Recomendación UIT-R BT.2020, más comúnmente conocida por las abreviaturas Rec. UIT-R BT.2020 2020 o BT.2020, define varios aspectos de la televisión de ultra alta definición (UHDTV) con rango dinámico estándar (SDR) y amplia gama de colores (WCG), incluyendo resoluciones de imágenes, velocidades de cuadros con escaneo progresivo, profundidades de bits, colores primarios, Representaciones de color RGB y luma-croma, submuestreos de croma y una función de transferencia optoelectrónica. La primera versión de Rec. 2020 se publicó en el sitio web de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) el 23 de agosto de 2012, y desde entonces se han publicado dos ediciones más. Se amplía de varias maneras por Rec. 2100.
Detalles técnicos
Resolución
Rec. 2020 define dos resoluciones de 3840 × 2160 («4K») y 7680 × 4320 («8K»). Estas resoluciones tienen una relación de aspecto de 16: 9 y usan píxeles cuadrados.
Cuadros por segundo
Rec. 2020 especifica las siguientes velocidades de cuadros: 120p, 119.88p, 100p, 60p, 59.94p, 50p, 30p, 29.97p, 25p, 24p, 23.976p. Solo se permiten velocidades de cuadros de barrido progresivos.
Representación digital
Rec. 2020 define una profundidad de bit de 10 bits por muestra o 12 bits por muestra.
10 bits por muestra Rec. 2020 usa niveles de video donde el nivel de negro se define como el código 64 y el pico nominal se define como el código 940. Los códigos 0-3 y 1,020-1,023 se usan para la referencia de tiempo. Los códigos 4 a 63 proporcionan datos de video por debajo del nivel de negro, mientras que los códigos 941 a 1.019 proporcionan datos de video por encima del pico nominal.
12 bits por muestra Rec. 2020 usa niveles de video donde el nivel de negro se define como el código 256 y el pico nominal se define como el código 3760. Los códigos 0-15 y 4,080-4,095 se usan para la referencia de temporización. Los códigos 16 a 255 proporcionan datos de video por debajo del nivel de negro, mientras que los códigos de 3.761 a 4.079 proporcionan datos de video por encima del pico nominal.
Colorimetría del sistema
| Espacio de color | punto blanco | Colores primarios | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| x W | y W | x R | y R | x G | y G | x B | y B | |
| UIT-R BT.2020 | 0.3127 | 0.3290 | 0.708 | 0.292 | 0.170 | 0.797 | 0.131 | 0.046 |
El Rec. El espacio de color 2020 (UHDTV / UHD-1 / UHD-2) puede reproducir colores que no se pueden mostrar con el Rec. 709 (HDTV) espacio de color. Las primarias RGB utilizadas por Rec. 2020 son equivalentes a fuentes de luz monocromáticas en el locus espectral CIE 1931. La longitud de onda de la Rec. Los colores primarios de 2020 son 630 nm para el color primario rojo, 532 nm para el color primario verde y 467 nm para el color primario azul. En la cobertura del espacio de color CIE 1931 el Rec. El espacio de color 2020 cubre el 75.8%, el espacio de color de cine digital DCI-P3 cubre el 53.6%, el espacio de color Adobe RGB cubre el 52.1%, y el espacio de color de la RGB de Adobe cubre el 52.1%. 709 espacios de color cubren el 35.9%.
Durante el desarrollo de la Rec. El espacio de color de 2020 se decidió que utilizaría colores reales, en lugar de colores imaginarios, de modo que sería posible mostrar el Rec. Espacio de color 2020 en una pantalla sin la necesidad de circuitos de conversión. Dado que un espacio de color más grande aumenta la diferencia entre los colores, se necesita un aumento de 1 bit por muestra para la Rec. 2020 para igualar o superar la precisión de color de Rec. 709.
El NHK midió la sensibilidad de contraste para el Rec. Espacio de color 2020 utilizando la ecuación de Barten que se había utilizado previamente para determinar la profundidad de bits para el cine digital. 11 bits por muestra para la Rec. El espacio de color 2020 está por debajo del umbral de modulación visual, la capacidad de discernir una diferencia de un solo valor en la luminancia, para todo el rango de luminancia. El NHK está planeando que su sistema UHDTV, Super Hi-Vision, use 12 bits por muestra RGB.
Características de transferencia
Rec. 2020 define una función de transferencia no lineal para la corrección gamma que es la misma función de transferencia no lineal que es utilizada por Rec. 709, excepto que sus parámetros se dan con mayor precisión:
donde E es la señal proporcional a la intensidad de luz de entrada de cámara y E ‘es la señal no lineal correspondiente
donde α ≈ 1.09929682680944 y β ≈ 0.018053968510807 (valores elegidos para lograr una función continua con pendiente continua)
El estándar dice que para fines prácticos, se pueden usar los siguientes valores de α y β:
α = 1.099 y β = 0.018 para 10 bits por sistema de muestra (los valores dados en la Rec. 709)
α = 1.0993 y β = 0.0181 para 12 bits por sistema de muestra
Mientras que el Rec. La función de transferencia 2020 se puede utilizar para la codificación, se espera que la mayoría de las producciones utilicen un monitor de referencia que tenga la apariencia de usar la función de transferencia Gamma 2.4 como se define en la Rec. UIT-R BT.1886 y que el monitor de referencia se evaluará como se define en la Rec. UIT-R BT.1886. UIT-R BT.2035.
Formatos RGB y luma-chroma
Rec. 2020 permite formatos de señal RGB y luma-chroma con formatos de señal de resolución completa y de luma-chroma 4: 4: 4 con submuestreo cromático 4: 2: 2 y 4: 2: 0. Admite dos tipos de señales de croma luma, llamadas YCbCr e YcCbcCrc.
YCbCr se puede usar cuando la máxima prioridad es la compatibilidad con las prácticas de funcionamiento de SDTV y HDTV existentes. La señal de luma (Y ‘) para YCbCr se calcula como la media ponderada Y’ = K R ⋅R ‘+ (1-K R -K B ) ⋅G’ + K B ⋅B ‘, utilizando los valores RGB corregidos gamma ( denotado R’G’B ‘) y los coeficientes de ponderación K R = 0.2627, K G = 0.678 y K B = 0.0593. Como en esquemas similares, los componentes de croma en YCbCr se calculan como C ‘B = 2⋅ (B’-Y’) / (1-K B ) y C ‘ R = 2⋅ (R’-Y’) / (1 -K R ), y para la representación digital, las señales Y ‘, C’ B y C ‘ R se escalan, se compensan con constantes y se redondean a enteros.
El esquema YcCbcCrc es una representación de luminancia luma de «luminancia constante». YcCbcCrc se puede usar cuando la prioridad principal es la retención más precisa de la información de luminancia. El componente de luma en YcCbcCrc se calcula utilizando los mismos valores de coeficientes que para YCbCr, pero se calcula a partir de RGB lineal y luego se corrige gamma, en lugar de calcularse a partir de R’G’B ‘corregido gamma. Los componentes de croma en YcCbcCrc se calculan a partir de las señales Y ‘, B’ y R ‘con ecuaciones que dependen del rango de valores de B’-Y’ y R’-Y ‘.
Implementaciones
HDMI 2.0 es compatible con la grabación. Espacio de color 2020 HDMI 2.0 puede transmitir 12 bits por muestra RGB a una resolución de 2160p y una velocidad de cuadros de 24/25/30 fps o puede transmitir 12 bits por muestra 4: 2: 2/4: 2: 0 YCbCr con una resolución de 2160p y una velocidad de cuadro de 50/60 fps.
El Rec. El espacio de color 2020 es compatible con H.264 / MPEG-4 AVC y H.265 / Codificación de video de alta eficiencia (HEVC). El perfil de Main 10 en HEVC se agregó en base a la propuesta JCTVC-K0109, que propuso que se agregue un perfil de 10 bits a HEVC para aplicaciones de consumo. La propuesta establecía que esto era para permitir una mejor calidad de video y para apoyar la Rec. Espacio de color 2020 que será utilizado por UHDTV.
El 11 de septiembre de 2013, ViXS Systems anunció el XCode 6400 SoC, que admite resolución 4K a 60 fps, el perfil principal 10 de HEVC y el Rec. Espacio de color 2020
2014
El 22 de mayo de 2014, Nanosys anunció que utilizando una película de mejora de puntos cuánticos (QDEF) se modificó un televisor LCD actual para que pudiera cubrir el 91% de la grabación. Espacio de color 2020 Los ingenieros de Nanosys creen que con los filtros de color LCD mejorados es posible hacer una pantalla LCD que cubra el 97% de la capacidad de grabación. Espacio de color 2020
El 4 de septiembre de 2014, Canon Inc. lanzó una actualización de firmware, que agregó soporte para el Rec. Espacio de color 2020, para sus modelos de cámara EOS C500 y EOS C500 PL y su pantalla DP-V3010 4K.
El 5 de septiembre de 2014, la Blu-ray Disc Association reveló que el futuro formato 4K Blu-ray Disc admitirá video 4K UHD (resolución 3840 × 2160) a una velocidad de cuadro de hasta 60 fotogramas por segundo. El estándar codificará videos bajo el estándar de Codificación de Video de Alta Eficiencia. Los discos Blu-ray 4K admitirán tanto un rango dinámico más alto al aumentar la profundidad de color a 10 bits por color, como una mayor gama de colores utilizando el Rec.Espacio de color 2020 La especificación 4K-Blu-ray permite tres tamaños de disco, cada uno con su propia velocidad de datos: 50 GB con 82 Mbit / s, 66 GB con 108 Mbit / s, y 100 GB con 128 Mbit / s. Los primeros títulos Ultra HD Blu-ray fueron lanzados oficialmente desde cuatro estudios el 1 de marzo de 2016.
El 6 de noviembre de 2014, Google agregó soporte para la grabación. Espacio de color 2020 para VP9.
El 7 de noviembre de 2014, los desarrolladores de DivX anunciaron que la versión 1.4.21 de DivX265 ha agregado soporte para el perfil de Main 10 de HEVC y Rec. Espacio de color 2020
El 22 de diciembre de 2014, Avid Technology lanzó una actualización para Media Composer que agregó soporte para resolución 4K, el Rec. Espacio de color 2020 y una velocidad de bits de hasta 3.730 Mbit / s con el códec DNxHD.
2015
El 6 de enero de 2015, el MHL Consortium anunció el lanzamiento de la especificación superMHL que admitirá una resolución de 8K a 120 fps, video de 48 bits, el Rec. Espacio de color 2020, soporte de alto rango dinámico, un conector superMHL reversible de 32 pines y carga de hasta 40 vatios.
El 7 de enero de 2015, Ateme agregó soporte para la Rec. Espacio de color 2020 a su plataforma de video TITAN File.
El 18 de marzo de 2015, Arri anunció la línea SXT de cámaras Arri Alexa que admitirán la grabación de Apple ProRes a una resolución de 4K y la Rec. Espacio de color 2020
El 8 de abril de 2015, Canon Inc. anunció la pantalla DP-V2410 4K y la cámara EOS C300 Mark II con soporte para la cámara rec. Espacio de color 2020
El 26 de mayo de 2015, la NHK anunció una pantalla LCD de 4K con una luz de fondo de diodo láser que cubre el 98% de la grabación. Espacio de color 2020 La NHK declaró que en el momento en que se anunció, esta LCD 4K tiene la gama de colores más amplia de cualquier pantalla del mundo.
El 17 de junio de 2015, Digital Projection International presentó un proyector LED 4K con soporte para el Rec. Espacio de color 2020
2016
El 4 de enero de 2016, la Alianza UHD anunció sus especificaciones para Ultra HD Premium, que incluye soporte para el Rec. Espacio de color 2020
El 27 de enero de 2016, VESA anunció que la versión 1.4 de DisplayPort admitirá la Rec. Espacio de color 2020
El 17 de abril de 2016, Sony presentó una pantalla OLED 4K de 55 pulgadas (140 cm) con el apoyo de Rec. Espacio de color 2020
El 18 de abril de 2016, el Foro Ultra HD anunció las pautas de la industria para UHD Fase A que incluye soporte para la Rec. Espacio de color 2020
Rec. 2100
Rec. 2100 es una Recomendación UIT-R lanzada en julio de 2016 que define formatos de alto rango dinámico (HDR) para resoluciones HDTV 1080p y 4K / 8K UHDTV. Estos formatos usan las mismas primarias de color que Rec. 2020, pero con diferentes funciones de transferencia para el uso de HDR. Rec. 2100 incluye dos definiciones de funciones de transferencia que se pueden usar para HDR:
Perceptual Quantizer (PQ), que se estandarizó previamente como SMPTE ST 2084, y
Hybrid Log-Gamma (HLG), que previamente se estandarizó como ARIB STD-B67.
El esquema de PQ con 10 bits de profundidad de bits de color también se ha llamado HDR10. De forma similar, el esquema HLG con 10 bits de profundidad de bits de color se ha denominado HLG10. Las directrices del Ultra HD Forum para UHD Phase A incluyen soporte para formatos SDR con 10 bits de profundidad de bits de color basados en ambos Rec. 709 y Rec. Las gamas de colores 2020 y también los formatos HDR10 y HLG10 de Rec. 2100.
Además de definir representaciones de color RGB e YCbCr que son las mismas que en Rec. 2020 excepto para las funciones de transferencia, Rec. 2100 también define un esquema de luminancia constante conocido como ICtCp. Rec. 2100 no admite el esquema YcCbcCrc de Rec. 2020.