Введение

Видеорежим 1080p (1920 × 1080 прогрессивно отображаемых пикселей; также известен как Full HD или FHD, и BT.709) — это набор видеорежимов высокой четкости HDTV, характеризующийся отображением 1920 пикселей по горизонтали и 1080 пикселей по вертикали. Буква «p» обозначает прогрессивную развертку, то есть нечередующуюся. Этот термин обычно подразумевает широкоэкранное соотношение сторон 16:9, что соответствует разрешению 2,1 мегапикселя. Часто используется маркетинговое название Full HD или FHD для отличия 1080p от экранов с разрешением 720p. Хотя 1080p иногда называют разрешением 2K (обозначающим приблизительно 2000 пикселей по горизонтали), некоторые источники проводят различие между 1080p и истинным разрешением 2K. Видеосигналы 1080p поддерживаются стандартами ATSC в США и стандартами DVB в Европе. Стандарт 1080p применяется в телевизионном вещании, Blu-ray дисках, смартфонах, интернет-контенте, таком как видео на YouTube и фильмы и сериалы Netflix, телевизорах и проекторах, компьютерных мониторах и игровых консолях. Компактные видеокамеры, смартфоны и цифровые камеры способны записывать как неподвижные, так и движущиеся изображения в разрешении 1080p.

Стандарты вещания

Любое экранное устройство, рекламирующее 1080p, как правило, подразумевает возможность приема сигналов 1080p в родном разрешении, то есть наличие истинных 1920 пикселей в ширину и 1080 пикселей в высоту, при этом дисплей не подвергается избыточному, недостаточному сканированию или преобразованию сигнала в более низкое разрешение. Программа логотипа HD ready 1080p от DigitalEurope требует, чтобы сертифицированные телевизоры поддерживали форматы 1080p 24 кадра/с, 1080p 25 кадров/с, 1080p 50 кадров/с и 1080p 60 кадров/с, среди прочих требований, где кадр/с означает кадры в секунду. Для приложений прямой трансляции в настоящее время оценивается формат прогрессивного сканирования высокой четкости с частотой 50 или 60 кадров в секунду при разрешении 1080p как будущий стандарт для захвата движущегося изображения. Хотя для киносъемки используется 24 кадра в секунду. EBU поддерживает 1080p50 как перспективный формат производства, поскольку он улучшает разрешение и не требует деинтерляции, позволяет транслировать стандартные сигналы 1080i50 и 720p50 наряду с 1080p50 даже в существующей инфраструктуре и совместим с форматами распространения DCI. Производство в формате 1080p50/p60 требует совершенно нового набора студийного оборудования, включая камеры, системы хранения и редактирования, а также каналы передачи (например, Dual link HD SDI и 3G SDI), поскольку оно удваивает скорость передачи данных по сравнению с текущими 50 или 60 полями с разверткой 1920 × 1080 с 1,485 Гбит/с до номинальных 3 Гбит/с при использовании несжатого RGB-кодирования. Большинство текущих редакций SMPTE 372M, SMPTE 424M и EBU Tech 3299 требуют цветового пространства YCbCr и субдискретизации цветности 4:2:2 для передачи сигналов 1080p50 (номинально 2,08 Гбит/с) и 1080p60. Исследования 2009 года показывают, что для цифрового вещания, сжатого с использованием H.264/AVC, экономия полосы пропускания при использовании переплетенного видео по сравнению с полностью прогрессивным видео минимальна, даже при удвоении частоты кадров; то есть сигнал 1080p50 (50 прогрессивных кадров в секунду) фактически обеспечивает ту же скорость передачи, что и сигнал 1080i50 (25 переплетенных кадров или 50 полукадров в секунду).

ATSC

В Соединенных Штатах оригинальные стандарты ATSC для HDTV поддерживали видео в разрешении 1080p, но только при частоте кадров 23,976, 24, 25, 29,97 и 30 кадров в секунду (обычно называемых 1080p24, 1080p25 и 1080p30). В июле 2008 года стандарты ATSC были дополнены поддержкой сжатия H.264/MPEG 4 AVC и 1080p при 50, 59,94 и 60 кадрах в секунду (1080p50 и 1080p60). Для таких частот кадров требуется H.264/AVC High Profile Level 4.2, в то время как для стандартных частот кадров HDTV достаточно Level 4.0. Не ожидается, что это обновление приведет к широкому распространению контента 1080p60, поскольку большинство используемых цифровых приемников смогут декодировать только более старый и менее эффективный кодек MPEG 2, а также из-за ограниченной пропускной способности для дополнительных каналов.

DVB

В Европе сигналы 1080p25 поддерживаются набором стандартов вещания DVB. Формат 1080p50 рассматривается как перспективный производственный формат и, в конечном итоге, как будущий формат вещания. В сентябре 2009 года ETSI и EBU, организации, поддерживающие стандарты DVB, добавили поддержку сигналов 1080p50, кодированных с использованием MPEG 4 AVC High Profile Level 4.2 с расширениями Scalable Video Coding или сжатия VC 1 Advanced Profile; DVB также поддерживает 1080p, кодированный с частотой кадров ATSC 23.976, 24, 29.97, 30, 59.94 и 60. EBU требует, чтобы устаревшие декодеры MPEG 4 AVC не выходили из строя при наличии пакетов SVC или 1080p50 (и более высокого разрешения). Это будет включать в себя функции UHD Phase A, такие как видео с высоким динамическим диапазоном (с использованием PQ и HLG) с 10- и 12-битной глубиной цвета и цветовой гаммой BT.2020, а также дополнительные частоты кадров HFR 100, 120/1.001 и 120 Гц; усовершенствованный видеопоток 1080p может быть закодирован вместе с базовым HDTV или UHDTV сигналом с использованием масштабируемого HEVC. Стандарт ITU-T BT.2100, включающий видео Advanced 1080p, был опубликован в июле 2016 года.

Резолюции

На практике 1080p обычно относится к растру 1920 × 1080 с соотношением сторон изображения 16:9. Ниже приведен список других разрешений с высотой изображения в 1080 линий, которые иногда также называют 1080p. Стандарт Разрешение Соотношение сторон изображения Full HD 1920 × 1080 16:9 Full HD+ 2160 × 1080 18:9 DCI 2K 2048 × 1080 1.90:1 (256:135, ≈17:9) Ультраширокий 2560 × 1080 ≈ 21:9 Вертикальный 1080 × 1920 9:16 YouTube 1080p 608 x 1080 9:16

Трансляции

В Соединенных Штатах вещание 1080p по эфиру в настоящее время доступно на отдельных станциях в некоторых городах США через мультиплексные станции ATSC 3.0, в то время как ATSC 3.0 разворачивается по всей территории США. Большинство станций, транслирующих в 1080p, – это станции и филиалы CBS и NBC. Все остальные станции не транслируют в 1080p и обычно вещают в 720p60 (включая при одновременном вещании в ATSC 3.0) или 1080i60 (вне ATSC 3.0) с кодировкой MPEG 2. Существуют также технические ограничения мультиплексных станций ATSC 3.0, препятствующие вещанию в разрешении 1080p. Переход на ATSC 3.0 является добровольным для телеканалов, и пока нет информации о том, когда какая-либо из крупных сетей рассмотрит возможность вещания в 1080p в национальном масштабе в обозримом будущем, хотя они обязаны транслировать сигналы ATSC не менее пяти лет после этого. Однако спутниковые сервисы (например, DirecTV, XstreamHD и Dish Network) используют формат 1080p/24 30 с кодировкой MPEG 4 AVC/H.264 для фильмов по запросу, которые предварительно загружаются через спутник или по запросу через широкополосное соединение. В настоящее время ни один платный канал, такой как USA, HDNET и т. д., ни один премиальный киноканал, такой как HBO и т. д., не транслируют свои услуги в прямом эфире своим дистрибьюторам (MVPD) в этом формате, поскольку многие MVPD, особенно DBS и кабельные, не имеют достаточной пропускной способности для обеспечения потокового вещания в прямом эфире своим подписчикам без негативного влияния на текущие услуги. Для материала, поступающего с прогрессивно сканированного источника 24 кадра/с (например, с пленки), MPEG 2 позволяет кодировать видео как 1080p24, независимо от конечного выходного формата. Эти прогрессивно кодируемые кадры снабжаются метаданными (фактически, полями заголовка PICTURE), инструктирующими декодер, как выполнить преобразование 3:2 pulldown для их разверстки. Хотя формальный результат декодирования MPEG 2 с таких станций – 1080i60, фактический контент кодируется как 1080p24 и может быть просмотрен как таковой (с использованием процесса, известного как обратное телесинхронизация), поскольку никакая информация не теряется даже при выполнении преобразования 3:2 pulldown вещателем. В июне 2016 года немецкие телеканалы начали вещание видео высокой четкости 1080p50 по восьми каналам через протокол DVB T2 с кодировкой HEVC. К марту 2017 года будет доступно в общей сложности 40 каналов.

Диск Blu-ray

Диски Blu-ray способны хранить контент в формате 1080p HD, и большинство фильмов, выпущенных на Blu-ray, обеспечивают полноформатное изображение в 1080p HD при подключении проигрывателя к HDTV 1080p через кабель HDMI. Видеоспецификация Blu-ray Disc допускает кодирование в форматах 1080p23.976, 1080p24, 1080i50 и 1080i59.94. Обычно скорость передачи данных для этого типа видео составляет от 30 до 40 мегабит в секунду, по сравнению с 3,5 мегабит в секунду для стандартного вещания.

Смартфоны

Смартфоны с 1080p Full HD дисплеями появились на рынке в 2012 году. К концу 2014 года это стало стандартом для смартфонов среднего и высокого ценового сегмента, а многие флагманские модели 2014 года использовали еще более высокие разрешения, такие как Quad HD (1440p) или Ultra HD (2160p).

Интернет-контент

Несколько веб-сайтов, включая YouTube, позволяют загружать видео в формате 1080p. YouTube транслирует контент в разрешении 1080p со скоростью примерно 4 мегабита в секунду, в то время как Blu-ray использует скорость от 30 до 40 мегабит в секунду. Сервисы цифрового распространения, такие как Hulu и HBO Max, также предоставляют контент в разрешении 1080p, например фильмы, доступные на Blu-ray Disc или получаемые из эфирных источников. Это может включать в себя и распространение через файлообменные сети, а также публичные и частные трекеры. Netflix предлагает высококачественный контент в разрешении 1080p в США и других странах через определенных интернет-провайдеров с 2013 года.

Телевизоры и проекторы для потребителя

По состоянию на 2012 год большинство продаваемых потребительских телевизоров обеспечивают вход 1080p, преимущественно через HDMI, и поддерживают полное разрешение высокой четкости. Разрешение 1080p доступно во всех типах телевизоров, включая плазменные, ЖК-дисплеи, DLP с передней и задней проекцией, а также ЖК-проекционные телевизоры. Для отображения сигналов 1080i60, основанных на материале, снятом на пленку, в некоторых новых 1080p-дисплеях начинает применяться схема, называемая обратным 3:2 pulldown (обратное телекино), которая позволяет получить изображение в истинном качестве 1080p из программ 1080i60, снятых на пленку. Аналогично, контент с частотой 25 кадров в секунду, транслируемый в формате 1080i50, может быть деинтерлейсирован до 1080p без потери качества или разрешения. Производители AV-оборудования приняли термин Full HD для обозначения способности телевизора отображать все доступные HD-разрешения вплоть до 1080p. Однако этот термин может вводить в заблуждение, поскольку он не гарантирует, что телевизор способен воспроизводить цифровое видео со всеми частотами кадров, закодированными в исходных файлах с разрешением 1920 x 1080 пикселей. В частности, телевизор с маркировкой "Full HD" не обязательно поддерживает формат 1080p24, что может вызывать путаницу у потребителей. DigitalEurope (ранее EICTA) поддерживает программу сертификации HD Ready 1080p, которая требует от сертифицированных телевизоров поддержки форматов 1080p24, 1080p50 и 1080p60 без пере- и недосканирования, а также искажения изображения.

Компьютерные мониторы

Большинство широкоэкранных мониторов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) могут изначально отображать контент в формате 1080p. Например, широкоэкранные мониторы WUXGA поддерживают разрешение 1920 × 1200, что позволяет отображать изображение в формате 1080p (1920 × 1080) пиксель в пиксель. Кроме того, многие 23-, 24- и широкоэкранные ЖК-мониторы используют 1920 × 1200 в качестве собственного разрешения; 30-дюймовые дисплеи могут отображать разрешение выше 1080p, вплоть до 2560 × 1600 (1600p). Многие 27-дюймовые мониторы имеют собственное разрешение 2560 × 1440 и, следовательно, работают в формате 1440p.

Ноутбуки

В 2011 году Sony выпустила свой первый ноутбук Vaio с разрешением 1080p, модель VPCCB17FG, а поскольку в 2017 году Asus также представила свой первый 4K ноутбук GL502, ранее выпускавшийся под брендом Republic of Gamers, разрешение 1080p стало сегодня минимальным стандартом для ноутбуков.

Консоли для видеоигр

В то время как оригинальный Xbox от Microsoft, выпущенный в 2001 году в рамках шестого поколения видеоигровых консолей, мог поддерживать выход 1080i лишь в ограниченных случаях, поддержка 1080p началась с выпуска седьмого поколения домашних видеоигровых консолей в 2005 году. И Xbox 360, и PlayStation 3 были способны выводить изображение в 1080p, в то время как Wii не поддерживала это разрешение. Все домашние видеоигровые консоли восьмого поколения, которое началось в 2012 году с выпуска Wii U, поддерживали выход 1080p. Аппаратные ревизии и новые модели, представленные Sony и Microsoft для своих консолей PlayStation 4 и Xbox One, добавили возможность вывода изображения в 4K UHD – разрешение значительно выше 1080p. Более того, это улучшение вычислительной мощности в середине жизненного цикла консолей также означало значительный скачок в способности игровых консолей рендерить игровой контент в разрешении 1080p или выше, без использования масштабирования. Nintendo Switch, при подключении к док-станции, способна выводить изображение в 1080p.

Камеры

Многие камеры – профессиональные и любительские, экшн-камеры и видеокамеры, включая зеркальные фотоаппараты и другие устройства со встроенными камерами, такие как ноутбуки, смартфоны и планшетные компьютеры, – могут записывать видео в разрешении 1080p24, 1080p25, 1080p30 или 1080p60, часто кодируя его в прогрессивном сегментированном формате кадров.