Raccomandazione ITU-R BT.2020, più comunemente nota con le abbreviazioni Rec. 2020 o BT.2020, definisce vari aspetti della televisione ad altissima definizione (UHDTV) con gamma dinamica standard (SDR) e gamma cromatica ampia (WCG), comprese risoluzioni di immagine, velocità di fotogrammi con scansione progressiva, profondità di bit, colori primari, Rappresentazioni cromatiche RGB e luma-croma, sottocampionamenti chroma e una funzione di trasferimento opto-elettronico. La prima versione di Rec. Il 2020 è stato pubblicato sul sito Web dell’International Telecommunication Union (ITU) il 23 agosto 2012 e da allora sono state pubblicate altre due edizioni.È ampliato in diversi modi da Rec. 2100.
Dettagli tecnici
Risoluzione
Rec. 2020 definisce due risoluzioni di 3840 × 2160 (“4K”) e 7680 × 4320 (“8K”). Queste risoluzioni hanno proporzioni di 16: 9 e usano pixel quadrati.
Frequenza dei fotogrammi
Rec. 2020 specifica i seguenti frame rate: 120p, 119.88p, 100p, 60p, 59.94p, 50p, 30p, 29.97p, 25p, 24p, 23.976p. Sono consentiti solo i frame rate di scansione progressiva.
Rappresentazione digitale
Rec. 2020 definisce una profondità di bit di 10 bit per campione o 12 bit per campione.
10 bit per campione 2020 utilizza livelli video in cui il livello del nero è definito come codice 64 e il picco nominale è definito come codice 940. I codici 0-3 e 1.020-1.023 sono utilizzati per il riferimento temporale. I codici da 4 a 63 forniscono dati video sotto il livello del nero mentre i codici da 941 a 1.019 forniscono dati video superiori al picco nominale.
12 bit per campione 2020 utilizza livelli video in cui il livello del nero è definito come codice 256 e il picco nominale è definito come codice 3760. I codici 0-15 e 4.080-4.095 vengono utilizzati per il riferimento temporale. I codici da 16 a 255 forniscono dati video sotto il livello del nero mentre i codici da 3.761 a 4.079 forniscono dati video superiori al picco nominale.
Colorimetria di sistema
| Spazio colore | Punto bianco | Colori primari | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| x W | y W | x R | y R | x G | y G | x B | y B | |
| ITU-R BT.2020 | 0,3127 | 0,3290 | 0,708 | 0.292 | 0,170 | 0,797 | 0.131 | 0,046 |
Il Rec. Lo spazio colore 2020 (UHDTV / UHD-1 / UHD-2) è in grado di riprodurre i colori che non possono essere visualizzati con la funzione Registra. 709 (HDTV) spazio colore. I primari RGB usati da Rec. Il 2020 equivale a fonti di luce monocromatiche sul locus spettrale CIE 1931. La lunghezza d’onda del Rec. I colori primari 2020 sono 630 nm per il colore primario rosso, 532 nm per il colore primario verde e 467 nm per il colore primario blu. Nella copertura dello spazio colore CIE 1931 il Rec. Lo spazio colore 2020 copre il 75,8%, lo spazio colore del cinema digitale DCI-P3 copre il 53,6%, lo spazio cromatico Adobe RGB copre il 52,1% e il Rec. 709 spazio colore copre il 35,9%.
Durante lo sviluppo del Rec. Spazio colore 2020 è stato deciso che avrebbe usato colori reali, invece di colori immaginari, in modo che fosse possibile mostrare il Rec. Spazio colore 2020 su un display senza necessità di circuiti di conversione. Poiché uno spazio cromatico più ampio aumenta la differenza tra i colori, è necessario un aumento di 1 bit per campione per Rec. 2020 per uguagliare o superare la precisione del colore di Rec. 709.
L’NHK ha misurato la sensibilità al contrasto per il rec. Spazio colore 2020 utilizzando l’equazione di Barten che era stata precedentemente utilizzata per determinare la profondità di bit per il cinema digitale. 11 bit per campione per la registrazione Lo spazio colore 2020 è al di sotto della soglia di modulazione visiva, la capacità di discernere una differenza di un valore nella luminanza, per l’intero intervallo di luminanza. La NHK sta progettando il proprio sistema UHDTV, Super Hi-Vision, per utilizzare RGB a 12 bit per campione.
Caratteristiche di trasferimento
Rec. 2020 definisce una funzione di trasferimento non lineare per la correzione gamma che è la stessa funzione di trasferimento non lineare utilizzata da Rec. 709, eccetto che i suoi parametri sono dati con maggiore precisione:
dove E è il segnale proporzionale all’intensità della luce di ingresso della telecamera e E ‘il corrispondente segnale non lineare
dove α ≈ 1.09929682680944 e β ≈ 0.018053968510807 (valori scelti per ottenere una funzione continua con pendenza continua)
Lo standard dice che per scopi pratici, possono essere usati i seguenti valori di α e β:
α = 1.099 e β = 0.018 per 10-bits per sistema di campionamento (i valori riportati in Rec. 709)
α = 1.0993 e β = 0.0181 per sistema a 12 bit per campione
Mentre il Rec. La funzione di trasferimento 2020 può essere utilizzata per la codifica, si prevede che la maggior parte delle produzioni utilizzeranno un monitor di riferimento che ha l’aspetto di utilizzare la funzione di trasferimento Gamma 2.4 come definito in Rec. ITU-R BT.1886 e che il monitor di riferimento sarà valutato come definito in Rec. ITU-R BT.2035.
Formati RGB e luma-croma
Rec. Il 2020 consente formati di segnale RGB e luma-croma con 4: 4: 4 formati di campionamento a piena risoluzione e segnale di crominanza luma con sottocampionamento cromogeno 4: 2: 2 e 4: 2: 0. Supporta due tipi di segnali luma-croma, chiamati YCbCr e YcCbcCrc.
YCbCr può essere utilizzato quando la massima priorità è la compatibilità con le pratiche operative esistenti di SDTV e HDTV. Il segnale luma (Y ‘) per YCbCr viene calcolato come media ponderataY’ = K R ⋅R ‘+ (1-K R -K B ) ⋅G’ + K B ⋅B ‘, utilizzando i valori RGB corretti per la gamma ( denotato R’G’B ‘) e i coefficienti di ponderazione K R = 0,2627, K G = 0,678 e K B = 0,0593. Come in schemi simili, i componenti chroma in YCbCr sono calcolati come C ‘ B = 2⋅ (B’-Y’) / (1-K B ) e C ‘ R = 2⋅ (R’-Y’) / (1 -K R ), e per la rappresentazione digitale i segnali Y ‘, C’ B e C ‘ R sono ridimensionati, compensati da costanti e arrotondati ai numeri interi.
Lo schema YcCbcCrc è una rappresentazione luma-chroma di “luminanza costante”. YcCbcCrc può essere utilizzato quando la massima priorità è la conservazione più accurata delle informazioni sulla luminanza. Il componente luma in YcCbcCrc viene calcolato utilizzando gli stessi valori dei coefficienti di YCbCr, ma viene calcolato da RGB lineare e quindi corretto con la gamma, anziché essere calcolato da R’G’B corretto per la gamma. Le componenti chroma in YcCbcCrc sono calcolate dai segnali Y ‘, B’ e R ‘con equazioni che dipendono dall’intervallo di valori di B’-Y’ e R’-Y ‘.
implementazioni
HDMI 2.0 supporta il Rec. Spazio colore 2020. HDMI 2.0 può trasmettere 12-bit per campione RGB a una risoluzione di 2160p e una frequenza di fotogrammi di 24/25/30 fps o può trasmettere 12-bit per campione 4: 2: 2/4: 2: 0 YCbCr a una risoluzione di 2160p e una frequenza fotogrammi di 50/60 fps.
Il Rec. Lo spazio colore 2020 è supportato da H.264 / MPEG-4 AVC e H.265 / High Efficiency Video Coding (HEVC). Il profilo principale 10 in HEVC è stato aggiunto in base alla proposta JCTVC-K0109 che ha proposto di aggiungere un profilo a 10 bit a HEVC per le applicazioni consumer. La proposta affermava che ciò era necessario per migliorare la qualità del video e supportare il Rec. Spazio colore 2020 che verrà utilizzato da UHDTV.
L’11 settembre 2013, ViXS Systems ha annunciato il SoC XCode 6400 che supporta la risoluzione 4K a 60 fps, il profilo Main 10 di HEVC e il Rec. Spazio colore 2020.
2014
Il 22 maggio 2014, Nanosys ha annunciato che utilizzando una pellicola di miglioramento dei punti quantici (QDEF) è stata modificata una TV LCD corrente in modo che potesse coprire il 91% della registrazione. Spazio colore 2020. Gli ingegneri di Nanosys ritengono che con i migliori filtri LCD a colori sia possibile realizzare un LCD che copra il 97% della registrazione. Spazio colore 2020.
Il 4 settembre 2014, Canon Inc. ha rilasciato un aggiornamento del firmware, che ha aggiunto il supporto per il Rec. Spazio colore 2020, ai modelli di fotocamere EOS C500 e EOS C500 PL e al display DP-V3010 4K.
Il 5 settembre 2014, la Blu-ray Disc Association ha rivelato che il futuro formato Blu-ray Disc 4K supporterà video 4K UHD (risoluzione 3840×2160) a frame rate fino a 60 frame al secondo. Lo standard codificherà i video secondo lo standard di codifica video ad alta efficienza. I dischi Blu-ray 4K supporteranno sia una gamma dinamica più elevata aumentando la profondità del colore a 10 bit per colore, sia una gamma cromatica più ampia utilizzando il Rec. Spazio colore 2020. La specifica 4K-Blu-ray consente tre dimensioni di disco, ognuna con la propria velocità di trasmissione dati: 50 GB con 82 Mbit / s, 66 GB con 108 Mbit / s e 100 GB con 128 Mbit / s. I primi titoli Blu-ray Ultra HD sono stati ufficialmente rilasciati da quattro studi il 1 ° marzo 2016.
Il 6 novembre 2014, Google ha aggiunto il supporto per il Rec. Spazio colore 2020 a VP9.
Il 7 novembre 2014, gli sviluppatori di DivX hanno annunciato che la versione 1.4.21 di DivX265 ha aggiunto il supporto per il profilo principale 10 di HEVC e il Rec. Spazio colore 2020.
Il 22 dicembre 2014, Avid Technology ha rilasciato un aggiornamento per Media Composer che ha aggiunto il supporto per la risoluzione 4K, la Rec. Spazio colore 2020 e velocità in bit fino a 3.730 Mbit / s con il codec DNxHD.
2015
Il 6 gennaio 2015, il Consorzio MHL ha annunciato il rilascio della specifica superMHL che supporterà risoluzione 8K a 120 fps, video a 48 bit, la Rec. Spazio colore 2020, supporto ad alta gamma dinamica, connettore superMHL reversibile a 32 pin e carica di carica fino a 40 watt.
Il 7 gennaio 2015, Ateme ha aggiunto il supporto per il Rec. Spazio colore 2020 per la loro piattaforma video File TITAN.
Il 18 marzo 2015, Arri ha annunciato la linea SXT di fotocamere Arri Alexa che supporterà la registrazione di Apple ProRes a risoluzione 4K e la Rec. Spazio colore 2020.
L’8 aprile 2015, Canon Inc. ha annunciato il display DP-V2410 4K e la fotocamera EOS C300 Mark II con supporto per il registratore. Spazio colore 2020.
Il 26 maggio 2015, la NHK ha annunciato un LCD 4K con una retroilluminazione a diodi laser che copre il 98% della registrazione. Spazio colore 2020. La NHK ha dichiarato che al momento in cui è stato annunciato questo LCD 4K ha la gamma cromatica più ampia di qualsiasi display al mondo.
Il 17 giugno 2015, Digital Projection International ha presentato un proiettore a LED 4K con supporto per il Rec. Spazio colore 2020.
2016
Il 4 gennaio 2016, l’UHD Alliance ha annunciato le proprie specifiche per Ultra HD Premium che include il supporto per il Rec. Spazio colore 2020.
Il 27 gennaio 2016, VESA ha annunciato che DisplayPort versione 1.4 supporterà il Rec. Spazio colore 2020.
Il 17 aprile 2016, Sony ha presentato un display OLED 4K da 55 pollici (140 cm) con il supporto di Rec. Spazio colore 2020.
Il 18 aprile 2016, l’Ultra HD Forum ha annunciato le linee guida del settore per la Fase UHD UHD che include il supporto per la Rec. Spazio colore 2020.
Rec. 2100
Rec. 2100 è una raccomandazione ITU-R rilasciata a luglio 2016 che definisce i formati ad alta gamma dinamica (HDR) per le risoluzioni HDTV 1080p e 4K / 8K UHDTV. Questi formati usano gli stessi colori primari di Rec. 2020, ma con diverse funzioni di trasferimento per l’uso di HDR. Rec.2100 include due definizioni di tali funzioni di trasferimento che possono essere utilizzate per HDR:
Percettivo percettivo (PQ), precedentemente standardizzato come SMPTE ST 2084 e ibrido Log-Gamma (HLG), precedentemente standardizzato come ARIB STD-B67.
Lo schema PQ con 10 bit di profondità bit di colore è stato anche chiamato HDR10. Allo stesso modo, lo schema HLG con 10 bit di profondità bit di colore è stato chiamato HLG10. Le linee guida del Forum Ultra HD per UHD Phase A includono il supporto per i formati SDR con 10 bit di profondità bit di colore basati su entrambi i registri. 709 e rec. Le gamme di colori 2020 e anche i formati HDR10 e HLG10 di Rec. 2100.
Oltre a definire le rappresentazioni dei colori RGB e YCbCr che sono le stesse di Rec. 2020 eccetto per le funzioni di trasferimento, Rec. 2100 definisce anche uno schema di luminanza costante noto come ICtCp. Rec. 2100 non supporta lo schema YcCbcCrc di Rec. Il 2020.