HDTV (televizija visoke definicije)

Možda ne možete da zamislite život bez kompjutera, ali u borbi za najveći broj zavisnika širom sveta i dalje ubedljivu pobedu odnosi televizija.

Tokom nepunih sedam decenija svog postojanja, televizija je infiltrirala ogroman broj domova na našoj planeti i predstavlja osnovni vid zabave čak i u onim društvima koja ne bismo mogli nazvati tehnološki naprednim. Međutim, i pored dugog perioda postojanja, činjenica je da su inovacije na polju televizije prilično retke (uporedimo je samo s kompjuterskom industrijom). To sigurno nije zbog toga što je televizijska tehnika toliko dobra da je ne treba menjati, već zato što su ustanovljeni određeni standardi s kojima se održava kompatibilnost.

Međutim, do prodora novih standarda ipak dolazi – sve češće viđamo ogromne televizijske ekrane, plazma i LCD displeje i sve češće se pominje pojam digitalne televizije. Da bismo mogli da uporedimo „novu” sa „starom” televizijom, neophodno je da ukratko objasnimo kako funkcioniše televizija koju danas imamo u svojim domovima.

Analogna televizija

Koreni televizije sežu čak do 1923. godine kada su u SAD i Engleskoj ostvareni prvi prenosi crno-belih silueta. Prvi redovni televizijski program započeo je s emitovanjem 1936. godine u Velikoj Britaniji, ali je tokom ratnih godina prekinut. Posle rata, televizija ponovo oživljava u savršenijem obliku, zahvaljujući televizijskoj tehnici koja je razvijana u ratne svrhe. Značajnu prekretnicu predstavlja 1954. godina kada u SAD počinje emitovanje prvog programa kompatibilne televizije u boji. Kompatibilnost se ogleda u tome što crno-beli prijemnik može da primi program u boji kao crno-belu informaciju, a prijemnik u boji može da primi i reprodukuje crno-beli program. To je moguće zahvaljujući načinu razlaganja slike u televizijskom signalu. Slika u boji se razlaže na informaciju o sjajnosti svakog elementa slike (luminansa) i informaciju o boji (hrominansa). Crno-beli televizor obrađuje i prikazuje samo luminansu (komponenta Y), dok hrominansu ignoriše.

Hrominansa se dobija razlaganjem boja na tri osnovne boje – crvenu, plavu i zelenu (RGB). Bilo koju boju je moguće dobiti kombinacijom crvene, plave i zelene u određenim procentima. Međutim, dovoljno je emitovati informaciju o samo dve komponente, Cr i Cb, pošto je količinu preostale komponente moguće izračunati. Na primer, kada tačku određene boje čini 50 odsto crvene i 40 odsto plave, zelena komponenta je ostatak do 100 odsto odnosno 10 odsto. Zelena komponenta se izostavlja zato što je najosetljivija na smetnje u prenosnim sistemima, a na taj način se i smanjuje količina informacije koja se prenosi. Cr i Cb signali se u predajniku mešaju u jedan signal i tako se odašilju. U prijemniku ih je neophodno demodulisati, a u različitim zemljama je to rešeno na različite načine, pa tako danas postoje tri međusobno nekompatibilna standarda – NTSC, PAL i SECAM.

NTSC (National Television System Committee) je razvijen 1950. godine kao prvi televizijski standard. Zasnovan je na 525 linija i frekvenciji osvežavanja slike od 60 Hz. U upotrebi je u SAD, Kanadi i Japanu. PAL (Phase Alternating Line) je 15 godina mlađi od NTSC-a. Njegove odlike su 625 linija i 50 Hz. Detaljniji je od NTSC-a jer ima 100 linija više i nije podložan greškama u boji. Međutim, zbog osvežavanja slike od 50 Hz, podložniji je treptanju (flicker). U upotrebi je u najvećem delu Evrope (kao i kod nas). SECAM (Sequence Couleur a Mémoire) je vršnjak PAL standarda. Eliminisanje grešaka u boji izvedeno je na drukčiji način od PAL-a, ali je u svakom drugom pogledu deli s njim prednosti i nedostatke. U upotrebi je u Francuskoj, Grčkoj, Rusiji, nekim zemljama istočne Evrope i u Africi.

Kao što vidimo, standardi na kojima se zasniva današnja televizija postavljeni su pre skoro pola veka. Od tada se skoro ništa nije promenilo. Ako pogledamo rezoluciju televizijske slike koja u PAL standardu iznosi 768 x 576 piksela, vidimo da je daleko ispod standarda koji postavljaju današnji kompjuterski monitori. To je postalo naročito izraženo povećanjem dijagonale televizijskih ekrana, pri čemu rezolucija slike ostaje nepromenjena. Program na takvim televizorima moguće je gledati samo iz daljine jer se iz blizine uočavaju tačke od kojih je sačinjena slika. Zbog toga postoje brojni novi standardi koji se trude da prevaziđu ograničenja današnje televizije i da doživljaj gledanja dignu na viši nivo. Svi se oni kreću u pravcu digitalnog procesiranja slike.

Na 100 Hz

Televizija od 100 Hz pruža rešenje problema titranja slike pri osvežavanju od 50 Hz i predstavlja nadogradnju postojećih sistema. Uobičajena PAL frekvencija od 50 Hz znači da se slika iscrtava 50 puta u sekundi, ali se iscrtava svaka druga linija (interlace). Iako se to čini brzim, dovoljno je sporo da fosfor na ekranu počne da se gasi pre nego što ga sledeći frejm ponovo upali. Ova pojava titranja naročito je uočljiva na svetlim delovima slike. Televizori od 100 Hz iscrtavaju sliku dva puta češće. Kako bi mogli da dupliraju broj frejmova koje iscrtavaju, takvi televizori konvertuju analogni signal u digitalni i pohranjuju ga u internu memoriju. Tako se svaki frejm iscrtava dva puta – prvi put kad stigne sa signalom, a drugi put iz memorije. Ovako se fosfor u ekranu osvežava dva puta brže, tako da ljudsko oko nije u stanju da primeti titranje slike. Zahvaljujući ugrađenoj memoriji, televizori od 100 Hz nude još neke opcije koje nisu dostupne na standardnim TV aparatima. Recimo, sliku je moguće zamrznuti ili istovremeno prikazati sliku s nekoliko televizijskih kanala.

Posledica digitalizovanja televizora jeste to što je kvalitet reprodukcije moguće još više poboljšati. Philips je izmislio tehnologiju Digital Scan kojom se eliminiše linijsko titranje na horizontalnim površinama. Princip je jednostavan, a ogleda se u promenjenom redosledu ispisivanja frejmova iz memorije na ekranu. Tehnologija Natural Motion ide korak dalje i umesto jednostavnog ponavljanja frejma iz memorije izračunava novi, prelazni frejm i iscrtava ga na ekranu, što rezultuje tečnijim prikazom pokreta. Digital Noise Reduction smanjuje smetnje u prijemu tako što upoređuje dva frejma i zamenjuje šum iz njih odgovarajućom bojom. Philipsov Dynamic Contrast proračunava odgovarajući kontrast za različite delove slike... Međutim, koliko god ove opcije bile napredne, one i dalje samo rade na poboljšavanju prikaza zastarelog televizijskog sistema. Digitalna obrada se odigrava unutar televizijskog aparata, dok je ceo sistem i dalje analogni. Jasno je da je budućnost u kompletnom digitalnom sistemu.

Digitalna televizija

Pionir u razvijanju tehnologije digitalne televizije je japanska državna institucija NHK koja se time bavi još od sedamdesetih godina prošlog veka (poređenja radi, NHK je počela da se bavi digitalnom televizijom tri godine pre nego što je u Evropi počelo emitovanje TV programa u boji). Osnovna razlika današnje digitalne televizije (DTV) u odnosu na analognu jeste digitalni signal. Digitalni TV kanal ima propusnu moć od 19,39 Mbit/s. Saobraćaj unutar tog kanala može biti realizovan na dva načina:
• celokupan kanal može biti posvećen emitovanju jednog programa
• kanal može biti podeljen na više potkanala manjeg protoka, pri čemu svaki od njih može da prenosi različit program (recimo, kanali 2.1, 2.2, 2.3 i 2.3 su potkanali kanala 2).

Ovakva podela je moguća zahvaljujući MPEG-2 kompresiji materijala za prenos. Kao što smo ranije pominjali, MPEG-2 kompresija se zasniva na beleženju promena frejmova u odnosu na ključni frejm. Zbog toga materijal sa puno pokreta (recimo, akcioni film) zahteva veću propusnu moć od materijala sa puno statičnih scena (recimo, spiker koji čita vesti). Isto tako, MPEG-2 kompresija dozvoljava i kompresovanje u različitim rezolucijama, što takođe omogućava veću ili manju propusnu moć. Kada je rezolucija u pitanju, DTV standard obuhvata tri formata (sa podformatima):
• 480i – slika rezolucije 704 x 480, 30 punih frejmova u sekundi,
• 480p – slika rezolucije 704 x 480, 60 punih frejmova u sekundi,
• 720p – slika rezolucije 1280 x 720, 60 punih frejmova u sekundi,
• 1080i – slika rezolucije 1920 x 1080, 30 punih frejmova u sekundi i
• 1080p – slika rezolucije 1920 x 1080, 60 punih frejmova u sekundi.

Razlika između „p” (progressive) i „i” (interlaced) formata je u tome što je kod progresivnih formata svaki od 60 frejmova u sekundi kompletan, dok se kod formata sa preplitanjem (interlaced) u svakom frejmu iscrtava svaka druga linija, pa su dva frejma potrebna za kompletnu sliku. Formati 480p i 480i se nazivaju SD (Standard Definition) formati i približno odgovaraju analognoj televiziji. Formati 720p, 1080i i 1080p su HD (High Definition) formati.

HDTV

Televizija visoke definicije, kao što vidimo, nudi značajno više rezolucije slike. Razlika u rezoluciji sa sobom nosi i razliku u odnosu dimenzija slike. Dok je kod standardne televizije taj odnos 4:3, kod formata visoke definicije on iznosi 16:9, što je blisko bioskopskom formatu. Postoje promene i na polju zvuka jer je jasno da zvuk mora da prati visoki kvalitet slike. U televiziji visoke definicije moguće je emitovati zvuk u 5.1 Dolby Digital Surround odnosno AC3 formatu.

Laicima se često dešava da DVD i digitalnu satelitsku televiziju izjednače s digitalnom televizijom. Iako DVD format koristi MPEG-2 kompresiju za snimanje sadržaja na medij i podržava 5.1 zvuk, ipak se radi o formatu namenjenom prikazivanju na standardnim televizijskim aparatima. Digitalni zapis na DVD-u se konvertuje u analogni oblik kako bi se prikazao. Slično tome, digitalna satelitska televizija je, u stvari, analogna televizija koja se konvertuje u digitalni oblik, MPEG-2 kompresijom prenosi do primaoca, gde se vraća u analogni oblik da bi bila prikazana. Zahvaljujući digitalnom vidu čuvanja odnosno prenosa informacije, DVD i digitalna satelitska televizija se odlikuju visokim kvalitetom slike, ali je to ipak 10 puta lošije od onoga što HDTV nudi!

Problemi uvođenja televizije visoke definicije identični su problemima koji su se pojavili 1954. godine uvođenjem televizije u boji – kako održati kompatibilnost i smanjiti troškove. Za televizijske stanice troškovi su očigledni jer obuhvataju kupovinu kompletne nove opreme. Publika u ovom trenutku i dalje ima više izbora. U ponudi su HDTV konvertori koji omogućavaju gledanje HDTV-a na običnim televizijskim aparatima, SDTV aparati koji su u stanju da prikažu samo 480p rezoluciju i imaju analogne tjunere (za standardnu televiziju), kao i pravi HDTV (1080i/1080p) televizijski aparati (sa ili bez tjunera). U ovom trenutku, zahvaljujući postojanju paralelnih sistema emitovanja, bilo koje od ovih rešenja prihvatljivo je za krajnjeg korisnika. Međutim, potpuni prelazak na HDTV zahtevaće i promenu kućnih sistema za snimanje. Recimo, VHS rikorderi koji se danas koriste postaće neupotrebljivi. Zameniće ih DVR (Digital Video Recorder) uređaji koji kao medij za čuvanje snimka upotrebljavaju hard disk. Integracija sa HDTV-ima nudi mnoge pogodnosti, a kao primer navešćemo mogućnost pauziranja programa koji teče uživo i njegovog nastavljanja posle određenog vremena. Do pauziranja, program se prikazuje uživo na televizoru, a u trenutku pauziranja počinje njegovo snimanje na disk. Ovakvi uređaji već su nekoliko godina stvarnost, a ime koje se najčešće pominje uz DVR jeste ime američke kompanije TiVo.

UHDV

Naravno, inženjeri iz NHK ne miruju, već rade na daljem razvoju tehnologija. Prošle godine su javnosti predstavili UHDV (Ultra High Definition Video) odnosno Super Hi-Vision. Na platnu dimenzija 4 x 7 metara projektovana je slika sa 4000 horizontalnih linija, što znači da se radi o standardu 16 puta kvalitetnijem od HDTV-a. Za snimanje materijala dugog 18 minuta upotrebljeno je 16 HDTV snimača ukupnog kapaciteta 3,5 terabajta. Snimak vožnje po ulicama bio je toliko realističan da su čak pojedinci iz publike osetili mučninu. Naravno, radi se o eksperimentalnoj tehnologiji koja iz očiglednih razloga još uvek nema praktičnu primenu.

HDTV u praksi

Podrazumeva se da je televizija visoke definicije odavno realnost u Japanu. NHK se bavi periodičnim emitovanjem digitalnog programa još od osamdesetih godina prošlog veka. Od decembra 2000. emituje se redovni satelitski program, a od decembra prošle godine skoro 80 odsto zemaljskih kanala u Japanu emituje se u MUSE HDTV formatu koji je mešavina analognog i digitalnog sistema.

Televizija visoke definicije je naišla na dobar odziv i u SAD. Posle inicijalnog protivljenja televizijskih stanica i kongresa krajem osamdesetih godina prošlog veka, 1995. godine utvrđen je američki HDTV standard koji je potpuno digitalan. Danas je u ponudi više od 40 kanala, a potpuni prelazak na HDTV predviđen je za 2006. godinu, mada mnogi smatraju da je ovaj rok previše optimističan. Pored Japana i SAD, HDTV je realnost u Kanadi, Australiji i Južnoj Koreji.

Situacija u Evropi, nažalost, nije toliko napredna. Početkom ove godine belgijska stanica Euro1080 počela je s komercijalnim emitovanjem HDTV signala preko satelita. Međutim, većina korisnika digitalnih satelitskih antena nije u stanju da dekoduje ovaj kanal korišćenjem standardnih DVB kartica ili risivera. Što se tiče zemaljskih kanala, najoptimističnije prognoze najavljuju 2006. godinu za prodor HDTV-a na evropsko tržište i vide Nemačku kao nosioca razvoja ove tehnologije.

Međutim, nijedno novo tržište ne može da prođe bez zamućivanja vode različitim standardima. Microsoft je odlučio da uplete prste u HDTV tehnologiju i gura Windows Media 9 kao kompresioni format. Ipak, po svemu sudeći, MPEG-4 kompresija će biti ta na kojoj će se zasnivati HDTV u Evropi. A kada će to tačno biti? Na sajtu http://www.petitiononline.com/HDTVinEU/petition.html nalazi se peticija upućena Evropskoj zajednici u kojoj se podržava brzo uvođenje HDTV standarda u Evropu. Gde smo mi u odnosu na Evropu, lako je proceniti. Dovoljno je da pogledamo rat kablovskih operatera, lošu infrastrukturu i traljave usluge koje pružaju kako bi nam bilo jasno da kod nas ni analogna televizija nije na prihvatljivom nivou, a da je televizija visoke definicije nešto o čemu ćemo, nažalost, još dugo slušati od drugih.

Ivan ČABRILO