Grandi alleanze per l’Ultra HD a 8K

Gennaio 2009. Ripercorriamo un po’ di storia. Il cammino dell’Alta Definizione prese ufficialmente il via 27 anni fa, quando l’ente radiotelevisivo pubblico giapponese NHK, in partnership con Sony, lanciò sul mercato internazionale il sistema HDTV analogico Hi-Vision, diffuso attraverso la tecnologia di trasmissione satellitare MUSE.

L’Hi-Vision venne utilizzato in via sperimentale anche dalla RAI, per girare il cortometraggio Arlecchino a Venezia (1982), con la regia di Giuliano Montaldo, seguito, nel 1987, dal lungometraggio (si trattava di un vero e proprio film, trasferito poi in pellicola e proiettato nelle sale pubbliche) Giulia & Giulia, per la regia di Peter dal Monte.

Intanto, nasceva il sistema europeo in Alta Definizione Eureka (sempre di tipo analogico e concorrente dell’Hi-Vision), che per la diffusione del segnale prevedeva il supporto della trasmissione satellitare HD-MAC. A parte il formato-immagine “allargato”, l’Hi-Vision/MUSE e l’Eureka/HD-MAC non avevano alcun altra specifica tecnica in comune, risultando pertanto reciprocamente incompatibili.

Per superare questo “dualismo”, la RAI, nel 1990, servendosi della stretta collaborazione della società italiana Telettra (poi acquisita dalla francese Alcatel), presentò un efficiente codec digitale a riduzione di ridondanza, grazie al quale sia le immagini in Hi-Vision sia quelle in Eureka potevano essere indifferentemente diffuse via Fascia di Clarke, utilizzando all’epoca il glorioso satellite Olympus.

Il codec digitale RAI/Telettra esordì sperimentalmente in occasione dei Mondiali di Calcio appunto del ’90 (svoltisi in Italia), determinando un formidabile input per la successiva messa a punto dei vari algoritmi di compressione Mpeg, alla base dell’Alta Definizione digitale dei nostri giorni e che oggi, vede sostanzialmente “in scena” i sistemi HD digitali broadcast:
– 720p, 1280x720 pixel a scansione progressiva;
– 1080i/p, 1920x1080 punti a scansione interlacciata oppure progressiva;
– 2K, 2048x1080, un formato nato per il Cinema Digitale;
– 4K, 4096x2160, ideato all’origine per il Cinema Digitale di livello top, ma ultimamente oggetto di considerazione anche da parte dei broadcaster televisivi.

Grafico. Comparazione tra la densità in pixel dell’SHV 8K e le rispettive densità dei formati 4K, 2K, HD 1080i/p e HD 720p.

A questi quattro formati-base High Definition se ne andrà ad aggiungere, nel medio termine, un quinto, concepito verso gli inizi degli anni Duemila nei laboratori NHK e poi presentato, nell’ambito di importanti fiere internazionali del settore, con varie sigle, quali: Ultra-High Definition Television, Ultra-HDTV, U-HDTV, Super-HDTV e - ultimamente - Super HI-Vision o, più semplicemente, SHV.

Impegni e obiettivi condivisi
La NHK è oggi impegnata attivamente intorno allo sviluppo della tecnologia SHV, servendosi anche della fattiva partnership della britannica BBC e della nostra RAI.

In particolare, BBC si occupa della futura distribuzione di contenuti SHV attraverso reti NGN (Next Generation Network), fisicamente supportate da Fibra Ottica, mentre Rai, attraverso il suo CRIT (Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica) di Torino, ha sviluppato e continua a sviluppare le tecnologie necessarie per diffondere via satellite il segnale SHV 8K, all’origine incredibilmente corposo.

Infatti, questo segnale è caratterizzato da un bit rate a 24 Gbps per una risoluzione video di 7680x4320 pixel, equivalenti a oltre 32 milioni di pixel effettivi (contro gli 8 milioni di elementi attivi del formato 4K, e i due “miseri” milioni di punti dello standard 2K).

Utilizzando la codifica Mpeg-4/AVC, implementata con sofisticati algoritmi AAC (Avanced Audio Coding), gli specialisti del CRIT RAI sono riusciti a ridurre l’originale mole dei 24 Gbps a 140 Mbps, e a far viaggiare in DVB-S2 il segnale così compresso, sfruttando due transponder satellitari e senza indurre apprezzabili gap sulla qualità finale delle immagini originali.

Per mostrare anche in Italia (per la prima volta) le ragguardevoli “prodezze” del sistema Super Hi-Vision, la RAI - in collaborazione con NHK, BBC, Eutelsat ed “Eurovisioni” - ha organizzato una specifica manifestazione, svoltasi a Roma, presso il Circolo del Tennis dell’Azienda della Farfalla.

Grafico. Schema semplificato della trasmissione satellitare Torino-Roma effettuata nel corso della presentazione SHV.
Nel CRIT (Centro Ricerche e Innovazione Tecnologica) RAI di Torino, il segnale Super Hi-Vision - immagazzinato su uno streamer - veniva compresso e codificato a 140 Mbps secondo lo standard Mpeg-4/AVC, implementato con sofisticati algoritmi AAC (Advanced Audio Coding). Dopodiché, lo stesso segnale a 140 Mbps era scisso da un separatore in due flussi da 70 Mbps ciascuno, i quali venivano modulati in DVB-S2 e quindi inviati in IF (Frequenza Intermedia) alla volta di una stazione di up link per essere quindi “sparati” sul satellite Eutelsat Eurobird 9, in Banda KU. In down-link, poi, i due flussi a 70 Mbps, demodulati in DVB-S2, giungevano a un combinatore, che provvedeva a ricompattarli in un unico segnale a 140 Mbps, a sua volta “messo in chiaro” da un decodificatore SHV a 8K 3.

Formidabile accelerazione
Nel corso dell’evento, partecipato davvero da un nutrito e qualificato pubblico, Keynote Kenji Nagai, mananging director della NHK, ha spiegato che i prototipi di telecamere SHV di prima generazione - realizzati in collaborazione con Ikegami - avevano un peso di 80 chilogrammi, contro i 40 Kg di peso degli attuali prototipi di seconda generazione.

«È nostra intenzione però - ha proseguito il dirigente orientale - ridurre ulteriormente le dimensioni e il peso delle camere SHV, in modo che queste possano essere agevolmente utilizzate anche a spalla. Più in generale, in un mercato di piattaforme che sta diventando sempre più veloce, vogliamo fare in modo che, tra 8 o 10 anni, la SHV diventi il sistema High Definition per antonomasia del futuro. Un sistema che potrà essere utilizzato molto egregiamente, oltre che per applicazioni di Tv e Home Intertainment a risoluzione davvero “stellare”, anche per realizzazioni di Cinema Digitale ai massimi livelli».

«È previsto che la Super Hi-Vision venga sperimentalmente utilizzata dalla BBC già in occasione delle riprese delle Olimpiadi di Londra del 2012 - ha dichiarato Luigi Rocchi, direttore Strategie Tecnologiche RAI - nel frattempo, entro cinque anni, potrà avere sviluppi per il mercato consumer il formato 4K, la cui risoluzione è 4 volte superiore a quella dell’HD 1920x1080 (la SHV è invece 16 volte più “densa”). È quindi ipotizzabile che le prime applicazioni sperimentali di diffusione Tv a qualità 4K possano già essere realizzate nel corso del 2010, per esempio in occasione dei Mondiali di Calcio che si terranno in Sudafrica. Un segnale televisivo a 4K - ha proseguito Rocchi - sarà in grado di essere compresso ad hoc (garantendo un’adeguata qualità delle immagini) a circa 35-40 Mbps sfruttando la tecnologia Mpeg-4/AVC. Mentre la relativa trasmissione potrà avvenire via satellite, inserendo due programmi all’interno di un transponder DVB-S2, oppure tramite DTT, ricorrendo all’inserimento di un programma in un canale DVB-T2. In ogni caso, per favorire opportunamente questi sviluppi futuri, sia a 8K sia a 4K, sono in corso attività di studio finalizzate ad ottimizzare ulteriormente le risorse di trasmissione satellitari in banda KA, grazie - per esempio - all’utilizzo di nuove codifiche DVB-S2 VCM (Variable Coding Modulation), combinate con tecniche di codifica MPEG-4 SVC (Scalable Video Coding) e di allocazione dinamica della potenza del satellite».

Dopo Rocchi, è stata la volta di Colin Whitbread, direttore Service Delivery, Future Media & Technology della BBC, e di Arduino Patacchini, direttore Multimedia di Eutelsat, società che ha messo a disposizione la capacità satellitare per la dimostrazione SHV non solo di Roma.

Arduino Patacchini si è detto molto soddisfatto della collaborazione tecnologica instauratasi tra Eutelsat e NHK, precisando che nel 2010 lo stesso operatore francese lancerà un satellite in banda KA, ad altissima capacità.

La serie degli interventi, infine, è stata chiusa da Alberto Morello, direttore del CRIT Rai, il quale ha illustrato nei minimi dettagli il tipo di lavoro tecnologico portato avanti per la Super Hi-Vision dagli attuali 60 elementi in forza alla struttura di ricerca torinese.

Maxischermo da 224 pollici
Al Circolo del Tennis RAI è poi, finalmente, entrata in scena la Super Hi-Vision 8K, “a bordo” di un particolare maxischermo formato da 4 display LCD 16:9 da 56 pollici ciascuno.
Ognuno di questi display riproduceva un quarto dell’intero fotogramma a 8K, riuscendo pertanto a restituire in totale l’intera densità dei 32 milioni di pixel attivi, anche se le 4 porzioni di immagini apparivano suddivise da una vistosa riga scura, indotta dai bordi dei display.

Certo, il fatto che il maxi-schermo apparisse separato in 4 “spicchi” (per giunta, piuttosto distanziati tra loro) penalizzava sensibilmente la geometria delle immagini che tuttavia apparivano sempre incredibilmente plastiche, incise, luminose, dettagliate e più che perfette dal lato colorimetrico.

Sul maxi-schermo a 4 LCD è stata proiettata prima una sequenza di immagini 8K “flat” a 24 Gbps (accompagnata da un coinvolgente sonoro a 22.2 canali discreti, riprodotti su tre livelli di altezza), mentre poi è stata la volta delle stesse immagini compresse a 140 Mbps, in arrivo via satellite Eutelsat Eurobird 9 dal CRIT Rai di Torino.

Inoltre, sfruttando alla base un prototipo di telecamera 8K Ikegami (nella foto) e un’autentica “selva” di microfoni, sono state mostrate alcune riprese dal vivo, riguardanti un’intervista effettuata, sempre nell’ambito del Circolo del Tennis, da Licia Colò a Giuliano Montaldo, regista (come accennavamo in apertura) della prima opera HD RAI Arlecchino a Venezia, della quale sono stati festeggiati i 25 anni dall’uscita.
La festa per “Arlecchino” era accompagnata da una graditissima torta e un’altra torta è stata offerta dal nostro broadcaster pubblico per sottolineare (a 25 anni di distanza dal proprio debutto nel campo della “normale” HDTV) la sua entrata davvero alla grande nell’affascinante mondo della Super Hi-Vision.

Pubblica i tuoi commenti