Ultra High Definition Video, UHDV, Ultra High Definition Television, Super Hi-Vision, UHDTV ve UHD isimleriyle de anılan henüz deneme aşamasında bu video formatının temel özellikleri şöyle;
Görüntü çözünürlüğü 7,680 × 4,320 piksel (16:9) diğer bir deyişle "4320p"
33 megapiksel/çerçeve, 60 çerçeve/saniye
Ses: 22.2 kanal olup,
- 9 kulak üstü seviye,
- 10 kulak seviyesi,
- 3 kulak altı seviye,
- 2 bas ses efektleri,
olmak üzere toplam 24 farklı ses kanalına sahip.
Bantgenişliği: 21 GHz frekans bandında, 600 MHz, 500~6600 Mbit/sn
Diğer video formatlarıyla karşılaştıracak olursak 7,680 × 4,320 piksel bir resim çerçevesi halen mevcut HDTV yayınlara göre yukardan aşağı 4, ve soldan sağa 4 olmak üzere tam 16 kat daha büyük piksel çözünürlüğü anlamına gelir. (Standart HDTV görüntü çözünürlüğü 1920 × 1080 pikseldir).
UHDTV KamerasıUyduTV endüstrisi için bir tür kutsal kase gözüyle bakılan bu teknoloji Japonya’nın dev kamu yayıncısı NHK (Nippon Hoso Kyokai) araştırmacıları tarafından sıfırdan tasarlanarak geliştirilmiş. UHDTV fikri ortaya çıktıktan sonra ilk olarak 2003 eylülünde 16 tane HDTV kayıt cihazı kullanarak 18-dakikalık bir test görüntüsü çekmişler. Kullanılan kameranın kendisi herbiri 3840 × 2048 çözünürlüğe sahip 4 tane 64mm CCD'den oluşuyor. CCD'lerin ikisi yeşil birer tanesi de kırmızı ve mavi renkler için kullanılıyor. Daha sonra "Spatial Pixel Offset" denilen bir metod ile görüntü birleştirilip çözünürlük 7680 × 4320 mertebesine getiriliyor. .
Bu şekilde elde edilen görüntülerle sistem ilk olarak Japonya'daki Expo 2005 fuarında ve daha sonra Las Vegas'daki NAB 2006 ve NAB 2007 konferanslarında ve Amsterdam'daki IBC 2006'da tanıtılmış. .
2005 Kasım'ında NHK ilk defa Super Hi-Vision (UHDV) formatında bir yayının canlı olarak 260 km uzaklıktaki bir yere fiberoptik hat üzerinden aktarma denemesini gerçekleştirdi. Aktarımda "dense wavelength division multiplex" (DWDM= Yoğun dalgaboyu bölmeli çoklama) tekniği ile toplam 16 farklı dalgaboyu sinyali kullanılarak, saniyede 24 Gigabit'lik bir aktarım hızına ulaşıldı.
2006 yılının son gününde ise NHK Tokyo kentinden internet protokolü üzerinden Osaka kentindeki 11.4m(450 inç'lik) bir TV ekranına yıllık "Köhaku Uta Gassen" programını canlı olarak aktarmayı başardı. Aktarımda NHK tarafından geliştirilen özel bir Codec yazılımı kullanılarak görüntü saniyede 24 Gbit'den 180–600 Mbit'e, ses ise saniyede 28 Mbit'den 7–28 Mbit'e kadar sıkıştırılmıştı.
NHK'nın kapısında 1960’lı yıllardan bir bilim kurgu dizisi kahramanı Ultraman’ın bir heykeli bulunan ve “Ultraman Park” adı verilen kocaman bir araştırma geliştirme tesisi bulunuyor. Gerçekten de TV dizisi vaktiyle buralarda çekilmiş. Ama şimdi NHK’nın burada kurduğu araştırma geliştirme laboratuarı da gerçekten yüksek derecede uzmanlaşmış (78 tanesi doktora derecesine sahip) 240 araştırmacısı ile uzay merkezi gibi. Burada herkes geleceğin Televizyonunu tasarlamakla uğraşıyor. Yukarıda anlatılan tüm çalışmalar da bu ekiplerin eseri.
UHDTV'nin avantajları4320p 'nin önemli bir avantajı halen kullanılmakta olan 480i, 480p, 720p, 1080i, 1080p, ve 2160p görüntü formatlarının hepsiyle tam doğru olarak ölçeklendirilebilmesi.(Çünkü 4320 piksel görüntü yüksekliği mevcut tüm NTSC ve ATSC TV çözünürlüklerinin ortak çarpanı oluyor). Bu nedenle yeni format hem eski formatlarla tam uyum içinde, hem de çok daha ayrıntılı görüntü tanımıyla çok daha tatminkar bir izleme deneyimi yaşatacak. (Görüntülerin ayrıntısı bugünkü standart digital televizyon görüntülerinden 64, HDTV görüntülerinden tam 16 kat daha fazla).
Japon devlet televizyonu NHK Ultra-HD adını verdiği “7680 x 4320 piksel” çözünürlüğe sahip bu görkemli sistemle deneme yayınlarına 2011-2012 yıllarında başlamayı planlamış. NHK’nın bilim ve teknik araştırma laboratuarları genel müdürü Dr.. Kenkichi Tanioka’nın açıklamasına göre bu yayınların başlangıç tarihi de Japonyadaki analog karasal yayınların tamamen kapatılacağı 24 temmuz 2011 olarak belirlenmiş. Ve bu tarihte artık boşa çıkacak olan bazı frekansların bir sonraki nesil HDTV yayınları olacak olan bu sisteme tahsis edilmesi şimdiden planlanmış. Ancak açıklamasına göre geliştirme ve deneysel test yayınları 2016 yılına kadar sürdürülecek, ve esas yayınlara ondan sonra geçilecek. Söylediğine göre bu konudaki esas problem bantgenişliği konusudur. Ancak, NHK şirketi BBC (British Broadcasting Corporation), NAB (National Association of Broadcasters), RAI (Radiotelevisione Italiana) ve EBU (European Broadcasting Union) ile bir anlaşma imzalamış. Halen yürürlükte olan bu anlaşmaya göre adıgeçen kuruluşlar bu teknolojinin evrimleştirilmesi konusunda ortak yaklaşım ve dayanışma içinde davranacaklar.
Dr. Kenkichi Tanioka ""Ultra-HD'nin geleceği konusunda şimdiden tahminler yürütmek özellikle güç, ancak bizim işimiz imkansızı mümkün hale getirmek"" şeklinde konuşuyor. NHK’nın felsefesinin “Yenilik yaratma görevi" olduğunu söylüyor ve ""eğer teknoloji ve ekiplerimizin gayretleri Laboratuarda kalırsa hiçbir işe yaramaz tabii" diye ekliyor. "İstediğimiz izleyicinin sonuçta hoşlanabileceği uygulamalar"
Gerçekten de NHK'nın öncü çalışmalarının halkın istek ve ihtiyaçlarını temsil ettğini gösteren çok sayıda proje mevcut. Örneğin yine kendi geliştirdikleri halen herhangi bir deprem ya da tsunami durumunda halka tüm radyolar, cep telefonları, televizyonlar, ve hatta çalar saatler üzerinden erken uyarı sinyalleri göndermekte hemen anında harekete geçirilerek kullanılabilecek bir "Flaş Haber" sistemi var. Akıllıca düşünülmüş "TV'den Cep'e tek segment" gibi 0.3inç'lik gelişmiş piksel özellikli yüksek çözünürlüklü plazma ekran var. Böyle 60 kadar son derece etkin proje mevcut. Ancak bunların içinde en muazzam olanının yine de Ultra HDTV üzerine yaptıkları çalışmalar olduğunu söylemek pek yanlış olmayacaktır. Geçmişte ABD, Avrupa ve Japonya'daki yayıncılar birbiriyle hep farklı yayın aktarım sistemleri ile rekabet içinde mücadele ettiler. (ABD'nin Grand Alliance’, EBU’nun DVB (Digital Video Broadcast) ve Japonya'nın analog Muse, sistemleri ve keza daha sonra çıkardıkları Hi-Vision dijital sistemi hep birbirinden farklıdır. )
Bu sefer ilk defa bütün taraflar yeni nesil HDTV araştırmaları konusunda maliyetli ve birbiriyle çakışan çalışmalardan kaçınma gayreti içindeler.
Bu teknolojiyle ilgili son zamanda yapılan çalışmalardaki ilerlemeler gerçekten göz kamaştırıcı. Ayni dönem içinde IBC'de (International Broadcasting Convention) ve NAB'da sergilenen çalışmalar sıkıştırma oranlarının BBC’nin codec'i ingiliz fizikçi physicist Paul Dirac'ın adından gelme DIRAC sisteminin de yardımıyla adım adım geliştirildiğini göstermektedir. Şu anda ortaya çıkmış olan 33 milyon piksellik kamera lensi yüksek hızlı genişbant işlemci elektroniğiyle birlikte hazır ve faal durumda.
Şimdi boyut küçültme ve daha yüksek entegrasyon üzeinde çalışmaktalar. Gerçek yayına geçildiğinde karşılaşılacak güçlükleri önemli ölçüde azaltabilecek aktarım devrelerinin prototipleri şimdiden hazır. Hem BBC hem de NHK sıkıştırma algoritmaları üzerinde sürekli ilerleme kaydediyorlar. Şimdiden bit hızlarını 28 Gb/sn'den saniyede 120Mb'lere düşürebilmişler.
Şimdi sıra artık bu sinyalleri uyduya çıkartabilmeye gelmiş durumda. NHK bu konuda “Kizuna”(rüzgar) isimli yeni bir uydu nesli düşünüyor. Transponderleri 21Ghz Ka-bandında olacak. Japonya'nın çok yoğun yağmur alan bazı bölgelerinde yağmur sırasında uydu yayını almak çok güç olmaktadır. Gerçekten zeki bir düşünce de yeni uydularda en güçlü hüzmelerini japonya'nın en yoğun yağmur alan bölgelerine yoğunlaştıracak olan "faz dizilimli anten"(phased array antenna) teknolojisini kullanmak.
NHK'da 16APSK ve 32APSK (Amplitude & Phase-Shift Keying) aktarım düzenleri üzerine deneysel çalışmalar yapılıyor. (geçen sayımızda bu yeni DVB-S2 konstelasyonlarından bahsetmiştik). Bu kadar yoğun bilgi aktarımını gereken hızda gerçekleştirebilmek, yani aktarım kapasitesini arttırabilmek için NHK'nın üzerinde çalıştığı bir konu da "ultra multi-level OFDM" (1024QAM) denilen bir teknoloji.
NHK'nın İlkleri
1 Şubat 1953 İlk TV sinyallerinin yayınlanması
1959 İmparatorun evliliği TV satışlarını arttırıyor
1960 İlk renkli TV yayını 1964 Tokyo Olimpiyatları
1982 İlk ‘Muse’ sistemli analog HDTV yayını
1989 Muntazam uydu yayınlarına başlanması
1994 Dijital HDTV yayınların başlaması
2000 Dijital karasal yayınlara başlanması
2008 İlk Ultra HDTV yayın sinyalleri gönderilmesi
2011 Japonyada analog yayınların bitirilme tarihi
Tüm bu çalışmaların bugünden yarına değilse de görünen bir vade içinde sonuç vermesine kesin gözüyle bakılabilir. Eylül 2008'de Londra'da canlı test yayınları gerçekleştirildi. Geçen yıl IBC'yi ziyaret edenler bu emeğin meyvalarını görebildiler. Gerek Ultra-HD görüntüler, gerekse 22.2 kanallı ses düzeni gerçekten çarpıcı. Birkaç yıl önce bu 22.2 kanal ses düzeninin tesisatçılığı kalp krizi geçirtebilirdi. NHK’nın mühendisleri bu iş için hoparlör kuleleri düşünmüşler. Kulede alt orta ve üst ses katmanları hepsi bir arada bulunuyor. Ultra HDTV uydu görüntülerinin Amsterdam'a taşınması işini iki transponderiyle Eutelsat gerçekleştirmiş. Sinyal besleme kabloları Cable & Wireless'den. NHK tarafından Japonya'da çekilen içerik de Londra merkezden sağlanan canlı kamera görüntüleri ile bağlantılandırılmış. Sonuç itibariyle sistemin IBC'deki sunumu muhteşem olmuş. Yukarıda bahsettiğimiz gibi BBC şimdiden kendi geliştirilmiş sıkıştırma sistemi DIRAC ile bu projede yakın bir çalışma içinde.
BBC'nin Kingswood Warren 'daki araştırma baş mühendisi Dr.. John Zubrzycki DIRAC 'ın bir yazılım olarak gelişmesindeki ilerlemeden çok memnun olduklarını ancak kısa bir süre sonra bunu silikona dökmek (çip haline getirmek) gerekeceğini söyledi. DIRAC sayesinde şimdi görüntü neredeyse 200 kat sıkıştırılabilmektedir. Kuşkusuz ki saniyede 24Gb boyutundaki şişman UHDTV sinyallerini nispeten başedilebilir bir hız olan saniyede 120Mb boyutuna indirmek bu projenin en hayati kısımlarından birisi. BBC'nin Tokyo'da bulunan Araştırma Geliştirme bölümü teknik danışmanı Peter Wilson da BBC DIRAC ekibinin önünde izleyebilecek birçok yol bulunduğunu, ancak teknolojilerin SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) içinde de bir kısım standartlaştırmalara gidildiğini açıkladı. Başlangıçta amacın yayıncılıktaki, aktarım ve postprodüksiyon ortamlarında yüksek sadakatli görüntülerin taşınabildiği ve, kaydedilebildiği profesyonel uygulamalara odaklanmak olduğunu, donanım konusunda piyasada ürünleri bulunan New Media Technologies isimli bir çözüm ortakları da bulunduğunu söyledi. Ancak öte yandan DIRAC'ın "streaming" dahil çeşitli veri aktarımları için de kullanılışını görmek istiyoruz" şeklinde konuştu. "Burada aktarımda kullanılan bantgenişliği tasarrufuna ağırlık verilmektedir, ama eğer herikisini birden sağlayabilir isek, yani hem bant genişliği tasarrufu, hem de yüksek kalite sonuçlarını elde edebilirsek işte o zaman teknolojimiz çok cazip hale gelecek" dedi. Bir de en sonunda bu elde edilen görüntüyü gösterecek olan ekran konusu var. NHK’nın "Açık Labotaruvar"ını ziyaret edenler en son teknoloji 8K yüksek kontrast projektör ile görüntünün 33 megapiksel panele aktarılışını görebilirler. Mühendisler bu panelin bu güne kadar bir projektörün aktarabildiği en beyaz beyaza, en siyah siyaha, ve geniş bir dinamik saha içindeki tüm ara tonlara sahip olduğunu iddia ediyorlar. NHK'da Ultra-HD'nin son kullanım şekillerinden birinin projeksiyon olacağı düşünülüyor.
Örneğin oturma odasının bir duvarını kaplayan görüntüler olması, ana görüntünün yanısıra bir çocuk köşesi, ve öbür tarafta verilerin aktarıldığı bir başka köşe olabileceği öngörülüyor. Ayrıca panel ekranların da gerekli olacağı kabul ediliyor. Halen piyasada 2K ekran modelleri mevcut. Ancak PDP(plazma) veya LCD
olarak 4K (7680 x 4320 pixels) super-ince çözünürlük düzeyine ulaşılabilmesi için katedilmesi gereken epey yol var. Bu konudaki en büyük beklenti bir yandan 0.3mm piksel aralığını elde ederken öte yandan güç sarfyatının düşürülmesi. NHK böyle bir ekran prototipini gösterdi. İddia edildiğine göre bu ekran ayni
boyuttaki ekranlara göre %30 enerji tasarrufu yapmaktadır. Halen parlaklık seviyesi günışığı altında izlenebilmeye uygun 100 inch(254cm) bir model üzerinde çalışıyorlar. Herşeye rağmen Ultra-HD yayınların avrupada önümüzdeki 20 yıl içinde 7/24 yayın yapmaya başlayacakları temkinle yaklaşılması gereken bir beklenti. Öte yandan bu konuda sadece geçtiğimiz yılda katedilen mesafe bile oldukça çarpıcı. Çoğu uzmana göre tüketim elektroniği endüstrisi önümüzdeki büyük yeniliğini 10 yıldan kısa bir süre içinde ortaya koyacak. Dr. Tanioka’nın “yenilik yaratma görevi” şimdilik iyi çalışır görünüyor. Kendisinin söylediğine göre de belirli bir yeni uygulamanın ne zaman yürürlüğe girebileceğini önceden tahmin etmek güç. Kuşkusuz UHDTV için de bu tahminin oldukça güç olduğu söylenebilir. Ama onlar ""biz zaten imkansızı mümkün yapıyoruz"" diyorlar.
Kimbilir...belki, 20 yıl tahmini öngörüsü çok daha çabuk da gerçekleşebilir..
Yeni Nesil Ekranlar Şu sıralar görüntüleri izlediğimiz ekranları daha etkili hale getirmek üzere hummalı çalışmalar yürütülüyor. 1080p 120 Hz (ve hatta 240 Hz) modeller yapıldı, hatta nefes kesici 8K cihazlar. Kore'nin Samsung firması 4k x 2k çözünürlüğe sahip devasa 82inç (2083mm) ekran prototipini tanıtırken dünyanın ticari piyasa için üretilen en büyük LCD TV ekranı olduğunu açıklamıştı. Aslında bu cihaz 3840 x 2160 piksel boyutlarında, ve bu da şu an biraz problem. Bu devasa ekrandan tam olarak yararlanabilmek için güvenli bir mesafeden izlenmesi gerekir. Yoksa yüksek çözünürlüğün yararı kaybolur.
İşte NHK'nın çalışmaları burada devreye giriyor. Bu alanla ilgili en yoğun ve maliyetli araştırmaları yürütmekte olan NHK'ın geleceğin ekranlarının teknik özelliklerini belirleme konusunda da çalışmaları var. Kendilerinin 1989 yılından bu yana yüksek çözünürlüklü (HDTV) yayın yapan kanalları olduğunu unutmamak gerekir. Yaptıkları ilk HD sistem analog MUSE versiyonu idi. İlk TV yayınlarını 1953 yılında yapan bir şirket için bu hiç de fena değildir. Dijital HDTV yayınlarına geçişleri ise Avrupada ve ABD'de henüz bu teknolojinin nasıl yapılacağı tartışılır iken 1994 yılında "Hi-Vision" sistemi ile geçtiler. O sıralar avrupada henüz standart çözünürlüklü dijital yayınlara bile başlanmamıştı. Şu anda ise NHK'da gelecek için 33 megapiksel kameralara geçileceği, MPEG4 dijital sıkıştırma kodlamasının aşılacağı, ve ekran teknolojisinin de projeksiyon olsun, plazma veya LCD olsun mutlaka Ultra-HD yayınları gösterebilecek şekilde evrimleşeceğine
inanılmaktadır. Aslında bu varsayım UHDTV ürünlerinin başlangıçta ev TV'lerinden ziyade fuarlar, müzeler, gösteriler, ve perakendecilik alanlarında pazar bulmasına göre. Halen Samsung, Sony, JVC, Toshiba ve aynı alandaki pek çok diğer kuruluşlar bu minval üzerine çeşitli araştırmalar yürütüyorlar. NHK'nın bilim ve teknik araştırmalar Laboratuarı genel direktörü Dr. Kenkichi Tanioka "mümkün olmayanı mümkün etme" çabalarını ileri doğru zorlayıp, halen Samsung, Sony v.b. büyük firmaların gerçek HD 8 megapiksel (3840 x 2160 çözünürlüklü) kolaylıkla yapabileceklerini iddia ediyor, ve bundan sonraki ilk adımın çözünürlüğü 7860 x 4320 olan UHDTV çözünürlüğe çıkartmak olacağını belirtiyor. Gerçekte NHK kendi araştırma laboratuarında herbiri 56 inçlik(1422mm) 8k çözünürlüklü 4 tane ekranı bir araya getirerek bir prototip yapmış. Halen çoğu gösterim ekranı X-VGA standardının (WXGA, SXGA, WXGA+,v.b şeklinde) geliştirilmiş verisyonları. Ancak NHK'nın konseptine ve yeni SMPTE standardına (2036-1-2007) göre bu değişiyor.
NHK pikseli 0.3mm'lik ultra ince plazma ekran panelleri geliştirmiş. Bunların üretilmesi özlenen 100inçlik (254 cm) ekranları yapabilmekte, ve o da geliştirilmekte olan Ultra-HD görüntüleri göstermekte hayati önem arzediyor.
İlave olarak enerji tasarrufunun son derece önem kazandığı günümüzde mevcut plazmalara göre %30 enerji tasarrufu sağlaması ihmal edilemeyecek derecede önemli bir avantajı. NHK’nın PDP'si(plazma ekranı) degradasyona uğramadan ultra yüksek çözünürlük sağlamak ve üstelik bugün kullanılan mağnezyum oksit ekranlara göre %30 enerji tasarrufu sağlamak için Stronsiyum Kalsyum Oksit (SrCaO) elektrot koruma filmi kullanıyor. Ayrıca IMAX türü projeksiyon teknolojisine evlerde de ihtiyaç duyulabileceğine yaygın olarak inanılıyor. NHK’nın mühendisleri siyah ve beyaz renklerini tam olarak verebilen çok dinamik ve sahası çok geniş 33 megapiksel projektör tasarımını da büyük ölçüde tamamlamışlar. Bir de şöyle bir durum var. NHK bizi oturma yüksekliğimizin 0.75'i bir doğrultudan görmektedir. Yani izleyiciler oturduğunda ekranı ekran yüksekliğinin 3/4'ü bir uzaklıktan izlemektedir. Bu durumda 60inç (152cm) bir ekran yüksekliği için izleyicilerin 40inç(101cm) yakından izlemeleri anlamına geliyor. O yüzden 0.3mm piksel boyutu görünmez, ultra ince bir ekran çizgisi için gerekli görülmektedir. Ultra HD görüntülerin 250Mb/sn'ye varan stüdyo prodüksiyon hızlarında kaydedilebilmesi bir diğer ciddi teknik güçlük. NHK’nin teknisyenleri yüksek hızla dönen ve çok az hata yapan çok ince kıvrılabilir bir optik disk geliştirmişler. Yüksek hızda kayıt bu sayede yapılabiliyor. Disk bir hava yastığının üzerinde boşlukta hareket ediyor. Kendi ağırlığı altında kıvrılabilir birşey. Hava yastığı dönen disk ile stabilizasyon plakasının arasında bir tür sandviç olmuş durumda. Görmeden inanılmaz. Önemli olan ve hayret edilecek şey bunun çalışır ve saniyede 250 Megabit görüntü bilgisini kaydedebilir durumda olması. Halen NHK bu şekilde sadece 18 dakikalık görüntü kaydedebiliyor. Ancak üzerindeki çalışmalar sürmektedir. Ultra HDTV konseptinin anahtar bir noktası da 22.2 kanallı surround ses sistemi. Bu alanda elde edilen elle tutulur sonuç diğer tüm alanlardan fazla olabilir.
Şimdi odanın her tarafına yayılmış 20 özel hoparlör artı bas seslerin sub-woofer'larının yerine tüm hoparlörleri 6 uzun boylu hoparlör kolonunda toplamışlar. Her hoparlörün içinde alt tabaka, orta tabaka ve üst tabakaya ait üçer seri hoparlör takımı bulunuyor. Bu şekilde gerçek çepeçevre ses işitme imkanı yaratılmış. Doğal olarak 3D üzerinde de çalışmaktalar. Ancak bu teknoloji için kuşkusuz henüz daha erken. NHK'da Braille ekranları da yapmışlar. Tokyo üniversitesi ile birlikte geliştirilen GUI(grafik kullanıcı arayüzüne) sahip ekrana optik dokunmatik paneller kullanarak şekiller formlar ve sayıları aktarabiliyor. Kıvrılabilir ekranlar üzerinde de sıkı bir çalışma yürütülüyor. Sony ve diğerleri tarafından OLED'ler (Organic Light–Emitting Diode) konusunda yürütülen çalışmaları biliyorsunuz. Ancak NHK'nın çalışması daha farklı. Onlar Organik TFT teknolojisi adını verdikleri hafif kıvrılabilir ekranlar üzerinde çalışıyorlar. Adı "QQVGA veya O-TFT olarak geçiyor. Halen dolmakalem boyutunda birşeyi çıkartıp çekip açınca (5inç (127mm) ekran ortaya çıkıyor. Çalışır prototipini yapmışlar. NHK Ultra HDTV'nin denemelerine 2011-2012 'de başlayacak ve 2020 yılına kadar bu teknolojinin de harcıalem hale gelmesini bekliyor. Gelecek tüm bu yeni teknolojilerle epey heyecanlı olacağa benziyor.
Görüntü çözünürlüğü 7,680 × 4,320 piksel (16:9) diğer bir deyişle "4320p"
33 megapiksel/çerçeve, 60 çerçeve/saniye
Ses: 22.2 kanal olup,
- 9 kulak üstü seviye,
- 10 kulak seviyesi,
- 3 kulak altı seviye,
- 2 bas ses efektleri,
olmak üzere toplam 24 farklı ses kanalına sahip.
Bantgenişliği: 21 GHz frekans bandında, 600 MHz, 500~6600 Mbit/sn
Diğer video formatlarıyla karşılaştıracak olursak 7,680 × 4,320 piksel bir resim çerçevesi halen mevcut HDTV yayınlara göre yukardan aşağı 4, ve soldan sağa 4 olmak üzere tam 16 kat daha büyük piksel çözünürlüğü anlamına gelir. (Standart HDTV görüntü çözünürlüğü 1920 × 1080 pikseldir).
UHDTV KamerasıUyduTV endüstrisi için bir tür kutsal kase gözüyle bakılan bu teknoloji Japonya’nın dev kamu yayıncısı NHK (Nippon Hoso Kyokai) araştırmacıları tarafından sıfırdan tasarlanarak geliştirilmiş. UHDTV fikri ortaya çıktıktan sonra ilk olarak 2003 eylülünde 16 tane HDTV kayıt cihazı kullanarak 18-dakikalık bir test görüntüsü çekmişler. Kullanılan kameranın kendisi herbiri 3840 × 2048 çözünürlüğe sahip 4 tane 64mm CCD'den oluşuyor. CCD'lerin ikisi yeşil birer tanesi de kırmızı ve mavi renkler için kullanılıyor. Daha sonra "Spatial Pixel Offset" denilen bir metod ile görüntü birleştirilip çözünürlük 7680 × 4320 mertebesine getiriliyor. .
Bu şekilde elde edilen görüntülerle sistem ilk olarak Japonya'daki Expo 2005 fuarında ve daha sonra Las Vegas'daki NAB 2006 ve NAB 2007 konferanslarında ve Amsterdam'daki IBC 2006'da tanıtılmış. .
2005 Kasım'ında NHK ilk defa Super Hi-Vision (UHDV) formatında bir yayının canlı olarak 260 km uzaklıktaki bir yere fiberoptik hat üzerinden aktarma denemesini gerçekleştirdi. Aktarımda "dense wavelength division multiplex" (DWDM= Yoğun dalgaboyu bölmeli çoklama) tekniği ile toplam 16 farklı dalgaboyu sinyali kullanılarak, saniyede 24 Gigabit'lik bir aktarım hızına ulaşıldı.
2006 yılının son gününde ise NHK Tokyo kentinden internet protokolü üzerinden Osaka kentindeki 11.4m(450 inç'lik) bir TV ekranına yıllık "Köhaku Uta Gassen" programını canlı olarak aktarmayı başardı. Aktarımda NHK tarafından geliştirilen özel bir Codec yazılımı kullanılarak görüntü saniyede 24 Gbit'den 180–600 Mbit'e, ses ise saniyede 28 Mbit'den 7–28 Mbit'e kadar sıkıştırılmıştı.
NHK'nın kapısında 1960’lı yıllardan bir bilim kurgu dizisi kahramanı Ultraman’ın bir heykeli bulunan ve “Ultraman Park” adı verilen kocaman bir araştırma geliştirme tesisi bulunuyor. Gerçekten de TV dizisi vaktiyle buralarda çekilmiş. Ama şimdi NHK’nın burada kurduğu araştırma geliştirme laboratuarı da gerçekten yüksek derecede uzmanlaşmış (78 tanesi doktora derecesine sahip) 240 araştırmacısı ile uzay merkezi gibi. Burada herkes geleceğin Televizyonunu tasarlamakla uğraşıyor. Yukarıda anlatılan tüm çalışmalar da bu ekiplerin eseri.
UHDTV'nin avantajları4320p 'nin önemli bir avantajı halen kullanılmakta olan 480i, 480p, 720p, 1080i, 1080p, ve 2160p görüntü formatlarının hepsiyle tam doğru olarak ölçeklendirilebilmesi.(Çünkü 4320 piksel görüntü yüksekliği mevcut tüm NTSC ve ATSC TV çözünürlüklerinin ortak çarpanı oluyor). Bu nedenle yeni format hem eski formatlarla tam uyum içinde, hem de çok daha ayrıntılı görüntü tanımıyla çok daha tatminkar bir izleme deneyimi yaşatacak. (Görüntülerin ayrıntısı bugünkü standart digital televizyon görüntülerinden 64, HDTV görüntülerinden tam 16 kat daha fazla).
Japon devlet televizyonu NHK Ultra-HD adını verdiği “7680 x 4320 piksel” çözünürlüğe sahip bu görkemli sistemle deneme yayınlarına 2011-2012 yıllarında başlamayı planlamış. NHK’nın bilim ve teknik araştırma laboratuarları genel müdürü Dr.. Kenkichi Tanioka’nın açıklamasına göre bu yayınların başlangıç tarihi de Japonyadaki analog karasal yayınların tamamen kapatılacağı 24 temmuz 2011 olarak belirlenmiş. Ve bu tarihte artık boşa çıkacak olan bazı frekansların bir sonraki nesil HDTV yayınları olacak olan bu sisteme tahsis edilmesi şimdiden planlanmış. Ancak açıklamasına göre geliştirme ve deneysel test yayınları 2016 yılına kadar sürdürülecek, ve esas yayınlara ondan sonra geçilecek. Söylediğine göre bu konudaki esas problem bantgenişliği konusudur. Ancak, NHK şirketi BBC (British Broadcasting Corporation), NAB (National Association of Broadcasters), RAI (Radiotelevisione Italiana) ve EBU (European Broadcasting Union) ile bir anlaşma imzalamış. Halen yürürlükte olan bu anlaşmaya göre adıgeçen kuruluşlar bu teknolojinin evrimleştirilmesi konusunda ortak yaklaşım ve dayanışma içinde davranacaklar.
Dr. Kenkichi Tanioka ""Ultra-HD'nin geleceği konusunda şimdiden tahminler yürütmek özellikle güç, ancak bizim işimiz imkansızı mümkün hale getirmek"" şeklinde konuşuyor. NHK’nın felsefesinin “Yenilik yaratma görevi" olduğunu söylüyor ve ""eğer teknoloji ve ekiplerimizin gayretleri Laboratuarda kalırsa hiçbir işe yaramaz tabii" diye ekliyor. "İstediğimiz izleyicinin sonuçta hoşlanabileceği uygulamalar"
Gerçekten de NHK'nın öncü çalışmalarının halkın istek ve ihtiyaçlarını temsil ettğini gösteren çok sayıda proje mevcut. Örneğin yine kendi geliştirdikleri halen herhangi bir deprem ya da tsunami durumunda halka tüm radyolar, cep telefonları, televizyonlar, ve hatta çalar saatler üzerinden erken uyarı sinyalleri göndermekte hemen anında harekete geçirilerek kullanılabilecek bir "Flaş Haber" sistemi var. Akıllıca düşünülmüş "TV'den Cep'e tek segment" gibi 0.3inç'lik gelişmiş piksel özellikli yüksek çözünürlüklü plazma ekran var. Böyle 60 kadar son derece etkin proje mevcut. Ancak bunların içinde en muazzam olanının yine de Ultra HDTV üzerine yaptıkları çalışmalar olduğunu söylemek pek yanlış olmayacaktır. Geçmişte ABD, Avrupa ve Japonya'daki yayıncılar birbiriyle hep farklı yayın aktarım sistemleri ile rekabet içinde mücadele ettiler. (ABD'nin Grand Alliance’, EBU’nun DVB (Digital Video Broadcast) ve Japonya'nın analog Muse, sistemleri ve keza daha sonra çıkardıkları Hi-Vision dijital sistemi hep birbirinden farklıdır. )
Bu sefer ilk defa bütün taraflar yeni nesil HDTV araştırmaları konusunda maliyetli ve birbiriyle çakışan çalışmalardan kaçınma gayreti içindeler.
Bu teknolojiyle ilgili son zamanda yapılan çalışmalardaki ilerlemeler gerçekten göz kamaştırıcı. Ayni dönem içinde IBC'de (International Broadcasting Convention) ve NAB'da sergilenen çalışmalar sıkıştırma oranlarının BBC’nin codec'i ingiliz fizikçi physicist Paul Dirac'ın adından gelme DIRAC sisteminin de yardımıyla adım adım geliştirildiğini göstermektedir. Şu anda ortaya çıkmış olan 33 milyon piksellik kamera lensi yüksek hızlı genişbant işlemci elektroniğiyle birlikte hazır ve faal durumda.
Şimdi boyut küçültme ve daha yüksek entegrasyon üzeinde çalışmaktalar. Gerçek yayına geçildiğinde karşılaşılacak güçlükleri önemli ölçüde azaltabilecek aktarım devrelerinin prototipleri şimdiden hazır. Hem BBC hem de NHK sıkıştırma algoritmaları üzerinde sürekli ilerleme kaydediyorlar. Şimdiden bit hızlarını 28 Gb/sn'den saniyede 120Mb'lere düşürebilmişler.
Şimdi sıra artık bu sinyalleri uyduya çıkartabilmeye gelmiş durumda. NHK bu konuda “Kizuna”(rüzgar) isimli yeni bir uydu nesli düşünüyor. Transponderleri 21Ghz Ka-bandında olacak. Japonya'nın çok yoğun yağmur alan bazı bölgelerinde yağmur sırasında uydu yayını almak çok güç olmaktadır. Gerçekten zeki bir düşünce de yeni uydularda en güçlü hüzmelerini japonya'nın en yoğun yağmur alan bölgelerine yoğunlaştıracak olan "faz dizilimli anten"(phased array antenna) teknolojisini kullanmak.
NHK'da 16APSK ve 32APSK (Amplitude & Phase-Shift Keying) aktarım düzenleri üzerine deneysel çalışmalar yapılıyor. (geçen sayımızda bu yeni DVB-S2 konstelasyonlarından bahsetmiştik). Bu kadar yoğun bilgi aktarımını gereken hızda gerçekleştirebilmek, yani aktarım kapasitesini arttırabilmek için NHK'nın üzerinde çalıştığı bir konu da "ultra multi-level OFDM" (1024QAM) denilen bir teknoloji.
NHK'nın İlkleri
1 Şubat 1953 İlk TV sinyallerinin yayınlanması
1959 İmparatorun evliliği TV satışlarını arttırıyor
1960 İlk renkli TV yayını 1964 Tokyo Olimpiyatları
1982 İlk ‘Muse’ sistemli analog HDTV yayını
1989 Muntazam uydu yayınlarına başlanması
1994 Dijital HDTV yayınların başlaması
2000 Dijital karasal yayınlara başlanması
2008 İlk Ultra HDTV yayın sinyalleri gönderilmesi
2011 Japonyada analog yayınların bitirilme tarihi
Tüm bu çalışmaların bugünden yarına değilse de görünen bir vade içinde sonuç vermesine kesin gözüyle bakılabilir. Eylül 2008'de Londra'da canlı test yayınları gerçekleştirildi. Geçen yıl IBC'yi ziyaret edenler bu emeğin meyvalarını görebildiler. Gerek Ultra-HD görüntüler, gerekse 22.2 kanallı ses düzeni gerçekten çarpıcı. Birkaç yıl önce bu 22.2 kanal ses düzeninin tesisatçılığı kalp krizi geçirtebilirdi. NHK’nın mühendisleri bu iş için hoparlör kuleleri düşünmüşler. Kulede alt orta ve üst ses katmanları hepsi bir arada bulunuyor. Ultra HDTV uydu görüntülerinin Amsterdam'a taşınması işini iki transponderiyle Eutelsat gerçekleştirmiş. Sinyal besleme kabloları Cable & Wireless'den. NHK tarafından Japonya'da çekilen içerik de Londra merkezden sağlanan canlı kamera görüntüleri ile bağlantılandırılmış. Sonuç itibariyle sistemin IBC'deki sunumu muhteşem olmuş. Yukarıda bahsettiğimiz gibi BBC şimdiden kendi geliştirilmiş sıkıştırma sistemi DIRAC ile bu projede yakın bir çalışma içinde.
BBC'nin Kingswood Warren 'daki araştırma baş mühendisi Dr.. John Zubrzycki DIRAC 'ın bir yazılım olarak gelişmesindeki ilerlemeden çok memnun olduklarını ancak kısa bir süre sonra bunu silikona dökmek (çip haline getirmek) gerekeceğini söyledi. DIRAC sayesinde şimdi görüntü neredeyse 200 kat sıkıştırılabilmektedir. Kuşkusuz ki saniyede 24Gb boyutundaki şişman UHDTV sinyallerini nispeten başedilebilir bir hız olan saniyede 120Mb boyutuna indirmek bu projenin en hayati kısımlarından birisi. BBC'nin Tokyo'da bulunan Araştırma Geliştirme bölümü teknik danışmanı Peter Wilson da BBC DIRAC ekibinin önünde izleyebilecek birçok yol bulunduğunu, ancak teknolojilerin SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) içinde de bir kısım standartlaştırmalara gidildiğini açıkladı. Başlangıçta amacın yayıncılıktaki, aktarım ve postprodüksiyon ortamlarında yüksek sadakatli görüntülerin taşınabildiği ve, kaydedilebildiği profesyonel uygulamalara odaklanmak olduğunu, donanım konusunda piyasada ürünleri bulunan New Media Technologies isimli bir çözüm ortakları da bulunduğunu söyledi. Ancak öte yandan DIRAC'ın "streaming" dahil çeşitli veri aktarımları için de kullanılışını görmek istiyoruz" şeklinde konuştu. "Burada aktarımda kullanılan bantgenişliği tasarrufuna ağırlık verilmektedir, ama eğer herikisini birden sağlayabilir isek, yani hem bant genişliği tasarrufu, hem de yüksek kalite sonuçlarını elde edebilirsek işte o zaman teknolojimiz çok cazip hale gelecek" dedi. Bir de en sonunda bu elde edilen görüntüyü gösterecek olan ekran konusu var. NHK’nın "Açık Labotaruvar"ını ziyaret edenler en son teknoloji 8K yüksek kontrast projektör ile görüntünün 33 megapiksel panele aktarılışını görebilirler. Mühendisler bu panelin bu güne kadar bir projektörün aktarabildiği en beyaz beyaza, en siyah siyaha, ve geniş bir dinamik saha içindeki tüm ara tonlara sahip olduğunu iddia ediyorlar. NHK'da Ultra-HD'nin son kullanım şekillerinden birinin projeksiyon olacağı düşünülüyor.
Örneğin oturma odasının bir duvarını kaplayan görüntüler olması, ana görüntünün yanısıra bir çocuk köşesi, ve öbür tarafta verilerin aktarıldığı bir başka köşe olabileceği öngörülüyor. Ayrıca panel ekranların da gerekli olacağı kabul ediliyor. Halen piyasada 2K ekran modelleri mevcut. Ancak PDP(plazma) veya LCD
olarak 4K (7680 x 4320 pixels) super-ince çözünürlük düzeyine ulaşılabilmesi için katedilmesi gereken epey yol var. Bu konudaki en büyük beklenti bir yandan 0.3mm piksel aralığını elde ederken öte yandan güç sarfyatının düşürülmesi. NHK böyle bir ekran prototipini gösterdi. İddia edildiğine göre bu ekran ayni
boyuttaki ekranlara göre %30 enerji tasarrufu yapmaktadır. Halen parlaklık seviyesi günışığı altında izlenebilmeye uygun 100 inch(254cm) bir model üzerinde çalışıyorlar. Herşeye rağmen Ultra-HD yayınların avrupada önümüzdeki 20 yıl içinde 7/24 yayın yapmaya başlayacakları temkinle yaklaşılması gereken bir beklenti. Öte yandan bu konuda sadece geçtiğimiz yılda katedilen mesafe bile oldukça çarpıcı. Çoğu uzmana göre tüketim elektroniği endüstrisi önümüzdeki büyük yeniliğini 10 yıldan kısa bir süre içinde ortaya koyacak. Dr. Tanioka’nın “yenilik yaratma görevi” şimdilik iyi çalışır görünüyor. Kendisinin söylediğine göre de belirli bir yeni uygulamanın ne zaman yürürlüğe girebileceğini önceden tahmin etmek güç. Kuşkusuz UHDTV için de bu tahminin oldukça güç olduğu söylenebilir. Ama onlar ""biz zaten imkansızı mümkün yapıyoruz"" diyorlar.
Kimbilir...belki, 20 yıl tahmini öngörüsü çok daha çabuk da gerçekleşebilir..
Yeni Nesil Ekranlar Şu sıralar görüntüleri izlediğimiz ekranları daha etkili hale getirmek üzere hummalı çalışmalar yürütülüyor. 1080p 120 Hz (ve hatta 240 Hz) modeller yapıldı, hatta nefes kesici 8K cihazlar. Kore'nin Samsung firması 4k x 2k çözünürlüğe sahip devasa 82inç (2083mm) ekran prototipini tanıtırken dünyanın ticari piyasa için üretilen en büyük LCD TV ekranı olduğunu açıklamıştı. Aslında bu cihaz 3840 x 2160 piksel boyutlarında, ve bu da şu an biraz problem. Bu devasa ekrandan tam olarak yararlanabilmek için güvenli bir mesafeden izlenmesi gerekir. Yoksa yüksek çözünürlüğün yararı kaybolur.
İşte NHK'nın çalışmaları burada devreye giriyor. Bu alanla ilgili en yoğun ve maliyetli araştırmaları yürütmekte olan NHK'ın geleceğin ekranlarının teknik özelliklerini belirleme konusunda da çalışmaları var. Kendilerinin 1989 yılından bu yana yüksek çözünürlüklü (HDTV) yayın yapan kanalları olduğunu unutmamak gerekir. Yaptıkları ilk HD sistem analog MUSE versiyonu idi. İlk TV yayınlarını 1953 yılında yapan bir şirket için bu hiç de fena değildir. Dijital HDTV yayınlarına geçişleri ise Avrupada ve ABD'de henüz bu teknolojinin nasıl yapılacağı tartışılır iken 1994 yılında "Hi-Vision" sistemi ile geçtiler. O sıralar avrupada henüz standart çözünürlüklü dijital yayınlara bile başlanmamıştı. Şu anda ise NHK'da gelecek için 33 megapiksel kameralara geçileceği, MPEG4 dijital sıkıştırma kodlamasının aşılacağı, ve ekran teknolojisinin de projeksiyon olsun, plazma veya LCD olsun mutlaka Ultra-HD yayınları gösterebilecek şekilde evrimleşeceğine
inanılmaktadır. Aslında bu varsayım UHDTV ürünlerinin başlangıçta ev TV'lerinden ziyade fuarlar, müzeler, gösteriler, ve perakendecilik alanlarında pazar bulmasına göre. Halen Samsung, Sony, JVC, Toshiba ve aynı alandaki pek çok diğer kuruluşlar bu minval üzerine çeşitli araştırmalar yürütüyorlar. NHK'nın bilim ve teknik araştırmalar Laboratuarı genel direktörü Dr. Kenkichi Tanioka "mümkün olmayanı mümkün etme" çabalarını ileri doğru zorlayıp, halen Samsung, Sony v.b. büyük firmaların gerçek HD 8 megapiksel (3840 x 2160 çözünürlüklü) kolaylıkla yapabileceklerini iddia ediyor, ve bundan sonraki ilk adımın çözünürlüğü 7860 x 4320 olan UHDTV çözünürlüğe çıkartmak olacağını belirtiyor. Gerçekte NHK kendi araştırma laboratuarında herbiri 56 inçlik(1422mm) 8k çözünürlüklü 4 tane ekranı bir araya getirerek bir prototip yapmış. Halen çoğu gösterim ekranı X-VGA standardının (WXGA, SXGA, WXGA+,v.b şeklinde) geliştirilmiş verisyonları. Ancak NHK'nın konseptine ve yeni SMPTE standardına (2036-1-2007) göre bu değişiyor.
NHK pikseli 0.3mm'lik ultra ince plazma ekran panelleri geliştirmiş. Bunların üretilmesi özlenen 100inçlik (254 cm) ekranları yapabilmekte, ve o da geliştirilmekte olan Ultra-HD görüntüleri göstermekte hayati önem arzediyor.
İlave olarak enerji tasarrufunun son derece önem kazandığı günümüzde mevcut plazmalara göre %30 enerji tasarrufu sağlaması ihmal edilemeyecek derecede önemli bir avantajı. NHK’nın PDP'si(plazma ekranı) degradasyona uğramadan ultra yüksek çözünürlük sağlamak ve üstelik bugün kullanılan mağnezyum oksit ekranlara göre %30 enerji tasarrufu sağlamak için Stronsiyum Kalsyum Oksit (SrCaO) elektrot koruma filmi kullanıyor. Ayrıca IMAX türü projeksiyon teknolojisine evlerde de ihtiyaç duyulabileceğine yaygın olarak inanılıyor. NHK’nın mühendisleri siyah ve beyaz renklerini tam olarak verebilen çok dinamik ve sahası çok geniş 33 megapiksel projektör tasarımını da büyük ölçüde tamamlamışlar. Bir de şöyle bir durum var. NHK bizi oturma yüksekliğimizin 0.75'i bir doğrultudan görmektedir. Yani izleyiciler oturduğunda ekranı ekran yüksekliğinin 3/4'ü bir uzaklıktan izlemektedir. Bu durumda 60inç (152cm) bir ekran yüksekliği için izleyicilerin 40inç(101cm) yakından izlemeleri anlamına geliyor. O yüzden 0.3mm piksel boyutu görünmez, ultra ince bir ekran çizgisi için gerekli görülmektedir. Ultra HD görüntülerin 250Mb/sn'ye varan stüdyo prodüksiyon hızlarında kaydedilebilmesi bir diğer ciddi teknik güçlük. NHK’nin teknisyenleri yüksek hızla dönen ve çok az hata yapan çok ince kıvrılabilir bir optik disk geliştirmişler. Yüksek hızda kayıt bu sayede yapılabiliyor. Disk bir hava yastığının üzerinde boşlukta hareket ediyor. Kendi ağırlığı altında kıvrılabilir birşey. Hava yastığı dönen disk ile stabilizasyon plakasının arasında bir tür sandviç olmuş durumda. Görmeden inanılmaz. Önemli olan ve hayret edilecek şey bunun çalışır ve saniyede 250 Megabit görüntü bilgisini kaydedebilir durumda olması. Halen NHK bu şekilde sadece 18 dakikalık görüntü kaydedebiliyor. Ancak üzerindeki çalışmalar sürmektedir. Ultra HDTV konseptinin anahtar bir noktası da 22.2 kanallı surround ses sistemi. Bu alanda elde edilen elle tutulur sonuç diğer tüm alanlardan fazla olabilir.
Şimdi odanın her tarafına yayılmış 20 özel hoparlör artı bas seslerin sub-woofer'larının yerine tüm hoparlörleri 6 uzun boylu hoparlör kolonunda toplamışlar. Her hoparlörün içinde alt tabaka, orta tabaka ve üst tabakaya ait üçer seri hoparlör takımı bulunuyor. Bu şekilde gerçek çepeçevre ses işitme imkanı yaratılmış. Doğal olarak 3D üzerinde de çalışmaktalar. Ancak bu teknoloji için kuşkusuz henüz daha erken. NHK'da Braille ekranları da yapmışlar. Tokyo üniversitesi ile birlikte geliştirilen GUI(grafik kullanıcı arayüzüne) sahip ekrana optik dokunmatik paneller kullanarak şekiller formlar ve sayıları aktarabiliyor. Kıvrılabilir ekranlar üzerinde de sıkı bir çalışma yürütülüyor. Sony ve diğerleri tarafından OLED'ler (Organic Light–Emitting Diode) konusunda yürütülen çalışmaları biliyorsunuz. Ancak NHK'nın çalışması daha farklı. Onlar Organik TFT teknolojisi adını verdikleri hafif kıvrılabilir ekranlar üzerinde çalışıyorlar. Adı "QQVGA veya O-TFT olarak geçiyor. Halen dolmakalem boyutunda birşeyi çıkartıp çekip açınca (5inç (127mm) ekran ortaya çıkıyor. Çalışır prototipini yapmışlar. NHK Ultra HDTV'nin denemelerine 2011-2012 'de başlayacak ve 2020 yılına kadar bu teknolojinin de harcıalem hale gelmesini bekliyor. Gelecek tüm bu yeni teknolojilerle epey heyecanlı olacağa benziyor.
ayrıca o unlu soruyuda soruorm 