Network Audio

Com a digitalização da imagem e som, a cada dia vem aumentando a integração com a informática. Podemos também ver na rua, ou em qualquer outro lugar, pessoas ouvindo músicas ou assistindo a vídeos ou TVD (TV Digital One Seg), através de Digital Multimedia Player, aparelho de celular Smart Phone (celular inteligente), Tablet, como iPod/iPhone/iPad da Apple, etc., onde a fonte da maioria é um download feito pela internet. A popularização é tão grande que até os fabricantes de equipamentos de áudio e vídeo de qualidade, já aceitam músicas ou vídeos onde a origem é destes equipamentos ou internet, lançando Dock para iPod e novos equipamentos com conexões USB e LAN. Rede local (com ou sem fio) de multimídia dentro de casa, é a forma de compartilhamento que vem aumentando a cada dia, integrando PC e Home Theater com estes novos equipamentos.

A qualidade de um áudio digital está vinculada à sua amostragem na digitalização, onde um Audio CD tem a amostragem de 44.1KHz/16bit e o áudio PCM de um DVD de 48KHz/16bit (ambos sem compressão). Os discos com melhores amostragens como SACD e DVD-Audio, que podem chegar a 192KHz/24bit, têm títulos bem restritos e necessitam de um Player que suportem estes discos (Universal Disc Player). A solução veio com a internet, onde hoje podemos encontrar alguns sites que oferecem músicas com amostragens diversas, normalmente em até 192KHz/24bit, mas em breve podem chegar a 384KHz/32bit.

Toda esta preocupação em ter músicas com amostragens superiores a um Audio CD, não tem nenhum sentido se não tiver como reproduzir, mantendo a sua qualidade em analógico. Lembrando que, para podermos ouvir uma música, que está em formato digital, há a necessidade em reconverter para analógico (DAC - Digital Analog Converter) e amplificar para excitar uma caixa acústica ou fone de ouvido, que irá gerar sinal sonoro que ouvimos.

Surgem novos módulos como iPod Transport (iPod Dock que retira o áudio ainda digital do iPod/iPhone/iPad), USB DAC, USB DDC (Digital Digital Converter), Network Audio Player, USB Headphone Amp, Network AV Amp/Receiver, USB CD/SACD Player, FireWire DAC (conexão via IEEE 1394 ou iLink), Network Transport, etc. Notem que os equipamentos tradicionais, vêm recebendo novas conexões, firmwares (software em chip) atualizáveis e processadores, que aceitam músicas digitais de alta definição em forma de arquivo de dados. Na ilustração, Digital Docking Station, DS-H01 da Teac, que retira áudio digital do iPod/iPhone/iPad, e que inclui também um DAC de 192KHz/24bit, é da mesma série Reference 01 como UD-H01 (USB-DAC) e A-H01 (AV Receiver Compacto).

Como a música é obtida pela internet ou fazendo ripping (ripar) de um CD/DVD usando PC, este precisa ser também de boa qualidade, capacidade e rápido suficiente para suportar as taxas destas amostragens e também ter os softwares (inclusive OS) adequados para poder fazer download, ripping e reprodução, ou seja, o PC se tornou um Audio Player de alta definição. De qualquer forma, montar um Network Audio, poderá se tornar um grande desafio e dificuldade para algumas pessoas que não têm nenhum conhecimento de informática.

Achei que ia ficar livre da informática, dedicando à imagem e som, mero engano. Mas o slogan antigo da Apple, do já saudoso Steve Jobs, User Friendly, que ouvi há muitos anos atrás, no início da microinformática (parecia um brinquedo de criança para quem era inicialmente de Mainframe como eu), vem sendo realidade. Sou ainda da época onde uma configuração era feita via Jumper ou Dip-Switch. Que mudança! O ideal mesmo seria, em fazendo as conexões dos equipamentos, eles se entendam sozinhos sem nenhuma interferência do usuário, no máximo, responder sim ou não a algumas perguntas bem simples.

Inicialmente farei uma rápida apresentação de alguns novos equipamentos e nas próximas postagens, escreverei com mais detalhes, incluindo as suas conexões.

USB DAC

USB DAC (Digital Analog Converter - Conversor Digital Analógico) é o módulo que recebe o áudio digital através da porta USB (Universal Serial Bus) ou de outras fontes e converte para sinal analógico, que alimentará um AV Receiver de um Home Theater.

É o módulo em rápido crescimento de venda por ser bastante simples na instalação, para apreciar músicas de altas definições, armazenadas num PC. A maioria já tem pré-amplificador e por isso servem como amplificador de fone de ouvido, e neste caso, é só conectar um bom fone de ouvido e apreciar uma boa música. Na ilustração, um sofisticado USB DAC da Antelope, Zodiac Gold, que chega a aceitar amostragens de até 384KHz/32bit, mas músicas de alta definição atualmente encontradas é de até 192KHz/24bit, por enquanto.

Network Audio Player

A fabricante inglesa Linn é uma das pioneiras em apostar neste conceito em ouvir música de alta definição, lançando a sua linha DS (Direct Stream).

As músicas armazenadas em HDD (Hard Disc Drive) conhecida também como NAS (Network Attached Storage), obtidas através da internet ou ripadas de discos, são acessadas via uma Home Network (HAN - Home Area Network), que é uma LAN (Local Area Network) residencial, com ou sem fio, pelo Network Audio Player que alimentará um AV Receiver de um Home Theater. Na ilustração, Network Audio Player da Denon, DNP-720SE, que tem suporte para AirPlay da Apple e DAC de até 192KHz/24bit de FLAC e WAV.

Para quem já tem uma LAN e Home Theater, é bastante simples fazer a conexão, mas para quem não tem nada e sem conhecimento de informática, é bastante complexo. Os novos equipamentos vem a cada dia simplificando a conexão, mas assim mesmo não é muito simples aos leigos no assunto. Melhor é solicitar auxílio a quem conhece.

Network AV Receiver

Para quem já tem ou pretende comprar o mais moderno AV Receiver com portas USB e LAN com decodificador FLAC, WAV e outros para amostragens de alta definição, e que tenha um bom DAC interno, pode ignorar os módulos acima,  fazendo a conexão direta na rede. Muitos já vem com AirPlay. Na ilustração, Network AV Receiver, top de linha da Pioneer, SC-LX85 de 9.2 canais com potência de 140W por canal, tem processador de áudio Hi-bit 32, aceita músicas FLAC e WAV de até 192KHz/24bit, AirPlay, DTS Neo:X e Dolby Prologic IIz para caixas Front Wide e Front Height.

PC com HDMI

Para quem tem PC com DLNA/Windows 7 ou Mac que tem HDMI e um bom AV Receiver também com DLNA/HDMI e decodificador PCM de alta definição, é só fazer a conexão direta e apreciar as músicas de alta definição (é só fazer a configuração no PC). A desvantagem em relação a USB é que as músicas são convertidas para PCM (WAV).

Universal Disc Player

Alguns Universal Disc Players ou até BD Players, já conseguem reproduzir Data Disc com arquivo de músicas no formato WAV e/ou FLAC de alta definição, pois algumas lojas da website oferecem além do download, músicas em mídias como DVD, pois dependendo da situação, download poderá demorar muitas horas e ainda com risco de dar problema, nesta situação, comprar uma mídia seria mais segura. Também seria uma opção para quem quer ter um disco físico original, em vez de simples arquivo em HDD. Neste caso fica PCless (sem PC), pois alguns já acessam sites para poder fazer download de músicas e filmes. Na ilustração, Universal Network 3D Blu-ray Disc Player, BDP-93 da Oppo, além de todos os discos (incluindo SACD e DVD Audio), reproduz arquivos como FLAC, WAV, MP3, etc.

Ripping Software

Ripping ou ripar é um processo em copiar conteúdos de áudio ou vídeo de uma mídia para um HDD de um PC ou NAS, fazendo conversão do formato de arquivo que possa ser reconhecido por um Player de PC, normalmente como DSD (Direct Stream Digital), WAV e AIFF, que são sem compressão; WMA Lossless, FLAC (Free Lossless Audio Codec) e ALAC (Apple Lossless Audio Codec) que têm compressão Lossless (sem perda); MP3 e AAC (Advanced Audio Codec) que são Lossy (com perda). Alguns softwares de ripping fazem upsampling, ou seja, aumentam a amostragem. Lembrando que o conceito Lossless significa que o codec consegue recuperar o formato original de áudio digital antes da sua compressão sem perda e Lossy com perdas.

Alguns ripping software de áudio (Free é gratuito):

Windows XP/Vista/7:
    Exact Audio Copy (Free)
    dB PowerAmp (US$ 38.00)

Mac OS X acima der 10.4:
    X Lossless Decoder (Free)
    Max (Free)

Audio Player Software

Audio Player Software ou programa tocador de áudio para PC, é um software aplicativo que reproduz áudio digital que está em arquivo ou discos, fazendo com que o PC se torne um Audio Player. Os Sistemas Operacionais (OS - Operating System) como Windows e Mac OS nas versões bem antigas, não previam áudio e vídeo de alta definição, por isso verifique bem o detalhe em qual OS funciona o softwarte.

Outro importante aspecto, é analisar a capacidade do software em utilizar bem o recurso do OS, pois sempre irá utilizar parte do OS para liberar o áudio pela porta USB para USB-DAC, por isso o máximo de bypass seria desejável para não ter influência na qualidade de áudio. Em Windows, seria interessante o software ter recurso do driver ASIO (Audio Stream Input/Output) no caso do XP, que faz bypass, ou WASAPI (Windows Audio Session Application Programming Interface) no caso do Vista/7, que direciona o fluxo de áudio direto do aplicativo até o USB-DAC.

De qualquer forma, como qualquer Player, cada software trará um resultado diferente na qualidade de áudio, por isso é importante testar antes, baixando a versão de teste (Trial), se for adquirir.

Alguns sotfwares de Audio Player para formatos sem compressão ou Lossless:

Windows:
    Foobar 2000 (Free)
    XMPlay (Free)
    Media Monkey Gold (US$ 19.95)
    HQPlayer (US$ 144.13)

Mac OS X:
    Audirvana (Free)
    Decibel (US$ 33.00)
    Pure Music (US$ 129.00)

Músicas digitais de alta definição

Fazer ripping de um Audio CD com upsampling (amostragem superior a do CD), poderá até melhorar o som, mas não é a mesma qualidade de uma música já gravada originariamente em amostragens superiores como  192KHz/24bit.

Apesar de encontrar músicas de graça, relacionarei a seguir algumas lojas na internet que oferecem download de músicas digitais de alta definição, com ou sem DRM (Digital Rights Management):

    Linn Records da Linn
    HD Tracks
    Ototoy
    HQM (High Quality Music) da Kripton
    e-onkyo da Onkyo

Digitalização de disco de vinil

Outra opção em conseguir músicas de alta definição é realizar digitalização de discos de vinil (para quem tem coleção de LPs que são insubstituíveis) numa amostragem como 192KHz/24bit e ter como um arquivo num PC ou NAS, para poder apreciar a qualidade de áudio analógico de um vinil, sem chiado, se fizer uma boa filtragem, editando. É um assunto que merece ter uma página exclusiva e por isso escreverei oportunamente.

PC Audio

Utilizar um PC como um Audio Player, traz ilimitadas aplicações e recursos, mas para alguns audiófilos, seria um Player de baixa qualidade. Pode ser uma certa resistência, mas de fato, por enquanto, PC não foi produzido para ser um Audio Player de alta qualidade, pois possue muitos componentes que podem produzir ruídos (inclusive sonoro - barulho que incomoda) como HDD, ventiladores, alimentação sem boa filtragem, etc. Alguns fabricantes ou montadoras, estão começando a oferecer PC com finalidade em utilizar como Audio Player (PC Audio), que utiliza SSD (Solid State Disc) em vez de HDD, menor quantidade possível de ventiladores ou até sem (Fanless), uma fonte com ótima filtragem, etc.

Veja também:

Som: Analógico x Digital
Disco de vinil
Áudio puro
Home Theater
AV Receiver
Codec

Direto do Japão

Após um tempo sem escrever, finalmente estou voltando a publicar novas páginas, mas agora do Japão, por um período não determinado. Por ter pouco tempo disponível, estarei escrevendo bem devagar, na medida do possível. Morando em Kobe, Hyogo, a 30 minutos de Osaka, onde costumo visitar frequentemente o bairro de produtos eletroeletrônicos, Namba (Den Den Town), para conhecer as novidades. Não é tão grande como Akihabara em Tóquio, mas tem muitas lojas. O maior número de turistas encontrados por aqui é de chineses, por isso, os produtos Duty Free são Made in Japan.

Após uma espera de 2 meses e meio pela internet, foi realizada a conexão da fibra óptica (Hikari Flets High Speed) de 200Mbps pela NTT (Nippon Telephone & Telegraph). Enfim plugado ao mundo novamente, agora em alta velocidade, ou banda larga de verdade.

A grande novidade que pude apreciar até o momento, é a qualidade da imagem 3D. Nas telas maiores em torno de 60 polegadas, num ambiente escuro, dá para sentir a profundidade da imagem com  ótima qualidade. Tanto TV 3D por polarização de luz da LG e autoestereoscópica da Toshiba não me apresentaram uma boa impressão, preciso avaliar melhor. Outra grande atração é a conexão com ou sem fio de equipamentos de áudio, vídeo e PC como Net Audio, USB-DAC, etc.

Mas a grande movimentação estava mesmo no encerramento da transmissão de TV analógica que ocorreu em 24 de julho, programação encerrada ao meio dia, mantendo no ar somente a tela com a informação do encerramento da transmissão analógica e o telefone de contato para esclarecimentos aos desavisados e àqueles que não acreditavam, até a meia noite, quando o sinal foi interrompido definitivamente.

Com excessão nas províncias de Iwate, Miyagi e Fukushima, onde uma boa parte da população está abrigada em escolas e outros lugares, aguardando a construção da moradia temporária pelo governo, resultado do terremoto e consequente tsunami, ocorrido em 11 de março, que também danificou a usina nuclear de Fukushima. Até hoje ocorrem réplicas do terremoto, algumas bem fortes. Nestas províncias a transmissão da TV analógica deverá encerrar no dia 31 de março de 2012.

Visto a grandes dificuldades, as operadoras de TV por assinatura estão mantendo os canais analógicos, convertendo o sinal digital para analógico. Algumas prometem manter até março de 2015.

Uma parte da população, copiando bons brasileiros, deixaram para última hora, com isso os conversores de TV digital para poder acoplar e continuar assistindo no aparelho de TV analógico, desapareceram do mercado. Os TVs digitais mais em conta estão com prazo de entrega superior a 1 mês. A venda de TVs digitais no mês de julho cresceu 2.2 vezes em relação ao mesmo mês do ano anterior e algumas lojas sentiram movimentação de clientes 10 vezes superior ao mês de junho.

Se um país como o Japão teve estes problemas, como deverá ser no Brasil em 2016, quando irá encerrar a transmissão da TV analógica? Quem não quer ou não pode comprar TV digital, é bom comprar um conversor com boa antecedência, para não ficar sem TV.

A necessidade da redução de consumo de energia elétrica em 15% em consequência dos problemas de usinas nucleares de Fukushima, Hamaoka (Shizuoka) e recentemente de Fukui, os fabricantes estão sem condição de aumentar a produção, onde alguns estão alterando horários e dias da semana de trabalho, tentando evitar assim o apagão programado. A população está comprando ventiladores para reduzir o uso de ar condicionado, justo no ano em que o calor está terrível. Até os ventiladores USB estão na moda e disponibilizados em diversos modelos e tamanhos e as lâmpadas LED que têm baixo consumo de energia.

Um produto curioso que aumentou a venda é o espiral contra mosquitos e pernilongos, para substituir os elétricos que é comum por aqui. As fábricas não estão dando conta do pedido.

Após 66 anos da tragédia de bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki, jogadas pelos americanos em agosto, o Japão está sofrendo novamente com problema de radioatividade que contaminaram solos e alimentos, gerando grandes consequências econômicas à região, tanto comercial e turístico. Acompanhando os documentários e reportagens, é possível ver como o povo está sofrendo. Existem centenas de milhares de desaparecidos onde a maioria foram engolidos para o fundo do mar pelo repuxo do tsunami. As cenas são realmente de arrepiar.

Afinal este blog não tem como objetivo falar destes assuntos, mas não podia deixar de comentar um pouco, e manifestar que usinas nucleares não são nada seguras, diante da fúria da natureza. É melhor procurar rapidamente energias alternativas que não incomodem o meio ambiente, pois não podemos ficar sem esta energia, para poder apreciar imagem e som de alta definição.

Além da tragédia natural, o Japão tem ameaça da "nova" crise econômica mundial e valorização excessiva do iene em relação ao dólar, hoje beirando 76 ienes para cada dólar (antes da crise de 2008, estava em torno de 120 ienes). São muitos problemas.

De qualquer forma a vida continua e o Japão também, por isso estarei informando novidades tecnológicas do mercado de imagem e som, diretamente do Japão. Acompanhem também as atualizações de postagens anteriores.

日本のみなさんもよろしくおねがいします。

がんばれ！日本。

Atualizações:

26/ago/2011: A Sharp abre uma empresa em São Paulo, com capital de 30 milhões de reais, denominada Sharp Brasil Comércio e Distribuição de Artigos Eletrônicos Ltda. (SBCD), com objetivo de fortalecer a venda de produtos eletrônicos de consumo e equipamentos de comunicação e informação. Está apostando no crescimento econômico do país e dos grandes eventos esportivos mundiais que ocorrerão, Copa de 2014 e Olimpíada de 2016. Maior detalhe no site da Sharp. 

Formatos de vídeo HD

Quando se fala em formatos de vídeo, podem gerar dúvidas e confusões, por isso é melhor deixar claro que o tema abordado aqui é o formato de arquivo, que trata de vídeos capturados pelas filmadoras digitais de alta definição, com as respectivas codificações do conteúdo e formato recipiente (container format). O formato de vídeo mais comum nas filmadoras analógicas domésticas era o VHS, e hoje, nas filmadoras digitais de alta definição é o AVCHD.

Durante a filmagem, a imagem e o som são digitalizados e depois compactados através de algum codec (áudio LPCM é sem compressão), para reduzir o tamanho do arquivo digitalizado. O vídeo, o áudio e eventualmente alguns dados, como metadados, são processados e multiplexados, formando único bitstream (fluxo de bits em série), que serão gravados como arquivo em alguma mídia (HDD, cartão de memória flash, disco óptico, fita magnética, etc.).

Um formato de vídeo contém, informações de vídeo, áudio e eventualmente alguns dados, podendo suportar mais de um tipo de codec ou vários perfis de um padrão, conforme a sua especificação (muitas vezes são atualizadas, gerando novas versões). Pode ocorrer confusão, achando que um formato de codec é o mesmo que um formato recipiente, pois um padrão como o da MPEG (Moving Picture Experts Group), especifica os codecs de áudio e vídeo com vários perfis e até o formato recipiente (sistema). MPEG-2 TS (Transport Stream) é o formato recipiente para transporte de dados, mais utilizado por diversos formatos de vídeo, inclusive na transmissão de TV Digital.

A vantagem e aplicação de um formato de vídeo ou outro, numa filmadora, depende muito de características desejadas como, qualidade da imagem e som, quantidade de dados (bit rate), quantidades de quadros (frame rate), velocidade de processamento, complexidade de codecs, menor perda de dados, facilidade na edição, etc.

Amostragem da digitalização

Para obter uma boa qualidade de áudio e vídeo, é preciso considerar como sendo o primeiro passo, a frequência de amostragem (sampling rate) da digitalização, pois, quanto maior a frequência e quantidade de bits, melhor a qualidade. No caso do sinal de vídeo, temos ainda a subamostragem, onde numa filmadora padrão temos 4:2:0, e nas profissionais temos ainda a opção de 4:2:2 ou até 4:4:4. Se deseja ter mais detalhes, veja em Digitalização de imagem e som e Pixel e imagem digital.

Codec

Existem vários padrões de codec (compressão e descompressão), e os mais utilizados são da MPEG (MPEG-1, MPEG-2 e MPEG-4), que tem vários perfis (profile) e níveis (level), conforme a qualidade desejada. MPEG-4 Parte 2 é compatível com H.263 (DivX, Nero Digital, etc.) e MPEG-4 Parte 10 é referido como H.264 ou AVC. Muitos codecs de um formato de vídeo, utilizam parte de um padrão MPEG. Um codec pode ser lossless (sem perda) ou lossy (com perda). Veja mais detalhes em Compactação ou compressão de áudio e vídeo, ou no site da MPEG.

Bit Rate

Bit Rate é o número de bits que são transportados ou processados num determinado tempo (segundo). A sua unidade é mais conhecida como bps (bit por segundo), mas a abreviação formal é de bit/s para não ser confundido com Bps (Byte por segundo), pois 1 Byte é composto de 8 bits (1 Byte = 8 bits). Poderá notar que, em geral, quanto maior a qualidade, maior será a taxa gerada. Por exemplo, a qualidade de imagem Full HD que tem uma taxa de 35Mbps, tem uma qualidade muito superior do que uma que tem somente 15Mbps (alguma coisa precisou ser sacrificada para reduzir de volume). Note bem que um bit rate pode ser do codec (áudio ou vídeo) ou do sistema (já multiplexado). A seguir, um dos fatores que influenciam na taxa, durante a compressão.

VBR (Variable Bit Rate): A quantidade de dados gerados depende da complexidade da imagem. Nos segmentos mais complexos e de movimentos rápidos, são gerados em maior taxa e nos segmentos menos complexos, em menor taxa. A grande maioria das filmadoras utilizam este processo, pois consegue obter boa qualidade de imagem com menor taxa, apesar de ter processamento mais demorado.

CBR (Constant Bit Rate): Como a taxa de saída é constante e definida, muitas vezes não consegue manter a qualidade da imagem nos segmentos mais complexos (para manter a qualidade, é necessário ter uma taxa bem alta), e nos segmentos menos complexos, há desperdício com dados inúteis. Por gerar alta taxa, para obter alta qualidade na imagem, é mais utilizado nos formatos de filmadoras profissionais. Várias filmadoras disponibilizam opção de gravação em CBR, mas na resolução menor.

Frame Rate

Frame Rate é a frequência em que um dispositivo de imagem, produz consecutivas imagens (frame - quadro) num determinado tempo (segundo), que é normalmente expresso em fps (frame per second - quadro por segundo). Esta sequência de imagem estática (quadro) é que dá a ilusão de movimento. No cinema é utilizado 24 fps, mas em geral no vídeo, é de 30 fps ou 60 fps (na Europa é de 25 fps ou 50 fps - PAL e SECAM), que podem ser ainda entrelaçados (i ou interlace) ou progressivos (p ou progressive), por isso no vídeo entrelaçado, fps é referido como sendo field per second (campo por segundo). Em geral, 60 fps refere-se a 60 campos entrelaçados, que equivale a 30 fps (frame per second), ou seja 60i = 30p, por isso observe bem nas características, se a filmagem é em entrelaçada ou progressiva (i ou p). Em NTSC, os valores exatos são: 23.976 (24), 29.97 (30) e 59.94 (60). Se deseja mais detalhes, veja em Refresh rate, Filmadora e 1080i 1080p 1080/24p.

Compressão Inter-frame e Intra-frame

Quando uma imagem é "varrida" para amostragem, os segmentos que se repetem sem alterações, são chamados de redundância, e onde há variações, de entropia. A redundância ou entropia dentro do mesmo frame é considerado espacial, e entre uma sequência de frames, de temporal. Por exemplo, num vídeo somente de rosto, de uma pessoa falando (sem movimentar e sem piscar os olhos), a entropia temporal ocorre na região da boca (está movimentando para falar), e o resto é redundância temporal (não há variação).

Inter-frame: Uma compressão realizada utilizando redundância/entropia espacial e temporal, é conhecida como inter-frame, ou seja, um grupo de imagens consecutivas são correlacionadas para fazer a compressão. Conhecido também como Long GOP (Group of Pictures), que em geral, é composto de 15 imagens. Apesar de ter grande processamento (mais demorado), perder um grupo de imagens se ocorrer um erro e ainda ser mais difícil na edição, a maioria dos formatos utilizam esta compressão, porque consegue ser mais eficiente (quase o dobro do intra-frame), fazendo boa compressão, mantendo boa qualidade na imagem.

Intra-frame: É a compressão realizada usando redundância/entropia espacial, ou seja, a compressão de cada frame é totalmente independente de outros frames. Conhecido também como Short GOP.  Por ser somente dentro do próprio frame, o processamento é rápido, perda é pequena (só ele) e por isso é bem mais fácil na edição (não depende de outras imagens), mas o problema é que gera grande volume de dados, ou seja, alta taxa de transferência, consequentemente necessita de espaço de armazenamento muito maior do que inter-frame. É utilizada nas filmadoras profissionais de alta qualidade (principalmente Broadcast) e nas imagens do cinema digital (DCI - Digital Cinema Initiatives).

Formatos de vídeo HD

A seguir, alguns formatos mais utilizados em filmadoras de alta definição e outros mais específicos. Veja as principais especificações de alguns formatos na tabela abaixo.

HDV: High Definition Video. Criado em 2003 pelas empresas JVC, Sony, Canon e Sharp, originariamente para resoluções de 720p (HDV 1) e 1080i (HDV 2). Por utilizar a fita magnética do tipo DV (DV/miniDV), é um formato linear. Devido à restrição da fita magnética, apesar de capturar imagens em 1920x1080 pixels, a gravação é feita fazendo uma compressão na horizontal para 1440 (1440x1080). Atende a mercado profissional e doméstico, mas cada vez mais está sendo substituído por outros formatos não lineares. Detalhes no site da HDV.

AVCHD: Advanced Video Codec High Definition. Formato criado em 2006 pela Sony e Panasonic, inicialmente para filmadoras domésticas de alta definição, de armazenamento não linear (HDD, DVD, memória flash, etc.), mas devido a sua qualidade, hoje é utilizado também em algumas filmadoras profissionais. A grande vantagem deste formato é que, se gravado, por exemplo, num cartão de memória flash, poder ser reproduzido diretamente em alguns Players ou HDTVs que aceitem este formato e mídia. Surgiram os formatos complementares como AVCHD Lite para vídeo de até 720p30, e os profissionais AVCCAM pela Panasonic e NXCAM pela Sony. Detalhes no site da AVCHD.

TOD: A JVC criou um formato intermediário entre HDV e AVCHD utilizado na primeira filmadora que gravava em Full HD (HDV grava em 1440x1080), modelo GZ-HD7 lançada em janeiro de 2007 e em outros modelos posteriores (já com opção de TOD ou AVCHD). Este formato era praticamente um HDV (mesmos codecs e sistema) gravando na resolução de 1920x1080, utilizando mídia não linear (HDD e cartão de memória SD), com bit rate de até 30Mbps (média de 26.6Mbps). O áudio era, MPEG-1 audio layer 2, 48KHz/16bit, 384Kbps. Um formato que não recebeu um nome oficial e ficou conhecido pela sua extensão .tod, como o MOD.

XDCAM: Formato para mídia não linear, Professional Disc (disco óptico do tipo Blu-ray em cartucho), criado pela Sony em 2003, para resolução padrão (XDCAM SD), depois para alta definição (1440x1080) em 2006 (XDCAM HD). Em 2007 anunciou o XDCAM EX para gravar em cartão de memória SxS, onde a JVC licenciou este formato, mas para gravar em cartão de memória do tipo SD. Em 2008 apresentou o formato XDCAM MPEG HD422 para filmadoras profissionais de alta qualidade. Veja mais detalhes em XDCAM e XDCAM EX no site da Sony.

CANON XF: É um formato da Canon para filmadora profissional, baseado em codec MPEG-2 4:2:2 Full HD, Long GOP de 50Mbps (CBR) ou em subamostragem 4:2:0 em até 35Mbps (VBR). É compatível com MXF (Material eXchange Format), que é um formato aberto, definido pelo padrão SMPTE, por isso é aceito na maioria dos softwares de edição profissional. Contém áudio, vídeo e metadados (metadata), que são dados que descrevem o material contido como, tipo de arquivo e outros atributos específicos relacionados ao arquivo (informação da câmera, data, hora, etc.). O vídeo é armazenado em cartão de memória CF (Compact Flash) e fotos e outros dados em cartões do tipo SD. O áudio é normalmente LPCM de 48KHz/16bit estéreo. Veja mais detalhes no site da Canon.

AVC-Intra: É o formato da Panasonic, apresentado em 2007, baseado em H.264/MPEG-4 AVC, para armazenar em cartão de memória P2, na compressão intra-frame, para filmadoras profissionais de alta qualidade. Tem três classes que são: AVC-Intra 50 de 50Mbps, AVC-Intra 100 de 100Mbps (CAVLC - Context Adaptive Variable Length Coding, tipo lossless) e AVC-Ultra que suporta  imagens 3D e que pode ter uma imagem de 1920x1080/24p e 2048x1080/24p 4:4:4 a 12 bit, bit rate de até 200Mbps. Veja mais detalhes no site da Panasonic.

Câmeras compactas: As câmeras digitais/filmadoras compactas de alta definição, utilizam normalmente formatos de vídeo com qualidade inferior, de menor taxa, mesmo sendo Full HD. Veja alguns formatos em Filmadora Full HD compacta.

Atualizações

10/fev/2013: A ITU (International Telecommunication Union) anunciou em 25/01/2013, um novo padrão de compressão de vídeo H.265, conhecido como HEVC (High Efficiency Video Coding). É o padrão de compressão sucessor de H.264/MPEG-4 AVC. Consegue o dobro de compressão do antecessor e pode suportar o vídeo UHD (Ultra High Definition) de até 8K (8.192x4.320). Mais detalhes, veja o press release da ITU.


Veja também:
Cartão de memória flash
Filmadora de alta definição
Câmera fotográfica
Câmera digital de lente intercambiável sem espelho
Imagem de alta definição
Imagem RAW
Transferência de imagem e som HD

UHDTV, 8K4K ou SHV

UHDTV (Ultra High Definition TeleVision - TV de Ultra Alta Definição), também conhecido como 8K4K (resolução em torno de 8000x4000), considerado como o sucessor de HDTV, vem sendo desenvolvido desde o ano 2000, logo após o HDTV, pela Science & Technical Research Laboratories (Laboratórios de pesquisas técnica e científica) da NHK (Nippon Hoso Kyokai) ou Japan Broadcasting Corporation, uma empresa estatal de rádio e televisão japonesa, que denomina o novo sistema de SVH (Super Hi-Vision). Nos últimos anos vem recebendo cooperação da BBC inglesa e da italiana RAI.

A resolução de imagem do SHV é de 7680x4320 pixels (16:9) ou 33Mpixels, que é 16 vezes superior à resolução do HDTV, a 60fps progressivo, cada componente RGB é de 10bits. A distância para visualização é de 0.75x a altura da tela e portanto o ângulo para visualizar a tela é de 100°. O áudio é de 22.2 canais, sendo dividido em três níveis (camadas) para dar o realismo de som tridimensional. No nível superior (acima do ouvido) são 9 canais surround, no nível médio (altura do ouvido) são 10 canais surround e no nível inferior (abaixo do ouvido) são 3 frontais e finalmente 2 subwoofers (Ufa!). Para visualizar melhor a ilustração abaixo, clique na imagem.

Conforme a pesquisa da visão humana pela NHK, somente a resolução de 8K4K consegue refletir totalmente a habilidade sutil e nuança da visão 20/20. Visão 20/20 (1.0) é um termo utilizado para expressar uma acuidade visual normal, medido a distância de 20 pés (feet) ou 6 metros. Acuidade Visual é uma característica do olho em reconhecer dois pontos muito próximos. Cinema Digital que está partindo cada vez mais para a resolução de 4K2K, é para atender a necessidade da resolução de um filme.

Para apreciar a nitidez e detalhes da imagem do SHV, deve ser visualizada num display de pelo menos 100", que nesta resolução, praticamente é impossível enxergar o dot (pontinho), mesmo bem próximo da tela. Este tipo de transmissão é ótimo para uma grande audiência num telão, motivo de grande interesse e cooperação da BBC por causa da olimpíada de 2012, e que já utilizou o codec Dirac para apresentar a imagem de alta definição na olimpíada de Pequim em 2008.

Olhando o cronograma ou roadmap apresentado recentemente pela NHK, pode-se ver como objetivo (em vermelho), as olimpíadas de Londres (2012) e do Rio (2016), e em 2020 iniciar a transmissão experimental via satélite na frequência de 21GHz. Com relação à Display, em 2011 deve apresentar LCD de 100" Full SHV e protótipo de Plasma de 100" (SHV PDP) em 2012 e de Plasma de 65" em 2020.

Com relação ao áudio, numa residência é praticamente impossível instalar 24 caixas acústicas, por isso desenvolveu tecnologias que reduz para 8.1 ou 3.1 canais, mantendo a sensação espacial, mesmo com o downmixing. Também é possível fazer downmixing para 5.1 ou 2.0 canais.

Cronologia

2000: Inicia o desenvolvimento do sistema de TV de 4000 linhas.

2002: Apresentação formal do novo sistema ao público japonês.

2004: Denomina o sistema de Super Hi-Vision (SHV).

2005: Várias apresentações públicas do SHV no Japão, inclusive na Exposição Mundial de Aichi. Transmissão de dados do SHV sem compressão através de fibras ópticas.

2006: Apresentações públicas no exterior, NAB 2006 de Las Vegas, EUA e em Amsterdã, Holanda. Foi aprovado pela ITU-R (BT. 1769 LSDI - Expanded Large Screen Digital Imagery). Primeira transmissão via IP network, de Tóquio para Osaka, do programa anual de maior audiência do último dia de ano no Japão, 57ª NHK Kouhaku Uta Gassen - NHK 紅白歌合戦 (competição musical entre equipes vermelha e branca), numa tela de 450". Para poder fazer a transmissão, foi utilizado um codec desenvolvido pela NHK, que comprime o sinal de vídeo de aproximadamente 24Gbps para 180-600Mbps e o sinal de áudio de 28Mbps para 7-28Mbps.

2007: Formato da imagem se tornou padrão SMPTE (2036-1), como UHDTV 2. UHDTV 1 é para TV na resolução de 3840x2160 (4K2K).

2008: Multicanal de áudio 22.2 foi aceito como padrão SMPTE (2036-2).

Câmeras e projetores Full SHV

Nas apresentações iniciais, por falta de tecnologia, vinham utilizando alguns módulos, que juntando conseguia capturar ou apresentar imagens Full SHV, como 2 projetores 4K2K (Dualing - um para verde e outro para vermelho e azul) ou 2 sensores de imagem 4K2K para componente de cor verde, numa câmera (Dual-green), capturando com deslocamento, etc.

Em 2007, NHK anunciou o desenvolvimento de CMOS de 33Mpixels, mas somente em 2009 começou a utilizar uma câmera com 3 CMOS de 33Mpixels. Em maio de 2010, NHK apresentou uma câmera de vídeo Full SHV, desenvolvida em colaboração com a Hitachi, utilizando 3 CMOS de 2.5", RGB de 12 bits cada, que pesa 65Kg, junto com a tecnologia que transmite o sinal de vídeo Full SHV de 74Gbps, somente num cabo óptico. Veja nas atualizações do Filmadora de alta definição.

Em maio de 2008, a JVC anunciou o dispositivo D-ILA de 1.75" de 35Mpixels (8192x4320), que em maio de 2009, apresentou o seu primeiro projetor D-ILA Full SHV de 10.000 lumens e contraste de 5.500:1, utilizando uma lâmpada de xenônio de 3.000W, com luminosidade suficiente para telas de 400" a 600", onde cada pixel tem aproximadamente 1mm². A sua dimensão é de 108x125x456 cm, pesando 168Kg.

Em 17 de janeiro último, a NHK e JVC fizeram demonstração de um projetor compacto para SHV, onde utilizou uma tela de 280" e áudio de 26.2 canais. A tecnologia foi baseada no projetor D-ILA de 3820x2160 (8Mpixels), onde através do dispositivo e-Shift, que altera o caminho da luz, fazendo um deslocamento dos componentes de cor RGB, obtendo assim, uma imagem projetada de Full SHV. O e-Shift, dispositivo de resposta rápida, colocado na frente do LCOS, consegue mudar o índice refrativo da luz, executando um deslocamento de meia imagem na diagonal, obtendo o dobro de resolução da imagem projetada na tela (projeta meia imagem, desloca e projeta outra meia imagem). A luminosidade é de 3.000 lumens, utilizando 2 lâmpadas de mercúrio de alta pressão de 300W e contraste de 10.000:1, o seu consumo é de 1.100W. A dimensão é de 66x34.2x78.3 cm e pesa 50.5Kg. A comercialização deste tipo de projetor deverá ser de no mínimo daqui a 1 ou 2 anos conforme a JVC, que afirma que o seu custo será extremamente mais baixo do que o projetor que utiliza o dispositivo D-ILA de 8K4K.

O desenvolvimento de Display 8K4K poderá beneficiar muito o HDTV 3D autoestereoscópica (sem óculos), apresentando imagens de melhor qualidade e mais ângulos de visualização. Como é um sistema ainda em desenvolvimento, poderá ocorrer algumas mudanças nas características, até a sua efetiva implantação.

Conheça mais detalhes sobre SHV no site da NHK.

Se deseja conhecer desenvolvimentos de tecnologias nos laboratórios de pesquisa da NHK, como tecnologia de transmissão SHV, TV 3D Integral, Áudio 3D, etc., visite as páginas em inglês do NHK-STRL.

Atualizações

27/abr/2012: NHK e Panasonic anunciam o desenvolvimento em conjunto de um painel de plasma para display de 145 polegadas (resolução de 7680x4320). Press Release em japonês da Panasonic.

24/mai/2012: ITU (International Telecommunication Union) anuncia que definirá uma recomendação para o novo ambiente de transmissão de TV, Ultra High Definition Television (Televisão de definição ultra alta) ou HDTV. Será de 2 níveis, de 8 Megapixels (3840x2160) e de 32 Megapixels (7680x4320), ou 4K HDTV e 8K HDTV. Veja mais detalhes no press release da ITU.

Veja também:
HDTV
HDTV 3D
4K2K
Pixel e imagem digital
Imagem de alta definição
Projetor para Home Theater
TV Digital
TV Digital SBTVD/ISDB-TB