Futuris. Каким он будет, телевизор?

В последние годы телевизоры развивались весьма бурно – и сейчас мы вовсю наслаждаемся плодами этого процесса. Даже сравнительно недорогие модели позволяют уже поднять восприятие кинокартины на уровень, не так давно доступный лишь в зале кинотеатра. А при достаточном бюджете этот самый кинотеатр можно теперь соорудить лично для себя любимого.

Однако нет сомнений, что прогресс не остановится на достигнутом к сегодняшнему дню уровне и в ближайшие годы мы станем обладателями ещё более впечатляющих устройств. А о том, за счёт чего будет получено это превосходство, мы сейчас и узнаем.

Пожалуй, наиболее очевидным для стороннего наблюдателя направлением эволюции телевизора ныне является беспрестанное увеличение размера его дисплея. Самые крупные плазменные панели имеют уже диагональ 106 дюймов. И это не предел – рост продолжится и дальше, до тех пор пока естественным ограничителем не станут габариты самого жилища. Многие скажут, что это уже произошло, – но будут не правы. Истоки такого заблуждения – в механическом переносе принципов, актуальных при работе с аппаратурой стандартного разрешения, на устройства, поддерживающие разрешение высокое. Попросту говоря, многие люди предпочитают садиться от телевизора на расстоянии в четыре – а то и пять! – диагоналей экрана. Естественно, при таком подходе длины практически любой комнаты не хватит. Но дело в том, что высокое разрешение и нужно для того, чтобы к экрану можно было бы придвинуться гораздо ближе. Только в этом случае картинка заиграет по-новому, покажет незаметные ранее детали и эффекты. А потому однажды диагональ дисплея сравняется с диагональю стены комнаты. Это будет истинно домашний кинотеатр.

Но с воплощением этой перспективы в реальность есть пока и ряд сложностей. Во-первых, даже разрешения FullHD – 1920х1080 писелей – будет для таких диагоналей мало. Отсюда вывод: нужны новые стандарты. И они уже разрабатываются. Так, через некоторое время наиболее совершенному на настоящий момент 1080р придётся потесниться, уступив пальму первенства 2160р, или, как его ещё называют, Quad Full High Definition. Так его нарекли потому, что поддерживаемое им разрешение, 3840x2160, вчетверо выше, нежели у FullHD.

И на этом история не закончится, ибо замену готовят уже и не созданному ещё QHD. Следующий за ним стандарт будет называться Super Hi-Vision (он же Ultra High Definition Video). Что он принесёт нам? Во-первых, разрешение в 33 мегапикселя (7680х4320р). Вполне очевидно, что его хватит для любых, пусть даже самых громадных экранов. Впрочем, это далеко не единственное новшество, дорогу которому проложит UHD. Глубина цвета будет увеличена с нынешних восьми бит на канал до десяти. В результате мы получим более контрастную картинку с улучшенной цветопередачей, особенно при воспроизведении полутонов. А заодно и избавимся от некоторых артефактов, связанных с потерей глубины цвета, например, при обработке изображения процессором телевизора, плеера или ТВ-приставки. Постеризация уйдёт в прошлое, уступив место гладкой, реалистичной картинке.

Не подведёт и аудио – разработчики стандарта, а конкретно Кимио Хамасаки, добавили в него поддержку 22.2-канального звука. Девять динамиков будут расположены под потолком, десять – на уровне ушей зрителя, а пять – над полом.

Разумеется, устройства, проигрывающие фильмы в данном формате, будут генерировать просто огромный объём данных. Так, непожатое видео UHD имеет битрейт 24 Гбит/с. Сжатие специально разработанным на основе MPEG2 кодеком позволяет получить более приемлемые цифры – от 180 до 600 Мбит/с. Декомпрессированное и компрессированное аудио имеет битрейт 28 Мбит/с и от 7 до 28 Мбит/с соответственно. Несжатый двадцатиминутный «видеоролик» займёт ни много ни мало 3,5 терабайта дискового пространства.

Несмотря на то что Ultra High Definition Video – пока что сугубый эксперимент, весьма далёкий от воплощения «в металле» конкретных серийных устройств, действующие прототипы уже есть. Так, один из них был продемонстрирован в 2005 году на Всемирной выставке в Японии. Изображение выводилось на экран с диагональю 600 дюймов (15 метров!). Вместимость демонстрационного зала составляла 400 человек.

Иной читатель скажет, что данный формат похож скорее на кинотеатральный, нежели на домашний. И будет прав – разрабатывается он именно для больших залов, и поэтому некоторое время будет вполне мирно сосуществовать со своим предшественником, QHD. Однако всё развивается быстро, а «вкусности», предлагаемые UHD, столь соблазнительны, что можно не сомневаться – однажды он проложит себе дорогу в дома пользователей.

Однако сам по себе стандарт всего лишь позволяет хранить и передавать нужное количество информации – но её ведь ещё надо захватить, а затем, наоборот, преобразовать в картинку. Камеры уже имеются в количестве двух штук, причём разработаны они были ещё в 2002 и 2004 годах. Первая из них весит 80 килограммов, она оснащена фикс-фокальным объективом и ПЗС-матрицей 2,5”. Вторая весит 40 килограммов, оснащена зумом и КМОП-матрицей с диагональю 1,25”. Вполне очевидно, что данные устройства созданы телевизионщиками и для телевизионщиков. Выпуск бытовых UHD-камер – это лишь перспектива, и, надо отметить, весьма и весьма неблизкая. Во-первых, для того чтобы это стало возможно, придётся двигать прогресс во многих смежных областях. Очевидно, что понадобятся новые, очень ёмкие и быстрые устройства памяти. Во-вторых, такие камеры в принципе не могут стать компактными. Дело в том, что миниатюризация бытовых камкордеров была достигнута за счёт использования очень и очень малых матриц. Проблема, однако, в том, что получить с них «честные» 33 мегапикселя вообще невозможно, сколь бы ни совершенствовались наши технологии. Ибо принципиальные ограничения ставят законы природы, и имя им – фотонный шум и дифракционный предел. Именно из-за них требуется использование достаточно крупногабаритной оптики, а значит, и матрицы.

Наконец, для того чтобы заниматься UHD-камкордерами было целесообразно, на руках у потенциальных клиентов должны быть соответствующие устройства отображения. А с их созданием тоже хватает проблем – хоть и не принципиальных, к счастью.

Для демонстрации возможностей технологии использовался проектор на основе 1,7-дюймовой LCoS-матрицы. Очевидно, что и в домашних условиях именно подобные устройства будут на первых порах наиболее актуальными. Связано это с тем, что они позволяют получить крупногабаритную картинку высокого разрешения сравнительно дёшево. А в нашем случае это как никогда актуально. В самом деле, любой другой экран габаритами в полстены будет стоить неправильных денег, да и заносить его придётся ещё на этапе строительства комнаты. С проектором в этом плане всё куда как проще. Конечно, есть у технологии Liquid Crystal On Silicon и некоторые недостатки. Основной из них – это крайняя сложность производства. Некоторым электронным гигантам так до сих пор и не удалось наладить выпуск устройств на их основе, хотя попытки были. Другие фирмы, впрочем, преуспели.

Однако проекторы, при всех их достоинствах, подходят не всем. Многим ближе традиционный экран. Но очевидно, что для его создания не подойдут ни ЖК, ни плазма – без крайне существенного апгрейда, во всяком случае. Основной сложностью является получение сколько-нибудь равномерной подсветки, если диагональ экрана и в самом деле велика. К тому же транспортировка действительно крупногабаритных телевизоров, выполненных по этой технологии, крайне затруднительна ввиду их размеров и массы.

В общем, нужно нечто новое. И, к счастью, подходящая технология уже существует – называется она Organic Light Emitting Diode (OLED). Или, по-русски, органический светодиод. Для их производства используются полимеры, способные излучать свет при подаче на них электрического напряжения.

Данный метод даёт нам массу преимуществ.

• Очень высокая предельная яркость изображения – до 100000 кандел на квадратный метр. Вследствие этого информация будет уверенно читаться даже при прямом попадании на дисплей лучей солнца.
• Как следствие предыдущего пункта, мы имеем принципиально более высокий, чем в других случаях, контраст – до 1000000:1. Благодаря этому возможно, в частности, эффективно использовать десять бит информации на цветовой канал вместо нынешних восьми.
• Более качественная цветопередача.
• Отсутствие деградации изображения при взгляде на экран сверху, снизу или сбоку. Картинка не будет искажаться.
• Не требуется подсветка экрана – и потому чёрный заметно глубже, а также отсутствует неравномерность освещённости дисплея.
• Весьма высокая степень экономичности – КПД органических светодиодов близок к ста процентам.
• Существенно меньшие габариты и вес.
• Возможность создания гибких экранов, что серьёзно упростит их транспортировку и расширит сферу применения.

Есть, конечно, и определённые проблемы – куда ж без них! Основной сложностью является малая стойкость синего люминофора. Так, красные компоненты OLED-пикселя могут работать в несколько раз дольше. Из-за этого до недавнего времени OLED-дисплеи использовались в основном в мобильных устройствах, таких как фотоаппараты, видеокамеры, плееры и сотовые телефоны. Ибо в них максимально востребованы преимущества органических светодиодов – прежде всего экономичность, компактность и читабельность картинки в свете солнца. Однако в последнее время срок службы синих диодов удалось существенно увеличить, а в перспективе, ввиду впечатляющего прогресса материаловедения, проблема будет полностью устранена.

Не радует и тот факт, что пока технология производства OLED-дисплеев – особенно крупных – ещё не отработана. Впрочем, надо понимать, что это всего лишь временная трудность, и в перспективе производители смогут создавать огромные экраны с весьма низкой себестоимостью. Всё дело в том, что такие дисплеи, как и многие другие микросхемы, можно печатать струйным методом. Даже домашний принтер позволяет проделывать нечто подобное – чем с удовольствием пользуются некоторые радиолюбители, например. Ну а крупные корпорации заняты разработкой специальных устройств, работающих, впрочем, по тому же самому принципу. Их успех и позволит радикально снизить цены на OLED-продукцию. Более того, экран можно будет нанести практически на любую поверхность, например – на ткань или бумагу. А значит, не за горами «телевизионные» футболки и обои.

И это далеко не самые впечатляющие из возможных новинок. Так, технология PHOLED (Phosphorescent OLED) позволяет создавать дисплеи с КПД, очень высоким даже в сравнении с прочими своими диодными собратьями. Устройства на её основе могут быть весьма интересными для организаций – с их помощью можно задёшево создать виртуальное окно в «глухой» комнате, например.

TOLED (Transparent and Top-emitting OLED) позволит создавать прозрачные дисплеи – это весьма ценная возможность для автомобиле- и авиастроителей. Не так уж далёк тот день, когда приборную панель можно будет вывести не только на стекло боевого истребителя, но и семейного мини-вэна.

Ну а в более отдалённой перспективе OLED позволит создавать полноценные трёхмерные дисплеи, для использования которых не потребуется никаких очков. Также они не будут вызывать никаких побочных эффектов, таких как усталость глаз или укачивание. Да, сейчас всё это кажется бесконечно далёким от нас, но пройдёт не так уж много времени, и все эти чудеса техники окажутся в наших гостиных. Правда, и чудесами быть перестанут, превратятся в нечто обыденное. Интересно, каких технологических свершений мы будем ждать тогда?