Budoucnost televizního vysílání podle NAB 2018: Ultra HDTV, video s vysokým dynamickým rozsahem a personalizovaný obsah

Veletrh NAB 2018 (National Assotiation of Bordacasters – Národní Sdružení Vysílatelů v USA) – pod sloganem: „kde obsah přichází k životu“ – proběhl letos od 7. do 12. dubna tradičně v nevadském Las Vegas, propojení media, zábavu a technologie. Tomu předcházelo schválení posledních částí standardu ATSC 3.0 a publikování dvou částí standardů SMPTE 2110, které vytvářejí jednotný vnitřní datový tok na bázi IP protokolu pro profesionální zpracování videa a audia.

Nové televizní standardy

Dopad SMPTE standardu přesahuje pouhé nahrazení sériového digitálního rozhraní (SDI) protokolem IP, ale přichází s úplně novou sadou aplikací založených na protokolech a infrastruktuře informačních technologií. Výhody přesunu do IP jsou srovnatelné s výhodami dosaženými době, kdy se televizní výroba přesunula z fyzických pásků kazet do virtuálních souborů pro ukládání obsahu. Soubory nebyly považovány za pouhé virtuální pásky; spíše se všechny výhody softwaru a virtualizovaného přístupu dostaly k realizaci díky novým pracovním postupům a nabízeným funkcím.

Další výhodou je, že provoz uvnitř studií může být jednotný – vše na IP. Spíše než vyžadovat dvě samostatné sady rozhraní – SDI pro profesionální média a rozhraní IP / Ethernet pro obecná data – může se provoz spoléhat na jednu společnou infrastrukturu datového centra. Novější rozhraní mají inteligenci, která upřednostňuje tok médií v reálném čase. Nový standard pokrývá digitální výrobní proces umožňující paralelní zpracování diskrétních prvků TV produkce: video, audio a metadata od titulků až po time kódy.

Sady obou zmíněných standardů představují komplementární dvojici. SMPTE 2110 zajistí interoperabilitu výroby s přímým přechodem na vysílací standard ATSCC 3.0 přes jediný IP protokol pro televizi nové generace (NGTV – Next Generation TV).

Právě NextGenTV na výstavě NAB v roce 2018 s marketingově propagovanou „Cestou k ATSC 3.0“ v Grand Lobby představila plány nasazení a projekty ve městech v USA a ve světě. Ultra HDTV, video s vysokým dynamickým rozsahem, dokonalý zvuk a personalizovaný a adresovatelný obsah mají poskytnout vysílatelům a programátorům jedinečné nástroje, které mohou dát divákům, co si žádají – lepší televizní zážitek.

NAB je typická americká show. Součástí byl i autonomní bus, který jezdil po 150 metrové trase mezi centrální a jižní halou a ve kterém bylo možno sledovat příjem zemského televizního vysílání podle nového vysílacího standardu. To mělo zdůraznit jeden z jeho klíčových momentů – mobilitu – dosah za čtyři stěny obývacích pokojů a současně vyjádřit přesvědčení, že tento způsob zábavy bude pro cestující v samořiditelných autech samozřejmostí včetně poskytování dalších dat nezbytných pro jejich cestu.

Praktické využití Nové Generace TV

Nejpravděpodobnějším scénářem přechodu ATSC 3.0 je připravit pro lokální trh hlavních 6-8 HD kanálů pro jeden vysílač. Zdá se, že je to hodně dat na jeden kmitočet (šířka pásma v USA je 6 MHz), ale nová generace standardů má oproti současné první generaci mnoho výhod. Modulace COFDN – u nás již používaná i u DVB-T – je mnohonásobně účinnější než současná americká 8VSB a dále je to možnost použití vícenásobných PLP (Physical layer pipes), tj. kanálů s různými vysílacími parametry. K tomu přistupuje i komprese HEVC a ve zvukové části Dolby AC-4. Video 1080p60 s HDR (High Dynamic Resolution) může vytvářet datový tok v průměru 4 Mb/s, což s AC-4 audiem a 7 plnými HD programy ve statistickém multiplexu se dostane na kanál o celkovém datovém toku 28 Mb/s. Schematické znázornění vysílacího řetězce je na obrázku. Blok ROUTE (Real-time Object delivery over).

Blokové schéma vysílacího řetězce ATSC 3.0 (Zdroj: TV Technology:2018 Guide to ATSC 3.0)

Unidirectional Transport) na bázi IP slouží k jednosměrné distribuci kódovaných objektů v reálném čase s využitím protokolu IETF (Internet Engineering Task Force).

Čelní panel softwarového kodéru/paketizéru ELECTRA X od firmy Harmonic (Zdroj: TV Technology:2018 Guide to ATSC 3.0)

Ultra HD na NAB 2018

Dalším nástrojem nových ATSC standardů je škálovatelné kódování HEVC (SHVC), které rozdělí komprimované video do dvou vrstev: základní, která může být dekódována standardním HEVC dekodérem a rozšířené, která přináší k základní vrstvě vyšší rozlišení nebo další kvalitu. Pro sloučení je nutný speciální SHVC dekodér. Prakticky to bylo předvedeno v projektu Covergence TV. Toto hybridní vysílání HD a UHD založená na SHVC bylo vůbec první na světě, kde již není potřeba simulcast. To je způsobeno právě škálovatelným HEVC neboli SHVC, které se používají jak pro kompresi zvuku, tak pro video. Trasa vysílání je zodpovědná za distribuci signálu HD, zatímco širokopásmová cesta je cesta, která se používá k posílení HD služby na UHD. Obě vrstvy pocházejí z jednoho kodéru SHVC.Tyto dva přijímače poskytují dvě různá vylepšení služby: televizor ATSC 3.0, který zobrazuje běžnou HD HDR službu a prototyp hybridního přijímače, který je založen na bázi PC, a kombinuje vrstvy vylepšení se základní službou.

První demonstrace tohoto televizního projektu má za cíl představit, jaký je systém ATSC 3.0, a zdůraznit jeho přístup, který je mechanismem hybridního poskytování. Dále zdůrazňuje, jak lze výrazně zlepšit základní vysílání HD a dosáhnout služby na úrovni UHD. Demo také ukázalo, jak lze tento přístup zpeněžit pomocí možností širokopásmového připojení. Celý projekt je podporován společností Samsung, která poskytla televizory ATSC 3.0. Tento televizor používaný v demonstraci projektu Convergence TV je nyní plně kompatibilní s UHD a SHVC, což je první, co se týče zobrazování služeb UHD se základní a rozšířenou vrstvou, při které je vysílací cesta rozdělena na dvě: klasické šíření přes vysílače a přes broadband.

Nový standard terestrického vysílání na bázi protokolu IP představuje sblížení broadcastingu a broadbandu a dokonce i hybridní vysílání. Pokud bychom vzali v úvahu evropské DVB-T2 společně s HbbTV našli bychom mnoho společného. Jediným podstatným rozdílem, který však americký systém NGTV výrazně zjednodušuje, je použití IP protokolu místo evropského transportního toku. V případě přechodu evropských systémů na IP protokol, které po zavedení tohoto protokolu i ve studiové praxi bude nezbytné, je možno očekávat další sblížení obou systémů se všemi dalšími dodatečnými interaktivními službami a využitím v rámci budoucích širokopásmových sítí páté generace.

Příklady dalšího využití a novinky, které byly představeny na veletrhu NAB, přineseme v některém dalším článku.