Rec. 2020

Recomendação ITU-R BT.2020, mais comumente conhecida pelas abreviações Rec. 2020 ou BT.2020, define vários aspectos da televisão de ultra-alta definição (UHDTV) com faixa dinâmica padrão (SDR) e ampla gama de cores (WCG), incluindo resoluções de imagem, taxas de quadros com varredura progressiva, profundidades de bits, primárias coloridas Representações de cores RGB e luma-croma, sub-amostragens de croma e uma função de transferência opto-eletrônica. A primeira versão do Rec. O ano de 2020 foi publicado no site da União Internacional de Telecomunicações (UIT) em 23 de agosto de 2012, e duas outras edições foram publicadas desde então. Ele é expandido de várias maneiras por Rec. 2100

Detalhes técnicos
Resolução
Rec. 2020 define duas resoluções de 3840 × 2160 (“4K”) e 7680 × 4320 (“8K”). Essas resoluções têm uma proporção de 16: 9 e usam pixels quadrados.

Taxa de quadros
Rec. 2020 especifica as seguintes taxas de quadros: 120p, 119,88p, 100p, 60p, 59,94p, 50p, 30p, 29,97p, 25p, 24p, 23,976p. Apenas taxas de quadros de varredura progressiva são permitidas.

Representação digital
Rec. 2020 define uma profundidade de bits de 10 bits por amostra ou 12 bits por amostra.

10 bits por amostra Rec. 2020 usa níveis de vídeo em que o nível de preto é definido como código 64 e o pico nominal é definido como código 940. Os códigos 0-3 e 1.020-1.023 são usados ​​para a referência de tempo. Os códigos 4 a 63 fornecem dados de vídeo abaixo do nível de preto, enquanto os códigos 941 a 1.019 fornecem dados de vídeo acima do pico nominal.

12 bits por amostra Rec. 2020 usa níveis de vídeo em que o nível de preto é definido como código 256 e o ​​pico nominal é definido como código 3760. Os códigos 0 a 15 e 4.080 a 4.095 são usados ​​para a referência de tempo. Os códigos 16 a 255 fornecem dados de vídeo abaixo do nível de preto, enquanto os códigos de 3,761 a 4,079 fornecem dados de vídeo acima do pico nominal.

Colorimetria do sistema

Parâmetros de espaço de cores RGB
Espaço colorido Ponto branco Cores primárias
W W R R G G B B
ITU-R BT.2020 0.3127 0.3290 0,708 0,292 0,170 0,797 0,131 0,046

O Rec. O espaço de cor 2020 (UHDTV / UHD-1 / UHD-2) pode reproduzir cores que não podem ser exibidas com o Rec. 709 (HDTV) espaço de cor. As primárias RGB usadas por Rec. 2020 equivalem a fontes de luz monocromáticas no locus espectral CIE 1931. O comprimento de onda do Rec. As cores primárias de 2020 são 630 nm para a cor primária vermelha, 532 nm para a cor primária verde e 467 nm para a cor primária azul. Na cobertura do espaço de cor CIE 1931, o Rec. O espaço de cor 2020 cobre 75,8%, o espaço de cor de cinema digital DCI-P3 cobre 53,6%, o espaço de cor Adobe RGB cobre 52,1% e o rec. O espaço de 709 cores cobre 35,9%.

Durante o desenvolvimento do Rec. No espaço de cores de 2020, decidiu-se usar cores reais, em vez de cores imaginárias, para que fosse possível mostrar o Rec. 2020 espaço de cor em uma tela sem a necessidade de circuitos de conversão. Como um espaço de cor maior aumenta a diferença entre cores, é necessário um aumento de 1 bit por amostra para Rec. 2020 para igualar ou exceder a precisão de cor de Rec. 709

O NHK mediu a sensibilidade ao contraste para o Rec. Espaço de cor de 2020 usando a equação de Barten que anteriormente tinha sido usada para determinar a profundidade de bits para o cinema digital. 11 bits por amostra para o Rec. O espaço de cor de 2020 está abaixo do limiar de modulação visual, a capacidade de discernir uma diferença de valor na iluminação, para toda a faixa de luminância. A NHK está planejando que seu sistema UHDTV, Super Hi-Vision, use 12 bits por amostra de RGB.

Características de transferência
Rec. 2020 define uma função de transferência não linear para correção gama que é a mesma função de transferência não linear usada por Rec. 709, exceto que seus parâmetros são dados com maior precisão:

onde E é o sinal proporcional à intensidade da luz de entrada da câmera e E ′ é o sinal não linear correspondente
onde α ≈ 1.09929682680944 e β ≈ 0.018053968510807 (valores escolhidos para obter uma função contínua com inclinação contínua)
A norma diz que, para fins práticos, os seguintes valores de α e β podem ser usados:

α = 1,099 e β = 0,018 para 10 bits por sistema de amostra (os valores dados no Rec. 709)
α = 1,0993 e β = 0,0181 para 12 bits por sistema de amostra
Enquanto o Rec. A função de transferência 2020 pode ser usada para codificação, espera-se que a maioria das produções use um monitor de referência que tenha a aparência de usar a função de transferência Gamma 2.4, conforme definido no Rec. ITU-R BT.1886 e que o monitor de referência será avaliado como definido em Rec. ITU-R BT.2035.

Formatos RGB e luma-chroma
Rec. O modelo 2020 permite formatos de sinal RGB e luma-chroma com amostragem de resolução total 4: 4: 4 e formatos de sinal luma-chroma com subamostragem chroma 4: 2: 2 e 4: 2: 0. Ele suporta dois tipos de sinais de luma-chroma, chamados YCbCr e YcCbcCrc.

O YCbCr pode ser usado quando a prioridade máxima é a compatibilidade com as práticas operacionais existentes de SDTV e HDTV. O sinal de luma (Y for) para YCbCr é calculado como a média ponderada ′ = K R ⋅ R ′ + (1 − K R −K B ) ⋅G ′ + K B ⋅ B ′, usando os valores RGB corrigidos por gama ( denotado R′G′B ′) e os coeficientes de ponderação K R = 0,2627, K G = 0,678 e K B = 0,0593. Como em esquemas similares, os componentes de croma em YCbCr são calculados como C ′ B = 2⋅ (B′ − Y ′) / (1 − K B ) e C ′ R = 2⋅ (R′ − Y ′) / (1 −K R ) e, para representação digital, os sinais Y ′, C ′ B e C ′ R são dimensionados, compensados ​​por constantes e arredondados para inteiros.

O esquema YcCbcCrc é uma representação de luma-chroma de “luminância constante”. YcCbcCrc pode ser usado quando a prioridade máxima é a retenção mais precisa das informações de luminância. O componente de luma em YcCbcCrc é calculado usando os mesmos valores de coeficiente que para YCbCr, mas é calculado a partir de RGB linear e depois corrigido em gama, em vez de ser calculado a partir de R′G′B gam corrigido por gama. Os componentes de croma em YcCbcCrc são calculados a partir dos sinais Y ′, B ′ e R with com equações que dependem do intervalo de valores de B′ − Y ′ e R ′ Y ′.

Implementações
HDMI 2.0 suporta o Rec. Espaço de cor de 2020. O HDMI 2.0 pode transmitir 12 bits por amostra de RGB com uma resolução de 2160p e uma taxa de quadros de 24/25/30 fps ou pode transmitir 12 bits por amostra 4: 2: 2/4: 2: 0 YCbCr em uma resolução de 2160p e uma taxa de quadros de 50/60 fps.

O Rec. O espaço de cor 2020 é suportado por H.264 / MPEG-4 AVC e H.265 / High Efficiency Video Coding (HEVC). O perfil Main 10 no HEVC foi adicionado com base na proposta JCTVC-K0109, que propunha que um perfil de 10 bits fosse adicionado ao HEVC para aplicações de consumo. A proposta afirmava que isso permitiria melhorar a qualidade do vídeo e apoiar o Rec. Espaço de cor 2020 que será usado pela UHDTV.

Em 11 de setembro de 2013, a ViXS Systems anunciou o SoC XCode 6400, que suporta resolução 4K a 60 fps, o perfil Main 10 de HEVC e o Rec. Espaço de cor de 2020.

2014
Em 22 de maio de 2014, a Nanosys anunciou que, usando um filme de aprimoramento de ponto quântico (QDEF), uma TV LCD atual foi modificada para cobrir 91% do Rec. Espaço de cor de 2020. Os engenheiros da Nanosys acreditam que, com filtros de cor LCD aprimorados, é possível fazer um LCD que cubra 97% do Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 4 de setembro de 2014, a Canon Inc. lançou uma atualização de firmware, que adicionou suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020, para seus modelos de câmera EOS C500 e EOS C500 PL e seu monitor 4K DP-V3010.

Em 5 de setembro de 2014, a Associação de Discos Blu-ray revelou que o futuro formato de Blu-ray Disc 4K suportará vídeo 4K UHD (3840 × 2160 de resolução) a taxas de quadros de até 60 quadros por segundo. O padrão irá codificar vídeos sob o padrão High Efficiency Video Coding. Os discos Blu-ray 4K oferecem suporte a uma faixa dinâmica mais alta, aumentando a profundidade de cor para 10 bits por cor e uma maior gama de cores usando o Rec. Espaço de cor de 2020. A especificação 4K-Blu-ray permite três tamanhos de disco, cada um com sua própria taxa de dados: 50 GB com 82 Mbit / s, 66 GB com 108 Mbit / se 100 GB com 128 Mbit / s. Os primeiros títulos de Blu-ray Blu-HD foram oficialmente lançados de quatro estúdios em 1º de março de 2016.

Em 6 de novembro de 2014, o Google adicionou suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020 para VP9.

Em 7 de novembro de 2014, os desenvolvedores do DivX anunciaram que o DivX265 versão 1.4.21 adicionou suporte para o perfil Main 10 do HEVC e o Rec.Espaço de cor de 2020.

Em 22 de dezembro de 2014, a Avid Technology lançou uma atualização para o Media Composer que adicionou suporte para resolução 4K, o Rec. 2020 espaço de cor e uma taxa de bits de até 3.730 Mbit / s com o codec DNxHD.

2015
Em 6 de janeiro de 2015, o MHL Consortium anunciou o lançamento da especificação superMHL, que suportará resolução de 8K a 120 fps, vídeo de 48 bits, o Rec. Espaço de cor 2020, suporte a alta faixa dinâmica, um conector superMHL reversível de 32 pinos e carregamento de energia de até 40 watts.

Em 7 de janeiro de 2015, o Ateme adicionou suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020 para sua plataforma de vídeo TITAN File.

Em 18 de março de 2015, a Arri anunciou a linha SXT de câmeras Arri Alexa, que suportarão a gravação da Apple ProRes em resolução 4K e o Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 8 de abril de 2015, a Canon Inc. anunciou o display 4K DP-V2410 e a câmera EOS C300 Mark II com suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 26 de maio de 2015, a NHK anunciou um LCD 4K com uma luz de fundo com diodo laser que cobre 98% do Rec. Espaço de cor de 2020. A NHK afirmou que no momento em que foi anunciado este 4K LCD tem a mais ampla gama de cores de qualquer display no mundo.

Em 17 de junho de 2015, a Digital Projection International apresentou um projetor 4K LED com suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020.

2016
Em 4 de janeiro de 2016, a UHD Alliance anunciou suas especificações para o Ultra HD Premium, que inclui suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 27 de janeiro de 2016, a VESA anunciou que a versão 1.4 do DisplayPort suportará o Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 17 de abril de 2016, a Sony apresentou um display 4K OLED de 55 polegadas (140 cm) com o suporte do Rec. Espaço de cor de 2020.

Em 18 de abril de 2016, o Fórum Ultra HD anunciou as diretrizes do setor para a Fase A da UHD, que inclui suporte para o Rec. Espaço de cor de 2020.

Rec. 2100
Rec. O 2100 é uma Recomendação da ITU-R lançada em julho de 2016 que define formatos de alta faixa dinâmica (HDR) para resoluções HDTV 1080p e 4K / 8K UHDTV. Esses formatos usam as mesmas cores primárias que Rec. 2020, mas com diferentes funções de transferência para uso de HDR. Rec. 2100 inclui duas dessas definições de função de transferência que podem ser usadas para HDR:

Perceptual Quantizer (PQ), que anteriormente era padronizado como SMPTE ST 2084, e
Log-Gamma Híbrido (HLG), que anteriormente era padronizado como ARIB STD-B67.
O esquema PQ com 10 bits de profundidade de bits de cor também foi chamado HDR10. Da mesma forma, o esquema HLG com 10 bits de profundidade de bits de cor foi chamado HLG10. As diretrizes do Ultra HD Forum para UHD Phase A incluem suporte para formatos SDR com 10 bits de profundidade de bits de cor com base em ambos Rec. 709 e Rec. Gama de cores 2020 e também os formatos HDR10 e HLG10 de Rec. 2100

Além de definir as representações de cores RGB e YCbCr que são as mesmas que em Rec. 2020, exceto para as funções de transferência, Rec. 2100 também define um esquema de luminância constante conhecido como ICtCp. Rec. 2100 não suporta o esquema YcCbcCrc de Rec. 2020