0,75) katı teknik olarak hesaplanmıştır demiştik.
Şekilde görülebileceği üzere, artan çözünürlüğe karşılık gelen ideal ekran uzaklığı, bizlere daha dolu bir resim izleme konforu sağlar.
UHD TV ile elde edilmesi hedeflenen unsurlardan birisi de izleyicinin görüş açısına göre daha dolu, daha detaylı bir resim sunması, izleme deneyimi açısından eskisine nazaran içeriğin resim etkisi açısından daha sürükleyici olacağını gösteriyor.
UltraHD zahmetine girmeye değer mi?
Tüktici elektroniği üreticileri marketlerde renkleri olduğundan daha abartılı sunumlar ile, büyük ekranlı HDTV’leri giderek daha düşük fiyatlar ile satıyorlar.
Televizyon sektöründeki UltraHD konusundaki bu gelişmeyi besleyen aslında spor karşılaşmaları oldu.
Sinema için net bir hüküm vermek zordur. Zaten evinizde bir HDTV’ye sahipseniz UltraHD’den bir adım geride durabilirsiniz. Çünkü izlediğiniz hikaye ve konuya odaklandığınızda çözünürlük ikinci planda kalacaktır. Ancak yeni bir TV almak planı yapıyorsanız fiyat / fayda hesabı yaparak bir UltraHD TV almak isteyebilirsiniz.
HDTV’den to UltraHD-TV’ye geçiş bize ne kazandırır?
Yakın zamanlarda yüksek kaliteli 4K sinema kamerası izleme deneyimleri hakkında bir araştırma yapılmış. Oturumlarda katılımcılara UHD-1 monitörden gösterim yapılmış.
Gösterimde kullanılan içeriğin bir kısmı gerçek UHD-1 kaynak videodan bir kısmı da görece olarak daha düşük çözünürlüklü olan HDTV’den UltraHD’ye elektronik olarak dönüştürülerek sunulmuş.
İzleyicilerden bu görüntüleri 1’den 5’e kadar oylamaları istenmiş. Takip çizelgesinde değerlendirilerek, izleyicilerin daha yüksek çözünürlüğün bir resmin kalitesine katkısı değerlendirilmek istenmiş ancak grafikte sadece yarım puanlık bir fark elde edilebilmiş.
Çözünürlük artışı ve resimden daha da fazlası
Sadece görüntü için çözünürlük ve renk uzayındaki artış / genişlemeden söz etmek yeterli olmaz. Ultra HD standartları bunlara ek olarak çevresel-ses (surround) olarak adlandırılan özellikli gelişmiş ses sistemleri, artan kare sayısı ile azalan motion blur (hareket nedenli netlik kaybı), HDTV’de 50 kare/saniyede dahi görünebilen azalan judder sorunu (akıcılıkta kesinti yaratan kare sıçrama) örnek verilebilir.
Tüm bunlar yeniden tanımlanana ve gelişen codec (görüntü paketi kodlama sistemi) ve kamera / TV donanım güçleri sayesinde kazanılmıştır.
Sonuç olarak : Baştan sona UltraHD-TV
Daha önce bahsi geçen iki kurum SMPTE ve ITU-R, yayıncı kuruluşlar ve Japon teknoloji üreticileri, Korea ve Amerika aktif olarak UHD sistem ve standartlarını geliştirmeye devam etmektedirler.
Burada ümid edilen, tüm dünyayı içine kapsayan tek bir standart geliştirebilmek olduğu açıktır. Süregelen çalışmalar devam etse de yapımdan yayına kadar olan zincirin aşağıdaki başlıklar ile değerlendirilmesi şarttır.
Toplam görsel fayda sorulacak olursa,
“UHD-TV bizlere daha çok piksel/noktacık sundu”
şeklinde ifade etmek yetmez,
“UHD-TV bizlere daha çok ve daha kaliteli piksel/noktacık sundu”
diyebiliriz.
Muharrem ARMAN Kameraman Dış Çekim ve Fotoğraf Servisi (Ankara)
muharrem.arman@trt.net.tr
