Rozdzielczość 2K a 4K: szczegółowe porównanie serwisów streamingowych OTT

Kiedy platforma streamingowa wykracza poza rozdzielczość Full HD, często pojawia się proste pytanie: Czy należy oferować rozdzielczość 2K czy 4K?

Na pierwszy rzut oka 4K wydaje się oczywistym wyborem. Ma więcej pikseli, zapewnia większą szczegółowość obrazu i jest postrzegane jako bardziej ekskluzywne.

Jednak w przypadku platformy OTT rozdzielczość to nie tylko kwestia jakości obrazu.

Ma to wpływ na kodowanie, przechowywanie danych, przepustowość, dostarczanie treści przez sieć CDN, kompatybilność z urządzeniami, wydajność odtwarzania oraz koszty eksploatacji.

Transmisja w rozdzielczości 4K może zapewnić zauważalnie lepsze wrażenia na dużym telewizorze, ale nie oznacza to, że każdy widz potrzebuje rozdzielczości 4K. Dobrze zakodowana transmisja w rozdzielczości 1440p może zapewnić doskonałą jakość przy znacznie mniejszym zużyciu danych.

Lepszym pytaniem dla firmy z branży OTT jest:

Która rozdzielczość zapewnia widzom odpowiednią jakość obrazu, nie powodując przy tym zbędnych kosztów związanych z transmisją i infrastrukturą?

W niniejszym przewodniku omówiono różnice między rozdzielczością 2K a 4K oraz wyjaśniono, w jaki sposób platformy streamingowe powinny podejść do tej decyzji.

Zanim porównamy te dwa pojęcia, należy wyjaśnić, co właściwie oznacza termin „2K”.

W profesjonalnym kinie cyfrowym, DCI 2K wynosi w przybliżeniu 2048 × 1080 pikseli.

Jednak w kontekście wyświetlaczy konsumenckich, gier oraz wielu dyskusji dotyczących streamingu termin „2K” jest powszechnie używany do opisania 2560 × 1440, znany również jako 1440p lub QHD.

W przypadku dyskusji na temat usług OTT rozdzielczość 1440p jest zazwyczaj bardziej przydatnym punktem odniesienia w porównaniu z rozdzielczością 4K UHD.

4K UHD zwykle jest 3840 × 2160 pikseli.

Oznacza to, że:

• Rozdzielczość 1440p wynosi około 3,69 miliona pikseli

• Rozdzielczość 4K UHD wynosi około 8,29 mln pikseli

• Rozdzielczość 4K wynosi około 2,25 razy więcej pikseli niż w rozdzielczości 1440p

Chociaż nazwy sugerują „2K” i „4K”, różnica nie polega po prostu na podwojeniu.

Szybkie porównanie

Największą zaletą rozdzielczości 4K jest ilość informacji wizualnych, jaką pozwala zachować.

Źródło o wyższej rozdzielczości pozwala zachować więcej szczegółów w:

• Twarze

• Włosy

• Tekstury

• Krajobrazy

• Architektura

• Boiska sportowe

• Małe przedmioty

• Grafika wyświetlana na ekranie

• Delikatne wzory

Jest to szczególnie widoczne na większych ekranach.

Widz oglądający film w rozdzielczości 4K na 65-calowym telewizorze z dużo większym prawdopodobieństwem dostrzeże dodatkowe szczegóły niż osoba oglądająca tę samą treść na smartfonie.

Jednakże, większa liczba pikseli nie oznacza automatycznie lepszej jakości obrazu.

Ostateczny wynik zależy również od:

• Jakość źródła

• Szybkość transmisji

• Kodek

• Liczba klatek na sekundę

• HDR

• Głębia kolorów

• Ustawienia kodowania

• Jakość wyświetlania

• Odległość oglądania

Słabo skompresowany strumień 4K może wyglądać gorzej niż dobrze zakodowany strumień 1440p.

Właśnie dlatego platforma OTT nigdy nie powinna oceniać rozdzielczości w oderwaniu od innych czynników.

Niekoniecznie.

Wyobraź sobie dwa strumienie:

Strumień A

• Rozdzielczość 4K

• Agresywna kompresja

• Niewystarczająca przepływność

• Źródło niskiej jakości

Strumień B

• Rozdzielczość 1440p

• Źródło wysokiej jakości

• Odpowiednia szybkość transmisji

• Wydajne kodowanie

Drugi strumień może wyglądać lepiej, mimo że ma niższą rozdzielczość.

Dzieje się tak, ponieważ kompresja usuwa informacje wizualne, gdy przepływność nie jest wystarczająca do prawidłowego odwzorowania obrazu.

Różnica może stać się widoczna podczas złożonych scen, takich jak:

• Szybka akcja sportowa

• Tłumy

• Woda

• Dym

• Pożar

• Konfetti

• Mroczne sceny

• Liście

• Ziarnistość filmu

Dla operatorów usług strumieniowych celem powinno być zatem jakość na bit, a nie tylko najwyższą możliwą rozdzielczość.

Rozdzielczość określa, ile pikseli należy wyświetlić.

Szybkość transmisji określa, jaka ilość danych jest dostępna do odwzorowania tych pikseli.

Właśnie dlatego przejście z rozdzielczości 1440p na 4K zazwyczaj wiąże się ze wzrostem wymagań dotyczących przepustowości.

Jako przydatny przewodnik branżowy, Aktualne rekomendacje serwisu YouTube dotyczące publikowania filmów lista:

Są to przesyłaj zalecenia, a nie uniwersalne wartości szybkości transmisji dla odtwarzania treści OTT, ponieważ serwisy streamingowe wykorzystują różne kodeki, schematy kodowania i strategie dostarczania treści. Niemniej jednak dane te pokazują względny wzrost zapotrzebowania na dane przy przejściu z rozdzielczości 1440p na 4K.

W przypadku transmisji na żywo aktualne wytyczne serwisu YouTube wskazują również na wpływ liczby klatek na sekundę i kodeka. Na przykład zalecenia dotyczące kodeka H.264 wynoszą około 15 Mb/s dla rozdzielczości 1440p30, 24 Mb/s dla 1440p60, 30 Mb/s dla 4K30 oraz 35 Mb/s dla 4K60.

Najważniejsze, co należy z tego wynieść, to:

W przypadku rozdzielczości 4K nie ma jednej uniwersalnej szybkości transmisji.

Odpowiednia szybkość transmisji danych zależy od pełnej konfiguracji kodowania.

Dla widzów wyższa przepływność oznacza zazwyczaj większe zużycie danych.

Dla dostawcy usług OTT oznacza to, że przez sieć przepływa więcej danych infrastruktura dostawcza.

Rozważmy uproszczony przykład.

Jeśli platforma transmituje średnio:

• 8 Mb/s, jedna godzina materiału wideo zajmuje mniej więcej 3,6 GB

• 15 Mb/s, jedna godzina to mniej więcej 6,75 GB

Rzeczywiste dostarczone dane mogą się różnić, ponieważ strumieniowanie z adaptacyjną szybkością transmisji zmienia formę danych podczas odtwarzania, a dodatkowo wpływają na to obciążenia związane z formatem kontenera, dźwiękiem, szyfrowaniem i protokołem.

W szerszej perspektywie zasada ta ma jednak duże znaczenie:

Niewielki wzrost średniej przepływności przekłada się na ogromną ilość dodatkowych danych, gdy pomnoży się go przez tysiące lub miliony godzin oglądania.

Właśnie dlatego technologię 4K należy oceniać zarówno z punktu widzenia z punktu widzenia jakości dla odbiorców oraz z punktu widzenia kosztów biznesowych.

Przepustowość nie jest jedynym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę.

Filmy o wyższej rozdzielczości powodują również wzrost zapotrzebowania na miejsce na dysku.

Platforma OTT może potrzebować przechowywać:

• Oryginalne matryce

• Wersje z transkodowaniem

• Kopie zapasowe

• Różne kodeki

• Wersje HDR

• Ścieżki dźwiękowe

• Pliki z napisami

• Pakiety DRM

W związku z tym jeden tytuł może występować w wielu wersjach.

Na przykład platforma może przechowywać:

4K → 1440p → 1080p → 720p → 480p → 360p

Jeśli do obszernej biblioteki treści dodamy materiały w rozdzielczości 4K, ilość zajmowanego miejsca na nośniku jeszcze bardziej wzrośnie.

Koszt nabiera szczególnego znaczenia w przypadku platform, które:

• Obszerne katalogi usług VOD

• Archiwa długoterminowe

• Wersje w wielu językach

• Biblioteki Premium 4K

• Nagrania sportowe w wysokiej rozdzielczości

Z tego powodu operatorzy usług OTT powinni obliczyć całkowity koszt cyklu życia na tytuł, zamiast po prostu pytać, ile zajmuje pojedynczy plik 4K.

Rozdzielczość 4K wymaga również większej mocy obliczeniowej niż rozdzielczość 1440p.

Proces transkodowania wymaga przetworzenia znacznie większej liczby pikseli na klatkę, co może spowodować wzrost:

• Czas kodowania

• Wymagania dotyczące procesora i karty graficznej

• Koszty transkodowania

• Kolejki przetwarzania

• Obciążenie pracą związane z kontrolą jakości

Wybór kodeka nabiera szczególnego znaczenia.

Współczesne procesy przetwarzania treści w usługach OTT mogą wykorzystywać takie kodeki jak:

• H.264/AVC

• H.265/HEVC

• AV1

Właściwy wybór zależy od urządzeń docelowych, kwestii związanych z licencjami, infrastruktury kodowania oraz obsługi odtwarzania.

Najważniejsze jest to, że rozdzielczość i kodek należy planować łącznie.

Platforma nie powinna po prostu generować obrazu w rozdzielczości 4K i zakładać, że stosunek jakości do przepustowości będzie automatycznie zadowalający.

W przypadku nowoczesnej platformy OTT rozdzielczości 2K i 4K nie powinny być traktowane jako konkurencyjne formaty.

Mogą współistnieć w drabina adaptacyjnej szybkości transmisji (ABR).

Platforma może udostępniać kilka wersji tego samego filmu:

360p

↓

480p

↓

720p

↓

1080p

↓

1440p

↓

2160p / 4K

Następnie gracz wybiera najbardziej odpowiednią reprezentację, kierując się takimi czynnikami jak:

• Dostępna przepustowość

• Możliwości urządzenia

• Rozdzielczość ekranu

• Stan bufora

• Stabilność sieci

• Warunki dotyczące graczy

Oznacza to, że widz posiadający telewizor 4K i szybkie łącze szerokopasmowe może oglądać materiał w rozdzielczości 4K, podczas gdy inny widz, oglądający ten sam program przez sieć komórkową, może oglądać go w rozdzielczości 1080p lub niższej.

To jeden z najważniejszych powodów, dla których platforma OTT nie musi wybierać albo 2K, albo 4K.

Obsługuje obie opcje.

Telewizory Smart TV to jeden z najsilniejszych przykładów zastosowania rozdzielczości 4K.

Na dużych ekranach różnice w rozdzielczości są łatwiejsze do zauważenia, zwłaszcza gdy widzowie siedzą stosunkowo blisko wyświetlacza.

Rozdzielczość 4K okazuje się szczególnie przydatna w następujących przypadkach:

• Filmy z kategorii Premium

• Serial oryginalny

• Sport

• Filmy dokumentalne o przyrodzie

• Koncerty

• Treści o wysokiej jakości produkcyjnej

Jednak cały łańcuch odtwarzania musi obsługiwać ten format.

Proces pracy w rozdzielczości 4K to coś więcej niż tylko telewizor.

Platforma musi być kompatybilna z:

Źródło → Kodowanie → Pakowanie → CDN → Aplikacja → DRM → Urządzenie → Wyświetlanie

Jeśli urządzenie nie jest w stanie odkodować wymaganego kodeka lub aplikacja nie może zapewnić odpowiedniej jakości obrazu, odtwarzacz może przełączyć się na niższą rozdzielczość.

Platforma musi zatem przetestować obsługę rozdzielczości 4K w całym swoim ekosystemie faktycznie obsługiwanych urządzeń, zamiast zakładać, że każdy „telewizor 4K” będzie działał w identyczny sposób.

W przypadku urządzeń mobilnych jest inaczej.

Smartfon może mieć wyświetlacz o wysokiej rozdzielczości, ale praktyczna wartość streamowania treści w rozdzielczości 4K nie zawsze jest proporcjonalna do ilości dodatkowych danych, które są przy tym zużywane.

Użytkownicy urządzeń mobilnych borykają się również z następującymi problemami:

• Limity transmisji danych komórkowych

• Zmienne prędkości sieci

• Zatory

• Ograniczenia związane z baterią

• Ciepło wytwarzane przez urządzenie

• Mniejsze rozmiary ekranów

W przypadku wielu serwisów zorientowanych przede wszystkim na urządzenia mobilne wysoce zoptymalizowany strumień w rozdzielczości 1080p lub 1440p może zapewnić doskonałą równowagę między jakością a zużyciem danych.

Nie oznacza to jednak, że rozdzielczość 4K nie powinna być w ogóle oferowana na urządzeniach mobilnych.

Oznacza to, że platforma powinna umożliwiać możliwości urządzenia i warunki sieciowe, aby ustalić, co faktycznie jest dostarczane.

Sport to jeden z najsilniejszych argumentów przemawiających za transmisjami strumieniowymi w wyższej rozdzielczości.

Szybkie ruchy, ujęcia obejmujące cały stadion, stroje zawodników, oznaczenia na boisku oraz grafika na tablicy wyników mogą zyskać dzięki dodatkowym szczegółom.

Jednak sport wprowadza również inną zmienną:

liczba klatek na sekundę.

Transmisja w rozdzielczości 4K przy 60 klatkach na sekundę jest znacznie bardziej wymagająca niż transmisja w rozdzielczości 4K przy 24 lub 30 klatkach na sekundę.

Obecne zalecenia serwisu YouTube dotyczące transmisji na żywo ilustrują tę różnicę, przedstawiając oddzielne wytyczne dotyczące przepływności dla rozdzielczości 1440p30, 1440p60, 2160p30 i 2160p60.

W przypadku transmisji sportowych na żywo decyzja powinna zatem brzmieć:

Rozdzielczość + Liczba klatek na sekundę + Kodek + Przepływność

—nie tylko sama rezolucja.

Stabilna transmisja w rozdzielczości 1440p przy 60 klatkach na sekundę może zapewnić widzom lepsze wrażenia niż niestabilna transmisja w rozdzielczości 4K, w której wielokrotnie pojawia się buforowanie.

Usługi VOD zazwyczaj łatwiej jest zoptymalizować niż transmisje na żywo, ponieważ treści można zakodować i przetestować przed publikacją.

Platforma VOD klasy premium może zatem tworzyć różne warianty i oceniać:

• Jakość poszczególnych scen

• Wydajność przepływności

• Czas kodowania

• Rozmiar pliku

• Zgodność urządzeń

• Wydajność HDR

Rozdzielczość 4K sprawdza się szczególnie dobrze, gdy oryginalny materiał źródłowy został nagrany i zmontowany w wystarczająco wysokiej jakości.

Zwiększenie rozdzielczości słabej jakości materiału źródłowego 1080p do 4K nie pozwala odtworzyć brakujących szczegółów.

YouTube również zaleca, aby w przypadku planowanego udostępniania treści w prawdziwej rozdzielczości 4K zacząć od materiału źródłowego dobrej jakości oraz nagrywać i eksportować w rozdzielczości 4K.

Rozdzielczość to tylko jeden z elementów składowych wysokiej jakości wideo.

W przypadku urządzeń zgodnych z tą funkcją, 4K + HDR może zapewnić znacznie bogatsze wrażenia wizualne.

Technologia HDR pozwala zwiększyć zakres jasności i informacji o kolorach, zwłaszcza w:

• Jasne pasemka

• Mroczne sceny

• Obrazy o wysokim kontraście

• Treści filmowe

• Ujęcia przyrody

Jednak technologia HDR wiąże się z dodatkowymi wymaganiami w zakresie:

• Wideo 10-bitowe

• Zarządzanie kolorami

• Obsługa kodeków

• Zgodność urządzeń

• Kodowanie

• Odtwarzanie

Na przykład aktualne wytyczne serwisu YouTube dotyczące transmisji na żywo określają, że do obsługi HDR należy stosować wideo 10-bitowe, a do procesów związanych z HDR zaleca się stosowanie standardu HEVC.

W przypadku platform OTT skierowanych do odbiorców poszukujących programów telewizyjnych klasy premium, 4K HDR może zatem mieć większe znaczenie niż zwykłe zwiększenie rozdzielczości z 1440p do 2160p.

Nie ma jednej odpowiedzi, która pasowałaby do wszystkich serwisów streamingowych.

Właściwy wybór zależy od treści i odbiorców.

W przypadku większości uznanych serwisów OTT praktyczna odpowiedź brzmi:

Nie wybieraj jednego postanowienia. Stwórz „drabinę postanowień”.

W przypadku platformy obsługującej rozdzielczość 4K poniższe podejście jest bardziej przydatne niż zwykłe dodanie kolejnej wersji.

1. Zacznij od źródła

Należy ustalić, czy oryginalny materiał rzeczywiście pozwala uzyskać obraz w wysokiej jakości 4K.

2. Określ urządzenia docelowe

Określ, na jakich urządzeniach Twoi odbiorcy oglądają treści przede wszystkim:

• Telewizory Smart TV

• Urządzenia do strumieniowego przesyłania treści

• Konsole do gier

• Laptopy

• Tablety

• Smartfony

3. Kodeki testowe

Porównaj standardy H.264, HEVC i AV1 w zależności od ekosystemu urządzeń, z których korzystasz.

4. Zbuduj drabinę ABR

Nie należy tworzyć wyłącznie wersji w rozdzielczości 4K.

Stwórz kompleksowy system, który pozwoli graczowi dostosowywać się do zmieniających się warunków sieciowych.

5. Przetestuj trudne sceny

Nie oceniaj jakości kodowania wyłącznie na podstawie scen statycznych.

Test:

• Sport

• Mroczne sceny

• Szybki ruch

• Tłumy

• Woda

• Dym

• Drobne tekstury

6. Ocena opłacalności dostaw

Utwór:

• Średnia szybkość transmisji

• Liczba GB dostarczonych na godzinę oglądania

• Koszt CDN

• Koszt przechowywania

• Koszt kodowania

• Błędy odtwarzania

• Ponowne buforowanie

• Czas uruchamiania

7. Testowanie rzeczywistych urządzeń

Strumień, który działa bez zarzutu w środowisku kodowania, może zachowywać się inaczej na telewizorze Smart TV, urządzeniu do strumieniowego przesyłania treści lub starszym urządzeniu mobilnym.

Ostateczna decyzja powinna zatem opierać się na rzeczywiste dane odtwarzania, a nie tylko same wartości rozdzielczości.

Dyskusja na temat rozdzielczości 2K i 4K jest często przedstawiana jako prosta kwestia jakości obrazu.

W przypadku platform OTT zakres ten jest znacznie szerszy.

Rozdzielczość 4K zapewnia znacznie większą liczbę pikseli i pozwala uzyskać doskonałe wrażenia podczas oglądania na dużych ekranach. Jest to szczególnie cenne w przypadku treści VOD klasy premium, transmisji sportowych, filmów kinowych oraz oglądania programów telewizyjnych w rozdzielczości 4K HDR.

Rozdzielczość 2K/1440p stanowi praktyczny kompromis. Zapewnia ona wyraźnie większą szczegółowość niż rozdzielczość 1080p, a jednocześnie wymaga mniejszego transferu danych i mniejszej infrastruktury niż rozdzielczość 4K.

Najrozsądniejszą strategią jest zatem nie pytać:

„Która rozdzielczość jest lepsza?”

Zamiast tego zapytaj:

„Która kombinacja rozdzielczości, przepływności, kodeka, liczby klatek na sekundę i obsługi urządzeń zapewnia najlepsze wrażenia podczas oglądania przy akceptowalnych kosztach?”

To właśnie ta kwestia ma kluczowe znaczenie przy prowadzeniu platformy OTT na dużą skalę.

W przypadku firmy działającej w sektorze OTT dostarczanie wysokiej jakości materiałów wideo to nie tylko kwestia umieszczenia w sieci pliku w rozdzielczości 4K.

Platforma musi zarządzać całym procesem oglądania — od zarządzanie treścią i przetwarzanie wideo do aplikacji, odtwarzania i dostarczania.

Vodlix oferuje infrastrukturę platformy OTT, której celem jest wspieranie przedsiębiorstw uruchamiać i prowadzić markowe serwisy streamingowe w różnych warunkach oglądania.

Dzięki temu strategia wielorozdzielczościowa staje się bardziej praktyczna: widzowie z abonamentem premium mogą otrzymywać transmisje o wyższej jakości, podczas gdy użytkownicy korzystający z wolniejszych połączeń mogą przełączać się na niższe rozdzielczości dzięki adaptacyjnej dystrybucji treści.

Celem nie jest to, aby każdy widz korzystał z rozdzielczości 4K.

Celem jest zapewnić każdemu widzowi najwyższą praktycznie możliwą jakość bez uszczerbku dla stabilności odtwarzania i bez niepotrzebnego zwiększania kosztów dostarczania treści.

Rozdzielczość 4K zapewnia najwyższy poziom szczegółowości obrazu.

2K wygrywa dzięki wydajności.

Jednak w przypadku serwisów streamingowych typu OTT żadnego z nich nie należy traktować jako jednoznacznego zwycięzcy.

Dobrze zaprojektowana platforma może wykorzystywać obie te opcje.

Zastosowanie 4K gdy uzasadniają to treść, odbiorcy, urządzenia i czynniki ekonomiczne.

Zastosowanie 1440p gdy zależy Ci na wysokiej jakości obrazu przy bardziej efektywnym wykorzystaniu przestrzeni dyskowej.

I użyj strumieniowanie z adaptacyjną szybkością transmisji aby platforma mogła dynamicznie podejmować ostateczną decyzję w oparciu o środowisko użytkownika.

Ostatecznie sukces w dostarczaniu treści wideo w modelu OTT nie polega na oferowaniu najwyższej rozdzielczości.

Chodzi o realizację odpowiedniej jakości, na odpowiednim urządzeniu, z odpowiednią przepływnością i stabilnym odtwarzaniem.

To właśnie sprawia, że rozdzielczość przestaje być jedynie parametrem technicznym, a staje się rzeczywistą zaletą w zakresie strumieniowania.