Na początek kilka liczb. Często padające w reklamach i obecne w folderach reklamowych określenia Full HD, 4K, 8K dotyczą rozdzielczości w telewizorach, monitorach, smartfonach, ekranach kinowych. Odnosi się to zarówno do parametru ekranu, jak i samych treści (czytaj: filmów, programów). To ważne, ponieważ
fakt, że kupimy telewizor 4K, nie oznacza jednocześnie możliwości oglądania na nim materiałów w 4K. Musimy mu bowiem dostarczyć też treści w takiej rozdzielczości albo muszą być one odpowiednio upscalowane, czyli polepszone.
Czym jednak jest rozdzielczość? To liczba pikseli, z których składa się matryca ekranu telewizora. Jako że ekrany zwykle są proporcjonalne, liczbę pikseli podaje się w pojedynczym rzędzie w poziomie i pionie. I tak dla ekranu Full HD jest to – 1920 na 1080 pikseli, dla 4K: 3840 na 2160 pikseli, a dla 8K – 7680 na 4320 pikseli. Łącznie na ekranie telewizora Full HD zobaczymy dwa miliony pikseli, dla ekranu 4K będzie to już cztery razy więcej, czyli ponad 8 milionów pikseli, a dla 8K aż szesnaście razy więcej niż w przypadku ekranu Full HD (dokładnie – 33,2 megapiksela). Założenie jest takie, że im więcej pikseli, tym obraz jest bardziej szczegółowy i realistyczny. Przynajmniej tak opisują to producenci sprzętu.
Na ekranie telewizora o rozdzielczości Full HD wyświetlanych jest nieco ponad 2 miliony pikseli. Dostępne dziś w sklepach telewizory 4K podnoszą tę wartość
do nieco ponad 8 milionów pikseli, a najnowsze ekrany 8K wyświetlają obraz składający się z aż 33 milionów pikseli.
ROZDZIELCZOŚĆ LUDZKIEGO OKA
Co jednak na to nasze oko? Gdy mówimy o rozdzielczości i podajemy liczbę pikseli, jesteśmy w świecie cyfrowym. Tymczasem ludzkie oko jest instrumentem analogowym, a więc nie powinno być mowy o rozdzielczości. Naukowcy starają się jednak na to pytanie jak najdokładniej odpowiedzieć. Naszego oka nie porównamy z najlepszej klasy telewizorem czy monitorem. Jego działanie jest bardziej podobne do aparatu fotograficznego. Rolę światłoczułej matrycy odgrywa siatkówka. Jednak pręciki i czopki nie są w niej rozłożone równomiernie, tak jak jest to w przypadku matrycy aparatów cyfrowych.
Na całej siatkówce znajduje się ok. 6 milionów czopków trzech rodzajów, które odpowiedzialne są za widzenie barwne w dzień. Największe skupienie czopków to tzw. plamka żółta będąca strefą najostrzejszego widzenia. Do tego dochodzi jeszcze 120 milionów pręcików odpowiedzialnych za postrzeganie kształtów i ruchu (są one 100 razy bardziej czułe na światło niż czopki). Przez nierównomierne rozłożenie czopków i pręcików „rozdzielczość”, z jaką widzi ludzkie oko, jest różna dla poszczególnych obszarów naszego pola widzenia. W centrum pola widzenia, w którym skupiamy wzrok, rozdzielczość jest wyższa, a oddalając się od niego obniża się. Do tego dochodzą jeszcze różnice sprawności narządu wzroku między ludźmi.
Jednoznaczne oszacowanie rozdzielczości oka jest zatem bardzo trudne. Zdecydowana większość ekspertów uważa jednak, że można przyjąć, że ludzkie oko ma rozdzielczość około 70 megapikseli, czyli wciąż dwa razy więcej niż rozdzielczość 8K. Jednak doktor Roger Clark, naukowiec (tytuł doktorski zdobył z planetologii w Massachusetts Institute of Technology) oraz profesjonalny fotograf i filmowiec, twierdzi w swoich badaniach, że ludzkie oko ma… 576 megapikseli. Jak to wyliczył? Taką rozdzielczość powinien mieć ekran zajmujący całe nasze pole widzenia, abyśmy nie widzieli na nim pojedynczych pikseli.
Trzeba jednak pamiętać, że w kwestii postrzegania świata oczy to tylko narządy, które dostarczają odpowiednie informacje do mózgu. To nasz mózg jest procesorem obrazu i to on odpowiada za to, co finalnie widzimy. Rozdzielczość naszego oka nie mówi nam więc zbyt wiele w kontekście maksymalnej rozdzielczości ekranu.
WYŚCIG NA PIKSELE
Tutaj z pomocą przychodzi zupełnie inny parametr, czyli odległość naszego oka od wielkości widzianego punktu. Nasze oko ma ograniczenia związane z odróżnieniem detali. Zdrowy człowiek może rozróżnić detale oddalone od siebie o minutę kątową. Ta zaś zależy od tego, w jakiej odległości znajdujemy się od danego obiektu. Oznacza to, iż kwestia rozdzielczości ekranu smartfona, monitora czy telewizora zależy od tego, jak duży jest to ekran i w jakiej odległości od niego jesteśmy. Siedząc pięć metrów od 65-calowego ekranu telewizora nie będzie miało dla nas większego znaczenia, czy telewizor ten ma rozdzielczość 8K, 4K, czy też Full HD. Jednak siadając bliżej zaczniemy dostrzegać detale, a z nosem przed ekranem zobaczymy pojedyncze piksele. W rosnącej liczbie pikseli w urządzeniach chodzi właśnie o to, abyśmy tych pikseli nie widzieli. I to prowadzi nas do pierwszej wskazówki – kupując telewizor powinniśmy dobrać jego rozmiar do odległości, z jakiej będziemy go oglądać.
W przypadku wszystkich urządzeń bardzo istotnym parametrem jest PPI, czyli pixel per inch, co należy przetłumaczyć jako liczbę pikseli na cal ekranu. Przyjęło się, że przekątną ekranu podajemy właśnie w calach. Steve Jobs prezentując iPhone’a 4 z wyświetlaczem nazwanym Retina (ang. siatkówka) stwierdził, że jest pewna magiczna granica dla ludzkiego oka, powyżej której nie dostrzeżemy różnicy w jakości – i wynosi ona 300 pikseli na cal, kiedy trzymasz ekran w odległości ok. 30 centymetrów od twarzy. Fizycy szybko jednak obalili to twierdzenie. Doktor Raymond Soneira z DisplayMate Technologies w artykule dla magazynu „Wired” twierdzi, że ta granica wynosi dokładnie 477 pikseli na cal przy wyświetlaczu oddalonym o 305 milimetrów. Rezultat? Wyścig na piksele trwa. Najnowszy iPhone XS ma już wartość PPI na poziomie 458, Galaxy S9 oferuje 572 PPI, Google Pixel 2 Plus 538, a Sony XperiaXZ Premium aż 801 pikseli na cal.
GDZIE POSTAWIĆ FOTEL
Smartfony trzymamy zwykle w podobnej odległości od oczu. W przypadku telewizorów sytuacja wygląda inaczej. Nasz salon rządzi się własnymi prawami, telewizor to nie tylko sprzęt, ale też mebel, element wystroju wnętrza. Istotne jest, jak daleko od niego siedzimy i ile ma cali. Mając wiedzę o parametrze PPI oraz o tym, że ludzkie oko jest w stanie rozróżnić detale oddalone od siebie o minutę kątową, jesteśmy w stanie ustalić, jaką przekątną powinien mieć telewizor przy naszej aktualnej odległości kanapy od ściany czy szafki RTV.
Jak to zrobić? Optymalna (siedząc bliżej zobaczymy siatkę pikseli, siedząc dalej nie zobaczymy wszystkich szczegółów) odległość od ekranu w przypadku Full HD wynosi około 4,2 centymetra na cal ekranu, dla 4K jest to już 2,1 cm na cal ekranu, a w przypadku 8K będzie to 1 cm/cal ekranu. W 2012 roku, kiedy przechodziliśmy na telewizję cyfrową, najpopularniejsze były ekrany 40-calowe. Przed takim ekranem Full HD powinniśmy siedzieć w odległości 1,68 metra, ale gdyby to był ekran 4K, musielibyśmy siedzieć już w odległości 84 centymetrów od wyświetlacza. Nie powinien dziwić zatem fakt, że coraz częściej to komputerowe monitory mają taką przekątną.
Obecnie zdecydowana większość klientów sięga po ekrany 55-calowe i tu już ta odległość dla 4K sięga 1,16 metra, a dla Full HD 2,31 metra. Oznacza to, że siedząc bliżej niż te 2,31 metra dostrzeżemy korzyści płynące z rozdzielczości 4K. Przy czym trzeba pamiętać o tym, że współczesne telewizory Ultra HD, zwłaszcza te z wyższej półki, charakteryzują się nie tylko wyższą rozdzielczością, ale też szerszą paletą kolorów, szerokim zakresem tonalnym (HDR).
WIĘKSZY ZNACZY LEPSZY
To wszystko założenia dotyczące wciąż rozdzielczości 4K, która jest już powszechna na rynku. Teraz jednak do sklepów wkraczają telewizory 8K, a wedle zapowiedzi pierwszym poważnym wydarzeniem realizowanym i transmitowanym w 8K mają być Igrzyska Olimpijskie w Tokio w 2020 roku.
Rozdzielczość, którą dziś traktujemy jako technologiczną nowinkę, już na początku przyszłej dekady ma stać się standardem. Czy jednak ma ona sens? Biorąc pod uwagę powyższe wyliczenia, gdyby 55-calowy telewizor posiadał rozdzielczość 8K, to optymalna odległość od ekranu powinna wynieść 55 centymetrów. Nawet odległość 116 centymetrów, w której zaczęlibyśmy odczuwać przewagę nad telewizorem 4K, wydaje się niewielka.
Odpowiedź tkwi więc w dużych ekranach. Przy 75 calach ta odległość to 1,5 m, wciąż wydaje się absurdalna, ale wracając do parametru PPI wynosi on tutaj tylko 117, dla 4K zaledwie 58. Zagęszczenie pikseli na 75-calowym telewizorze 8K jest zbliżone do zagęszczenia pikseli na 40-calowym ekranie 4K (odpowiedni
117 i 110 PPI). Przy dużych ekranach wzrost rozdzielczości jest więc wskazany. Zwłaszcza że chodzi też o to, aby w domowych warunkach doświadczać kinowych wrażeń, podobnie jak w salach IMAX, gdzie obraz praktycznie nas otacza. Takie też są dostępne obecnie pierwsze telewizory oferujące rozdzielczość 8K. Duże. Monitor 8K oferowany przez firmę Sharp ma przekątną 70 cali. Debiutujący na sklepowych półkach telewizor Samsung QLED 8K Q900R dostępny będzie w rozmiarach 65, 75, 82 i 85 cali.
Czy jednak przeciętny Kowalski będzie kupował takie telewizory? Rynkowe trendy pokazują, że w kategorii wielkość ekranu mamy do czynienia z tendencją zwyżkową. W 2006 roku, gdy do sprzedaży wchodziły telewizory Full HD, najczęściej wybierane były ekrany 32-calowe, w 2012 roku było to już 40 cali, a obecnie 97 proc. rynku telewizorów 4K stanowią te z ekranami o przekątnej 55 cali i większe. Takie też coraz chętniej kupują Polacy.
GIGANTOMANIA
Choć ogólna sprzedaż telewizorów na świecie mocno wyhamowała (rynek jest w stagnacji), to według analityków rynku z firmy IHS sprzedaż telewizorów 65-calowych i większych w ostatnich latach wzrosła o ponad 30 proc. W roku 2016 było to 8 milionów egzemplarzy, w 2017 r. 11,4 miliona, a szacuje się że w 2018 roku będzie to już 16 milionów. Rynek telewizorów 75-calowych ma według szacunków IHS wzrosnąć w 2018 roku, rok do roku o 47 proc. Wpływ na to mają oczywiście spadające ceny tak dużych urządzeń. Co prawda debiutujące ekrany 8K będą drogie, a wręcz bardzo drogie, ale 75-calowy telewizor 4K kupimy już za 6 tysięcy złotych. Jeszcze dwa lata temu kupno tak dużego wyświetlacza poniżej 10 tysięcy złotych było praktycznie niemożliwe. W chwili obecnej w szerokiej dystrybucji w Polsce jest 40 różnych modeli telewizorów 75-calowych.
Czy tak duże telewizory mają sens? Biorąc pod uwagę szacowaną rozdzielczość naszego wzroku, można odpowiedzieć twierdząco. Ale muszą zostać spełnione dwa warunki. Musimy zachować optymalną odległość fotela od ekranu, a sam wyświetlacz musi być wystarczająco duży, aby dostarczyć pożądanych wrażeń.
Zostaje jednak jeszcze kwestia samych treści. Na szeroki dostęp do materiałów w 8K przyjdzie nam jeszcze sporo poczekać. Na razie pozostaje upscaling, a do tego producenci zaczynają wykorzystywać sztuczną inteligencję w postaci zaawansowanych algorytmów opartych o uczenie maszynowe. A skoro już się skusiliście na nowy wielki telewizor, przed wyjściem do sklepu zmierzcie odległość od kanapy do ściany i weźcie kalkulator. Ponoć nie ma zbyt dużych telewizorów, tak jak nie ma zbyt szybkich samochodów.
Paweł Okopień jest dziennikarzem „iMagazine”, pasjonatem nowych technologii i specjalistą w dziedzinie telewizorów wysokiej rozdzielczości