INTERVJU: Benny Norling
HDR – nästa generations tv
Text: Johan Skaneby
Foto: Johan Skaneby & AJA Video Systems
Ingen har väl undgått att se och läsa om nästa teknik i tv-världen: HDR och 4K. Här finns inga enkla svar – men frågorna är många och mycket intressanta. Därför har jag träffat Benny Norling, som arbetat nära en tv-bransch i förändring sedan 70-talet fram till i dag, för att höra hur han ser på utvecklingen och var vi står.
Enkelt sett går det att dela upp utvecklingen av modern tv-teknik i två typer av orsaker. Den första orsaken är nära kopplad till affären i den kommersiella delen: Hur kan vi skicka fler program i samma bandbredd? Hur kan vi nå inte bara tv:n i vardagsrummet, utan samtliga enheter som kunder bär med sig? Hur kan vi enkelt starta en egen tv-kanal? Hur kan vi förenkla för våra annonsörer? När tekniken är nära sammankopplad med affären på detta vis tycker jag mig se en ganska snabb utveckling. Här har tekniker som OTT-standard, SSAI samt nya codecar som bland annat AVC, HEVC blivit viktiga komponenter.
Den andra orsaken är av mer konstnärlig natur: Hur kan vi ge våra tittare en bättre bildupplevelse? Och hur mäter vi det? Som ekonom står det ganska klart vad denna typ av utveckling kostar – men hur ser vi intäkter? Hur blir vår tv-tjänst så attraktiv på grund av bildkvalitén i sig, att kunderna väljer denna nya teknologi och just vår tv-tjänst?
Benny Norling
Benny Norling arbetat med sedan 80-talet och listan med uppdragsgivare och arbetsgivare är därför lång: Sveriges Radio, Nokia Consumer Electronics, Ericsson Mobile Communications, Televerket Radio, SES ASTRA, bara för att nämna några.
Det är nästan lättare att säga var Benny Norling inte har arbetat inom tv-industrin, men jag gör ändå ett försök. Benny Norling är ursprungligen civilingenjör från Kungliga tekniska högskolan och har arbetat med produkter och tjänster relaterade till satellitkommunikation i närmare 30 år. ”Främst inom tv-distribution och telekom – ny teknik och nya tjänster”, kan vi bland annat läsa på Bennys företag Boresights hemsida. Distributionsteknik för tv har Benny Norling arbetat med sedan 80-talet och listan med uppdragsgivare och arbetsgivare är därför lång: Sveriges Radio, Nokia Consumer Electronics, Ericsson Mobile Communications, Televerket Radio, SES ASTRA, bara för att nämna några. Ja, jag tror att jag har hittat helt rätt person att svara på hur det står till med vår tv-utveckling 2018 och framåt.
Benny, nu får vi i branschen och alla konsumenter en ny teknik och en ny förkortning att förhålla oss till: HDR. Är det ett bra namn på tekniken?
– Ja, haha, jag vet faktiskt inte, alla förkortningar är ju faktiskt upptagna vid det här laget. Men det är en viktig parameter, kanske viktigare än man tror. När vi gick från SD-tv till HD-tv kunde ju även ett otränat öga se att det var en märkbart bättre bild. När vi sedan gick från HD-tv till UHD-tv (4K) upplevde människor inte samma stora skillnad. För att se en hög upplösning måste man befinna sig på ett särskilt avstånd från tv:n. Ju mindre tv, ju närmare måste du sitta. Eller kanske ha en jätte-tv som man målar på väggen.
Det är ju bland annat därför som SVT har beslutat att sända 720p50 i stället för 1080i. Benny berättar vidare att branschen insåg att mer pixlar inte automatiskt innebär bättre upplevd bild.
– Vi behöver i stället fler färger och större omfång, fortsätter Benny. Det är en sådan upplevelse som ska ge samma wow-känsla som tidigare. Netflix vd, Reed Hastings, sade vid ett tillfälle att även om Netflix sänder i 4K är HDR mycket viktigare än upplösningen. Man kan enkelt beskriva den nya standarden som mer svart och mer vitt.
Bilden illustrerar hur vi med vår nya kreativa verktygslåda (BT2100) får möjlighet att visa betydligt mer verklighetstrogna bilder. Om vi i stället för att prata nits och candela/m2
tänker oss bländarsteg, tycker jag att det blir mer tydligt vad BT2100-specifikationen eftersträvar här ovan.
En ”teknisk skuld”
Bilden visar grafiskt hur vi kan uppfatta färgrymd och det omfång respektive standard tillåter. ITU-R BT Rec.709
är den färgrymd som vi ser i dag på en SDR-tv. DCI-P3 är den färgrymd som dagens HDR-tv-monitorer klarar av att
återge. ITU-R BT.2020 representerar det färgomfång som ITU-R BT.2100 definierar. Vi kan alltså förvänta oss ännu
bättre färgåtergivning i framtiden tack vare denna specifikation.
HDR, som står för High Dynamic Range, är en del tillsammans med bland annat WCG, Wide Color Gamut, i ITU:s rekommendation BT.2100. I princip är detta inte bara en standard som definierar en ny teknik, utan även en ny kreativ verktygslåda för inspelning och distribution av tv. Denna standard syftar till att återge en bild som ligger mycket närmare det som våra ögon uppfattar till vardags. Och det är alltså inte bara pixlar vi pratar om, utan även färger och omfång mellan det mörkaste mörka, upp till det ljusaste ljusa. Omfånget i bilden beskrivs ofta i nits eller candela/kvm. Ju mer nits/candela, desto starkare lyser solen på skärmen där hemma.
En del känner sig kanske mer bekväma med bländarsteg. I sådana fall kan vi säga att de 14 bländarsteg som dagens filmkameror kan spela in på inspelningsplats måste pressas ned till fem bländarsteg i omfång när bilden sedan skall visas på tv. Det är ju en visuell utmaning, så klart.
Dagens tv-standard, med den begränsade färgrymden Rec. 709, är en del av en ”teknisk skuld” vi burit med oss sedan tv-teknikens början. Detta färgomfång är kraftigt begränsat jämfört med hur vi upplever vår omgivning med våra ögon. Likaså omfång – och med omfång menar jag alltså HDR. Enkelt beskrivet blir vi bländande av en billykta eller solnedgång tillsammans med ett vitt papper om vi ser dessa objekt framför oss i verkligheten. Men spelar vi upp samma scen på en tv har det vita pappret, solnedgången och bilens strålkastare ungefär liknande ljusstyrka.
Det blir oftast lättare när man jämför två bilder. Ovan exempel går ju naturligtvis inte att återge på papper, men just hur färg och omgång påverkar bilden kan man förstå med lite fantasi?
Det är just de här delarna av bilden som den nya BT.2100-standarden definierar och även om vi naturligtvis inte ska behöva ha solglasögon på oss i tv-soffan, så är exemplet ändå viktigt för att visa att en bild med denna nya standard ska kunna kommunicera väldigt mycket mer upplevd kvalitet än dagens tv.
Kanske är det bästa exemplet i dag just fotbollsmatchen som utspelar sig i gassande solsken. Ena planhalvan är kolsvart i skuggan och spelarna med de vita kläderna bränner ut totalt i bilden när de springer i solskenet. Så upplever naturligtvis inte åskådaren på läktaren matchen. Det beror just på våra ögons omfång – och det är dit vi vill.
– Samtliga 64 matcher i fotbolls-VM kommer att sändas i HDR, och då i HLG, som är enklast att få att fungera både för broadcast och OTT i dessa livesammanhang, berättar Benny Norling. Men det kanske inte är den bästa bilden man skulle kunna ha.
”We love standards, that’s why we have so many of them”
Citatet ovan kommer från David Wood, EBU, och det för oss ju in på själva standarden. Skulle det inte vara en standard nu, då? Som vi sade? Benny Norling kommer in på HLG, vilket är en av de fyra standarder som tävlar om att bli den mest populära just nu. De övriga är Dolby, HDR10, HDR10+ och Technicolor. Samtliga följer grundspecifikationen i ITU-rekommendationen
BT.2100, men använder lite olika tekniker för att uppnå färg och omfång enlig specifikationen. Detaljerna är ganska omfattande och får tyvärr inte plats i denna artikel, men några grundläggande delar kan jag försöka beskriva.
Metadata
Tidigare har vi haft en fixerad broadcaststandard vad gäller omfång och färgrymd att anpassa utsändning och hårdvara till. Fördelarna har varit att vi kunnat utgå från att alla komponenter i produktionskedjan fungerat enligt denna fasta standard. Nackdelen, däremot, har varit att tv-mediet inte kunnat utvecklats vidare.
Som standarden är skriven nu finns både en färgrymd och omfång att ”utvecklas i” för tillverkarna under en lång tid framöver, och den prestandan vi ser just nu i våra HDRtv- apparater på marknaden är i många fall kanske bara tio procent av vad specifikationen tillåter. Det som är utmaningen är nu i stället att olika HDR-tv-apparater på marknaden kan ha olika prestanda vad gäller färg och framför allt dynamiskt omfång.
För att adressera dessa skillnader i prestanda skickas metadata med i HDR-bilden när HDR10, HDR10+ och Dolby används. Denna metadata beskriver bland annat nivåer för dynamiskt omfång och hur dessa ska visas. Denna metadata kan vara dynamisk scen för scen (Dolby och HDR10+), statisk för hela filmen (HDR10/Panasonic), eller helt obefintlig (HLG).
SDR och HDR
Bakåtkompabilitet är också en utmaning. Det är en stor börda att behöva skicka en videoström
för SDR (Standard Dynamic Range) och ytterligare en för HDR. Här har HLG, som utvecklats av BBC och NHK, anpassats för att kunna visas både på en SDR- och en HDR-tv. Anpassning har skett genom att ”blanda” ny och gammal teknik i samma signal, därav namnet HLG (Hybrid Log Gamma).
Färgrymden har man dock inte löst. Signalen måste vara antingen WCG (P3) eller Rec.709. Vilken man väljer i utsändningen får konsekvenser för respektive tv, så klart.
Systemen som används för att överföra och signalera HDR-tv är HLG- eller PQ-baserade (PQ = perceptual quantizer). HLG är designat med huvudsakligt mål att vara bakåtkompatibelt, medan PQ-baserade system är designade för att leverera så bra tv som framtiden tillåter.
Du, Benny, som i dag arbetar för de stora aktörerna i tv-branschen, vad väntar man på? När ser vi ett stort genombrott för HDR? Är det hönan och ägget?
– Tv-tillverkarna vill ju sälja nya modeller, och återförsäljarna hinner knappt med, berättar Benny. Samtidigt som HDR-tekniken tillsammans med UHD/4K innebär väldigt stora investeringar för broadcasters generellt. En studiomiljö kan kräva så mycket som 12 gigabit per sekund i intern bandbredd, och det klarar de flesta studior inte av i dag. Vi tror oss veta att en eller flera större tv-företag kommer att påbörja ombyggnad av sina playout:er om något år för att klara av de höga bandbreddskraven. Men även om distribution av 4K inte sker som en direkt följd av det, finns ändå möjligheter att vi kan börja distribuera HDR (BT.2100).
Här kommer Benny Norling in på ett mycket intressant och kanske förbisett spår. HDR och 4K är ju något som talas om i samma andetag till vardags, men dessa tekniker förutsätter ju egentligen inte varandra alls.
– Jag tror att det finns goda förutsättningar för att helt enkelt fortsätta sända HD och 720p50 i HDR i stället för 4K, säger Benny. Det finns ju inte en hertz kvar i marknätet att sända mer data på, och HDR i sig behöver ingen extra bandbredd, fortsätter Benny. En annan intressant spaning är att det i dag faktiskt är streamingbranschen med Netflix och Amazon som driver utvecklingen hårdast. Förut var det ju faktiskt satellittjänsterna som först introducerade HD när det begav sig. Jag tror att det kommer en ”hockeystick” kring 2020 då vi, om inte i 4K, i alla fall har börjat sända HDR på allvar, avslutar Benny.
Måste ropa ”wow!” i tv-soffan igen
Jag håller med Benny i hans iakttagelser så här långt. Vi kan konstatera att det säljs fler HDR-tv-apparater än någonsin, och bara det i sig kan ju vara ett incitament för en operatör att ta steget och erbjuda HDR-distribution.
Samtidigt har jag, när jag gjort mina efterforskningar i produktionsbranschen, också kunnat konstatera att HDR och den nya kreativa riktning i bilden, där till exempel just strålkastaren ska lysa mycket starkare än det reflekterade papperet, är en kreativ utmaning som måste hanteras. Fotografer måste ta nya beslut på inspelningsplats, efterbearbetningsproduktion måste anpassas, och troligtvis måste individuella ljussättningar och leveranser för både biograf, HDR och SDR levereras.
Vi behöver naturligtvis också få en rimlig prestanda på de tv-apparater som köps och installeras i hemmen. Och sist men inte minst, folk måste i allmänhet ropa ”wow!” i tv-soffan igen. Det är då det händer.
