Alta Definizione (HD): Principi base e fonti

Discussioni legate alle schede audio, agli altoparlanti e ai software di codifica, che riguardano il mondo PC.

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GIAMPI87
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Alta Definizione (HD): Principi base e fonti

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[GUIDA] Alta Definizione (HD): Principi base e fonti

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Cenni introduttivi

L'alta definizione (HD - High Definition) è il nuovo standard televisivo con qualità significamente superiore a quello degli standard televisivi (PAL, NTSC, SECAM) maggiormente diffusi nel mondo dalla seconda metà del XX secolo ad oggi, standard ora denominati come SD (Standard Definition). La prima differenza fra SD e HD, è nell'aspect ratio: il primo supporta nativamente l'aspect ratio 4:3, il secondo invece nativamente i 16:9.

Sicuramente il natale 2009 è stato testimone della penetrazione di massa di concetti come full hd, 1080p, media center, nei salotti italiani. Grande ruolo ha avuto in questo processo l’abbandono del segnale televisivo analogico e l’obbligo per molte regioni ad acquistare un decoder o un televisore di nuova generazione. Quindi ora ci troviamo con milioni di italiani che si trovano in casa un lcd da 40 e passa pollici capace di supportare il full hd ma non hanno idea di come sfruttarlo dato che non hanno fonti in alta definizione da dargli in pasto. Ecco una piccola guida alle fonti disponibili attualmente in alta definizione e a come utilizzarle.

Iniziamo a spiegare il concetto base di alta definizione:

Full hd: si intende per full hd una risoluzione pari a 1920 punti orizzontali e 1080 punti verticali (1080p).

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Esiste una risoluzione intermedia chiamata Hd Ready che è pari a 1280 punti orizzontali per 720 punti verticali.

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La risoluzione televisiva non hd (Pal) è invece pari a 720 punti orizzontali per 576 punti verticali. Per spiegare meglio il concetto: immaginate di guardare un quadro. A parità di dimensione della tela, sarà certamente più dettagliato un quadro composto da 1920×1080 piccole pennellate, che uno composto da 720×576 pennellate più grosse. E più grande sarà la tela, più questa differenza sarà evidente, mentre su una tela molto piccola occorrerà avvicinarsi molto per scorgere la differenza. Ecco perchè più grosso è il televisore, più sarà evidente la maggiore qualità dell’alta definizione e la scarsa qualità della bassa definizione.

Esempio pratico: ecco come su uno schermo piccolo le differenze tra sd (standard definition) e hd (high definition) non sembrano enormi:
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Proviamo ad avvicinarci a quello schermo, o a visualizzare su uno schermo più grande, e le differenze si notano (l’immagine di destra è composta da un maggior numero di “pennellate” e quindi è più dettagliata:

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Ecco un altro esempio di come i sistemi ad alta definizione offrono una qualità nettamente superiore per via della dimensione dei pixel nettamente inferiore, come si può notare dalla immagini sottostanti:

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Caratteristiche tecniche

Un fotogramma PAL è composto da 625 linee, di cui quelle dedicate all'informazione video vera e propria sono circa 576. Tralasciando il discorso risoluzione orizzontatele in un segnale analogico, lo standard di campionamento nel digitale, prevede 720 pixel sull'asse orizzontale. Questa è la qualità massima ottenibile da una trasmissione DVB o da un DVD.


Riassumendo la tecnologia HD comprende tre formati video, che differiscono sia per la risoluzione effettiva che per le modalità di scansione dell'immagine.

1) Il formato 720p, chiamato HD READY (specifiche EICTA), presenta una risoluzione complessiva di 921600[1] pixel (1280x720) con scansione progressiva, ovvero per ciascun ciclo di trasmissione di un fotogramma (50/60 Hz a seconda del televisione), viene trasmesso l'intero field dell'immagine. Ogni aggiornamento coinvolge tutte le 720 linee e i 921600 pixel dello schermo.)

2) Il formato 1080i, chiamato HD READY (specifiche EICTA), presenta una risoluzione di 2073600 pixel (1920×1080) con scansione interlacciata, ovvero per ciascun ciclo viene trasmesso un semiquadro formato alternativamente dalle sole linee pari o dispari dell'immagine. Quindi ogni aggiornamento coinvolge 540 linee e 1036800 pixel.

3) Il formato 1080p, chiamato FULL HD (specifiche EICTA), è il più recente dei tre ed equivale alla 1080i ma con scansione progressiva, per cui ogni aggiornamento coinvolge tutte le 1080 linee e 2073600 di pixel dello schermo.

Per confronto, nelle riprese cinematografiche si gira a 24 fotogrammi al secondo per ottenerne 48 in proiezione grazie all'uso di un otturatore a due pale, mentre le emittenti televisive tradizionali trasmettono in scansione interlacciata 50 fotogrammi al secondo per il sistema PAL e 60 per il sistema NTSC, quest'ultimo a una risoluzione inferiore al precedente.

La qualità relativa dei due formati è legata, oltre che a considerazioni soggettive (preferenza verso una maggiore stabilità dell'immagine o verso una maggiore risoluzione), ai contenuti del segnale trasmesso. Le scene con movimenti più rapidi e frequenti possono beneficiare della maggiore rapidità di aggiornamento del formato 720p, mentre le scene statiche possono trarre vantaggio dalla maggiore ricchezza di dettagli del formato 1080i. Di fatto il sistema progressivo elimina i difetti di fermo immagine soprattutto durante la fase di montaggio.

La definizione dei programmi HD è circa 4 volte superiore a quella del formato DVD e nonostante la buona efficienza di compressione offerta dall'MPEG-4, lo spazio richiesto per la loro archiviazione è comunque rilevante. Per quanto la prossima generazione di supporti Blu Ray o HD DVD offrano una capacità che può arrivare a 50 GB e oltre, questa sarebbe appena sufficiente per 2 ore di filmato ad alta definizione con la codifica DVD. D'altra parte, l'uso di codec avanzati quali H.264 (MPEG-4 Part 10) consentirà la trasmissione della qualità piena con bitrate abbastanza bassi, fino a scendere agli 8 Mbit di banda passante disponibile sui ricevitori DTT. Questi codec vengono utilizzati anche dai lettori HD DVD e Blu Ray per abbassare la banda passante richiesta permettendo la memorizzazione fino a 8 ore di video su supporti Blu Ray a più strati.
Ovviamente l'uso di codec avanzati non significa necessariamente che siamo sempre di fronte ad un prodotto di alta qualità, se il BitRate è troppo basso la compressione è eccessiva e così facendo la risoluzione sarà sempre alta, i pixel saranno sempre molti, ma la definizione sarà bassa e si perderà la fedeltà che l'HD permetterebbe di mantenere.

A partire dai primi mesi del 2006 sono presenti sul mercato televisori in grado di supportare il formato 1080p (Full HD con scansione progressiva).

Come sfruttare l'Alta Definizione (HD)

I notevoli miglioramenti dell'alta definizione sono apprezzabili solo se si possiede un intero set HD, vale a dire sia televisore che decoder per ricevere le trasmissione ad alta definizione (720p/1080i) o un lettore ottico di dischi ad alta definizione Blu-Ray o HD-DVD su connessione DVI o HDMI (con supporto HDPC, standard EICTA), oppure un computer su connessione VGA, DVI, Component, o HDMI. In caso contrario, sei si tentasse cioè di visualizzare un contenuto HD con un televisore tradizione, non si noterebbero miglioramenti nella definizione . Non è detto che un display di elevata diagonale, con tecnologia TFT o plasma, sia una soluzione HD. Per dare un minimo di sicurezza al consumatore, esiste il sigillo HD READY o FULL HD, stabilito della EICTA, che in teoria dovrebbe dare la garanzia che un televisore sia in grado di visualizzare contenuti HD. Caso diverso, invece per i monitor: qualsiasi schermo che supporta nativamente una risoluzione uguale o superiore a 1280x720 (XGA/WXGA o superiore), può riprodurre nativamente contenuti a 720p; qualsiasi monitor che supporta nativamente una risoluzione uguale o superiore a 1920x1080 (UXGA/WUXGA o superiore), può riprodurre nativamente contenuti a 1080p. Il logo HD READY o FULL HD può essere applicato solo se il televisore:

* ha una risoluzione verticale fisica di almeno 720 linee (HD READY) o almeno 1080 linee (FULL HD).
* dispone di (almeno) una presa analogica YUV (Component).
* dispone di (almeno) una presa (DVI o HDMI) con protezione dei contenuti HDCP.
* è in grado di visualizzare contenuti con i formati 720p e 1080i (HD READY), 720p, 1080i e 1080p (FULL HD).
Fonti HD disponibili in Italia:
1) Digitale Terrestre Hd

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Rai Uno hd o Rai Due hd (vengono alternate, a volte è disponibile una a volte l’altra. Canale 5 hd, Italia uno hd. Ci sarebbero LA7 hd e Mtv hd ma sono ancora oscurate.

Con un televisore dotato di decoder hd integrato, o con un decoder hd esterno è possibile guardare questi segnali anche se il risultato è spesso deludente. Ad eccezione delle partite di calcio che sono riprese nativamente in alta definizione, il resto è quasi tutto upscalato (ovvero segnali in bassa definizione “allargati” per arrivare a 1920×1080, ma la qualità rimane quella di partenza). Diciamo che in questo campo occorre fare ancora molta strada, ma arriveremo al punto di goderci i canali tradizionali con una qualità alta.

2) Sky Hd

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Questa è probabilmente la via più veloce per ospitare un ampio numero di contenuti in alta definizione sul proprio televisore, dato che la televisione di Murdoch offre diversi pacchetti per l’alta definizione. Ovviamente bisogna mettere in conto il costo aggiuntivo del pacchetto, e (io non ho Sky) leggo diverse critiche sia sul palinsesto, sia sulla qualità del segnale. Spesso i film sono upscalati anche qui, e anche quando sono di buona qualità hd bisogna mettere in conto che il bitrate è altalenante quindi è possibile che il segnale non sia sempre all’altezza della qualità di partenza con cali di prestazioni e presenza di artefatti (blocchettoni di pixel).

Bitrate: è la larghezza del flusso che andate a riprodurre. Un bitrate elevato consente un flusso ricco di informazioni, un bitrate basso consente meno informazioni. Se teniamo conto che parlando di digitale sia video che audio sono “informazioni” (bytes) possiamo comprendere che è il bitrate il parametro che distingue un’ottima qualità audio video da una scarsa. Esempio: riproducendo un bluray potreste avere un bitrate video di 30mb al secondo, riproducendo un divx potreste avere un bitrate anche 60 volte inferiore (sono dati indicativi: dipende sia dal bluray che dal divx).

3) Blu-ray

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Ovviamente il blu-ray, quando ben fatto, rappresenta lo stato dell’arte dell’alta definizione. A differenza delle fonti citate prima, oltre all’ottimo bitrate, il bluray consente anche di avere un segnale audio hd (Dolby True-hd o Dts Master Audio o PCM non compresso), ovvero un segnale puro, senza compressione. Però non dimentichiamo che bluray è solo un supporto: se il contenuto è scarso non è colpa sua. Le case cinematografiche spesso organizzano frettolose conversioni di vecchi film solo per poterli vendere anche in bluray, ma la qualità a volte non è molto superiore a quella del dvd originale. Se volete testare il vostro impianto audio video potete provare con titoli come King Kong (vecchio ma ancora riferimento per l’immagine) o Terminator Salvation. Per leggere i dischi bluray occorre acquistare un lettore da tavolo o un lettore interno per pc, o una playstation 3 (meglio se il nuovo modello).

Un blu-ray è anche, con i dovuti accorgimenti, rippabile ovvero copiabile sul vostro disco fisso, ma se tenete conto che si tratta di circa 40gb a film, rischiate di riempire l’hard disk in pochi giorni. E’ possibile anche masterizzarli, con appositi masterizzatori che ormai hanno prezzi accessibilissimi, ma per il momento il costo dei supporti vergini non rende molto conveniente questa opzione.

Video dimostrativo:

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4) Mkv

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In rete si trovano centinaia di film in alta definizione in lingua italiana, il loro peso va dai 4giga di un 720p agli 8/15giga di un 1080p e solitamente la loro estensione è .mkv. La qualità è spesso molto buona, anche se tenete sempre conto che stiamo parlando di film che hanno subito una compressione, quindi non possono arrivare alla qualità del bluray originale. L’audio non è praticamente mai hd, perchè il suo peso sarebbe troppo ingombrante quindi troverete i classici Dts o Dolby Digital. Quindi un mkv può essere godibilissimo anche su un televisore di grande formato, ma se volete godere veramente o stupire gli amici, meglio mettere su un Blu-ray. I file .mkv possono essere riprodotti da un htpc, da un lettore multimediale, da hard disk collegati direttamente al televisore se quest’ultimo lo prevede, da lettori bluray che accettano tali formati via usb o sd.

5) Videogiochi

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Last but not least, inutile dire che i videogames rendono al massimo su un bel televisore hd, e i più recenti escono anche con audio multicanale in grado di sfruttare un amplificatore surround. Ovviamente per poter giocare gli ultimi titoli di videogiochi per pc ad una risoluzione di 1080p occorre avere un pc performante con una scheda video in grado di gestire fluidamente il carico.

La vita è una catena…

Ora, dopo aver fatto questa carrellata non perdiamo mai di vista una cosa: tutto dipende dalla catena audio video che utilizziamo. Un esempio di catena potrebbe essere il seguente: lettore bluray, cavi, amplificatore surround, casse, televisore. Diciamo che una catena di ottima qualità implica una maggiore sensibilità al bello e al brutto, una catena media implica una media sensibilità. Quindi in parole povere, se abbiamo un impianto da 20.000 euro godremo come matti quando guardiamo qualcosa di ottimo, e soffriremo come cani guardando qualcosa di mediocre. Con un impianto di basso livello invece difficilmente avremo risultati da sturbo, ma magari neanche noteremo troppo i difetti quando ci sono.

Questo giustifica la frase che sentiamo ogni giorno: “ma come, ho speso tutti questi soldi e si vedeva meglio sul mio vecchio televisore!”. Non è una frase senza senso, guardare l’ ispettore Derrick su un videoproiettore da 120 pollici è darsi una martellata sugli zebedei per quanto si vede male proprio per il paragone con il quadro fatto a inizio post. Ma è altrettanto vero che spararsi il bluray di Terminator Salvation su un buon 120 pollici regala un’esperienza cinematografica, mentre guardarlo su un vecchio tv a tubo catodico non lo stacca di molto dall’ ispettore Derrick. E’ quindi utile prima di progettare la propria catena analizzare concretamente l’utilizzo che ne faremo, quali fonti utilizzeremo, quanto denaro siamo disponibili a scucire per soddisfare il demone dell’ hd. Non ha senso fare spese ingenti in questo campo solo perchè vogliamo “il televisorone piatto in salotto” e poi usarlo solo per guardare Amici. Se abbiamo in mente di: acquistare o noleggiare parecchi blu-ray, scaricare filmati in alta definizione, prendere il pacchetto Sky Hd, giocare a videogiochi, allora siamo sicuri di fare un investimento ampiamente ripagato dall’utilizzo.
Il futuro dell'Alta Definizione ?
L'Ultra Alta Definizione (Ultra HD, UHDV o Super Hi-Vision) è un formato video che sta venendo studiato dalla giapponese NHK e che dicono che sarà pronto nel 2015. Se le lotte per il predominio dei formati video del futuro verrà vinta dalla NHK potremo vedere Un film in UHDV che manterrà il rapporto 16:9 utilizzato anche per l'HDTV e che stupirà per la risoluzione. Ricordiamo che l'HDTV cioè il Full HD, ha una risoluzione di 1920×1080 pixel, la futura UHDV arriverà fino a 7680×4320 pixel. Un raffronto: un singolo fotogramma sarà quattro volte più largo e più alto di un fotogramma dell'HDTV per una superficie totale ben sedici volte maggiore. Questa qualità supererà la qualità delle proiezioni cinematografiche regine indiscusse della qualità, fino ad ora.
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