Prepare Ye For Y4K: A New Year's Resolution Jan 12, 2012 12:15 PM, By Daniel Brodie

It's a new year, and as always, the progress of technology marches on. Just when you were getting used to 1,080p resolution being the standard, I'm here to tell you that 2012 is heralding the coming of the next big thing: 4K or "four thousand pixel" resolution.

If it seems to you like it's a big leap between 1,080 pixels and 4,000 pixels, you're correct, but it's not as big as you think. For some reason, the unseen powers that control the naming conventions of such things have decided to deviate from the old top-to-bottom method of counting pixels (480p, 720p, 1,080p, etc.) and start to count the pixels side-to-side. So under the old way of doing things, we might call it 2,160p or 3,112p, which are both flavors of the emerging 4K standard, but for now, apparently we're just grouping any format that is approximately "four thousand pixels wide" into the 4K category.

Click to enlarge

This year, Canon released its EOS C300, which, like the RED One, RED Epic, Sony CineAlta F65, and theDalsa Origin, can record video in 4K resolution. While, strictly speaking, the C300 doesn't do anything that these other cameras already offered, Canon has a way of brining products to market in a way that opens it up for more users. For example, recording video with an SLR camera was already possible, but it didn't really take off until Canon released a model that could do it, not to mention that handheld camcorders that record in 4K are already in the works (JVC Unveils World’s First Handheld 4K Camcorder).

So this means that we're going to start seeing even more footage being captured at 4K. Combine that with the fact that we already have plenty of projectors that can display 4K, like the Barco Galaxy series andChristie Digital D4K35, with more on the way (Sony's New Home Theatre Innovations For High-End Enthusiasts), we actually can create and display 4K content. We already know that we can display multiple HD streams from a single Watchout computer, so we should be pretty close to displaying at least one, if not multiple, 4K streams from the very same computers.

So that's great, more pixels. Why should we care? Admittedly, I can hardly tell the difference between 720p and 1,080p on my home television, so I certainly do not need to go even higher. For televisions, and LED displays, I think that the need for 4K resolution is arguably unnecessary altogether, perhaps forever.

The "pixel grid" effect

However, for projections, 4K can't come soon enough. The reason for this has to do with a physical limitation of our eyeballs that Apple has been taking advantage of in its advertisements for the iPhone's "retina display." You see, further than a certain distance, our eyes can't tell the difference between two objects that are close together. I'll spare you the grisly math, but the part you need to know is the number 3,500. If one object is 1" away from another object of the same size, then at about 3,500 inches away, our eyes and brain can no longer tell the objects apart. They blend together and seem to be a fluid continuation of each other. That's why the iPhone retina display works, because the pixels are 78 micrometers apart, and when we look at it from a distance of 3,500 multiplied by 78 micrometers away (about 10"), the pixels blend together. Those of us with better eyesight need to be slightly further away for it to work, and likewise, the trick works even closer for those of us with poorer eyesight, but on average, this equation holds true.

What does that have to do with projectors? The circuitous point that I'm trying to make is that, now that 4K is on the way, we can start to imagine and plan large-scale projections with a "retina display" level of quality. Let's imagine that we have a 40'-wide projection drop, and we have a single 4K projector covering it. That means that in that 40', there are 4,096 pixels when we measure from left-to-right. That means that each pixel is about 0.117" apart, which, if we multiply by 3,500, we get 410", or just over 34'. That means that, beyond a distance of 34', the average viewer won't be able to see the difference between two pixels, and the entire projection becomes perfectly seamless. With multiple 4K projectors, we could reduce that viewing distance even further. This is exciting because it means the end of the "pixel grid" effect where we see the lines between pixels of a low-resolution projection, and it means the beginning of perfectly fluid projected images

TV 4K TRANSMISSÃO EM SUPER ALTA DEFINIÇÃO PARA A COPA DE 2014Cienc. Cult. vol.62 no.3 São Paulo 2010

Um curta-metragem com imagens da final do campeonato gaúcho de 2010 (Grêmio x Internacional), em super alta definição (4K) e três dimensões (3D), exibido durante a Copa do Mundo na África do Sul na área de exposições brasileiras em Joannesburgo, mostrou o protótipo do Projeto 2014K, que visa desenvolver essas tecnologias de transmissão digital e ao vivo dos jogos da Copa 2014 para os cinco continentes.

Rodado com duas câmeras Red One (4K) acopladas, esse curta digital corresponde a uma primeira etapa do projeto para transmitir os jogos para salas de cinema digitais de todo o planeta. Enfim, uma espécie de novo Canal 100, tradicional programa que antecedia as sessões de cinema no Brasil há algumas décadas, mas com formato agora "turbinado" por uma tecnologia em audiovisual superior à empregada por James Cameron em Avatar(2009).

Mas por que 4K e 3D, e o que exatamente significam esses termos? O 4K é uma tecnologia que oferece resolução de imagem superior ao padrão usado no cinema digital até pouco tempo atrás, o 2K. O cinema digital 4K promove resolução de imagem da ordem de 8.631.360 pixels, distribuídos na proporção de 3996 × 2160 linhas (esses números variam de acordo com o formato pretendido, o equipamento utilizado e a pós-produção). Para o professor e pesquisador Cícero Silva, do Instituto de Artes e Design e do Mestrado em Comunicação da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), embora muitos considerem a imagem 4K "mais definida", esse é um engano: "Associamos nossas invenções e as colamos aos aparatos, e aí começamos a ver novamente, mas de forma diferente, de acordo com o momento contemporâneo. O 3D vem se associar a essa tecnologia, pois permite outro nível de percepção, mais envolvente do que o que experimentamos com o cinema 2D", explica.

TECNOLOGIA DE CRIAÇÃO O pesquisador acrescenta que o 4K é uma tecnologia de criação de imagens, basicamente uma série de compilações e sequenciamento de dados que permitem uma "leitura" por parte dos equipamentos de vídeo (placas de vídeos de computadores, sistemas de leitura e processamento de imagens), realizada a partir de algoritmos de descompressão ou compressão dos dados inseridos, os quais geram então resultados formais em termos de imagem. O segundo passo é fazer com que essa imagem possa ser vista em sequência, uma atrás da outra, produzindo o efeito de "imagem em movimento".

O 3D é uma outra característica aliada às capacidades do 4K que produzem novas configurações em termos de experiência diante da capacidade de ver e perceber uma imagem. O formato 4K 3D ainda praticamente não existe em termos de compilação e tecnologia. É basicamente experimental, só pode ser visto em universidades de ponta, como as da Califórnia, em San Diego, de Amsterdam, de Keio, no Japão, e na Universidade Mackenzie, no Brasil. Silva acrescenta que os equipamentos que permitem a criação, edição e o play de cinema 4K 3D ainda não são comerciais, pois precisam ser credenciados pelos padronizadores mundiais de cinema, "o que deve levar ainda um tempo para acontecer, mas as ideias já estão colocadas e dificilmente se vai retroceder". O 3D antes não funcionou – lembremos que Hitchcock já havia lançado o Disque M para matar em 3D nos anos 1950 – devido à capacidade tecnológica da época. "Hoje, ao invés de utilizarmos aquele sistema de cores (vermelho e azul), adotamos a ideia de polarização de imagens, que consiste na sobreposição de projeções com tempos de frame (frame rate) diferentes, o que nos dá a ilusão de perspectiva e movimento vetorial", completa Silva.

Vale lembrar que o padrão digital de super alta definição e o 3D parecem vir conquistando território de destaque no mercado cinematográfico contemporâneo. E as "pontas-de-lança" dessa conquista têm sido, obviamente, blockbusters (genuínos ou travestidos de cinema independente). Em 2009, Knowing, de Alex Proyas, e Distrito 9, de Neill Blomkamp, foram rodados com câmeras Red One 4K. Em 2010, Alice no País das Maravilhas, de Tim Burton, eFúria de Titãs, de Louis Leterrier, adotaram o 3D – para não falarmos de Avatar.

Jane de Almeida, professora da Universidade Presbiteriana Mackenzie e integrante do projeto 2014K, explica que o trabalho foi proposto aos pesquisadores do Mackenzie por Alberto Paradisi, do CPqD, depois do sucesso da exibição em 4K do filme Enquanto a noite não chega, de Beto Souza e Renato Falcão, no File 2009. "Depois da nossa transmissão no File, a proposta de Paradisi pareceu-nos uma excelente oportunidade de mostrar, otimizar e reinventar a nossa infraestrutura no que diz respeito a redes fotônicas e equipamentos de transmissão. No caso de imagem, trata-se de uma excelente oportunidade para participar da invenção de uma linguagem em seu processo (4K e 3D), resgatando a tradição de futebol no cinema, como no caso do antigo Canal 100."

O físico Eunézio de Souza, do Laboratório de Fotônica do Mackenzie e um dos pesquisadores envolvidos nesse projeto, explica que " redes fotônicas são as redes de fibra óptica em que o elemento responsável pela transmissão da informação é o fóton, a partícula fundamental da luz. No contexto atual, apenas as redes fotônicas acadêmicas são capazes de transportar o volume de dados gerados pela transmissão de um filme 4K. O fato de usar a terceira dimensão (3D) duplica o volume de dados tornando tais redes fotônicas acadêmicas uma ferramenta essencial para se explorar essa possibilidade de transmissão".

No Brasil, há três redes fotônicas acadêmicas capazes de comportar esse volume de dados: a rede Giga do CPqD de Campinas, a rede Kyatera da Fapesp e a rede Ipê da RNP. Souza acrescenta que essas redes são a base de todo o projeto 2014K, pois "será por meio delas que transportaremos as imagens para outras cidades do Brasil e para os cinco continentes. Com isso, teremos uma infraestrutura capaz de promover muitas outra atividades além da Copa de 2014, como, por exemplo, a Olimpíada de 2016."

Mackenzie, CPqD e RNP são os principais realizadores do 2014K, que conta também com a colaboração de pesquisadores da Universidade Federal de Juiz de Fora e uma parceria com a Rede Globo. A pequena apresentação de trechos da final do campeonato gaúcho em Joanesburgo foi patrocinada pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finesp).

TRADIÇÃO BRASILEIRA A combinação futebol+4K+3D faz parte, na opinião de Cícero Silva, de uma "tradição" do cinema brasileiro, que é filmar futebol. "Uma característica própria iniciada por Joaquim Pedro de Andrade com a belíssima fotografia de Mário Carneiro no filme Garrincha, alegria do povo (1962). O filme é maravilhosamente bem construído e suas tomadas serviram de base para a criação do Canal 100, uma experiência única de projetar futebol em salas de cinema. Segundo Silva, a forma com a qual se filma o futebol é fruto de limitações técnicas. Porém, existe agora a possibilidade de retomar essa trajetória histórica com a combinação das novas tecnologias disponíveis, com transmissão em tempo real e alta qualidade de imagem para salas de cinema por meio de redes fotônicas.

O que está em andamento revoluciona a atividade, seja no aspecto estético como na forma de captação e produção da imagem. Daí algumas questões levantadas pelo pesquisador: "Podemos ter uma definição como a do 4K, que permite que se veja em uma tomada geral uma enorme variedade de detalhes da imagem em foco? Mas de que forma vamos mostrar isso no cinema? Vamos usar tomadas com câmeras em travelling ao lado do campo? Usar câmeras penduradas em cabos de aço sobre o campo para que a imagem 3D possa ser aproveitada quando a bola é chutada para o alto, como feito no Super Bowl em 2009?"

Silva acrescenta que existem ainda novos cenários em termos de distribuição e recepção do audiovisual. "Os jogos poderão ser transmitidos em tempo real para salas de cinema com qualidade superior ao Imax, que já é exuberante em termos de experiência. Você já pensou em assistir a um jogo numa tela com 12 metros de altura, em tempo real?"

O cinema é apenas uma das aplicações possíveis quando se trabalha com redes fotônicas, e o futebol para salas de cinema um campo promissor a ser explorado. Caso o 2014K seja bem-sucedido, o Brasil será o primeiro país do mundo a transmitir os jogos de futebol de uma copa do mundo com definição desse porte (4K 3D, no mínimo) para salas de cinema por meio de redes ultra rápidas. E, se tudo der certo, a infraestrutura do Brasil estará pronta para muitas outras aplicações não só no campo do audiovisual, mas também no da pesquisa global de ponta.

Alfredo Suppia

CPqD realiza transmissões em 4K ( junho 2011)revista panorama audiovisual

O laboratório de TV digital do CPqD realizou duas transmissões bem-sucedidas de vídeos em resolução 4K, baseados no padrão de cinema digital JPEG 2000. Uma delas fez parte do evento de inauguração da nova capacidade da “Rede Ipê”, da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), realizado em Brasília, no último dia 13, quarta-feira. A outra transmissão, no final de junho, foi feita para a Universidade de Essex, no Reino Unido – que é parceira do CPqD para experimentos em larga escala envolvendo a transmissão de vídeos de altíssima resolução (4K, 4K 3D e 8K) para os Jogos Olímpicos de 2012 e a Copa do Mundo de 2014.

A tecnologia 4K, adotada como padrão digital pela indústria de cinema, permite a transmissão de imagens com super-alta resolução: 4.096 pixels horizontais por 2.160 verticais, o que dá um total de 8,8 milhões de pixels por quadro (frame). É uma resolução quatro vezes maior do que a do full HD, que oferece 2 milhões de pixels por frame (1.080 por 1.920). Por serem arquivos bastante pesados (um segundo de filme pode ter cerca de 2GB), a transmissão dessas imagens exige conexões dedicadas de fibra óptica de altíssima velocidade, da ordem de 10 Gbits por segundo. Atualmente, essa largura de banda só está disponível em redes experimentais de instituições acadêmicas e de pesquisa e desenvolvimento – como a do Projeto Rede Experimental de Alta Velocidade (GIGA), coordenado pelo CPqD em parceria com a RNP.

Durante a cerimônia de inauguração da nova Rede Ipê, realizada na Biblioteca Nacional, as imagens de um jogo de futebol gravado em 4K foram transmitidas do laboratório de TV digital do CPqD, em Campinas, para Brasília, por meio de enlaces de 10 Gbps. Para isso, percorreram um caminho que começou na Rede GIGA, passou pelo backbone da RNP e chegou à Rede Comep (rede metropolitana de alta velocidade), em Brasília, à qual a Biblioteca Nacional está interligada.

Já a transmissão de vídeos 4K para a Universidade de Essex, também por meio de enlaces de 10 Gbps, percorreu um caminho mais longo: saiu do laboratório do CPqD, via Rede GIGA, chegou ao backbone da RNP em São Paulo e, então, ao SouthernLight (SoL),  ponto de acesso ao GLIF – Global Lambda Integrated Facility, uma infraestrutura de rede de cobertura global – formada a partir de consórcio internacional entre redes experimentais e redes de ensino e pesquisa do mundo todo. Por intermédio do GLIF, as imagens de altíssima resolução passaram pelos Estados Unidos (Miami e Chicago) e chegaram à Universidade de Essex, no continente europeu.

considerações sobre bi transmissão em 4k( rumores junho 2010)

Também é importante observar a existência de pesquisas que já apontam na possibilidade de uma transmissão 4K bi-direcional, no sentido de permitir a interação com o público/audiência. Outro aspecto relevante no horizonte de possibilidades é a teleconferência utilizando super alta definição. As imagens geradas por sistema de vídeo conferência ou teleconferência em 4K ampliam a dimensão da participação dos envolvidos, pois a capacidade de imersão é intensa e odelay mínimo em relação aos outros sistemas de transmissão via IP convencional. As redes que suportam conexões de alta capacidade e que enviam dados para outros países estão conectadas às redes Kyatera, da Fapesp, e à ANSP, entre outras no estado de São Paulo, e à RNP-Ipê, através da rede Whren-Lila vinda de Miami (Estados Unidos) de 2.5Gbit, que foi alterada para 10Gbit em julho de 2009. A infra-estrutura de conexão necessária para teleconferências ou distribuição de conteúdo audiovisual digital em super alta definição pode ser realizada através do sistema OptIPuter, uma rede ótica em escala global ligada através de dezenas de gigabits de conexão, utilizando o protocolo de Internet (IP) (http://www.optiputer.net). Cada ponto da rede seria interconectado e distribuído entre os grids já existentes, com os quais é possível obter acesso a diversos materiais cinematográficos postados em grids hospedados em grandes computadores ao redor do globo, como por exemplo no Supercomputer Center da UCSD (University of California at San Diego, Estados Unidos) ou no DMC do Japão.

Arte
Tecnologia
Profissionalismo
Ética

ARTE PARA TODOS

Abertura do programa Arte para todos Direção de Zelito Vianna