Technologia wizualizacji Super HD (4K) demonstracja Artur Binczewski, Maciej Głowiak, Bartłomiej Idzikowski, Maciej Stroiński, Maciej StróŜyk Konferencja I3, Poznań, 2009
Agenda Technologia 4K Przegląd sprzętu 4K Węzeł 4K w PCSS Demonstracje Zasoby dla 4K Przyszłość 4K
Czym jest 4K Nowy standard wyświetlania i obróbki obrazów cyfrowych wysokiej rozdzielczości Grupa wysokich rozdzielczości rzędu 8 9 MP z około 4 tysiącami pikseli w linii: DCI (Digital Cinema Initiatives) 4096x2160 Quad HD (poczwórne HD) 3840x2160 Technologia pozwalająca na wyświetlanie i obróbkę tych rozdzielczości
Porównanie rozdzielczości
Technologia 4K - kamery Dostępne na rynku Olympus Octavision (prototyp) Tylko kilka prototypów na świecie Dalsa 4K Kamera kinematograficzna, wypoŝyczana RED One Kamera kinematograficzna, popularna takŝe w Polsce Rozdzielczość 4096x2304 Phantom 65 4K Kamera o duŝej szybkości (nawet 150fps w 4K) Planowane: RED Scarlet oraz RED Epic JVC 4K 3840x2160 / 60fps
Technologia 4K - projektory Sony SRX-T105 / T110 Projektor LCD Złącza HD-SDI, DVI, HDMI JVC DLA-SH4K Projektor DLP Złącza DVI Meridian 810 Bazuje na JVC Sony R220 Projektor kinowy
Technologia 4K - odtwarzacze Doremi DSV-J2 / DCP2000 Zgodny z DCI Odtwarzanie MXF (JPEG2000) QuVIS Cinemaplayer JuŜ nie produkowany Odtwarzanie MXF (JPEG2000) DVS Cine4K Brak wsparcia dla JPEG2000 Odtwarzanie DPX, TIFF, TGA, BMP Wyjścia DVI, HD-SDI Zaxel Zaxtar Brak wsparcia dla JPEG2000 Własny format kompresji ZLC Wsparcie dla 4K 3D
Technologia 4K kodery sieciowe intopix SYX-JP4K Streaming System Enkoder, dekoder JPEG2000 Transmisja RTP Pełna zgodność z DCI NTT JPEG2000 Real-time codec Enkoder, dekoder JPEG2000 Nie spełniający wymagań DCI Transmisja UDP
Technologia 4K - monitory IBM T220/T221 Monitor komputerowy 22, 3840x2400 Wycofany z produkcji Astro DM 3400 QuadHD (3840x2160) Przekątna 56 HD-SDI oraz DVI Barco LC-5621 56, 3840x2160 Sharp 4K 64 64, 4096x2048 Eyevis LCD6400 4K 64, 4096x2160 Sony TRIMASTER SRML560 56, 3840x2160 JVC - prototyp
Technologia 4K post-produkcja Stacje masteringowe i obróbki wideo DVS CLIPSTER ASSIMILATE Red Rocket Scratch Cine 4K Stacje do korekcji kolorów Quantel Pablo 4K S3D Skanery taśmy filmowej ARRISCAN (6K, 4K, 2K)
Kino cyfrowe (DCI) Digital Cinema Initiatives (DCI) organizacja zrzeszająca największe studia filmowe załoŝona w 2002 r. w celu ustanowienia standardów dla kina cyfrowego Standard Digital Cinema System Specification ustanowiony 20 lipca 2005 (v.1.0) z późniejszymi zmianami (obecnie v.1.2) Rozdzielczości dla kina cyfrowego (DCI) 2K (2048x1080) 4K (4096x2160) Kompresja JPEG2000 Maksymalny strumień wideo dla 4K to 250 mbit/s Pojedyncza ramka max. 1,3 MB (24 fps)
Węzeł 4K w PCSS Powstały w 2008 r. węzeł 4K w Poznaniu umoŝliwia: Produkcję i post-produkcję materiałów audio-video w wysokiej rozdzielczości Kamera 4K RED One Stacja obróbki wideo MacPro Przechowywanie i archiwizację duŝych ilości danych video 4K Serwery SunFire x4540 (3x 48TB) Transmisję strumieniową w sieci Kodery JPEG2000 (intopix SYX-JP4K) Wyświetlanie i prezentację Player DOREMI DSV-J2 Projektor 4K SONY SRX-T105 Monitor 4K Astro DM-3400
Topologia węzła 4K w PCSS
Węzeł 4K w PCSS - kamera Kamera 4K RED ONE Kamera kinematograficzna Matryca Mysterium 12MP Efektywna rozdzielczość 4520x 2540 30 fps 4K, do 120fps 2K Filmy nakręcone kamerą RED ONE Dystrykt 9 Intrygant Crossing the line Anioły i demony
Węzeł 4K w PCSS - odtwarzacz Player doremi DSV-J2 W pełni zgodny ze standardem DCI Typowe wyposaŝenie kin cyfrowych (DCP-2000) 8 x HD-SDI dla 4K (MB-4K) Obsługiwane formaty HD, 3D, 2K oraz 4K JPEG2000 MXF MPEG2 MXF Audio 8 kanałów AES/EBU
Węzeł 4K w PCSS projektor i monitor Projektor Sony SRX-T105 Natywna rozdzielczość 4096x2160 Jasność 5500 Ansi Lumen Kontrast 2500:1 4xHD-SDI Dual Link lub 4xDVI Monitor Astro DM-3400 Matryca 56 LCD Natywna rozdzielczość 3840x2160 Jasność 500 cd/m 2 Kontrast 1200:1 4xHD-SDI Dual Link lub 4xDVI
Prezentacja materiały referencyjne firmy RED
4K inne metody tworzenia materiałów Obrazy 4K skanowane z kliszy filmowej Zdjęcia 4K z aparatów cyfrowych Animacje i rendering materiałów 4K
4K obrazy skanowane Skanowanie taśmy filmowej jako sposób pozyskiwania materiałów 4K Taśma filmowa 35mm wystarczająca do osiągnięcia rozdzielczości 4K Szybkość skanowania: ok. 1 ramka / sekundę Format wyjściowy: TIFF, DPX Sensor CMOS
4K zdjęcia cyfrowe Zdjęcia 4k - aparaty fotograficzne juŝ od 8Mpix Przykładowe aparaty cyfrowe 4K: Canon EOS 400D (10,1Mpix, 3888 x 2592) Sony Alpha DSLR-A200 (10 Mpix, 3872 x 2592) Nikon D90 (12,2Mpix, 4288 x 2848) Formaty bez kompresji (raw, nef)
4K - rendering Wysokie wymagania obliczeniowe Clustry renderujące, renderfarmy Blender, filmy open source w wersji HD Prace nad animacjami 4K dla CineGrid PC (1 CPU) Klaster 10 CPU 1 klatka 5 min 37 s 4 s 1 sekunda 2 godz 15 min 96 s Klaster 100 CPU 1 minuta 120 godz. 15 godz 1,5 godz 1 godzina 10 miesięcy 1 miesiąc 4 dni
Prezentacja - Skanowane materiały Ostatnia klatka PWSFTviT - Zdjęcia 4K - SONY - Animacja BigBuckBunny - Blender
4K wymagane zasoby Składowanie materiałów 4K Kompresja JPEG2000 Strumieniowanie 4K
4K strumień nieskompresowany Rozdzielczość 4K (4096x2160) to ok. 9 mln pikseli Pojedyncza klatka 4K RGB (24 bit) to 26 MB Wideo to 24 fps (klatki na sekundę), co daje 625 MB / sek. = 5 Gbit/s W zaleŝności od zastosowanego kodowania koloru lub technologii (np. HDSDI) wartość ta moŝe wzrosnąć aŝ do 7,5 Gbit/s 37,5 GB / min 2,25 TB / godz
Składowanie danych 4K Sun Fire x4540 2 procesory Six-Core AMD Opteron 48 zintegrowanych dysków SATA Pojemność od 12TB do 48TB Wielkość 4U 2.0GB/s z dysków do sieci, 3.0GB/s do pamięci
Kompresja JPEG2000 JPEG2000 Standard ISO/IEC 15444-1/2 Transformata falkowa Matematycznie bezstratny 2:1 Wizualnie bezstratny do 20:1 Wizualnie stratny do 100:1
Strumieniowanie 4K intopix SYX-JP4K Streaming System Enkoder, dekoder JPEG2000 Transmisja RTP Pełna zgodność z DCI Kompresje i dekompresja na układzie FPGA 4 x 3G HD-SDI Interfejs sieciowy 1Gb/s
Strumieniowanie 4K - przykład
Strumieniowanie 4K wymaganie sieciowe Rodzaj strumienia Strumień danych Interfejs sieciowy 4K JPEG2000 (DCI) 250 Mbit/s 1 Gbit/s 4K JPEG2000 (DCI) 3D 2x 250 Mbit/s 1 Gbit/s 4K nieskompresowane 6 Gbit/s 10 Gbit/s 4K nieskopres. 3D 12 Gbit/s 40 Gbit/s Rodzaj strumienia Strumień danych Interfejs sieciowy 8K JPEG2000 1 Gbit/s 10 Gbit/s 8K JPEG2000 3D 2x 1 Gbit/s 10 Gbit/s 8K nieskompresowane 24 Gbit/s 40 Gbit/s 8K nieskopres. 3D 48 Gbit/s 100 Gbit/s
Centra dystrybucji i strumieniowanie Lokalizacja A Sala kinowa Film A (4K) Lokalizacja X - zdalne centrum dystrybucji filmów Transmisja strumieniowa 4K Film B (4K) Film B (HD) Lokalizacja B Sala kinowa Lokalizacja C Dom kultury
Prezentacja strumieniowanie 4K - koder, dekoder intopix - monitor 4K Astro - sieć 1Gb/s
Przyszłość - 4K stereoskopia Pozyskiwanie materiału video Wykorzystanie dwóch kamer filmujących ten sam obraz pod dwoma róŝnymi kątami Komputerowo wygenerowane obrazy stereoskopowe jako efekt symulacji lub grafiki 3D (rendering) Wyświetlanie obrazu stereoskopowego UŜycie dwóch projektorów 4K i filtrów polaryzacyjnych Zastosowania Wspomaganie projektowania (CAD) Analiza wizualizacji symulacji komputerowych Rozrywka (kino 3D)
Przyszłość 8K Dla wielu zastosowań 4K okazuje się niewystarczające, stąd teŝ trwają prace nad 8K (4x 4K) Rozdzielczość: 8192x4320 UHD Ultra High Definition lub NHK Super-Hi Vision 36 MP (megapikseli) Próbne transmisje planowane podczas igrzysk olimpijskich 2012 w Londynie Pierwszy prototyp kamery 8K (NHK)
Podsumowanie 4K wraz z nowymi sposobami dystrybucji jest przyszłością kina cyfrowego Przez najbliŝsze lata technologia 4K będzie dominować w zaawansowanym projektowaniu oraz przy wizualizacji procesów naukowych Prawdopodobnie technologia 4K nieprędko trafi do domów z uwagi na upowszechnianie się technologii HD 1080p (FullHD) DuŜe rozdzielczości oraz olbrzymie ilości danych wideo 4K są wyzwaniem dla nowoczesnych sieci komputerowych oraz systemów archiwizacji i dystrybucji treści
Dziękujemy za uwagę i zapraszamy do zapoznania się ze sprzętem www.4kvideo.psnc.pl 4kvideo-pcss@lists.man.poznan.pl