Вопрос 1. Особенности съемки в формате HD. Технические возможности.

Телеви́дение высо́кой чёткости (HD или HDTV, сокр. от англ. high definition television; в России в официальных документах используется аббревиатура ТВЧ) — система телевидения, с разрешающей способностью по вертикали и горизонтали, увеличенной примерно вдвое по сравнению со стандартной. Действующий ГОСТ Р 53533—2009 определяет систему телевидения высокой чёткости как телевизионную систему, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного трём высотам наблюдаемого изображения. Таким образом, повышенная чёткость ТВЧ позволяет рассматривать изображение с более близкого расстояния, чем телевидение стандартной чёткости, или использовать экраны бо́льших размеров. При этом строчная структура изображения остаётся незаметной и обеспечивается ясность деталей, различимых в исходном сюжете для наблюдателя со средней остротой зрения.

Современное цифровое телевидение высокой чёткости основано на рекомендации ITU-R ВТ.709 Международного союза электросвязи и обеспечивает соотношение сторон экрана 16:9 с разрешением 1920×1080 пикселей. Такое телевизионное изображение, в зависимости от типа развертки (чересстрочная или прогрессивная), называется 1080i или 1080p. Кроме высокого качества изображения ТВЧ предусматривает передачу многоканального звука, чаще всего стандарта Dolby Digital. Российским национальным стандартом, определяющим основные параметры телевещания высокой четкости, является ГОСТ Р 53533-2009.

Корпоративные и национальные стандарты телевидения высокой четкости могут отличаться от российского. Так, некоторые американские и европейские телевизионные компании (ABC, Fox, ESPN, ARD, ZDF, VRT) практикуют рекомендованное Европейским вещательным союзом изображение 720p (разрешение 1280×720 с прогрессивной разверткой), которое в России считается телевидением повышенной четкости (ГОСТ Р 53536-2009).

Действующие системы телевидения высокой четкости также предполагают использование цифровых технологий передачи изображения и компрессии передаваемых данных, хотя истории известны аналоговые и гибридные системы HDTV.

Передача видеосигнала высокой четкости на дальние расстояния осуществляется, как правило, в сжатом цифровом виде. Сжатие видео на порядки снижает требования к ширине канала передачи (с 1,485 Гбит/с до 8—25 Мбит/с), при этом качество изображения остаётся приемлемым. Для кодирования видеосигнала высокой четкости наиболее часто используются форматы MPEG-2 и MPEG-4/AVC и стандарты цифрового телевещания (DVB-T, DVB-T2, ATSC, ISDB-T, DTMB-T). Для передачи контента годится практически любой цифровой канал (QoS) достаточной ширины (15—25 Мбит/с для MPEG-2 или 8—12 Мбит/с для MPEG-4 — в зависимости от степени сжатия) и гарантирующий приемлемый уровень задержки сигнала (1—10 с, в зависимости от размера буфера приемного устройства и требований к задержке сигнала).

Передача сигнала высокой четкости на короткие расстояния (от приёмника пользователя к дисплею) осуществляется в несжатом виде через цифровые интерфейсы (кабели) HDMI и DVI-D. Использование цифровых интерфейсов позволяет полностью избавиться от цифро-аналоговых преобразований на всём пути прохождения сигнала. Однако допускается подключение и по компонентным аналоговым интерфейсам (RGBHV и YPbPr). Телевидение высокой четкости предназначено в основном для просмотра на больших экранах, поддерживающих маркетинговый код Full HD.

Опытная эксплуатация HDTV началась в России в 2006 году. В частности, сообщалось, что такую трансляцию проводила компания «Искрателеком». 14 декабря 2006 года в Москве состоялся круглый стол «Телевидение высокой четкости (ТВЧ): проблемы и перспективы внедрения в Российской Федерации». Во время круглого стола осуществлялась трансляция HD-канала Euro1080 по кабельной сети «Комкор-ТВ» («АКАДО Телеком»). Также в декабре тестовое вещание HDTV начал спутниковый оператор «НТВ-Плюс».

27 апреля 2007 года «НТВ-Плюс» запустил в коммерческую эксплуатацию первый российский пакет HD-каналов собственного производства: «HD КИНО», «HD СПОРТ» и HD Life. 19 ноября 2007 года «НТВ-Плюс» за внедрение в России телевидения высокой четкости был признан лучшей телекомпанией года.

В 2009 году был утверждён ГОСТ Р 53533-2009, определяющий параметры цифровых систем телевидения высокой чёткости. Согласно ГОСТу, возможно воспроизведение широкоэкранного изображения с форматом кадра 16:9 и разрешением 1920×1080. Также предусмотрено отображение изображения с форматом кадра 15:9 и разрешением 1920×1152, с дополнительным полем (1920×72) для текстовой информации, или форматом кадра 4:3 и разрешением 1536×1152.

С февраля по июнь 2010 года из телецентра «Останкино» производилось вещание первого отечественного эфирного телеканала высокой чёткости «2Спорт2 HD» в Москве на 30 частотном цифровом канале во время Олимпиады в Ванкувере. C 2008 по 2012 год вещание пакета HD-каналов на европейской территории РФ со спутника Eurobird 9A производилось ныне не существующим оператором «Платформа HD».

В июне 2012 года в России насчитывалось около 250 тыс. абонентов HDTV. В июле 2012 года спутниковый оператор «Триколор ТВ» запустил в коммерческую эксплуатацию HD-мультиплекс более чем из 20 телеканалов высокой четкости. Низкая цена на пакет позволила оператору быстро набрать подписчиков, однако это вызвало недовольство со стороны конкурентов, обвинивших «Триколор ТВ» в демпинге.

Также в июле 2012 года услуги цифрового телевидения высокой четкости в 19 городах России начал предоставлять кабельный оператор «Дом ру».

В декабре 2012 года в сетях кабельных и спутниковых операторов началось вещание в формате HD двух федеральных телеканалов: «Первый канал HD» и «Россия HD» (при этом первый представлял собой точную дублирующую версию SD-канала, а второй — самостоятельную сетку из различных каналов ВГТРК).

По данным J’son & Partners Consulting, к концу 2013 году абонентская база операторов платных HDTV-каналов в России составила более 7,1 млн домохозяйств. По итогам первого полугодия 2014 года количество подписчиков HD-пакетов у операторов платного телевидения составило: «Триколор ТВ» — 39,6 %; «Ростелеком» — 27,6 %; «Билайн ТВ» — 11 %; МТС ТВ — 8,9 %; «Орион Экспресс» — 6,9 %. К концу 2018 года проникновение HDTV в России, по мнению J&PC, достигнет отметки 24,5 млн домохозяйств.

Термин «высокая чёткость» появился в 1930-е годы. Именно тогда в телевидении произошёл качественный скачок: стали применяться полностью электронные системы, позволившие отказаться от механического сканирования с разрешением 15—200 строк. Одновременно изменялось и само понятие высокой чёткости: британская система «А» с 405 строками разложения, запущенная BBC в 1936 году, считалась тогда телевидением высокой чёткости, по сравнению со 180-строчной системой, действовавшей в Германии. В СССР в 1950 году в наградных документах группы разработчиков термин «телевидение высокой чёткости» упоминался применительно к современной системе на 625 строк. Первые системы HDTV, предполагающие развертку в 1000 аналоговых строк, были предложены пионерами телевидения Джоном Бэрдом и Сергеем Новаковским в 1944 и 1946 годах. Проект Бэрда был отвергнут, а Новаковский в 1958 году стал одним из создателей опытной системы военно-штабной связи «Трансформатор» с разрешением 1125 строк.

В 1949 году во Франции началось вещание по системе «E», использующей разложение на 819 строк (из них 737 видимых) при соотношении сторон экрана 4:3. Горизонтальное разрешение превышало 600 твл (в цифровом эквиваленте примерно 1000 пикселей), что позволяет считать систему первым в мире стандартом чёрно-белого ТВЧ. Она использовалась в первой электронной технологии кинематографа «Электроновижн» (англ. Electronovision), когда изображение с телекамер, смонтированное на видеомагнитофонах Quadruplex переводилось на киноплёнку для показа в кинотеатрах. Однако вещание в этом стандарте было ограничено лишь несколькими французскими телеканалами, и с переходом на цветное телевещание во Франции в 1965 году был принят общеевропейский стандарт разложения 625/50. Система «Е», как и другие аналоговые системы ТВЧ, занимала слишком широкую полосу частот в эфире. Ширина полосы видеосигнала составляла 10,5 МГц, а одного канала в целом — 14 МГц, при том, что один канал в системах стандартной чёткости занимает 6—8 МГц. Попытки создать телевидение высокой чёткости возобновились в 1970-х годах, когда стандартное телевидение по качеству изображения и размерам экрана приблизилось к своему потолку. Основа для будущих стандартов ТВЧ была заложена в марте 1972 года во время очередного заседания 11-й исследовательской комиссии МККР, на котором также была утверждена первая международная программа по разработке методов цифровой компрессии ТВ-сигнала. Стоит отметить, что системы телевидения высокой чёткости с самого начала разрабатывались не только для передачи высококачественного изображения на расстояние, но и для нужд кинематографа, промышленной и научной видеосъёмки, как стандарт для возможных электронных носителей киноизображения^.

Непосредственной разработкой телевидения высокой четкости и устройств для него начала заниматься с 1964 года японская государственная телекомпания NHK, в проекте также принимали участие Sony, Toshiba и NEC. Были созданы телевизоры, передающие камеры и другое оборудование, поддерживающее новый формат. В июне 1978 года компания продемонстрировала первую в мире рабочую систему ТВЧ: 1125 строк при чересстрочной развертке и соотношении сторон экрана 5:3. Регулярное HD-вещание NHK начала с 1985 года, а в 1989 году после запуска спутника «Juri BC-3» аналоговый HD-сигнал через MUSE стал доступен на всей территории Японии в диапазоне 11,7—12,5 ГГц. К 1990 году в японских домах стояло около 150 тысяч телевизоров, поддерживающих стандарт высокой четкости NHK^.

В Европе в противовес японскому HD-формату в рамках программы EUREKA был предложен созданный на основе спутниковой системы MAC стандарт HD-MAC или «Эврика-95», использующий чересстрочную развертку на 1250 строк при полукадровой частоте 50 Гц. В разработке приняли участие Philips, Thomson, Nokia, Grundig и ряд научно-исследовательских и учебных институтов. Проект обошелся в 350 миллионов долларов. Первые опытные передачи в HD-MAC состоялись через спутник TDE-2 в 1988 году во время чемпионата Европы по футболу, ещё через два года транслировался чемпионат мира 1990 года в Италии.

Итогом противоборства японской и европейской систем стало принятие двухсистемного стандарта на 1125 строк (из которых 1080 активных), пригодного как для стран, использующих полевую частоту 60 Гц, так и для стран, поддерживающих 50-герцевую развертку.

В СССР в 1980-е годы были созданы два детально проработанных стандарта телевидения высокой четкости, имевших разрешение 1525 и 1250 строк (в режиме чересстрочной развёртки). В эпоху перестройки исследовательские работы в этой области велись совместно с европейскими телекомпаниями. В 1992 году инженеры МНИТИ при участии Thomson принимали на специальном стенде экспериментальный сигнал высокой четкости с Олимпийских игр в Барселоне. Это была самая удаленная телетрансляция такого типа в Европе. В дальнейшем в связи с неустойчивой экономической ситуацией 1990-х годов отечественные разработки в области ТВЧ были свернуты.

Активная разработка HD-вещания в США началась в 1981 году, после демонстрации в Вашингтоне японской системы NHK. На презентации присутствовал Рональд Рейган, объявивший создание телевидения высокой четкости национальным приоритетом. Разработкой ТВЧ в Америке занимался альянс нескольких корпораций: AT&T Bell Labs, General Instrument, Philips, Sarnoff, Thomson, Zenith, а также Массачусетский технологический институт. В 1987 году был объявлен конкурс на лучший проект системы телевидения высокого разрешения для утверждения в качестве национального стандарта. Однако в ходе конкурса комиссия отказалась от аналоговых и гибридных систем и признала цифровой стандарт ATSC.

Цифровое телевидение высокой четкости стало возможным благодаря появлению в первой половине 1990-х годов первых цифровых стандартов, учитывавших возможность цифрового вещания как в стандартном разрешении, так и в формате высокой четкости. В августе 1993 года был окончательно сформирован первый стандарт сжатия цифрового видео — MPEG-1 (в дальнейшем от него отказались из-за многочисленных недостатков в пользу MPEG-2 и MPEG-4). Первой публичной HD-трансляцией в цифровом формате считается телетрансляция, состоявшаяся 23 июля 1996 года со станции телекомпании WRAL-ТV в городе Роли (Северная Каролина). Через восемь дней, 31 июля 1996 года, началось HD-вещание со станции в Вашингтоне, принадлежащей NBC. Официальная дата начала вещания в стандарте ATSC — 29 октября 1998 года, когда в формате высокой четкости в прямом эфире был показан старт космического корабля «Дискавери». C 2002 года регулярное HD-вещание на территории США начали спутниковые операторы Dish Network и DirecTV, с 2003 года — кабельные.

1 июня 1999 года 11-я исследовательская комиссия Международного союза электросвязи приняла рекомендацию ITU-R ВТ.709, окончательно зафиксировавшую цифровой стандарт телевидения высокой четкости. В Японии современное цифровое HD-вещание в стандарте ISDB-T началось 1 декабря 2003 года в Токио, Осаке и Нагое. К октябрю 2007 года в Японии было продано 27 млн цифровых HD-приемников. Первой публичной HD-трансляцией в Европе считается запуск 1 января 2004 года HD-телеканала Euro1080. Первой программой стал традиционный новогодний концерт Венского филармонического оркестра. Первая российская HD-трансляция состоялась 27 апреля 2007 года.

Телевидение высокой четкости — один из наиболее востребованных продуктов на рынке современного телевещания. Все пять национальных телесетей США (ABC, NBC, CBS, Fox и The CW) сейчас вещают в HD-формате. Из 285 телеканалов, предоставляемых крупнейшим американским спутниковым оператором DirecTV, 195 являются телеканалами со стопроцентным HD-контентом. 11 августа 2014 года президент России В. В. Путин подписал указ о необходимости обеспечения технической возможности перевода телеканалов цифрового эфирного телевидения на HD-вещание к 2021 году.