Opravdu divák nerozezná rozdíl mezi 4K a 8K rozlišením?
Kolegové na CDR publikovali výsledky testu Warner Bros, podle nichž je rozdíl mezi 4K a 8K v očích diváků nerozlišitelný, respektive minimální. Nebyl však problém - spíš než v očích - v technice?
Článek si můžete přečíst zde:
Odkaz na diskuzi je tradičně pod ním. Nebudeme rozebírat všechny chyby, kterých se autoři testu dopustili nebo mohli dopustit (na některé poukazují čtenáři pod článkem), zaměříme se na techniku a prosté principy, jak vlastně srovnávací materiál mohl vzniknout.
Jelikož závěry neodpovídají očekávání, dá se čekat, že v konceptu testu skutečně nějaké slabiny jsou. Jedna se přímo nabízí. Ale ještě než se na ní podíváme, zmíním stručně, co myslím pod slovem „očekávání“. Zatímco společnost Warner Bros přišla s nějakou studií, která způsobem prezentace ukazuje, že byla od začátku koncipovaná jako sdělení namířené k masám (byť asi ne k úplně průměrnému divákovi), prováděla společnost HP koncem 90. let a ještě krátce po roce 2000 různé zajímavé studie, které nebyly nijak propagovány (byť je člověk s notnou dávkou trpělivosti mohl webu společnosti dohledat a stáhnout) a které sloužily primárně jako podklady pro další výzkum, případně vývoj budoucích produktů. Některé se zaobíraly právě tím, do jakého rozlišení jsou lidé schopni vnímat rozdíl v detailech a závěr byl ten, že děti a osoby s dobrým zrakem vidí rozdíly ještě v rozlišení kolem 10k×10k. Logicky by tato skupina diváků měla být schopna mezi 4k a 8k rozeznat levou zadní, byť nebude tvořit majoritu ve skupině běžných diváků.
Problém testu od Warner Bros může spočívat v technice a to na několika úrovních. V první řadě si musíme stanovit, že aby mohlo 8k rozlišení teoreticky vůbec nabídnout nějaký vizuální rozdíl oproti 4k rozlišení, tak v 8k videu musejí být detaily navíc. Mluvíme o tzv. per-pixel detailu, tedy detailech na úrovni jednotlivých pixelů. Zjednodušeně řešeno aby na jednom pixelu byla hrana listu a na druhém již modrá obloha. Pokud je místo toho na osmi sousedících pixelech modrozelený přechod z listu na oblohu, pak sice obraz má 8k rozlišení, ale detail, který je klíčový pro pozorovatelnost rozdílu, toto rozlišení zdaleka nemá.
Aby takové rozlišení ve videu bylo, musí být v první řadě zachyceno. Prvním prvkem, který je za to zodpovědný, je objektiv. Nemá smysl chodit kolem horké kaše, 8k rozlišení, tedy 7680×4320, tedy 33,2 megapixelu, je rozlišení, které na pixel ostře nedokáže mimo střed obrazu vykreslit drtivá většina optiky. Při nízkém clonění je limitující rozlišení optiky, při vyšším difrakce. Ale u většiny objektivů je zatím výrazněji limitujícím prvkem rozlišení optiky než fyzikální limity dané difrakcí, takže „se s tím dá něco dělat“. To je ostatně vidět na filmových objektivech Zeiss a Sigma, které jsou opticky poměrně výrazně nad většinou konkurence.
Druhým prvkem, který následuje po objektivu, je snímač. V případě 8k zařízení je obvykle řeč o snímači, který má 8k rozlišení (nebo nepatrně víc pro ořez), ale i tak lze říct, že je obraz na televizi zobrazen 1:1, jak byl natočen. V tom smyslu, že nedošlo k záznamu ve 4× vyšším než 8k rozlišení, obraz byl při zpracování zmenšen na čtvrtinu, a pak přehráván na televizi. To je hodně podstatné. Kamery pro záznam 8k videa totiž obvykle využívají snímač s bayerovou maskou, což znamená, že pro každý pixel je zachycena jen jeden barevný kanál. Jeden pixel zachycuje červenou, druhý zelenou, třetí modrou, čtvrtý zelenou a tento vzor se opakuje po celém snímači. Pro každý pixel je tedy zachycena 1/3 skutečného detailu a 2/3 jsou získány interpolací, tedy průměrem z okolních hodnot (zjednodušeně řečeno).
Výsledný 33,2MPix plnobarevný výstup tedy nevznikl z 33,2M červených pixelů, 33,2M modrých pixelů a 33,2M zelených pixelů, ale z 8,3M červených pixelů, 8,3M modrých pixelů a 16,6 zelených pixelů. Chybějících 24,9k červených, 24,9k modrých a 16,6k zelených si vymyslela elektronika, obvykle nějakým jednoduchým algoritmem, který lze provádět v reálném čase. V praxi situace funguje tak, že jas (který je jedním z prvků klíčových pro obrazovou ostrost) vzniká ze zeleného kanálu, neboť ten dosahuje nejvyššího rozlišení (bayerova maska má 2× více zelených pixelů než červených nebo modrých). Jasové rozlišení takto vzniklého 8k / 33,2MPix obrazu je tedy „pouze“ poloviční, 16,6MPix.
Pokud si v testu, ve kterém chceme srovnat 4k a 8k rozlišení, vyrobíme 4k stream takovým způsobem, že vezmeme 8k stream a zmenšíme ho na 4k rozlišení, pak de facto získáme obraz, který nemá jasové rozlišení poloviční oproti celkovému (jako u 8k / 33,2MPix streamu), ale plné (4k). Navíc každý pixel takového 4k streamu vyrobeného zmenšením 8k streamu vznikl ze skutečně zachyceného údaje pro červený kanál, skutečně zachyceného údaje pro modrý kanál a dvou skutečně zachycených údajů pro zelený kanál.
Zmenšením 8k streamu z bayerova snímače na 4k rozlišení jsme tedy nepřišli o žádný detail v červené, žádný detail v modré a jen o polovinu (nikoli 3/4, jak by se dalo čistou matematikou očekávat) zeleného detailu. Jakým způsobem 4k streamu a 8k streamu ublíží komprese, nemá smysl rozebírat, protože pokud je pro oba streamy totožná, degraduje je obdobně.
Zatímco na počátku 4k éry se veškerý 4k obsah natáčel nativně ve 4k rozlišení a pro takto vzniklý záznam platilo totéž, což bylo výše řečeno pro 8k rozlišení, dnes může profesionální 4k stream vzniknout dvěma základními způsoby. Buď opět natočením nativně ve 4k, nebo záznamem v 8k, který je následně zmenšen na 4k (plošně na čtvrtinu). Druhá možnost produkuje co do detailu podstatně kvalitnější výstup. 8k video ale v současnosti vzniká první cestou. Někdy v budoucnu se samozřejmě více rozšíří 16k snímače, 8k video bude vyráběno zmenšením ze 16k záznamu a úroveň detailů stoupne.
Stávající srovnání, kdy pořídíme záznam v 8k rozlišení a srovnáváme ho pak s tímto 8k záznamem zmenšeným na 4k rozlišení, však nesrovnává potenciál 4k a 8k videa jako takového, ale srovnává jednu technologii v jejím špičkovém provedení s druhou technologií, která je ve své první, základní generaci.
Zatímco 4k stream může být se současnými možnostmi plně nabitý detaily (rozlišení optiky i snímačů je mnohem výše), u 8k zůstávají na obou stranách rezervy, které se budou pozvolna odstraňovat. Probíhající technologický vývoj tedy již nezlepší reálné rozlišení 4k videa, ale má obrovský prostor pro zlepšování 8k videa.
