25 de maio de 2010

Áudio de alta definição do Blu-ray

Tirando o DVD-Audio e SACD que são discos específicos para músicas, no DVD-Video o áudio com melhor resolução é o LPCM em estéreo na amostragem de 48KHz/16bit sem compressão, e em multicanal com compressão temos DTS (5.1), DTS-ES (6.1) e DTS96/24, todos, inclusive LPCM, com taxa de transferência máxima de 1.5Mbps.

Em Blu-ray Disc com a capacidade de armazenamento e taxa de transferência máxima muito superior que o DVD (mais de 5x), podemos ter o áudio tanto em estéreo como em multicanal em alta definição. O áudio obrigatório em filmes de Blu-ray Disc (BD-ROM) é o Dolby Digital (AC-3) de 5.1 canais com taxa de transferência aumentada para 640Kbps (em DVD é de 448Kbps) ou o DTS. Os áudios obrigatórios (significa que pelo menos um dos áudios deve estar num destes formatos) normalmente são utilizados em idiomas dublados.

Os áudios de alta definição são opcionais em BD-ROM. São: LPCM sem compressão e com compressão temos DOLBY e DTS (Digital Theater Systems) em formatos Lossless (sem perda) e Lossy (com perda). Clique na ilustração para ampliar.


Em LPCM (Linear Pulse Code Modulation) sem compressão, a taxa de transferência pode chegar a 27.6Mbps. As amostragens podem ser de 48KHz ou 96KHz em 16bit, 20bit ou 24bit em até 7.1 canais e em estéreo (2.0) a 192KHz/24bit. É o mesmo áudio LPCM do DVD-Audio. A maioria dos primeiros filmes em Blu-ray Disc foram lançados com este formato de áudio em multicanal, porque foi o primeiro em alta definição, introduzido na versão 1.1 do HDMI junto com o DVD-Audio em 2004.

Lossless

São áudios mais usados em idioma original do filme por causa da sua qualidade.

Dolby TrueHD: Taxa de transferência máxima de 18Mbps variável (VBR - Variable Bit Rate). Amostragem de 96KHz/24bit em até 7.1 canais e 192KHz/24bit em até 5.1 canais. Utiliza a mesma tecnologia de áudio com compressão do DVD-Audio, que é o MLP (Meridian Lossless Packing). A taxa de compressão em DVD-Audio é de 2:1, mas no DOLBY TrueHD varia de 2:1 a quase 4:1 sem perda, conseguindo com isso reduzir bastante a taxa de transferência. Era um dos áudios obrigatórios em HD DVD (High Definition DVD), que era o concorrente do BD.

DTS-HD Master Audio: Taxa de transferência máxima de 24.5Mbps variável. Amostragem de 96KHz/24bit em até 7.1 canais e 192KHz/24bit em até 5.1 canais. Utiliza a tecnologia de compressão Coherent Acoustic de áudio losless "bit-for-bit", que na descompressão deixa idêntico ao original, sem perda.

Lossy

São áudios pouco utilizados hoje, pois em geral o Blu-ray Disc, devido a sua capacidade, suporta o áudio lossless sem afetar a qualidade da imagem. Eram mais utilizados em HD DVD.

Dolby Digital Plus: A taxa de transferência é de 1.664Mbps constante (CBR - Constant Bit Rate). Máximo de 7.1 canais com amostragem de 48KHz em 16bit a 24bit. É uma extensão do Dolby Digital 5.1, por isso é chamado de E-AC-3 (Enhanced AC-3) e portanto backward compatible. Este formato com taxa de transferência de 3Mbps era obrigatório em HD DVD.

DTS-HD High Resolution Audio: Taxa de transferência máxima é de 6Mbps constante. Até 7.1 canais na amostragem de 96KHz/24bit. Também utiliza a tecnologia Coherent Acoustic, mas com perda.

Se desejar mais detalhes, veja nos sites da Dolby Laboratories e DTS.


A princípio todos os formatos são backward compatible, ou seja, podem ser reproduzidos nos AV Receivers antigos sem decodificador destes novos formatos, fazendo a decodificação parcial (núcleo ou camada), ignorando a parte de alta definição. A liberação pelas saídas digitais óptica ou coaxial do BD Player, ocorre no caso do DOLBY na taxa de transferência de 640Kbps e no DTS a 1.5Mbps.


A transferência em alta definição em bit-stream é feita através de cabo HDMI na versão acima de 1.3 (LPCM a partir de 1.1), portanto para apreciar o som de alta definição de um Blu-ray Disc, é preciso que o BD Player esteja conectado através de HDMI (versão 1.3 ou maior) num AV Receiver que tenha decodificador de novos formatos (ilustração acima); ou se o BD Player tiver o decodificador interno e liberar o áudio multicanal em analógico e conectado na entrada multicanal do AV Receiver, que não tem o decodificador novo e nem o HDMI. Alguns BD Players high-end fazem a conversão digital para analógico com upsampling de 192KHz/32bit, liberando o áudio analógico multicanal de alta definição como o BD Player da Sony BDP-S5000ES da ilustração abaixo.


Como foi visto em digitalização, quanto maior a amostragem, tanto na frequência (Hz) como em amplitude ou profundidade (bit), melhor a fidelidade com relação ao som original, principalmente nas frequências altas (sons agudos), mas há limitação por causa da capacidade de armazenamento e da taxa de transferência. Para fazer a comparação, CD-ROM de áudio tem o formato LPCM sem compressão na amostragem de 44.1KHz/16bit com taxa de transferência de 1.2Mbps.

Para saber sobre vários formatos e discos de áudio, incluindo DVD-Audio e SACD, veja em Som: analógico x digital.

Conheça o novo conceito em ouvir música digital de alta definição de até 192KHz/24bit em Network Audio.

Veja também:

17 de maio de 2010

Imagem RAW

Nos equipamentos profissionais de imagem e principalmente em câmeras DSLR encontramos a opção de imagem em formato RAW. Afinal o que seria esta imagem?

Quando uma imagem é exposta no sensor de imagem (CCD/CMOS) numa câmera digital, cada pixel gera uma certa voltagem de acordo com a intensidade da luz incidida. Esta voltagem de cada pixel é digitalizada normalmente em 12 bits ou 14 bits. Em 12 bits pode representar até 4.096 níveis diferentes de luminosidade e em 14 bits, até 16.384. Esta imagem digital que representa exatamente como é no sensor, por isso ainda mosaica, é a imagem RAW, que traduzindo seria crua ou bruta (sem processamento). Após a digitalização, é realizada uma compressão normalmente sem perda (lossless) ou com uma ligeira perda, mas nada que seja perceptível. Pode ser armazenada em formato RAW onde contém todos os ajustes da câmera, chamado de negativo digital, equivalente a negativo de um filme fotográfico. A câmera também processa e converte para formatos TIFF ou JPEG, prontos para impressão ou visualização na tela. Se desejar ampliar a ilustração  abaixo, clique em cima.


No formato RAW a imagem é armazenada exatamente como o sensor enviou, e está disponível para processar à vontade, fazendo acerto e retoques como temperatura de cor, white balance, contraste, saturação de cor, luminosidade com extenso nível, etc. Retoque em formato RAW é possível realizar à vontade, enquanto que, uma vez processado e convertido como em JPEG, o retoque fica bem limitado podendo inclusive piorar a qualidade da imagem se mexer muito.

Para fazer o processamento precisa de PC bastante rápido e um software específico. O grande problema é que não existe um padrão de formato RAW, varia de fabricante para fabricante e até conforme o modelo dentro do mesmo fabricante. Cada câmera vem com software para decodificar, processar e converter, mas normalmente é bem simples e restrito, por isso se quiser fazer retoque mais complexo, é melhor comprar um bom software e que aceite o formato RAW da sua câmera.

Formato RAW é ótimo porque possibilita fazer todo o acerto e retoque que desejar numa imagem, mas isto exige tempo e paciência (que pode faltar em alguma situação). Neste formato não é possível a impressão ou a visualização numa tela qualquer, por isso após o retoque é preciso converter em outro formato como JPEG ou TIFF. Apesar do JPEG fazer compressão com perda, apresenta uma boa qualidade de imagem, por isso cada vez mais aparecem câmeras com possibilidade de armazenar em formato duplo, ou seja a mesma imagem em RAW e JPEG, assim tem a opção de fazer retoques somente em imagem que julgar necessário, ganhando um bom tempo. Na ilustração abaixo, câmeras Canon EOS 7D de 18 Mpixel que tem formatos RAW, JPEG e RAW+JPEG e Nikon D300s de 12.3 Mpixels que tem formatos RAW, JPEG, TIFF e RAW+JPEG.


Conversão de imagem RAW

Apesar de toda câmera digital tirar a imagem em RAW, é necessário processar e fazer a conversão internamente na câmera ou depois num PC, para um formato final como JPEG ou TIFF. A câmera digital por ter só um sensor de imagem, é utilizado um filtro de cores primárias Bayer Matrix ou Colour Filter Array, onde normalmente a metade é filtrada em verde por causa da sensibilidade da nossa visão, e o restante em vermelho e azul. Algumas câmeras chegam a utilizar uma outra cor além do RGB (Red Green Blue). Esta imagem é processada e convertida através de um complexo algoritmo, inclusive acertando a imagem capturada de forma linear para logarítmico como a nossa visão percebe. O processamento na câmera digital consiste de separação da imagem do sensor para RGB, compensação de dados RGB e ajuste (luminosidade, contraste e cor). Depois é convertido para formato TIFF ou JPEG e finalmente armazenado em cartão de memória flash como CompactFlash.

JPEG: (Joint Photographic Experts Group) É o formato mais conhecido e utilizado, pois apesar de ter perda (8 bits por pixel, 256 níveis de luminosidade) apresenta uma qualidade suficiente para fotos familiares ou de notícias, onde não exigem grandes ampliações, ocupando pouca área de armazenamento. Tem também o sistema de codificação novo chamado JPEG 2000 (veja em JPEG).

TIFF: (Tagged Image File Format) Formato mais conhecido e utilizado pelos profissionais como artistas gráficos ou indústria de publicidade. Atualmente sob controle da Adobe Systems, é um formato bem flexível podendo conter compressão sem perda (lossless).

Existem outros formatos como PNG (Portable Network Graphics), GIF (Graphics Interchange Format), BMP (BitMaP), etc., que são muito utilizados em PC  e internet.


Na ilustração acima, câmera DSLR da Pentax, modelo 645D, onde a venda inicial no mercado japonês estava prevista para 20 de maio, mas devido a grande número de pedidos foi adiada para 11 de junho. Tem sensor CCD da Kodak de 44mm x 33mm de 40 Mpixels, grava em formato RAW (14 bits), JPEG e RAW+JPEG, tem encaixe (slot) duplo para cartão de memória (SDHC/SD), onde pode armazenar JPEG em um e RAW em outro, o corpo tem preço de venda esperado em torno de ¥ 800.000 (US$ 8,600.00). A lente smc PENTAX-D FA645 de 55mm F2.8[IF] SDM AW que será lançada junto, custará em torno de ¥ 100.000 (US$ 1,075.00). Se desejar mais detalhes destes produtos veja em Pentax.

Veja também:
Câmera fotográfica
Câmera digital de lente intercambiável sem espelho
Filmadora de alta definição
Filmadora Full HD compacta
Pixel e imagem digital
Formatos de vídeo HD

6 de maio de 2010

Blu-ray Disc Player

Campeão de bilheteria nos cinemas, o filme Avatar do diretor James Cameron, continua batendo o recorde, agora na venda em Blu-ray Disc (BD), somente em alguns dias de lançamento. A diferença de venda em relação à versão em DVD é bem reduzida, principalmente no Japão. Agora só falta a versão em Blu-ray 3D, que muitos esperam o seu lançamento ainda neste ano, talvez em novembro. De qualquer forma, deixando de lado o fenômeno Avatar, os filmes em BD vêm ganhando o seu espaço, começando a popularizar.

Nos países do primeiro mundo, praticamente não existe mais a diferença de preço entre filmes na versão em DVD e BD, e ainda fazem promoções constantemente, que deixam mais barato do que na versão em DVD. Assim é difícil resistir, mais barato com qualidade de imagem e som muito superior, mas para poder desfrutar, precisa de um Blu-ray Disc Player e um Display de alta definição, de preferência Full HD com capacidade para apresentar imagens de 24Fps, acoplado num AV Receiver (conexão A da figura). E para quem não tem AV Receiver, um Blu-ray Disc Player conectado diretamente em HDTV, para apreciar as belas imagens de alta definição (conexão B).


Blu-ray Disc Player, BD Player ou Blu-ray Player  é um aparelho tocador ou reprodutor de discos Blu-ray, e que reproduz também DVD e CD como em DVD Player. Hoje o preço vem caindo continuamente, portanto quem pretende comprar neste momento um DVD Player, é melhor gastar um pouco mais e comprar um BD Player, mesmo que não tenha um HDTV. Nos EUA, onde foi lançado o primeiro BD Player pela Samsung (BD-P1000) a US$ 1,000.00 em junho de 2006, hoje é possível encontrar promoções, vendendo por até menos de 100 dólares.

O mercado japonês é um pouco diferente, pois a venda maior está em gravador de Blu-ray Disc, porque tirando o videogame baseado em BD, o PlayStation 3 (PS3) da Sony, lançado no final de 2006, foram colocados no mercado, somente gravadores. Os BD Players começaram a surgir em 2007 com produtos high-end, e a popularização, com lançamentos de modelos mais simples e de preços mais baixos, só começou em 2009, por isso existem poucos modelos de BD Players disponíveis à venda, talvez o PS3 deva ser ainda o BD Player mais presente nos lares do Japão, porque é bom e barato (Veja PS3 como BD Player). Na ilustração, o BD Player mais simples da Pioneer, modelo BDP-330, a ser comercializado a partir do meado deste mês, a preço de ¥ 25.000 (US$ 265.00).

A queda de preço dos BD Players no Brasil também é contínua, hoje já é possível encontrar em promoção, por menos de R$500,00. Parece que está acontecendo o mesmo fenômeno do DVD Player, que houve queda rápida nos preços. Real valorizado ajuda bastante.

A seguir, veja algumas características importantes de um BD Player:

Mídias: Normalmente reproduz BD-ROM, BD-R, BD-RE, DVD-Video, DVD-R, DVD-RW, Audio-CD, CD-R, CD-RW, VCD, SVCD, etc. Se for Universal Player, reproduz também SACD e DVD-Audio. Veja mais detalhes em Blu-ray Disc e Som: analógico x digital.

Vídeo: Tem a capacidade de suportar imagens do DVD (720x480), alta definição de 720/60p, 1080/60i, 1080/60p e ainda 1080/24p (alguns filmes atuais vêm neste formato). A maioria dos players faz upscaling das imagens para 1080p. Obrigatoriamente deve suportar os codecs, MPEG-2, MPEG-4 AVC (H.264) e VC1. Ultimamente alguns players começam a incluir o formato DivX Plus HD, que consiste de vídeo de alta definição H.264 e áudio surround de alta resolução AAC, envolvido em conteúdo Matroska, identificado pela extensão de arquivo .mkv. Também pode suportar os formatos  como DivX, DivX HD, MKV, Xvid, JPEG, etc. Na ilustração, Blu-ray Disc 3D Player da Panasonic, DMP-BDT300, onde os comercializados na Europa, incluem o formato DivX Plus HD.

Áudio: Além dos áudios normais do CD/DVD, é capaz de suportar os de alta resolução PCM multicanal, e os formatos lossy e lossless Dolby TrueHD e DTS HD Master Audio. Os áudios lossless, são liberados somente em bitstream (fluxo de bits) pelo HDMI, mas alguns players disponibilizam em áudio analógico multicanal 5.1 ou 7.1. Pode suportar WMA, MP3, Dolby Digital, DTS, etc. Veja mais detalhes em Áudio de alta definição do Blu-ray.

Digital-Analog Converter (DAC): Para disponibilizar tanto o áudio como o vídeo em sinal analógico, é necessário um conversor de dados digitais para sinal analógico, alguns modelos chegam a fazer upsampling, mas a amostragem mais usual para o áudio é de 192KHz/24bit e para o vídeo de 148.5MHz/12bit. Na ilustração, flagship universal player da Marantz, UD9004 que tem DAC para áudio de 192KHz/32bit e para o vídeo, 297MHz/14bit para vídeo componente e 297MHz/12bit para vídeo composto e S-video.

Conexões: A conexão mais importante é o HDMI, mas também disponibiliza áudios e vídeos analógicos como, vídeo componente, vídeo composto, áudio estéreo e multicanal. Áudio digital óptico e coaxial. Pode ter também Ethernet, USB, leitor de cartão de memória SD, etc. Na ilustração, as conexões do Blu-ray Disc 3D Player da Panasonic, DMP-BDT900. Clique na imagem para ampliar.


Recursos adicionais: Pode ter ainda, acessos a serviços via internet como VOD (Video On Demand), x.v.Color e Deep Color, certificação DLNA, etc.

Regiões: Apesar de filmes em BD estarem divididos em 3 regiões, o DVD continua com 6, ou seja, um BD Player pode ser da mesma região para BD, mas pode não ser o mesmo para DVD, muito cuidado ao comprar no exterior. Veja as regiões em Blu-ray Disc.

Evoluções: A BDA (Blu-ray Disc Association) já divulgou as especificações de novos discos BDXL (100GB e 128GB) e IH-BD, que deverão surgir em breve. Veja detalhes em atualizações do Blu-ray Disc.

Profile

O profile (perfil) de um BD Player, é um conjunto de características requeridas, definindo quais os tipos de recursos especiais que podem ser reproduzidos em certos discos.

Profile 1.0: Foi o primeiro e básico, hoje não há mais produção de players com este perfil.

Profile 1.1: Conhecido como BonusView ou Final Standard Profile, define a capacidade em reproduzir 2 áudios e 2 vídeos simultaneamente, criando picture-in-picture, ou seja, enquanto assiste a um filme, pode acompanhar a explicação do diretor ou artista sobre as cenas, numa janela menor. Os players precisam ter 256MB de memória. Pode ter porta Ethernet (opcional) para conectar na internet, mas é para fazer a atualização de firmware do player e alguns pequenos acessos.

Profile 2.0: Conhecido como BD-Live, além do perfil 1.1, define o acesso a conteúdo adicional através de conexão na internet. Permite atualização automática de firmware, interatividade e acesso a games, trailers, making of, etc. Os players precisam ter porta Ethernet (acesso a internet) e 1GB de memória. Para não incluir memória internamente, a maioria dos players disponibilizam porta USB para conectar pen drive (USB Memory) ou outro tipo de memória.

Profile 3.0: Este perfil é para definição de BD somente de áudio. Reproduz automaticamente o disco sem a navegação visual, como em CD.

Blu-ray Disc 3D Player

Muitos players mais recentes, estão preparados para reproduzir Blu-ray Disc 3D (3D Ready)fazendo a atualização de firmware, assim que for disponibilizado pelo fabricante. É bom confirmar as suas características, pois poderá ser bem restrito, dependendo da sua capacidade de processamento e da versão do HDMI. A versão do HDMI deve ser de 1.4 que define as imagens 3D, e o mais atual é a de 1.4a com a inclusão de formato top-and-bottom. Veja em HDMI. Os players para 3D devem ler o Blu-ray Disc 3D (codec H.264/MPEG-4 MVC) e liberar imagens no formato Left and Right Independent em Frame Sequential. Veja mais detalhes em HDTV 3D. Na ilustração, Blu-ray Disc 3D Player da Panasonic DMP-BDT900, comercializado no mercado japonês.

A Denon colocará no mercado norte-americano, 2 modelos de BD Player, DBP-1611UD em junho a US$ 399.00 e DBP-2011UDCI em agosto a US$ 799.00, que em outono disponibilizará a atualização de firmware para 3D. Ambos reproduzem também DVD-Audio e SACD e vem com 1GB de memória interna, seguindo a especificação do perfil 2.0 (BD-Live), HDMI na versão 1.4a, capacidade para Deep Color de 36bits, conexão via internet a Netflix e YouTube, certificação DLNA 1.5. No caso do DBP-2011UDCI tem DAC de 192KHz/32bit, disponibilizando saída de áudio analógico de 7.1 canais. Mais detalhes em Denon [PDF].

Obs: A conexão na internet para atualização de firmware é muito importante porque, além de várias alterações de características do player pelo fabricante, a chave de encriptação AACS (Advanced Access Content System), restrição de acesso e proteção contra cópia não autorizada dos filmes comerciais, pode mudar. Aconteceu com o filme Avatar, onde muitos players precisaram fazer a atualização do seu firmware.

Atualizações

04/fev/2011: Seguindo o regulamento da AACS (Advanced Access Content System), que é um padrão de proteção contra cópias piratas da mídia óptica, a partir deste ano até final de 2013, os fabricantes não podem mais lançar novos modelos de BD Player, que liberem sinal de vídeo analógico de Blu-ray Disc com conteúdo de proteção AACS, na resolução acima de 480i (576i para Europa). A comercialização dos produtos anteriores poderá ser feita até 31/dez/2011. A partir de 2014, nenhum BD Player deverá liberar em vídeo analógico, os conteúdos de Blu-ray Disc com proteção AACS. A liberação será em digital e somente através de interface que tenha proteção HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection), como HDMI e DVI. Site do Administrador de Licença da AACS.

Veja também:
Blu-ray Disc
Gravador de Blu-ray Disc
PS3 como BD Player
Cabos para áudio e vídeo
Refresh rate
Tecnologias de display HD