Ultra alta definición

Comparación de las resoluciones 16K, 8K, 4K, HD y SD

• 8K-Hi-vision 8K especificaciones

Especificaciones principales:

• Resolución mínima: 3840 × 2160 píxeles (4K) (21:9) (8,2 megapíxeles, aprox 8,3)
• Resolución mediana: 7680 × 4320 píxeles (8K) (21:9) (33,1 megapíxeles, aprox 33,2)
• Resolución máxima: 15360 × 8640 píxeles (16K) (21:9) (132,7 megapíxeles, aprox 132,8)
• Imágenes por segundo: 30, 60 y 120 imágenes/s.
• Audio: 22.2 canales
  • 9 — Por encima de los oídos
  • 10 — A nivel de los oídos
  • 3 — Por debajo de los oídos
  • 2 — Bajas frecuencias
• Banda: 21 GHz de frecuencia de banda
  • 600 MHz, 500~6600 Mbit/s de banda

Ultra High-Definition (en español: ultra alta definición), también conocido como UHDTV (siglas en inglés de Ultra High Definition TeleVision) y UHDV (siglas también en inglés de Ultra High Definition Video), se refiere a un formato de vídeo digital, propuesto por la NHK de Japón. Esto incluye las definiciones 4K (2160p), 8K (4320p) y 16K (8640p), las cuales son tres señales digitales de video, propuestas por el antes mencionado NHK y aprobadas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). La Asociación de Consumidores Electrónicos anunció, el 17 de octubre de 2012, que se usará «Ultra High Definition» o «Ultra HD» para pantallas con una relación de aspecto de por lo menos 16:9 y al menos un puerto digital capaz de portar vídeo nativo a una resolución mínima de 3840x2160 píxels. El criterio para considerar una resolución de alta definición es algo cambiante con el tiempo y resoluciones de baja calidad hace unos años eran altas y viceversa.

Visión general

La tecnología UHDV proporciona una imagen cuya resolución es 16 veces superior a la alta definición (1920x1080), y hasta 75 veces superior al sistema PAL (720x576). Es importante tener en cuenta que esta comparación se realiza considerando pantallas de igual tamaño, dado que la resolución por sí misma no es un factor de calidad, sino la densidad de píxeles en una pantalla de un tamaño dado.

La tecnología UHDTV cuenta con 7680 píxeles por línea horizontal y 4320 píxeles por columna vertical (resolución de 7680x4320), es decir, más de 33 millones de píxeles. Comparada con las 1080 píxeles por columna vertical del HDTV y sus poco más de dos millones de píxeles, mejora en dieciséis veces la nitidez de la imagen utilizando un monitor del mismo tamaño y también la experiencia con los nuevos sistemas digitales de entretenimiento, como las consolas de videojuegos.

Características

Vídeo

18 minutos de vídeo UHDV sin comprimir ocupan alrededor de 3,5 terabytes y un solo minuto alrededor de 194 gigabytes (aproximadamente 25 terabytes de almacenamiento para 2 horas). Si el vídeo de HDTV (1920×1080p60) tiene una tasa de bits de 60 Mbps usando la compresión MPEG-2, entonces un vídeo que es 4 veces la cantidad de píxeles, a lo alto y a lo ancho, requerirá una tasa 16 veces superior a esa cantidad, lo que llevará a 100 Gb para 18 minutos de UHDV o 6 Gb por minuto.

Implementando los códecs H.264 (MPEG-4 AVC) o VC-1 se necesita únicamente la mitad de la tasa de bits que MPEG-2, lo que se traduce en 50 Gb por cada 18 minutos de UHDV o 3 Gb por minuto (suponiendo que fuera una compresión lineal; pero, en realidad, es un tanto estocástico, lo que quiere decir que es un bitrate exagerado y serían más que aceptables los resultados de tasas de compresión mucho más bajas). Esto supuso dificultades para adoptar el formato UHD hasta que la aparición del códec HEVC, al ser más eficiente que los anteriores, permitió manejar el UHD con anchos de banda y capacidades razonables.

Sonido

El futuro televisor UHDV estará provisto de un sonido 22.2, (10 altavoces a nivel medio, 9 a nivel superior, 3 a nivel bajo y 2 para los efectos bajos), claramente superior al 5.1 y al 7.1 que existen en la actualidad.

Sin embargo, pasará algún tiempo antes de que se pueda emplear esta tecnología a nivel doméstico, debido a que producir películas y demás contenido audiovisual será mucho más complejo. Los defectos se notarán a simple vista, y además el hardware y equipamiento que se deben utilizar para poder trabajar con este tipo de tecnología aún no están disponibles. Actualmente se manejan Estéreo (2.0) para contenido web o Surround/Dolby Atmos (5.1 / 7.1.4) para producciones cinematográficas.

Cuestiones de almacenamiento

Todo lo anterior quiere decir que un Disco Holográfico Versátil de 12 cm con una separación de 3 micrones entre pistas (cada uno de 3,9 TB) podría almacenar alrededor de unas 11 horas de vídeo UHDV con MPEG-2 o 22 horas usando la compresión H264/VC1, comparado con los 18 minutos y medio de capacidad si esto no tuviera compresión.

De otro modo, usando un disco Blu-ray de 8 capas (con una capacidad total de 200 GB) se podría almacenar aproximadamente 36 minutos de vídeo UHDV con MPEG-2 o 72 minutos con H264/VC-1 (sin comprimir, sería apenas un minuto de UHDV). A 50 TB un PCD (protein-coated disc) podría almacenar unas 284 horas (~12 días) de vídeo UHDV con compresión H.264/AVC/VC-1, pero resultaría redundante dado que este medio podría contener 4 horas de vídeo UHDV sin comprimir. Una vez que se logre implementar materiales ferroeléctricos estabilizantes se podrían almacenar alrededor de 1024 horas de vídeo UHDV sin comprimir y 24.064 horas de vídeo UHDV con compresión H.264/AVC/VC-1. Por el momento, el soporte usado para comercializar este formato es el Blu-Ray UHD, que gracias al formato HEVC, permite comprimir el video 4K en un Disco Blu-ray de 50 o 100 GB. Para grabación doméstica en 4K, un disco de 50 GB suele permitir unas 2–3 horas a bitrate razonable; con bitrates muy bajos la duración puede aumentarse, pero a costa de una pérdida de calidad importante. En discos de 100 GB (tres capas, BDXL) es habitual obtener entre 3 y 6 horas de 4K con buena calidad; duraciones de 14 horas en 50 GB o 20 horas en 100 GB solo son realistas si se reduce considerablemente la resolución y/o la calidad de imagen. Asímismo también permite transmitir video UHD a través de Internet medante conexiones de fibra óptica. Línea de abonado digital, 5G, Internet satelital y Cable coaxial.

Emisión digital en ultra alta definición

España

Actualmente en España, y en idioma español, hay dos canales que pueden verse en UHD:

• La 1 UHD. En algunas ciudades este canal era conocido antes como TVE 4K, canal en UHD que empezó a emitir en 2018 por TDT.
• UHD-2, canal promovido por la industria audiovisual (Medina Media, RTVE, Dolby, Atresmedia y Mediapro, entre otros) que emite en pruebas para elaborar un "Libro Blanco del UHD en España" junto con la colaboración de la Universidad Politécnica de Madrid. Actualmente, este canal puede verse en abierto, a través de la TDT, en varias ciudades de España.
  • Listado de ciudades con emisiones de UHD Spain.

América Latina

Las transmisiones en Ultra Alta Definición (UHD o 4K) en América Latina crecen de forma notable gracias al avance del streaming y la modernización de canales de noticias y eventos deportivos. Aunque la televisión abierta tradicional (TDT) en la región opera mayoritariamente en HD, las plataformas digitales y operadores de paga lideran la adopción del 4K.

• Canales pioneros como Canal 26 en Argentina comenzaron a emitir su señal informativa completa en 4K, marcando un precedente para la región, acompañados por adaptaciones en cableoperadores selectos.
• Eventos deportivos mayores: Coberturas especiales de torneos globales (como la Copa del Mundo) integran señales en UHD a través de plataformas de streaming aliadas y canales de deportes de tv de paga en países como Brasil y el cono sur.
• Plataformas de Streaming (OTT): Servicios principales como Netflix, Disney+, Prime Video y YouTube ofrecen los catálogos más robustos de contenido nativo en 4K UHD para toda Latinoamérica, condicionados al plan de usuario y velocidad de red.

Escalado de contenidos SD y HD a UHD

El escalado y la restauración de video mediante inteligencia artificial (IA) transforman material en definición estándar (SD) o alta definición (HD) a ultra alta definición (UHD / 4K). Las redes neuronales analizan cada fotograma para reducir el ruido, eliminar temblores, corregir zonas borrosas y reconstruir texturas y detalles ausentes de forma realista. Cómo Funciona el Proceso de IA

• Análisis de fotogramas: El software detecta patrones de píxeles repetitivos y compara fotogramas contiguos para mantener la estabilidad del movimiento.
• Reducción de ruido y artefactos: Limpia imperfecciones típicas de cintas analógicas (VHS), compresiones agresivas o entrelazado SD.
• Generación y reconstrucción: A diferencia de los estiramientos digitales clásicos, la IA predice e inyecta detalles nuevos (como poros, texturas de ropa o bordes definidos) para que el archivo final en UHD no se vea pixelado.

El escalado y restauración de video por inteligencia artificial en tiempo real (es decir, mientras se observa el contenido) depende de procesadores de imagen integrados de alto rendimiento. A diferencia del software de computadora, estos chips deben procesar y reconstruir fotogramas a 60 o 120 cuadros por segundo instantáneamente. Los principales procesadores de TV y reproductores físicos del mercado que lideran esta categoría se detallan a continuación.

Procesadores de Televisión (Smart TVs) Los fabricantes de gama alta han dejado atrás los algoritmos fijos de nitidez para implementar redes neuronales profundas (Deep Learning) que identifican rostros, objetos y tipos de texturas antes de escalarlos.

• LG: Procesador α11 AI (Alpha 11) y α9 AI Cómo funciona: Es el chip de IA más potente de la marca, equipado con un motor dual de IA (Dual AI Engine). Cuenta con las tecnologías AI Super Upscaling y AI Object Remastering Ultra, las cuales reducen el ruido píxel por píxel, limpian el texto borroso y añaden profundidad separando el fondo del primer plano de forma inteligente. Disponibilidad: Exclusivo de sus pantallas OLED de gama premium (como las series LG G6, C6 o sus equivalentes previos G5 y C5 AI).
• Sony: XR Processor (Cognitive Processor XR) Cómo funciona: Considerado consistentemente por expertos de la industria de plataformas como RTINGS como el mejor procesador de escalado para limpiar señales analógicas, canales de cable por sintonizador, o videos de baja tasa de bits (bitrate) de plataformas como YouTube. Divide la pantalla en zonas para analizar dónde se enfoca el ojo humano (mapeo cognitivo) y aplica la restauración de texturas de forma selectiva. Disponibilidad: Modelos OLED y MiniLED de la línea Sony BRAVIA de gama alta.
• Samsung: NQ4 AI Gen2 / AI Quantum Processor Cómo funciona: Utiliza múltiples redes neuronales de aprendizaje profundo en simultáneo para mapear y restaurar la información que se perdió en la compresión del archivo SD o HD. Su tecnología Samsung Vision AI adapta el contraste y la nitidez de forma quirúrgica para simular un acabado UHD/4K nativo.Disponibilidad: Integrado en las líneas Neo QLED 4K y pantallas OLED premium de Samsung.

Reproductores de Medios Físicos (4K Blu-ray) y Streaming.

• Panasonic DP-UB820EGK 4K Ultra HD Blu-Ray Player: Incorpora el aclamado procesador HCX (Hollywood Cinema Experience).Su escalador 4K High-Precision Chroma procesa las señales de color y definición de los viejos DVDs (480p) o Blu-ray estándar (1080p), interpolando los píxeles de manera uniforme para evitar los bordes dentados y "fantasmas" visuales. Cuenta con un motor de conversión ascendente a 4K en tiempo real que mejora el detalle de cada objeto individual dentro de la escena.
• NVIDIA Shield TV Pro: Utiliza el procesador Tegra X1+ acoplado a una red neuronal entrenada con miles de horas de video. Logra transformar transmisiones en vivo, series de televisión de los 90s y contenido HD de forma inmediata a 4K con una nitidez que supera a casi cualquier otro aparato de streaming del mercado.

Historia

2003

Dada su naturaleza experimental, los ingenieros de NHK debieron construir el equipo desde cero. En la demostración de septiembre de 2003 usaron una batería de 16 grabadoras de HDTV para poder capturar la señal de prueba, que duraba 18 minutos. La cámara utilizada fue construida a partir de 4 celdas CCD de 64 mm cada uno, con una resolución total de 3840×2160. A partir de esta resolución, fue empleado el corrimiento de píxel para aumentar la imagen capturada a 7680 × 4320.

2005

Expo 2005

El sistema fue demostrado en la Expo 2005 de Aichi, Japón.

Noviembre

En noviembre de 2005 NHK demostró una transmisión en vivo de un programa en Super Hi-Vision (UHDV) sobre una red de 260 km de fibra óptica. Usando la multiplexación por división en longitudes de onda densas, alcanzó una velocidad de 24 gigabits a través de 16 señales, de diferentes longitudes de onda.

2006

NAB-Electronic Media Show

El sistema UHDTV fue demostrado en el NAB-Electronic Media Show en el año 2006.

2007

El sistema UHDTV fue demostrado en el CES en la ciudad de Las Vegas.

2008

International Broadcasting Convention

El sistema UHDTV fue demostrado en el International Broadcasting Convention en el año 2008, en la ciudad de Ámsterdam, Holanda, y fue publicado en Broadcast Engineering e-newsletter.

2010

Desde julio de 2010, el sitio de Internet YouTube ha permitido subir vídeos 4K, a una resolución de hasta 4096x3072 (21:9).

2012

El primer modelo comercial de televisor UHDTV o 4K llegó a Estados Unidos en octubre de 2012.

2013

En el CES 2013 LG presentó el primer televisor a 8K de 95 pulgadas.

2014

En el CES 2014 Samsung presentó su primer televisor a 8K de 98 pulgadas.

2016

Coincidiendo con los Juegos olímpicos de Río 2016 comenzaron las emisiones de TV en 8k. La televisión japonesa emite por primera vez en ultra alta definición 8K. La cadena de televisión estatal nipona NHK ha comenzado sus emisiones de prueba en ultra alta definición 4K y 8K, con el objetivo de afinar esta tecnología y generalizar su uso ante los Juegos Olímpicos que la capital japonesa acogerá en 2020 (que posteriormente fue pospuesto a 2021 debido a la pandemia de COVID-19). Se trata de la primera emisión de prueba a nivel mundial realizada en 8K, el formato superior dentro de la denominada ultra alta definición que cuenta con una resolución de 4.320 píxeles (33,2 megapíxeles), es decir, dieciséis veces más que el actual estándar de alta definición.

Las emisiones se llevarán a cabo en los canales vía satélite de NHK, y está previsto que para 2018 el formato de ultra alta definición sea habitual en las mismas, informó la cadena estatal japonesa.

La tecnología de ultra alta definición o 4K multiplica por cuatro el número de píxeles de una pantalla de alta definición, de forma que la resolución es cuatro veces superior al HD o alta definición empleada actualmente. No obstante, los televidentes no podrán captar las emisiones en 4K y 8K con receptores y televisores convencionales, por lo que NHK tiene previsto instalar este tipo de aparatos en sus sedes y en lugares públicos de las mayores ciudades del país para promocionar la nueva tecnología.

El formato 4K ya había sido empleado en fase de pruebas en otros países, aunque Japón fue uno de los pioneros en su desarrollo gracias a los proyectos llevados a cabo por NHK en colaboración con universidades niponas y con compañías como Sony, Panasonic, Sharp y Toshiba. (Fuente: http://www.rtve.es/noticias/20160801/television-japonesa-emite-primera-vez-ultra-alta-definicion-8k/1379660.shtml)

2019

En el mes de diciembre y durante la cita anual del Snapdragon Summit, se dio a conocer que el procesador Snapdragon 865 sería el primero en ofrecer grabación en calidad 8k en un teléfono móvil.

2020

Sony creó y lanzó un televisor con calidad a 16K con un tamaño de 19,2 x 5,5 metros, y un costo de un millón de dólares. Es el primer televisor con resolución 16K con una tecnología denominada Crystal LED.

Tecnologías relacionadas

HDTV

HDTV (siglas en inglés de High Definition Television, televisión de alta definición en español) es uno de los formatos que, junto a la televisión digital (TVD), se caracterizan por emitir señales televisivas en una calidad digital superior a los sistemas tradicionales analógicos de televisión en color (NTSC, SECAM, PAL).

Fabricantes

Sony

Recientemente Sony ha sacado a la venta su teléfono móvil capaz de grabar y reproducir en resolución 4K UHD se trata de su buque insignia Sony Xperia Z5 Premium además de ya contar en el mercado con su amplia gama de Televisiones capaces de soportar la 4K UHD contanto con distintos estilos y modelos que apremian esta capacidad.

La televisión a la venta más grande con la cual cuenta hasta hoy es de 86 pulgadas permitiendo la reproducción de archivos en resolución 4K

LG

LG presentó en la Feria Internacional de Electrónica CES 2014 cinco nuevos equipos de TV Ultra HD de entre 55” y 77”.

Una de esas presentaciones fue el LG 77EC9800, con pantalla OLED curva de 77” el cual cuenta con una resolución 4K Ultra HD (3840 x 2160 pixeles) que permite al televidente tener una mejor perspectiva visual. El televisor ganó el premio “Lo Mejor de las Innovaciones” de CES 2014.

En el CES 2017, LG muestra ahora una pantalla 8K ultradelgada, aunque ya en el IFA 2014 había mostrado su primer prototipo de tal resolución: una TV 8K de 98 pulgadas.

En el CES 2018, LG desveló un televisor 8K con 88 pulgadas de tamaño, contando con un panel OLED y una resolución de 7680×4320 píxeles.

Toshiba

El 6 de enero de 2014 en la Feria Internacional de Electrónica CES, Toshiba presentó nuevos televisores Ultra HD de entre 32" y 65" y los primeros portátiles con pantalla Ultra HD, el Satellite P50t-B para la gama de consumo y el Tecra W50 para el mercado profesional.

Con estos portátiles ya es posible interactuar en esta resolución, por ejemplo con juegos, edición de imagen y vídeo.

Red one

La compañía Red Digital Cinema Camera presume de que su cámara captura a Ultra Alta Definición, a pesar de que su resolución máxima es de 2540p (un poco más que el estándar Digital Cinema 4k de 4096×2160; véase imagen).

Samsung

El teléfono móvil Samsung Galaxy Note 3 de la compañía coreana cuenta con una cámara con capacidades de vídeo 4K (2160p).

Samsung, en el IFA de Berlín de 2018 que presentó sus primeros televisores QLED con resolución 8K

Panasonic

En la feria IBC de Japón de 2008 fue una de las primeras marcas en mostrar un sensor capaz de grabar en resolución 4K UHD

En septiembre de 2013 fue la primera marca en anunciar un TV capaz de soportar resolución 4K a 60fps con su TV de 65 pulgadas modelo WT600, gracias a ser el primer TV en el mundo compatible con el estándar HDMI 2.0

Dell

La compañía Dell, se mantiene como uno de los pioneros en cuanto a tecnología punta en pantallas. En el CES 2017 presentaron al mercado su monitor Dell UP3218K con una resolución 8K, lo que hace muestra también de unos innovadores 280 ppp (Pixeles Por Pulgada) en pantallas de este tamaño (31.5 pulgadas según han informado), con un precio de lanzamiento de $5000.

Hisense

El primer televisor con resolución 4K (Ultra HD) en la historia de Hisense fue la serie Hisense XT880. Esta línea de pantallas se presentó oficialmente a finales de 2012 y llegó al mercado internacional a lo largo de 2013, marcando la entrada de la compañía china en el mercado de la ultra alta definición. Se lanzó originalmente en versiones de 50, 58 y 65 pulgadas.Resolución: 3840 x 2160 píxeles (4K UHD), que ofrecía cuatro veces más definición que el estándar Full HD de la época. Fue la base de lo que Hisense empezó a denominar "U-LED", un intento temprano de mejorar los paneles LCD mediante algoritmos avanzados de retroiluminación. Incluía capacidades 3D activas, conectividad Wi-Fi, una cámara USB desmontable para videollamadas por Skype, y control básico por gestos y reconocimiento facial. En el momento de su lanzamiento este modelo causó un gran impacto en la industria porque se vendió a un precio aproximado de $2,000 dólares. Mientras que marcas competidoras vendían televisores 4K gigantescos por encima de los $20,000 dólares, Hisense obligó al mercado a abaratar la tecnología UHD para el consumidor promedio. Al ser un modelo previo a que se estandarizaran por completo los puertos HDMI 2.0 y el protocolo HDCP moderno, funcionaba principalmente a 4K a un máximo de 30Hz. No obstante, este televisor cimentó el camino para los actuales modelos comerciales de la marca.

TCL

El primer televisor 4K comercializado por TCL fue la serie de televisores inteligentes Cloud de 2013, la cual incluyó los modelos insignia Cloud XiE 5690, Cloud QingV 8500 y Cloud MuH 9500. Presentados oficialmente a mediados de 2013, estos modelos cumplieron con los primeros estándares oficiales de certificación 4K en China. Variedad de tamaños: La línea pionera abarcó un abanico desde las 39 pulgadas hasta las 85 pulgadas para su modelo gigante de ultra alta definición. Durante la feria tecnológica IFA 2013, TCL mostró su salto global a la resolución Ultra HD mediante su cadena de suministro vertical, expandiendo esta tecnología a mercados occidentales (incluso bajo su marca licenciada Thomson con el modelo U55W9786). Solo un año después, en 2014, TCL se convirtió en pionera al fusionar la resolución 4K con la tecnología de puntos cuánticos en China, sentando las bases de sus actuales gamas QLED.

Véase también

• Audio UHD
• Radio UHD
• MPEG-H
• Blu-ray Ultra HD

Enlaces externos

Noticias y referencias UHDV en Whatis.com The New York Times: Just Like High-Definition TV, but With Higher Definition Peliculas en UHD 4K Japón demuestra lo más nuevo en transmisión televisiva Europa es testigo del futuro de HD Investigadores crean el sucesor del HDTV Emisiones en pruebas de TVE 4K en España

Sitios oficiales Artículo de NHK en 2005 sobre Super Hi-Vision y su aplicación doméstica (en inglés) Tecnología de transmisión digital de NHK

Referencias

• Datos: Q841163
• Multimedia: Ultra High Definition Television / Q841163