De reden is meer detail, vooral dan op onze steeds grotere televisies. We verduidelijken: Als je over vier keer zoveel pixels beschikt kan je beeld uiteraard veel gedetailleerder zijn. Nu stellen we ons de vraag of dat detail wel nuttig, lees zichtbaar is. Om daarover een zinvolle uitspraak te doen moeten we wat biologie en wiskunde te hulp roepen. Hoe verder we kijken, hoe minder detail we kunnen zien. Daarom wordt het scheidend vermogen van het menselijk oog uitgedrukt in een hoek. Een doorsnee menselijk oog met perfect zicht heeft een scheidend vermogen van ongeveer 1/60 van een graad, of een boogminuut. Met wat trigonometrie rekenen we dan uit hoe ver we van een scherm met een bepaalde afmeting en resolutie kunnen zitten om nog net het fijnste pixeldetail waar te nemen.

Een paar voorbeelden: voor een 40 inch Full HD scherm is de maximum afstand waarop je nog pixeldetail ziet ongeveer 1,6 meter en dat is ruim minder dan de 2m die we als minimum kijkafstand aanbevelen. Voor een 55 inch scherm is de maximum afstand om alle detail te zien al 2.2m, nog steeds minder dan de aanbevolen minimale kijkafstand van 2,8m. Het lijkt er dus op dat Full HD ruim volstaat?

Voor schermen die we typisch als televisie gebruiken (tot 55 inch) en op typische kijkafstanden (2x schermdiagonaal) wel ja. De zaak verandert echter als we naar kijkafstanden gaan die bedoeld zijn voor een echte filmervaring. Voor projectoren raden we al lange tijd aan om ongeveer op 1,5x de schermbreedte te zitten, gebaseerd op THX aanbevelingen. Toegepast op onze 55 inch televisie is dat ongeveer 1,8 m en dat is dicht genoeg om pixels te onderscheiden. In dat geval is 4K wel degelijk nuttig. Misschien zit je niet zo dicht bij de televisie, maar naarmate de schermmaat groeit wordt dat scenario wel aannemelijker. Voor een 80 inch Full HD scherm bijvoorbeeld is de maximale afstand waarop je alle detail ziet 3,2m en de aanbevolen kijkafstand voor filmervaring al 2,7 meter. Die kijkafstand is helemaal niet onrealistisch en je kan dan pixeldetail zien.

Voor 'kleine' schermmaten (tot 55 inch) is 4K dus eerder een luxe. Daarboven is het zeker geen noodzaak maar ga je wel degelijk een duidelijk verschil in detail merken. Onze eerste ervaringen met 4K schermen bevestigen dat overigens.

Is 4K niets meer dan een hogere resolutie?
Naast meer resolutie hadden we gehoopt dat Ultra HD ook betere kleuren zou brengen. Dat zal voorlopig niet het geval zijn. Dit zijn de voorwaarden waaraan moet een televisie moet voldoen om het nieuwe, voorlopig onbekende, UHD-logo van DigitalEurope te verkrijgen.

• Scherm resolutie: 3.840 x 2.160 pixels
• Beeldverhouding: 16:9
• Kleurruimte: ITU-R BT.709
• Kleur bit diepte: 8 bit
• Framerate: 24p/25p/30p/50p/60p
• Audio: PCM 2.0 stereo

De audio, resolutie en beeldverhouding eisen zijn geen verrassing, maar wel opvallend is de eis voor framerate ondersteuning tot 60 frames per seconde. Vermits de huidige HDMI 1.4 standaard maximaal 30 fps ondersteunt voor 4K-beelden zullen dus enkel televisies met HMDI 2.0 het logo krijgen. Dat zijn momenteel wel de meeste sets (al dan niet met een hardware update, we komen hier verder op terug).

Wat kleurweergave betreft is er gekozen voor de huidige HDTV-standaard, zoals we die nu al op al onze toestellen kennen: ITU-R BT.709 (ook gekend als Rec.709) en 8 bit-kleur. We hadden stilletjes gehoopt dat het Ultra HD logo ook ondersteuning zou eisen van de Rec.2020 standaard die een breder, gedetailleerder kleurbereik gebruikt, maar helaas.

Alle kleuren die het menselijk oog kan waarnemen vallen binnen de gekleurde hoefijzervorm. Onze huidige televisies geven daar slechts een fractie van weer, namelijk alles wat binnen de Rec.709 driehoek valt. De Rec.2020 driehoek bevat aanzienlijk veel meer kleuren en is voorgesteld als standaard voor UHD-tv.

Hoezo, nog realistischer? Alle kleuren die het menselijk oog kan waarnemen zijn vastgelegd in de CIE 1931-kleurruimte. Op de figuur hiernaast wordt die kleurruimte weergegeven door de volledige hoefijzervorm. Het huidige kleurbereik van onze televisies, gedefinieerd door BT.709 en weergegeven op de figuur door de kleinste driehoek geeft daar helaas slechts 35,9 % van weer. In de cinemazaal gebruikt men al een breder kleurbereik dat 53,6 % van CIE 1931 kleurruimte toont. Het Rec.2020-kleurbereik dat we graag geïmplementeerd zagen, zit binnen de grotere driehoek op de figuur en geeft 75,8% van het CIE 1931 kleurbereik weer. Televisies die dat kleurbereik gebruiken zouden een aanzienlijk realistischer beeld tonen, waarin veel fellere kleuren mogelijk zijn dan nu.

8 bit-kleur zoals we die nu gebruiken kan bij kleur gradiënten tot banding leiden (onderzijde van het beeld). Met 10 of 12 bit-kleur kan de gradiënt zonder storende overgangen getoond worden.

Een ander aspect dat de kleurweergave verbetert is het aantal bits dat we gebruiken. Vandaag en ook onder het nieuwe UHD-logo is dat beperkt tot 8 bits. Dat betekent dat we voor elke basiskleur (rood, groen en blauw) 256 (2^8) tinten kunnen weergeven. Aangezien we met drie basiskleuren werken kan een televisie ongeveer 16,7 miljoen (256^3) kleuren weergeven. Dat volstaat in veel gevallen, maar bij zeer subtiele kleur gradiënten is het mogelijk dat die 256 stappen niet genoeg nauwkeurigheid bieden en je kleurbanden ziet. Rec.2020 stipuleert 10 of 12 bits kleur om dat probleem te vermijden. Met 10 bits kunnen we 1024 tinten per basiskleur en een totaal van 1,07 miljard kleuren weergeven. Met 12 bits zijn dat zelfs 4096 tinten en 68,7 miljard kleuren. Daarmee zouden alle banding problemen opgelost zijn.

Voorlopig betekent 4K dus enkel een hogere resolutie. DigitalEurope liet wel weten dat zede huidige richtlijn als een basis zien, en dat ze niet willen speculeren over verdere karakteristieken tot de markt wat rijper en beter begrepen is. Mogelijk zit er in de toekomst dus toch nog een extra logo in. Dat zou dan wel het bredere kleurbereik en hogere bitdiepte kunnen vereisen. Maar denk er aan, zelfs dan zijn we nog niet klaar. Het volstaat immers niet dat onze televisies hogere resoluties of meer en nauwkeurigere kleuren kunnen weergeven. Het blijft hoedanook wachten op content die ook aan al deze specificaties voldoet.