Vídeo de alta taxa de quadros: O que é HFR e por que devo me importar?

Muitos especialistas previram que o vídeo de alta taxa de quadros, ou HFR, seria a próxima grande novidade na tecnologia AV. Mas o que é e o que significa para você?

Assistir programas de TV e filmes tem tanto a ver com o que você não está vendo quanto com o que você é. O vídeo é entregue em quadros únicos, em vez de um fluxo contínuo de imagem, o que significa que você sempre perderá algumas informações da imagem nas "lacunas" entre os quadros.

A quantidade exata de informações de vídeo real com que seus olhos e cérebro trabalham depende do número de quadros por segundo que o vídeo usa. Quanto menos quadros, mais seu cérebro terá que preencher os espaços em branco - e mais provavelmente você verá problemas relacionados ao movimento, como desfoque, trepidação e suavidade.

Com as discussões em torno do processamento de imagem, os problemas relacionados à taxa de quadros passaram a ser destacados. Como vários criadores de conteúdo fazem movimentos para resolver o problema, uma solução pode ser encontrada?

Relacionado: O que é HDR?

HFR no cinema

Os movimentos mais significativos no desenvolvimento de taxas de quadros mais altas ocorreram no mundo do cinema. Peter Jackson deu início ao jogo ao lançar sua trilogia Hobbit nos 48 quadros em um segundo formato - o dobro da taxa normal de 24 fps em que os filmes são lançados há décadas.

O diretor Ang Lee elevou as coisas a outro nível em 2016, lançando Long Halftime Walk de Billy Lynn a enormes 120 fps. O filme mais recente de Lee, Gemini Man, também foi filmado e distribuído a 120 fps - e ambos podem ser assistidos a 60 fps em 4K Blu-ray. 120fps é a mesma taxa de quadros que James Cameron está supostamente procurando usar para suas sequências de Avatar, assim como Andy Serkis para Animal Farm.

Com jogadores tão renomados demonstrando interesse, deve ser uma tecnologia que entrega as mercadorias, certo? Bem, isso depende de com quem você fala.

Críticas sobre lançamentos de filmes com alta taxa de quadros foram divididas sobre se aumentar a taxa de quadros ajuda ou atrapalha a experiência de visualização. Quase todos concordam que o HFR melhora a clareza e os detalhes, removendo borrões de movimento, trepidação e estroboscópio da equação. Mas muitos acham essa clareza extra prejudicial em vez de benéfica.

O caso declarado pela maioria dos odiadores de filmes HFR é que produzir uma imagem mais limpa, mais fluida e incrivelmente claro tende a fazer a ação parecer mais artificial - o oposto do que se pretende Faz.

A reação negativa do público ao lançamento dos filmes do Hobbit em 48 fps foi tão difundida que o diretor Peter Jackson acrescentou alguns tecnologia de desfoque suave para as versões de alta taxa de quadros das duas sequências para domar a clareza do original filmado material.

Long Halftime Walk de Billy Lynn está disponível para compra em 4K Blu-ray a 60 fps (Gemini Man chega em fevereiro), e mesmo com esta taxa de quadros reduzida (de seus 120fps originais), é difícil negar que esses quadros extras por segundo deixam parte da atuação e da encenação com uma aparência dolorosa artificial.

O resultado final para filmes HFR parece ser que a captura de dados de imagem real a 48fps ou 120fps não deixa nenhum esconderijo para o artifício. É isso que parece fazer do HFR um grande desafio no mundo do cinema.

No entanto, como com todas as coisas - onde há vontade, há um caminho. Se o HFR conquistar mais espectadores, serão encontradas soluções para os problemas. A grande questão é se os espectadores mostrarão entusiasmo suficiente pelo HFR para sustentar as despesas e os esforços associados à sua realização.

Relacionado: Melhores TVs 4K

HFR na sua televisão

Dada a eficácia do HFR em capturar as minúcias da realidade, faz sentido que haja muito interesse em usar a tecnologia para documentários de TV e, especialmente, cobertura de esportes. Você não precisa se preocupar com HFR fazendo as coisas parecerem artificiais quando você está filmando na vida real - HFR é apenas capturar a realidade em mais quadros por segundo.

Usar HFR para o esporte é tentador, já que qualquer coisa que apresente muitos movimentos e panorâmicas de câmera consistentemente provavelmente sofrerá mais com a perda de informação entre os quadros de vídeo associados ao quadro inferior cotações.

Não é de surpreender que muitos dos maiores jogadores do mundo da TV estejam embarcando.

O departamento de P&D da BBC tem experimentado esportes HFR desde pelo menos 2014, e demonstrou publicamente as filmagens dos Jogos da Commonwealth em 100 quadros por segundo. Em 2016, no show de tecnologia IFA em Berlim, a LG mostrou imagens de tênis e atletismo em um par de TVs OLED a 100/120 quadros por segundo.

Em maio de 2017, a LG fez uma parceria com a emissora de satélite europeia SES para executar demonstrações de vídeo 4K HDR sendo transmitido a 120 fps, provando que já era possível para as emissoras mostrarem futebol, tênis e críquete em HFR.

Olhando para o futuro, a emissora pública japonesa NHK apresentará os Jogos Olímpicos de 2020 em Tóquio com resolução de 8K apoiada por altas taxas de quadros.

Relacionado: O que é a TV 8K?

Enquanto a reação do espectador a HFR nos filmes é mista, as reações à transmissão HFR - especialmente de esportes - são mais positivas. No caso do teste Commonwealth Games da BBC, por exemplo, apenas 5% do público não pôde ver ou não ficou impressionado com as diferenças que o HFR fez na experiência de visualização.

Neste ponto, você pode estar pensando que sua TV já exibe imagens em 50 ou 60Hz. Ou, se você tiver uma TV bastante premium, pode alegar que reproduz movimento a 100 Hz, 120 Hz, 200 Hz, 240 Hz ou até muito mais números. Isso significa que você já está curtindo fotos com alta taxa de quadros, certo? Não exatamente.

O fato é que as taxas de atualização da TV não são estritamente iguais a quadros por segundo. A taxa de quadros de vídeo nativa para material de TV é 25 ou 30 fps, dependendo se a filmagem é feita na Europa ou nos EUA.

Os números de 50/60 Hz do mundo da TV se referem à maneira como a maioria das transmissões de TV usa um processo chamado “entrelaçamento”. É aqui que apenas as linhas pares ou ímpares de um quadro são produzidas, mas a uma taxa de 50 ou 60 fps. Você não está vendo 50 ou 60 quadros de dados de imagem real a cada segundo, mas 25/30 quadros de imagem real "manipulados" em um efeito de 50/60 Hz.

As televisões que afirmam ser de 100 Hz ou 200 Hz estão, na verdade, usando o processamento conhecido como interpolação de movimento para calcular como os quadros extras das imagens devem ficar. Eles inserem esses novos quadros "compostos" entre os 25/30 quadros por segundo do conteúdo da imagem real original.

Esse processamento de interpolação de movimento pode fazer com que as imagens pareçam livres de trepidação e desfoque, como o HFR foi projetado para fazer. Mas esses quadros extras processados ​​não oferecem o mesmo grau de nitidez e detalhes que você obteria se houvesse 100 ou 120 quadros de dados de imagem reais.

Tudo isso nos traz de volta ao ponto de que o verdadeiro conteúdo de TV de alta taxa de quadros - pelo menos com esportes e documentários - traz benefícios de qualidade de imagem que a grande maioria do público que o vê em ação pode apreciar.

É uma pena que os problemas técnicos associados à transmissão HFR sejam ainda mais desafiadores do que aqueles associados aos filmes, especialmente para uma transmissão ao vivo em HFR.

Olhando para a demonstração da BBC, os engenheiros do Beeb tiveram que capturar cerca de 9 GB de dados 4K HFR a cada três segundos. Eles tiveram que conectar oito unidades SSD de alta velocidade para fornecer 4 TB de armazenamento e entregar dados por meio de uma interface SDI de 3 GB por segundo para um PC por meio de uma interface SDI de 3 GB por segundo. E isso tudo antes mesmo de você começar a pensar sobre a necessidade de transmitir e / ou transmitir o tipo de quantidade de dados associada a imagens 4K HFR.

Há mais um grande obstáculo para o sonho de uma TV de alta taxa de quadros: o estado atual do hardware de TV. Não há um grande número de TVs capazes de lidar com taxas de quadros superiores a 60 fps.

Como os padrões HDMI atuais (v2.0) suportam larguras de banda de 18 Gbps, isso é apenas o suficiente para imagens 4K de até 60 fps. HDMI 2.1 suporta larguras de banda de até 48 Gbps, pode transportar resoluções de até 10K e taxas de quadros de até 120 fps. Mas apesar HDMI 2.1 sendo adotado por mais fabricantes de TV, ainda está em sua infância e frequentemente encontrado em aparelhos mais caros. Além disso, você precisará comprar o novo cabo HDMI de ultra alta velocidade para aproveitá-lo.

HFR é o futuro ou um falso amanhecer?

Não há dúvidas de que a tecnologia HFR terá um grande papel no futuro do cinema e da televisão. Há o apoio de vários dos maiores nomes do cinema de Hollywood, e seu potencial para a TV - pelo menos com conteúdo da "vida real", como esportes e documentários - é óbvio.

No entanto, o que está menos claro é quando seremos capazes de nos empanturrar com as montanhas de conteúdo de alta taxa de quadros em nossa sala de estar.

O mundo da TV que adora a realidade tem a razão mais convincente para abraçar o HFR, mas essas ambições estão sendo frustradas pelas limitações de hardware em cada estágio da produção e distribuição da TV.

No final, pode caber aos consoles de jogos da próxima geração abrir caminho para o alto índice de quadros. Os benefícios de taxas de quadros mais altas são entendidos há muito tempo no mundo dos jogos, com a busca por mais potência focada em melhorar a consistência da taxa de quadros. É nesta arena que podemos ver a pressão para acelerar o desenvolvimento necessário para levar o HFR do sonho à realidade ultracurta.