Vídeo de alta velocidad de fotogramas: ¿Qué es HFR y por qué debería importarme?

Muchos expertos predijeron que el vídeo de alta velocidad de fotogramas, o HFR, sería la próxima gran novedad en la tecnología AV. Pero, ¿qué es y qué significa para ti?

Ver programas de televisión y películas se trata tanto de lo que no ve como de lo que es. El video se entrega en cuadros únicos en lugar de un flujo de imágenes continuo, lo que significa que siempre perderá algo de información de la imagen en los "espacios" entre los cuadros.

La cantidad exacta de información de video real con la que trabajan sus ojos y cerebro depende de la cantidad de fotogramas por segundo que usa el video. Cuantos menos fotogramas, más tendrá que rellenar el cerebro los espacios en blanco, y es más probable que vea problemas relacionados con el movimiento, como el desenfoque, la vibración y la suavidad.

Con las discusiones sobre el procesamiento de imágenes, los problemas relacionados con la velocidad de fotogramas se han convertido en el centro de atención. A medida que varios creadores de contenido toman medidas para abordar el problema, ¿se puede encontrar una solución?

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HFR en el cine

Los movimientos más importantes en el desarrollo de velocidades de cuadro más altas se han producido en el mundo del cine. Peter Jackson hizo rodar la pelota en serio al lanzar su trilogía El Hobbit en el formato de 48 cuadros por segundo, el doble de la velocidad normal de 24 fps en la que las películas han salido durante décadas.

El director Ang Lee llevó las cosas a otro nivel en 2016, al lanzar Long Halftime Walk de Billy Lynn a 120 fps. La película más reciente de Lee, Gemini Man, también se filmó y distribuyó a 120 fps, y ambas se pueden ver a 60 fps en Blu-ray 4K. 120 fps es la misma velocidad de fotogramas que, según los informes, James Cameron está buscando usar para sus secuelas de Avatar, al igual que Andy Serkis para Animal Farm.

Con jugadores de renombre que muestran interés, debe ser una tecnología que entregue los productos, ¿verdad? Bueno, eso depende de con quién hables.

Las revisiones de lanzamientos de películas de alta velocidad de fotogramas se han dividido sobre si aumentar la velocidad de fotogramas ayuda o dificulta la experiencia de visualización. Casi todos están de acuerdo en que el HFR mejora la claridad y los detalles, eliminando el desenfoque de movimiento, la vibración y las luces estroboscópicas de la ecuación. Pero muchos encuentran esta claridad adicional más perjudicial que beneficiosa.

El caso planteado por la mayoría de los que odian las películas HFR es que producir una imagen más limpia, fluida y increíblemente claro tiende a hacer que la acción parezca más artificial, lo contrario de lo que se pretende hacer.

La reacción negativa de la audiencia al lanzamiento de 48 fps de las películas de Hobbit fue tan generalizada que el director Peter Jackson agregó algunos tecnología de desenfoque suave a las versiones de alta velocidad de fotogramas de las dos secuelas para dominar la claridad del original filmado material.

Long Halftime Walk de Billy Lynn está disponible para comprar en 4K Blu-ray a 60 fps (Gemini Man llega en febrero), e incluso a esta velocidad de cuadro reducida. (de sus 120 fps originales), es difícil negar que esos fotogramas adicionales por segundo dejan parte de la actuación y la puesta en escena con un aspecto doloroso artificial.

La conclusión para las películas HFR parece ser que la captura de datos de imágenes reales a 48 fps o 120 fps no deja lugar para el artificio. Esto es lo que parece hacer del HFR un gran desafío en el mundo del cine.

Sin embargo, como con todas las cosas, donde hay voluntad, hay una manera. Si HFR gana más espectadores, se encontrarán soluciones a los problemas. La gran pregunta es si los espectadores mostrarán suficiente entusiasmo por HFR como para sostener el gasto y el esfuerzo asociados con su entrega.

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HFR en su televisor

Dado lo efectivo que es HFR para capturar las minucias de la realidad, tiene sentido que haya mucho interés en usar la tecnología para documentales de televisión y, especialmente, cobertura deportiva. No tienes que preocuparte de que HFR haga que las cosas parezcan artificiales cuando estás filmando la vida real: HFR solo captura la realidad a más fotogramas por segundo.

Usar HFR para el deporte es tentador, ya que cualquier cosa que presente constantemente mucho movimiento y paneo probablemente sufrirá más por la pérdida de información entre los fotogramas de vídeo asociados con el fotograma inferior tarifas.

No es sorprendente que muchos de los actores más importantes del mundo de la televisión se estén sumando.

El departamento de I + D de la BBC ha estado experimentando con deportes HFR desde al menos 2014 y ha demostrado públicamente imágenes de los Juegos de la Commonwealth reproduciéndose a 100 fotogramas por segundo. En 2016, en la feria de tecnología IFA en Berlín, LG mostró imágenes de tenis y atletismo en un par de televisores OLED a 100/120 fotogramas por segundo.

En mayo de 2017, LG se asoció con la emisora ​​satelital europea SES para ejecutar demostraciones de video 4K HDR que se está transmitiendo. a 120 fps, lo que demuestra que las emisoras ya podían mostrar partidos como el fútbol, ​​el tenis y el cricket en HFR.

De cara al futuro, la emisora ​​pública japonesa NHK presentará los Juegos Olímpicos de 2020 en Tokio con una resolución de 8K respaldada por altas velocidades de cuadro.

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Si bien la reacción del espectador al HFR en las películas es mixta, las reacciones a la transmisión HFR, especialmente de deportes, son más positivas. En el caso de la prueba de los Commonwealth Games de la BBC, por ejemplo, solo el 5% de la audiencia pública no pudo ver o no quedó impresionado por las diferencias que HFR hizo en la experiencia de visualización.

En este punto, es posible que esté pensando que su televisor ya muestra imágenes a 50 o 60 Hz. O, si tienes un televisor bastante premium, puede afirmar que reproduce movimiento a 100Hz, 120Hz, 200Hz, 240Hz o incluso mucho más números. Eso significa que ya estás disfrutando de imágenes de alta velocidad de fotogramas, ¿verdad? No exactamente.

La cuestión es que la frecuencia de actualización de la TV no es estrictamente lo mismo que los fotogramas por segundo. La velocidad de fotogramas de video nativa para material de TV es de 25 o 30 fps, dependiendo de si el metraje se realizó en Europa o en los EE. UU.

Las cifras de 50/60 Hz del mundo de la televisión se refieren a la forma en que la mayoría de las transmisiones de televisión utilizan un proceso llamado "entrelazado". Aquí es donde solo se producen las líneas pares o impares de un cuadro, pero a una velocidad de 50 o 60 fps. No está viendo 50 o 60 fotogramas de datos de imágenes reales por segundo, sino 25/30 fotogramas de imágenes reales "manipulados" en un efecto de 50/60 Hz.

Los televisores que afirman ser de 100 Hz o 200 Hz en realidad utilizan un procesamiento conocido como interpolación de movimiento para calcular cómo deberían verse los fotogramas adicionales de las imágenes. Insertan estos nuevos fotogramas "inventados" entre los 25/30 fotogramas por segundo del contenido de la imagen original y real.

Dicho procesamiento de interpolación de movimiento puede hacer que las imágenes parezcan libres de vibraciones y desenfoques, como está diseñado para hacer el HFR. Pero esos fotogramas adicionales procesados ​​no ofrecen el mismo grado de nitidez y detalle que obtendría si hubiera 100 o 120 fotogramas de datos de imagen reales.

Todo lo cual nos lleva de vuelta al punto en el que el verdadero contenido de TV de alta velocidad de fotogramas, al menos con deportes y documentales: ofrece beneficios de calidad de imagen que la gran mayoría del público que lo ve en acción puede agradecer.

Es una pena que los problemas técnicos asociados con la transmisión HFR sean aún más desafiantes que los asociados con las películas, especialmente para una transmisión en vivo en HFR.

Al observar la demostración de la BBC, los ingenieros de Beeb tuvieron que capturar alrededor de 9 GB de datos 4K HFR cada tres segundos. Tuvieron que vincular ocho unidades SSD de alta velocidad para proporcionar 4 TB de almacenamiento y entregar datos a través de una interfaz SDI de 3 GB por segundo de cuatro enlaces a una PC. Y todo esto es incluso antes de que haya comenzado a pensar en la necesidad de transmitir y / o transmitir el tipo de cantidades de datos asociadas con las imágenes 4K HFR.

Existe otro gran obstáculo para el sueño de la televisión de alta velocidad de fotogramas: el estado actual del hardware de la televisión. No hay una gran cantidad de televisores capaces de manejar velocidades de cuadro superiores a 60 fps.

Como los estándares HDMI actuales (v2.0) admiten anchos de banda de 18 Gbps, eso solo es suficiente para imágenes 4K de hasta 60 fps. HDMI 2.1 admite anchos de banda de hasta 48 Gbps, puede soportar resoluciones de hasta 10K y velocidades de cuadro de hasta 120 fps. Pero a pesar de HDMI 2.1 siendo adoptado por más fabricantes de televisores, todavía está en su infancia y, a menudo, se encuentra en televisores más caros. Además, deberá comprar el nuevo cable HDMI de ultra alta velocidad para aprovecharlo.

¿Es HFR el futuro o un falso amanecer?

Hay pocas dudas de que la tecnología HFR jugará un papel importante en el futuro del cine y la televisión. Cuenta con el apoyo de varios de los nombres más importantes de Hollywood para las películas, y su potencial para la televisión, al menos con contenido de la "vida real", como deportes y documentales, es obvio.

Sin embargo, lo que está menos claro es qué tan pronto podremos atiborrarnos de las montañas de contenido de alta velocidad de fotogramas en nuestra sala de estar.

El mundo de la televisión amante de la realidad tiene la razón más convincente para adoptar HFR, pero esas ambiciones se ven frustradas por las limitaciones del hardware en cada etapa de la producción y distribución de televisión.

Al final, es posible que las consolas de juegos de próxima generación sean las que abran el camino de la alta velocidad de fotogramas. Los beneficios de las velocidades de cuadro más altas se han comprendido durante mucho tiempo en el mundo de los juegos, con el impulso de una mayor potencia centrado en mejorar la consistencia de la velocidad de cuadros. Es en este ámbito donde podríamos ver la presión para acelerar el desarrollo necesario para llevar el HFR de un sueño a una realidad ultra nítida.