Publicado originalmente no site: http://oglobo.globo.com/blogs
Sábado, 20 de julho de 2013, 16h35
Carlos Alberto Teixeira
Enquanto estamos ainda nos acostumando com a experiência de ver televisão em alta definição, vulgo Full HD, com resolução de 1920 x 1080 pixels, e sonhamos com um futuro imediato de televisão 4k, com quatro vezes esta resolução, pesquisadores e desenvolvedores da TV Globo, em parceria com a NHK, a TV pública do Japão, já estão de olho no futuro ainda mais adiante: a tecnologia 8K, que oferece 16 vezes mais resolução final.
Após realizar experiências bem sucedidas de captação e reprodução de vídeo no Carnaval 2013 e na Copa das Confederações, no Rio de Janeiro, a TV Globo já está em plena via de desenvolvimento, acompanhando a liderança japonesa.
Raymundo Barros, diretor de engenharia de entretenimento da TV Globo, é um dos envolvidos na saga 8K da emissora. Ele conversou com O GLOBO no Projac na sexta-feira, 19 de julho, logo após uma demonstração dos vídeos captados no Carnaval, explicando em seguida como será a realidade da TV de alta definição no mundo e em nosso país até o fim da década.
■ O que é a tecnologia 8K?
A tecnologia do UHD TV (Ultra High Definition TeleVision), aqui conhecida como 8K, é a evolução natural da mídia televisiva. Começamos com a TV analógica, 60 anos atrás, depois viemos para a TV digital, em HD (High Definition), e agora o Japão tem um previsão de que em 2016 estará fazendo experiências reais de transmissão em 8K ou Super Hi-Vision, como é chamada lá. E em 2020 as transmissões domésticas no país já seriam em 8K. A NHK (Nippon Koso Kyokai) — a TV pública japonesa — tem a missão de desenvolver as novas tecnologias de televisão, que será transmitida de forma universal, aberta e gratuita. A NHK pesquisa UHD desde 2000, em seu STRL (Science & Technology Research Laboratories <http://goo.gl/bwawq>), onde um dos grupos nesse laboratório se dedica às tecnologias de TV.
■ Porque o Japão vem investindo em alta tecnologia na transmissão aberta de TV?
O Japão é um país marcado por desastres nacionais. Em uma região assim, a radiodifusão é a melhor forma de manter a população informada sobre o que está acontecendo, pois não depende de redes IP nem de cabeamento por fibra ótica. No caso atual, trata-se de um único transmissor numa torre enorme que foi construída em Tóquio dois anos atrás e que cobre muito bem aquela região metropolitana. De qualquer lugar em que o espectador esteja ele receberá o sinal de TV.
■ O que representa essa demonstração que acabamos de assistir?
O que foi apresentado aqui é a primeira geração de câmeras e monitores, proporcionando a experiência de uma resolução 16 vezes maior que o Full HD que temos hoje, dando ao espectador a sensação de imersão. A resolução do 8K é de 7680 x 4320 pixels, ou seja, são 33.177.600 pixels, e com 22.2 canais de áudio. Com uma resolução assim, podemos ter telas muito grandes. A tela da demonstração de hoje é um monitor LCD de 85 polegadas. Se fosse uma imagem Full HD, o espectador deveria estar sentado a uma distância três vezes maior que a altura da tela. Com o 8K, essa distância diminui, passando a ser apenas 0,75 vezes a altura do display. Com isso, para ter uma TV dessas em casa, não se precisa ter uma sala de estar imensa. E quanto ao tamanho do display, ele pode ser ainda maior. Já em termos de tamanho e taxas de transmissão, um sinal em HD convencional e sem compressão tem 1,5Gb/s. Já o sinal 8K pode chegar a 200Gb/s, em sua resolução máxima.
■ O que significa uma TV deste tamanho gigantesco ante a realidade atual, especialmente no Brasil?
Quando começamos no Brasil as discussões sobre TV digital no final dos anos 90, o televisor mais vendido no Brasil era o de 14 polegadas, com proporção 4:3 e tecnologia de tubo de raios catódicos. Agora, com a alta definição implantada, a TV digital já está chegando a mais de 50% dos domicílios com TV no Brasil, e as vendas de TVs digitais são de mais de 10 milhões de unidades por ano. Hoje o televisor mais vendido no Brasil é uma tela de 32 polegadas, ou seja, a tela mais do que triplicou em área. Com relação ao futuro, não há limite para o tamanho da tela, já que a tecnologia irá evoluindo sem parar.
Estamos evoluindo para o conceito de “tiles” (tijolos), ou seja, painéis que são montados como um Lego. Muita gente na indústria está defendendo e experimentando este conceito. E o futuro vai nessa direção, evidentemente contemplando primeiro aqueles espectadores com maior poder aquisitivo, mas massificando a tecnologia mais adiante. Acontecerá da mesma maneira que se deu na TV digital, em que, bem no começo, só os mais endinheirados podiam comprar os televisores, e que atualmente esses mesmos aparelhos são adquiridos pela massa.
■ Como o Brasil está inserido nesse contexto de evolução rumo ao 8K?
No Brasil ainda permanece a discussão sobre a cobertura da TV digital. Mas mesmo assim, começaremos as discussões sobre UHD ainda no decorrer desse processo. Isso quer dizer que não há a menor possibilidade de repetirmos a história da TV analógica no Brasil, um processo bastante lento que levou 40 anos para implantarmos uma nova geração tecnológica. Hoje a roda gira muito mais rápido. Portanto, é fundamental que se iniciem as discussões no Brasil para a implantação da nova geração de TV.
■ Mas não estaríamos pulando etapas? O 4k não deveria naturalmente vir antes do 8K?
A discussão sobre a necessidade de antes ser implementada a tecnologia 4k é válida. Mas para radiodifusão, acompanhando a experiência japonesa, o esforço é pela implementação do 8K, com o 4k sendo apenas uma etapa intermediária. Hoje, no mercado americano, fala-se muito em 4k para mídias “4k-over-the-top”, via satélite ou via cabo. Mas a tendência japonesa é que a transmissão terrestre se concentre logo em 8K.
■ E porque esse vínculo com o Japão especificamente? Tem a ver com o padrão de TV digital que escolhemos?
Sim, o Brasil e o Japão têm uma ligação muito forte em função da TV digital. Quando o grupo da SET-ABERT iniciou os estudos de TV digital nos anos 90, ficou provado claramente que o padrão de TV digital que estava em desenvolvimento no Japão era aquele mais adequado ao Brasil. Nos dois países é alta a dependência na TV aberta, confirmando a relação de amor com essa mídia. Tal como no Brasil, no Japão as pessoas têm antena de TV em casa e recebem o sinal pelo ar, mesmo sendo um país rico. Logo, não se trata de uma questão de não poder pagar pelo acesso à mídia televisiva paga. Em suma, a TV aberta, tanto no Brasil quanto no Japão, tem grande relevância na vida das pessoas. E o desenvolvimento da TV digital no Japão levava em consideração essa importante premissa, e isso nos levou a nos identificarmos muito rapidamente com essa abordagem. E hoje todos os nossos estudos comprovaram que estávamos corretíssimos: o melhor padrão de TV digital indiscutivelmente é o japonês, que foi adotado no Brasil. E, com isso, a TV Globo e a NHK têm uma relação muito próxima. <http://en.wikipedia.org/wiki/NHK>. Temos engenheiros que fazem programas de intercâmbio na NHK no Japão e o pessoal japonês está sempre aqui conosco em experiências, como, por exemplo, no Carnaval 2013, nessa coprodução.
■ Quais desafios técnicos precisam ser superados?
Já estamos começando a trabalhar com arquivos no padrão 8K para efeitos visuais. Muitas das nossas cenas de novelas têm efeitos visuais. Um exemplo é a novela Amor à Vida, que está no ar. Nela temos um hospital ambientado em São Paulo, ou seja, o hospital está “virtualmente” naquela cidade. Na verdade, nós fomos a São Paulo e captamos imagens em resolução 8K que são utilizadas aqui no Projac, na área de computação gráfica, para fazer a composição. Assim, o hospital, que na verdade está aqui em Curicica, na nossa cidade cenográfica, para o espectador fica parecendo que está em São Paulo. Nos cenários há imensos painéis azuis de Chroma key (<http://pt.wikipedia.org/wiki/Chroma_key>, pronuncia-se “cromaquí”) e neles é aplicado um sinal originalmente em 8K. Na verdade, é até um pouco mais do que 8K.
No geral, implantar 8K é um imenso desafio. O volume de dados que nós geramos para esse conteúdo de imagens de fundo, por exemplo, é de 30TB (Terabytes). Quanto ao meio físico, o que temos aqui no Projac para fazer trafegar os sinais de TV são algumas centenas de quilômetros de cabos coaxiais de cobre. E nada disso servirá para o 8K — precisaremos de fibra ótica. Mas já temos hoje muitas instalações em fibra. E isso é natural, pois a evolução tecnológica vai exigir que nós acompanhemos a infraestrutura em paralelo. Nós viramos de SD (standard definition = definição padrão) para HD “com o avião voando”. E viraremos do HD para o 8K também com o avião voando.
■ A fibra ótica que for implantada hoje permitirá uma evolução ainda maior no futuro?
A fibra é um meio que tem uma escalabilidade muito grande, o que torna muito mais fácil trabalhar com resoluções até maiores do que 8K. Mas a fibra é só um detalhe. Continua pendente a questão fundamental, que é o espectro necessário para que a TV aberta, universal e gratuita possa evoluir além do HD. Esta é uma discussão que está na mesa da sociedade civil.
■ Para quê 22.2 canais de áudio?
Os 22.2 canais de áudio representam a imersão. É mais ou menos a mesma sensação que se tem com relação ao vídeo. Este canais envolvem o espectador em três dimensões. Aqui na demonstração que fizemos, usamos bem menos pontos de áudio do que seria necessário. No entanto, muitas das salas possuem uma distribuição de altofalantes que incorpora todo o ambiente. Mas existe uma outra tecnologia em que a NHK também está trabalhando que envolve o conceito de virtualização, em que se coloca 116 pequenos altofalantes ao longo da moldura da tela do televisor. E isso “constrói” uma experiência 22.2. Ou seja, ninguém será obrigado a espalhar 22 caixas de som pela sala de estar.
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A captação de áudio também foi realizada com equipamentos protótipos também desenvolvidos na NHK. São equipamentos que vêm evoluindo muito rapidamente. Por exemplo, no caso do vídeo, a primeira câmera 8K que eu vi na NHK parecia uma daquelas câmeras da década de 50, grandonas. Agora, eles têm câmeras 8K do tamanho das nossas câmeras HD. As câmeras estão evoluindo também na sensibilidade, “enxergando” melhor em ambientes de pouca luz, empregando sensores CMOS.
■ E quanto ao 3D em 8K?
O Japão entende que a resolução 8K é tão alta e a distância mínima em que o espectador precisa estar da tela é tão mínima, que a sensação de imersão já é bastante intensa, quase tornando desnecessário ter uma imagem 3D. Todavia, em termos de tecnologia, nada impede que venhamos a ter 8K com 3D. Só vale lembrar que dobram os tamanhos de arquivo, pois são dois canais de vídeo, um para cada olho. A grande discussão do 3D, porém, continua sendo a de sempre: óculos ou não óculos. Sem óculos, o 3D tem grande potencial. Já, sem óculos, nem tanto. No cinema, filmes 3D com óculos têm sido um sucesso, mas as pessoas estão predispostas a isso, pelo menos durante apenas o tempo de duração de um filme. Já na TV em casa, na sala de estar, as pessoas sentem um certo desconforto, fazendo com que a adoção da tecnologia venha sendo mais lenta.
■ Como foi tratada a questão do espectro no Japão? E no Brasil?
Foi apresentada na NAB em 2013 a primeira experiência pública pelo ar com 8K, usando a tecnologia que existe hoje no Japão, que ainda está em desenvolvimento. Foram usados dois canais UHF de 6MHz, sendo que em cada um deles trafegaram 90 Mb/s. Para quem trabalha com engenharia de transmissão, essa transmissão foi um acontecimento histórico, pois os desafios tecnológicos são imensos, e eu não poderia imaginar que tão rapidamente eles teriam uma tecnologia para transmissão no ar de um sinal de TV com tanta informação.
Só para comparar, hoje transmitimos um canal de TV digital em HD usando um canal UHF ou VHF também de 6MHz, a uma taxa de cerca de 20Mb/s. Na transmissão experimental da NHK na NAB eles usaram dois canais desses, que não precisam estar lado a lado no espectro. Poderiam ser, por exemplo, os canais 25 e 43, sem problema. Eles conseguiram colocar em cada canal quase cinco vezes mais informação do que atualmente. Só que, naturalmente, isso vai muito bem comprimido.
Para algo assim ser implementado no Brasil, temos antes que resolver toda a questão nacional de espectro, que não desejo abordar aqui. Todo mundo quer espectro e, no momento, o espectro atualmente utilizado pela televisão tem outros interessados. Só que a TV tem suas próprias necessidades para continuar evoluindo.
■ Quais avanços tecnológicos permitiram que o 8K se tornasse realidade?
Foram avanços em microeletrônica, algoritmos, hierarquias de modulação e processos de compressão de sinal, tudo isso liderado pelo Japão, mas com várias áreas de pesquisa e desenvolvimento no mundo inteiro, inclusive aqui na TV Globo, acompanhando e contribuindo com as discussões.
Aqui nós temos um departamento de pesquisa e desenvolvimento em transmissão, da Liliana Nakonechnyj, com cerca de 40 engenheiros, sendo que na área de engenharia em geral somos mais de 2.000 profissionais.
■ E a antena de TV? Ela muda no 8K?
A tecnologia de antena não muda radicalmente. É usado um conceito chamado MIMO <http://en.wikipedia.org/wiki/Mimo> (Multiple-Input Multiple-Output), algo bastante sofisticado, quer permite transmitir na mesma frequência em duas polarizações com 90° de diferença angular. Assim, você transmite 45Mb/s numa polarização vertical e mais 45 Mb/s na horizontal.
Quanto aos processos de produção, precisaremos implementar a mesma evolução que tivemos na evolução do SD para o HD, ou seja, cenários, figurino e maquiagem.
■ Como serão os cronogramas no Japão e no Brasil?
O Japão começará com a experiência de transmissão 8K via satélite nas Olimpíadas, num projeto ainda de teste, e depois implantará transmissão terrestre. Aqui no Brasil a questão do cronograma ainda está em discussão. Ainda não temos um prazo para implantar aqui no país. Na melhor das hipóteses seria algo no mesmo tempo da implantação no Japão, ou então, logo depois.
■ O governo brasileiro está dando algum apoio ao 8K na Globo?
Não. É uma iniciativa própria da TV Globo.
■ E quanto ao 4k afinal?
O 4k é um tema muito fácil de ser resolvido para quem não utiliza uma mídia de distribuição como se dá no caso do espectro da TV aberta. Eu posso botar um Blu-ray 4k — um “package media”. Assim, eu estaria criando uma etapa intermediária sem grandes comprometimentos: não é um casamento a longo prazo. Podemos também ter uma distribuição 4k via broadband (banda larga internet). Hoje já existem televisores 4k sendo vendidos no Brasil. Mas ainda há pouco conteúdo 4k, sendo o pouco disponível oferecido pelos fabricantes no momento da compra. Você compra a TV e vem de graça um servidorzinho com uns poucos filmes masterizados em 4k.
Na realidade, muito material em vídeo já é captado em 4k. Hoje aqui na TV Globo, por exemplo, temos as novelas “Tapas e beijos”, “A grande família” e “Joia rara” (a próxima novela das seis) que são filmadas com câmeras 4k. Mas estamos masterizando e pós-produzindo em HD. Isso nos traz vários benefícios.
Mas mesmo assim, não parece que o 4k seja no momento uma meta para mídia de radiodifusão. Lá na HNK, a meta é 8K, Ultra High Definition, na casa das pessoas em 2020.
■ A transmissão de 8K pela internet, é viável?
As experiências que estamos vendo de 8K ainda não usam taxas que a banda larga doméstica que temos em casa consiga suportar. Porém, a própria banda larga também não para de evoluir. E assim, pode ser que se torne mais uma mídia de distribuição mais à frente.
As experiências que estamos vendo de 8K ainda não usam taxas que a banda larga doméstica que temos em casa consiga suportar. Porém, a própria banda larga também não para de evoluir. E assim, pode ser que se torne mais uma mídia de distribuição mais à frente.
■ E a raiva que lhe dá de lidar com TV 8K no trabalho e, ao chegar em casa, encontrar aquela TV arcaica na sala?
Minha sensação não é de raiva, e sim de esperança. Eu sei que em pouco tempo todos teremos 8K. Logo antes que se implantou o Full HD no Brasil, durante muito tempo sofremos bastante, pois usávamos câmeras HD para produzir nosso conteúdo, mas só transmitíamos em SD. Ou seja, estávamos preparados para o HD bem antes do marco regulatório ficar pronto, da escolha do padrão e do início das transmissões de fato. E eu ficava, junto com a Globo inteira, na maior frustração por estarmos produzindo as novelas com aquela qualidade espetacular, enquanto o público, infelizmente, não tinha acesso àquilo. Porém, com a difusão da TV digital, pudemos finalmente levar a mesma qualidade dos estúdios para as casas das pessoas. A única coisa que não mudará com o 8K, desde o HD, será a relação de aspecto 16:9 da imagem, que foi uma evolução do 4:3 do SD.
Minha sensação não é de raiva, e sim de esperança. Eu sei que em pouco tempo todos teremos 8K. Logo antes que se implantou o Full HD no Brasil, durante muito tempo sofremos bastante, pois usávamos câmeras HD para produzir nosso conteúdo, mas só transmitíamos em SD. Ou seja, estávamos preparados para o HD bem antes do marco regulatório ficar pronto, da escolha do padrão e do início das transmissões de fato. E eu ficava, junto com a Globo inteira, na maior frustração por estarmos produzindo as novelas com aquela qualidade espetacular, enquanto o público, infelizmente, não tinha acesso àquilo. Porém, com a difusão da TV digital, pudemos finalmente levar a mesma qualidade dos estúdios para as casas das pessoas. A única coisa que não mudará com o 8K, desde o HD, será a relação de aspecto 16:9 da imagem, que foi uma evolução do 4:3 do SD.
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Notas técnicas
A relação de aspecto (aspect ratio) é de 16 de largura por 9 de altura, vulgo 16:9. Os frame rates por segundo são de 120, 60 e 59,94, com escaneamento progressivo (progressive scanning) e profundidade de bits de 10 e 12 bits. A paleta de cores é “wide gamut system colorimetry”.
Em termos do tamanho dos arquivos, 1 minuto de sinal HDTV atual sem compressão representa cerca de 10GB (Gigabytes) de espaço de armazenamento. Já 1 minuto de sinal 8K sem compressão pode representar entre 360GB até 1,4TB (Terabytes), para um sinal com resolução de 7680×4320 pixels e com 120 frames por segundo em varredura progressiva (taxa de quadros por segundo). A quantidade de informação em um sinal 8K é substancialmente maior que no HDTV, mas as novas tecnologias de compressão e o crescimento exponencial da disponibilidade de sistemas de armazenamento digital com custos cada vez menores já permitiram hoje, ainda na fase de protótipos, a gravação do Carnaval carioca e será ainda mais acessível nos próximos anos. Os testes realizados pela NHK para transmissão pelo ar exigiram comprimir o sinal 8K para uma taxa de transmissão com cerca de 180Mb/s, utilizando dois canais convencionais de televisão em UHF com 6Mhz de espectro. No futuro, a evolução na compressão e nos sistemas de transmissão tem potencial de comprimir esses sinais ainda mais, reduzindo as taxas de transmissão.
A relação de aspecto (aspect ratio) é de 16 de largura por 9 de altura, vulgo 16:9. Os frame rates por segundo são de 120, 60 e 59,94, com escaneamento progressivo (progressive scanning) e profundidade de bits de 10 e 12 bits. A paleta de cores é “wide gamut system colorimetry”.
Em termos do tamanho dos arquivos, 1 minuto de sinal HDTV atual sem compressão representa cerca de 10GB (Gigabytes) de espaço de armazenamento. Já 1 minuto de sinal 8K sem compressão pode representar entre 360GB até 1,4TB (Terabytes), para um sinal com resolução de 7680×4320 pixels e com 120 frames por segundo em varredura progressiva (taxa de quadros por segundo). A quantidade de informação em um sinal 8K é substancialmente maior que no HDTV, mas as novas tecnologias de compressão e o crescimento exponencial da disponibilidade de sistemas de armazenamento digital com custos cada vez menores já permitiram hoje, ainda na fase de protótipos, a gravação do Carnaval carioca e será ainda mais acessível nos próximos anos. Os testes realizados pela NHK para transmissão pelo ar exigiram comprimir o sinal 8K para uma taxa de transmissão com cerca de 180Mb/s, utilizando dois canais convencionais de televisão em UHF com 6Mhz de espectro. No futuro, a evolução na compressão e nos sistemas de transmissão tem potencial de comprimir esses sinais ainda mais, reduzindo as taxas de transmissão.
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