Televisão Alta Definição - HDTV

HDTV Televisão Alta Definição

HDTV é o termo que identifica a televisão de alta definição, é um acrónimo da expressão Inglesa High Definition Television.

A televisão de alta definição é um sistema de transmissão que permite uma resolução superior aos antigos padrões analógicos (PAL, NTSC, SECAM). O termo alta definição pode referir a própria especificação da resolução e/ou meio capaz de tal resolução (Filme fotográfico, TV, etc...)

Foram propostos e/ou implementados vários padrões de HDTV, os padrões atuais são definidos pelo ITU-R BT.709 de Abril de 2002. 

Existe alguma confusão entre TV digital e TV de alta definição, A Televisão digital é aquela que descodifica os sinais recebidos em formato digital, ou seja, a recepção é feita em pulsos binários o que não significa que tenha alta definição.
Existem várias resoluções (Número de pixeis por polegada) utilizando um formato 16:9.

Parâmetros HDTV:

Plasma HDV
Plasma HDTV
  • Número de linhas Horizontais.
  • Número de quadros por segundo.
  • Progressive Scan ou Interlaced Scan (1080i-1080 pixeis interlaced, 1080p-1080 pixeis progressive)
* os formatos 1080i e 1080p são iguais em resolução, no entanto, no 1080i as linhas são atualizadas ordenadamente, uma vez uma linha par e na seguinte a linha impar. No formato 1080p todas as linhas são atualizadas simultaneamente.
 

Resoluções:

Resolução tv ou monitor
Resolução TV ou monitor
  • 480i = 640 x 480 pixels, utilizado por grande parte dos televisores antigos.
  • 480p = 640x480 pixels para proporção 4:3 de tela ou 852x480 para proporção 16:9 (formato não utilizado pelos leitores de DVD).
  • 720i = 1280x720 pixels entrelaçado. (Não usado no SBTVD, é pouco visto nos video games mais antigos)
  • 720p = 1280x720 pixels.
  • 1080i = 1920x1080 pixels entrelaçado.
  • 1080p = 1920x1080 pixels. (Não usado no SBTVD)

Resolução Monitores - TV

Formato video suportado Resolução Nativa(W×H) Pixeis Formato (W:H) Descrição
Atual (Mpixel) Imagem Pixeis
720p
1280x720
1024×768
XGA
786,432 0.8 16:9 4:3 Tipicamente é uma resolução de PC XGAé também a resolução por defeito de muitas entradas de TV Plasma.
1280×720
921,600 0.9 16:9 1:1 Resolução standard HDTV e uma resolução típica de PC WXGA, é usada de forma frequente em vídeo projeção; é usada também em vídeo- 750 linhas.
1366×768
WXGA
1,049,088 1.0 683:384
(aprox. 16:9)
1:1
aprox.
Resolução típica de PC; é usada também por muitos dispositivos HD ready TV baseados na tecnologia LCD.
1080p/1080i
1920×1080
1920×1080
2,073,600 2.1 16:9 1:1 Resolução Standard HDTV, utilizado por Full HD e HD ready 1080p TV com tecnologia LCD, Plasma, Led e Tvs de projeção , é uma resolução típica de pc (inferior ao WUXGA); é também utilizado vídeo-1125 linhas.
* W×H = width×height = Largura×Altura

Varredura (Progressive - Interlaced)

Interlaced e Progressive Scan são nomes usados designar a forma como a imagem é produzida no écran(tela):

  • Interlaced - O modo entrelaçado coloca em cada passagem metade das linhas (linhas pares ou ímpares) parecendo uma resolução maior transmitindo apenas metade da imagem formada.
  • Progressive - O modo progressivo coloca a imagem inteira em uma única passagem, transmitindo e exibindo todas as linhas a cada atualização (refresh).
A distinção entre um tipo de varrimento e outro é normalmente dado pelo indicação de resolução, 1080i ou 1080p, significando o i entrelaçado e o p progressivo.
imagem interlaçada

Origem do formato panorâmico 16:9 da HDTV

Pesquisas efetuadas na década de 70 pela NHK, Japão, identificaram a viabilidade de um formato de TV capaz de proporcionar uma nova experiência visual ao utilizador, semelhante à sensação de visualização no cinema. Estas pesquisas culminaram com a adopção de uma imagem com proporções de 16:9, dimensionada para visualização sob um ângulo horizontal de 30 graus, formato este denominado Hi-Vision. 16:9 significa que a razão (ou aspect ratio) entre a largura e a altura das medidas de um ecrã panorâmico HDTV é de 16 para 9. Este formato (actualmente classificado como HDTV ou TV de Alta Definição), além de aproveitar melhor o material cinematográfico disponível em grande ecrã, abrange ainda parte do campo de visão periférica do observador, o que proporciona um nível mais intenso de ilusão de realidade.
ângulo visão HDTV
Em rigor, o nome “Alta Definição” é inadequado, uma vez que o critério de resolução visual é o mesmo da TV convencional (cada elemento de imagem ocupa um ângulo de 1 minuto de grau). O que diferencia os dois formatos é essencialmente o maior ângulo de visualização da imagem, 30 graus na horizontal.

Actualmente, o formato preferencial para HDTV foi padronizado em 1080 linhas x 1920 pixels, mantendo a proporção de 16 para 9.
16:9 4:3
imagem com proporção 16 x 9 imagem com proporção 4 x 3
Esta fase de transição entre o formato anterior cria alguns problemas de visualização quando são emitidos vários formatos, a visualização pode sofrer algumas alterações. se recebemos em 16:9 e visualizamos em 4:3 e o contrário.
16:9 - Original Vis. 4:3 Pass Trough Vis. 4:3 Cropped Vis. 4:3 Letterbox Vis. 16:9 Pass Trough
imagem original 16 x 9 imagem visualizada em 4 x 3 a partir de emissão 16:9 imagem visualizada em 4 x 3 a partir de emissão 16:9 cropped imagem visualizada em 4 x 3 a partir de emissão 16:9 letterbox imagem visualizada em 16 x 9 a partir de emissão 16:9 passthrough

Número de Quadros - Refresh Rate - Taxa de Atualização

O número de quadros ou taxa de actualização é o número de vezes por segundo que o monitor ou TV mostra um novo conjunto de informações (podem ser idênticas ás anteriores). Esta frequência é a do oscilador vertical da TV . Nos televisores convencionais a frequência de quadro é de 50 ou 60Hz, se um tv permitir uma taxa de actualização superior e o emissor enviar uma mais baixa, alguns dos quadros repetem-se diminuindo a oscilação da tela(écran). Existe uma diferença para Frame Rate (frames per second).
Existe uma diferença para Frame Rate (frames per second) e refresh rate. Determinado filme é gravado em 24fps(frames per second), ao visualizarmos o mesmo filme em hdtv as imagens vão repetir-se porque a tv ou monitor vai produzir um número de quadros superior, esta solução designada por 3:2 pull down coloca no écran(tela) 1 frame(imagem) duas vezes.

72Hz Refresh Rate

Pioneer introduziu uma nova tecnologia de plasma que usa 72Hz. Esta tecnologia detecta a taxa de frames e pode alternar entre 60Hz ou 50Hz e 72Hz com base no sinal de entrada. Esta frequência 72Hz é igual a 24 x 3 = 72, ou seja, um filme de 24fps aparece com muito menos oscilação uma vez que vai repetir 3 vezes o mesmo quadro(imagem).
Quando a taxa de quadros é divisível pela taxa de atualização o resultado é sempre mais estático e menos cintilante.

100Hz, 120Hz Refresh Rate

Esta frequência de quadros permite que formatos em 24, 30 e 60 possam ser exibidos uma vez que 120Hz é divisível por qualquer um destes valores.
Sony e outros fabricantes aparecem com aparelhos a 120Hz HDTVs usando a interpolação. A interpolação compara dois quadros adjacentes e cria um quadro entre as médias dos dois em vez de exibir um frame do filme para cinco ciclos, a interpolação modifica os quadros de modo a imagem fique mais suave e muito menos cintilante.

Cor

Uma área da HDTV que não tem um padrão definido é a cor. Até à pouco tempo, a cor de cada pixel era dada por três valores de cor de 8 bits, cada um representando o nível de vermelho, azul e verde, a junção define a cor do pixel. Juntos, os 24 bits (8×cor), possibilitam um pouco menos de 17 milhões de cores possíveis por pixel). Recentemente, alguns fabricantes projetaram sistemas que utilizam 10 bits para cada cor (total 30 bits), que prevê uma paleta de 1 bilião de cores. Alegam que proporciona uma imagem muito mais rica. Até que este critério fique padronizada, os consumidores terão de verificar as características de cada um dos equipamentos HDTV.

Vídeo Digital

Vídeo Digital
Vídeo Digital
O processamento de sinais de vídeo por meios digitais era bastante comum desde a década de 80, mas apenas no ambiente de estúdio e produção. O padrão digital mais difundido para sinais de TV de resolução convencional é o CCIR-601. Neste formato, o sinal de vídeo consiste de 3 componentes:
  • Luminância Y : corresponde à intensidade luminosa de cada elemento de imagem, ponderada de acordo com a sensibilidade do olho humano para cada comprimento de onda; esta componente é amostrada na taxa de 13,5 MHz e quantizada com resolução de 8 bits;
  • Crominância U : este sinal corresponde à tonalidade de cor do elemento de imagem, expressando a tendência ao azul (positiva) ou amarelo (negativa). Esta componente é amostrada na taxa de 6,75 MHz, e quantizada com 8 bits.
  • Crominância V : este sinal também corresponde à tonalidade de cor do elemento de imagem, expressando a tendência ao vermelho (positiva) ou verde (negativa). Também é amostrada na taxa de 6,75 MHz.

A taxa de bits correspondente para este padrão é de 8 x (13.5 + 6.75 + 6.75) x 106 = 216 Mbit/s. Para HDTV, a taxa atinge cerca de 1 Gbit/s. Esta taxa é compatível com transmissão via cabo coaxial a curtas distâncias, como ocorre na maioria dos estúdios de produção digital. No entanto, é inviável para radiodifusão, pois necessitaria de canais com banda muito maior que 6 MHz.