Teräväpiirtotelevisio
HDTV (lyhenne sanoista High Definition Television), joka tarkoittaa televisiosignaalien lähettämistä perinteisiin lähetystapoihin (NTSC, SÉCAM, PAL) verrattuna korkeammalla tarkkuudella. Tekniikka tunnetaan myös nimellä teräväpiirtotelevisio. Vanhoja analogisia formaatteja lukuun ottamatta HDTV-lähetykset ovat digitaalisia.
Kuva ja ääni
HDTV on digitaalinen formaatti, mutta se on erilainen kuin nykyiset DVB-digitaalilähetykset. Kuvan pakkaustekniikka on MPEG-2 eli sama kuin nykyisissä digitaalilähetyksissä. On kuitenkin todennäköistä, että tulevaisuudessa siirrytään käyttämään MPEG-4-pakkausta. Ääni on AC-3 standardilla (Dolby Digital) purettavaa 5.1-monikanavaääntä. AC-3:lla saavutetaan suhteellisen hyvä pakkaussuhde säilyttäen kuitenkin hyvä äänenlaatu. HDTV:ssä ei kuitenkaan käytetä kaikkia AC-3-standardin ominaisuuksia, ainoastaan HDTV:hen soveltuvat osat ovat mukana. Lyhyesti sanottuna HDTV:ssä alkuperäinen äänilähde ensin pakataan pienenpään tilaan paketeiksi ja sitten lähetetään. Lähetys vastaanotetaan kuluttajan vastaanottimessa ja puretaan lähetyspaketista. Tämän jälkeen itse informaatio voidaan purkaa kuultavaksi ääneksi. Vastaavantasoisen äänen lähettäminen olisi mahdollista myös nykyisessä digi-TV:ssä, mutta esimerkiksi Yle pidättäytyy siitä, koska ääni veisi 0,5Mbps enemmän kaistaa. HD-DVD ja Blu-ray levyillä tullaan käyttämään häviötöntä DolbyTrueHD ääntä, joka on 7.1-monikanavaääntä. Lähetyksissä tätä ei todennäköisesti nähdä lähiaikoina suuren kaistantarpeen takia.
Kuvaresoluutio
HDTV parantaa kuvanlaatua tavalliseen digitv:hen nähden lisäämällä pystytarkkuutta 576:sta jopa 1080:een pikseliin asti. Toinen suosituslähetystapa on 720 pystypikseliä. Standardien tarkat nimet ovat 1080i50 ja 720p25. Formaateissa on selkeä ero. 1080i on 720p:tä huomattavasti tarkempi pikselimäärältään. 1080i on kuitenkin lomiteltu perinteisen televisiotekniikan tapaan, eli pystypikselit piirretään riveittäin joka toinen kerrallaan viisikymmentä kertaa sekunnissa. Toinen formaatti on piirtää kuva kokonaisuudessaan eli lomittelemattomana 25 kertaa sekunnissa. Molemmissa tavoissa on omat hyvät ja huonot puolensa. Lomittelematon eli progressiivinen 720p on kuvaltaan häiriöttömämpi, koska se ei väreile lomitellun tapaan. Toisaalta 1080i:n etuina on korkeampi päivitysnopeus, joten se soveltuu paremmin liikkeen esittämiseen. Suomessa ja suurimmassa osassa Eurooppaa kuva tullaan piirtämään ruudulle lomiteltuna 50 kertaa sekunnissa nykyisen piirtotekniikan tapaan. On tärkeää havaita, ettei formaatteja ole standardisoitu. Lähetystapa riippuu tuotantoyhtiöstä, joten lähetysformaatti voi vielä tulevaisuudessa muuttua toiseksi tai vaihdella kuvakooltaan tai -suhteeltaan. Toistaiseksi kuitenkin televisiovastaanottimien tekniikan takia on pysytelty kahdessa eri näyttötarkkuudessa. Nykyisellä tekniikalla ei kuitenkaan voida lähettää enempää kuin 30 kokokuvan lähetyksiä 1080 pystypikselin tarkkuudella. Kuva lähetetään kuvasuhteella 16:9.
Teräväpiirtokuvan parempi laatu perustuu suuremman resoluution lisäksi pienempiin kuvaelementteihin, joiden sininen, vihreä ja punainen väriosa sijaitsevat lähempänä toisiaan. Tavallisessa TV-kuvassa pikselit ovat suorakulmioita, jotka ovat hiukan korkeampia kuin ovat leveitä. HDTV-kuvassa ne ovat neliöitä ja neljä ja puoli kertaa pienempiä.
-
HDTV-resoluutio -
Normaali PAL-resoluutio
HD-multipleksi
Suurten erottelukykyjen käyttö vaatii moninkertaisen määrän kaistaa tavalliseen digi-televisiolähetykseen verrattuna. Parhaimmillaan HDTV vie yhden analogisen kanavan (yhden kokonaisen multipleksin) verran kaistaa eli noin 19,4 Mbps. Nykyisen digi-TV:n multipleksiin mahtuu Ylen tapauksessa viisi tv-kanavaa, 6 radiokanavaa ja ohjelmadata, joten uusien multipleksien luominen on välttämätöntä. Lähetysten pakkausta muuttamalla saadaan kuitenkin muutettua lähetettävän kuvan edellyttämää kaistanleveyttä. Tällainen menettely sopii kuitenkin vain lähetyksiin, joissa ei edellytetä parasta mahdollista resoluutiota, kuten esimerkiksi TV-uutisiin. Esimerkiksi Australiassa on päädytty ratkaisuun, jossa lähetetään yhdessä multipleksissä yhden kanavan sekä HDTV- että SDTV -versiot.
HD radioaalloilla
HD-lähetykset lähetetään nykyisillä VHF- ja UHF-taajuuksilla. Modulointina käytetään kaapelilähetyksissä 64QAM:ia ja mahdollisesti jatkossa 256QAM:ia. Maanpäällisissä lähetyksissä käytetään PHSK-modulointia QAM:n kanssa. Satelliittilähetyksissä käytössä on QPSK (DVB-S) ja 8PSK (DVB-S2).
HD-tuotanto
HDTV-tasoista ohjelmamateriaalia on vähän verrattuna perusmateriaaliin. Televisioitua kuvaa on turha lähettää HDTV-tasoisena, sillä se on alun perin nauhoitettu perustarkkuudella (esimerkiksi PAL-järjestelmässä 576 juovaa, 50 puolikuvaa sekunnissa). HDTV-tasoisia kameroita on ollut markkinoilla vasta 1990-luvulta lähtien ja ne ovat kalliita. Toisaalta kaikki filmille taltioitu materiaali (myös tv-sarjat kuten 60-luvun Star Trek) on helppo muuntaa HDTV-muotoon skannaamalla ne tarkemmalla erottelukyvyllä. Tavallisen 35 mm filmin erottelukyky on vielä HDTV:tä paljon suurempi. Tulevissa HD-levyformaateissa kuten Blu-Rayssa ja HD-DVD:ssä käytetään HDTV-resoluutioita.
HDTV Suomessa
HDTV–lähetykset päästään aloittamaan vuoden 2008 alusta. Suomessa HDTV:n koelähetykset on aloitettu jo vuoden 2004 kesällä Welhon verkossa. Laitteistovalmistajista ensimmäisenä HDTV apajille lähti Quali-TV. Se julkaisi markkinoille älykorttipaikoilla varustetun QC1080IRCI-päätteen myyntiin marras – joulukuussa 2004. Sen hinnaksi laskettiin noin 600 euroa.
Suurin ongelma, mitä HDTV–päätteet ovat kohdanneet, on niiden varmatoimisuus, tai lähinnä sen puute. Päätteiden olisi myös hyvä tukea sekä mpeg2 että -4 pakkausmuotoja, jotka molemmat ovat ehdolla digitaalisen videon pakkaukseen ja näin ollen myös HDTV–tuotantoon.
Ensimmäiset viralliset HDTV–lähetykset Suomessa ja muualla Pohjoismaissa aloitti Canal+ 31.8.2005 lanseeraamalla See More HD kanavan, joka lähettää HDTV–kuvaa satelliitin kautta. Helsinki Television piti aloittaa viimeistään syyskuussa myös kaapelin kautta tulevat HDTV–lähetykset, mutta viivästyminen on jatkunut jo kolmatta kuukautta (tilanne 11/2005), pääsyynä yhteensopivien päätteiden vaje ja niiden saatavuus.
Kaapelin kautta tuleviin lähetyksiin on tulossa myös Maxisat, joka tarjoaa laajakaista – ja TV-operaattoripalveluita. Heidän koelähetyksensä ovat kestäneet koko kesän yli, ja he pyrkivät kaupallistamaan lähetyksensä vielä tämän vuoden puolella. Kanavat, joita he tulisivat lähettämään olisivat eurooppalaisen EURO1080 yhtiön HD -1 –ja HD -2 – kanavat. ADSL2+:n tarjoama 24 Mb/s tiedonsiirtonopeus mahdollistaisi mpeg2 pakkausformaatin vastaanottamisen, koska HD-lähetys tarvitsee 16-20 Mb/s siirtonopeutta.
Suomessa liikenne- ja viestintäministeriö ei ole tehnyt päätöksiä yleisradiolähetyksistä HD-tarkkuudella koskien tekniikkaa tai yleensäkään lähetysten aloittamista. (tilanne 11/2005)
HDTV ulkomailla
HDTV on yleisessä käytössä ainakin Yhdysvalloissa sekä Japanissa. Yhdysvalloissa kaapeli-TV:ssä primetime-lähetykset lähetetään HD-tarkkuudella.
Arviolta 38% sarjatuotannosta kuvataan HD-formaatissa. Esimerkiksi ainakin suosikkisarjat 24 (viides kausi), Prison Break (Pako), Sopranos (viides kausi), Lost, Late Night with Conan O’Brien sekä C.S.I. sarjojen (C.S.I. Las Vegas, C.S.I. Miami ja C.S.I. New York) uudet tuotantokaudet. Lisäksi TV-sarjoja on vuosikymmeniä kuvattu – ja kuvataan edelleen – 16 mm ja 35 mm filmeille, jolloin niistä voidaan tehdä korkealaatuinen HD-lähete.
HDTV:n historia
HDTV:n suunnittelun aloittivat Japanissa 1960-luvun lopulla NHK:n (Nippon Hoso Koyokai) ja Sony. Tutkimusta johti tohtori Takashi Fujio. NHK aloitti HDTV-lähetykset digitaalisten televisiolähetysten myötä Suur-Tokion ja Osakan alueella vuonna 2004.
1980–luvun alussa elokuvatuottajille tarjottiin HDTV–ratkaisua, jonka Sony ja NHK olivat kehittäneet 1970–luvun lopulla. Tämän järjestelmän nimi oli NHK hi–vision.
Kun huomattiin, mitä etuja HDTV toi tavalliseen elokuvaukseen, lähdettiin sitä kehittämään kaupallisempaan käyttöön.
Tämän jälkeen HDTV koki vastaavanlaisen ongelman kuin mitä väritelevisio koki 1950–luvulla: tehdäkö uudesta yhteensopiva nykyisten TV-standardien kanssa, vaiko vain lähettää samanaikaisesti lähetyksiä ymmärtäen, että vanhempi versio kuihtuu pois ajan kuluessa.
1990-luvun alussa Euroopassa testattiin analogisia HDTV-lähetyksiä (1250/50, HD-MAC -järjestelmä) Eutelsat- ja Olympus -satelliittien kautta.
Laitteisto
HD-digivirittimet
Ensimmäisen sukupolven digiboksilla ei voi vastaanottaa HDTV-lähetyksiä huolimatta siitä, että Euroopassa käytössä oleva digitaalitelevisiostandardi DVB tukee HDTV-tasoisia lähetyksiä. Vastaanottaakseen lähetyksiä on ostettava joko tv:seen sisäänrakennettu HD-digiviritin tai hankittava erillinen, ulkoinen HD-digiviritin. Suomessa - laajamittaisilla markkinoilla - myytäviin televisiohin on kuitenkin integroitu ainoastaan DVB-T viritin. Toistaiseksi HD-digivirittimien saatavuus on heikko, ainakin joidenkin laitteiden hinnan ollessa korkea (200-800€).
HD-Televisiot
Toistaiseksi Suomessa laajamittaisilla markkinoilla olevat HD-valmiit televisiot pystyvät esittämään kuvaa 768 pystypikselin tarkkuudella. HD-valmiita televisioita on monilta eri valmistajilta. Suomessa markkinoilla olevat HD-valmiit televisiot ovat pääsääntöisesti LCD-televisioita. HD-valmiita plasmatelevisioita odotetaan laajamittaisille markkinoille vuoden 2006 aikana. Tyypillinen kuvaputkitelevisio ei pysty näyttämään HD-kuvaa alkuperäisellä tarkkuudella, mutta kuvanlaadun paraneminen on silti havaittavissa.
HD-valmius
EICTA (European Information & Communications Technology Industry Association) on määritellyt, että HD-valmiin television tulee tukea 50 ja 60 Hertsin kuvanpäivitystä, sekä molempia lähetystapoja (720p/1080i). Television resoluution ei tarvitse olla lähetysformaatteja vastaava. Sen lisäksi televisiosta tulee löytyä digitaalinen DVI- tai HDMI-liitäntä, jonka täytyy tukea HDCP-kopiointisuojausta. Lisäksi televisiossa on oltava analoginen komponenttiliitäntä (YPbPr).
HD-dvd soittimet
HD-tarkkuuksia tukevien DVD- soittimien markkinoista kilpailee tällä hetkellä kaksi tekniikkaa, HD-DVD ja Blu-ray. Kumpikin tekniikka tukee täyttä 1080p- tarkkuutta ja yhden levyn tallennuskapasiteetti on miltei sama. Myös tekniikka on hyvin samankaltaista. Kummallakaan ei ole tällä hetkellä (marras 2006) merkittävää johtoasemaa, mutta HD-DVD:llä on etuina laitteiden halvempi hinta (USA:ssa n. $500 vs. Blu-rayn n. $1000). Toisaalta Sonyn tuleva Playstation 3- pelikonsoli käyttää Blu-ray:ta, joka on sille merkittävä etu.
HD-pelikonsolit
Pelikonsolit jotka tukevat HD-resoluutiota ovat jo julkaistu Microsoft Xbox 360, joka on teknisesti yhteensopiva molempien standardien 720p ja 1080i kanssa (tilanne 12/2005) sekä tuleva Sonyn Playstation 3. Microsoftin konsolissa on komponenttiliitäntä sekä erikseen ostettava VGA (d-sub) liitin. Pelien grafiikan erottelukyvyn määrittää kuitenkin pelin tuottava taho, joten varmuutta pelin (tai muusta konsolissa toistettavasta mediasta) todellisesta resoluutiosta ei konsolin puolesta voi määritellä.
Standardin mukaiset resoluutiot
- 720p - 1280x720 pikseliä, progressiivinen, 50 tai 25 kokokuvaa sekunnissa.
- 1080i - 1920x1080 pikseliä, lomitettu, 50 puolikuvaa sekunnissa.
- 1080p - 1920x1080 pikseliä, progressiivinen.
Katso myös
Aiheesta muualla
- http://www.DVB.org
- HD1 Eurooppalainen HDTV-kanava. (Entiseltä nimeltään Euro1080)
- KingOfSat Satelliiteista vastaanotettavia HDTV-kanavia.
- Taulutelevisioiden vertailu Lista Suomessa myytävistä taulutelevisioista natiiviresoluutioineen.
- Lehtonen Tutkielma HDTV:stä Suomessa 2006.